科普｜电池包密封性设计

哇，电动车可以当船开，仰望U8的应急浮水功能再次刷新了大家的认知，众所周知仰望U8作为新能源汽车，其必然会使用到电池包，那电池包的防水性能是如何定义，如何达到的呢，我们一起走进电池包密封性设计。

动力电池包是目前纯电动汽车的唯一动力能量来源，作为纯电动汽车的核心部件，电池包的安全性直接影响到整车的安全性。电池包应首先满足电气设备外壳防护等级IP67（水深1米，浸泡30分钟不进水）或者IP68（无明确标准，严于IP67均算）设计要求开发，才能保证电池包密封防水，电池组不会因为进水而短路。因此对电池包的密封防水就格外重要，直接关系到电池包设计的成败。

为了有效的驱动电动车电机，动汽车上动力电池组的输出电压均在200伏以上。电池包除了保障能够容纳电池外，还必须能有效地隔绝乘客和操作人员与电池产生接触；电池箱体必须保证密封防水，防止由于进水而导致电路短路，电池箱体防护等级要求应达到IP67。

其设计要求如下：

1. 电池的两极连接板以及两极与电池包的最小距离要有有效的绝缘间隙，中间可以使用绝缘材料隔开或者有足够的空气间隙，以防止击穿放电；

2. 电池包带电体与包体间应有绝缘材料隔开，最好是箱体涂抹绝缘材料，电芯使用蓝膜包裹；

3. 电池包上存有影响密封的焊缝处要必须涂加密封胶，箱体顶盖与下箱体配合处要添加密封材料，接插件固定处要采取相应密封措施；

4. 电池包的布置在避让底盘部件和车身的同时应尽量靠上，箱体其最低点应不小于整车的最小离地间距，以满足不同路况下整车的通过性并防止机械损伤；

5. 电池包的接插件安装孔和进出风口应尽量布置在电池箱体的二分之一高度以上。

IP是IngressProtection的缩写，IP等级是针对电气设备外壳对异物侵入的防护等级，即具备一定的防水防尘能力。防护等级多以IP后跟随两个数字来表述，数字用来明确防护的等级。

第一个数字表明设备抗微尘的范围，或者是人们在密封环境中免受危害的程度。I代表防止固体异物进入的等级，最高级别是6；第二个数字表明设备防水的程度。P代表防止进水的等级，最高级别是8。如电机的防护等级IP65。

接触电气设备保护和外来物保护等级(第一个数字)电气设备防水保护等级(第二个数字)密封性/IP等级要求也随着电池包在整车上安装位置的不同而不同。密封的介质可以使电池包本身的结构，也可以是借助整车的结构。如果电池包安装在车辆的涉水区域，则要求密封等级要求较高，比如IP67。

电池上、下盖之间密封考虑使用密封胶或其他方式，接插件固定处也需要采取密封。通常，上盖主要起密封防护作用，不是主要的结构支承部件，因此可以采用较薄的设计(例如冲压成型的镀锌薄钢板)，而在上盖翻边上冲压断续半圆筋可以更好的提高与下盖接触面的强度和密封性。电池箱体的材料选择一般可以考虑：焊接性、加工型、喷涂性、轻量化。

密封性测试方法如下：

1. 气检法，气检法是对密封性箱体进行充气，在一定时间内，看气压是否可以保持住的测试方法，具体操作是，对密闭箱体充气，使用气压表控制压力，对电池箱进口充气，加气压力到一定压力，保压1min或者更长时间，用肥皂水检查是否有漏气的地方。若箱子没有漏气，可以保压，说明电池箱体密封性达到了一定等级。

2.沉水法，这个是将密封好的箱体沉入特定水深的水中， 待浸泡一定时间后，对箱体进行绝缘耐压检测，或者直接打开上盖，看箱体内是否浸水。若箱子内完全干燥，则说明电池箱体密封性至少达到了相关以上。若箱子内部进水，则说明密封不够，需查找原因和改进。但是这是一种破坏性的验证，一般是检测机构才会使用。

3. 压差法测定气密性通过仪器内部电子调压阀对该检测部件进行充气。在经过一个简短的充气过程之后，关闭调压阀，以隔离气源和检测工件。仪器内部压差传感器压力的变化就会显示出腔内气体压力的降低，这就意味着工件泄漏。使用此方法可以实现精准测量，规律性强，实时显示和保存，数据追溯等功能。

在动力电池包体四周使用发泡密封条，目前一般使用硅胶条。然后使用螺丝锁付箱盖，这种方式方法是目前比较常用的密封方法。硅橡胶发泡密封条的防水原理：硅橡胶密封条在压力作用下会发生弹性形变，使接触界面与密封条之间的空隙被填充并产生反弹力，从而使得接触面与发泡密封条间产生摩擦力。在密封条自身不泄露时，当该摩檫力和反弹力都大于被密封介质的内压或外压时，密封材料才不会发生因变形或位移产生泄漏，反之则发生泄漏。

该方法目前广泛被各大电池厂使用，优点是技术比较成熟，如果电池包内部出现问题，可以拆开箱盖进行检查。缺点是不良率较高，需要人工粘贴密封条。

直接使用胶水进行密封也是一种成本较低低的方法，目前使用这种方法的主要是特斯拉和比亚迪CTB结构电池。其实将密封胶直接涂抹在箱体上，将上盖盖在箱体上，将上盖直接粘死。这种方法是成本降低，工序较为简单，缺点是无法进行返修，一旦漏水进去，也就意味着电池箱报废。

一般由橡胶、硫化剂、促进剂、增塑剂、填料等硫化而制得。

一般采用结构胶或者密封胶，凡是可以提供有效的粘接力的胶水即可，粘度不可太低。特斯拉还使用发泡胶进行密封，但是发泡胶工艺较为复杂，控制难度较大，目前没有大规模推广开来使用

是将基材如橡胶或塑料和发泡剂等助剂在一定温度压力下进行反应得到的发泡材料。