【INFICON】电动交通行业：电动汽车和燃料电池汽车泄漏检测

年复一年，电动交通变得越来越重要。随着纯电动汽车和插电式混合动力汽车数量的增长，动力电池的需求量也在增长。确保其质量成为汽车制造商和供应商的核心任务。燃料电池电动汽车(FCEV)也需要通过电池来为驱动汽车的电机供电—虽然这类电池的容量明显更低。无论如何，都必须对燃料电池电动汽车的储氢罐和燃料电池进行严格的泄漏检测。

在动力电池的生产过程中，对所有相关部件进行一致的泄漏检测至关重要。这是因为，在这个非传统零排放驱动的时代，消费者既不希望自己的汽车起火，也不希望几年后就要再花一大笔钱购买新电池才能重新获得必要的容量和可接受的续航里程。对于动力电池，在生产的每个阶段都务必确保电芯中的电解液无论如何都不会漏出，也不会接触到水，甚至不会接触到空气中的湿气—这是因为存在水与电芯的电解液反应生成氢氟酸的风险。此外，由于短路风险，水也不得从外面进入电池模组或电池包。由于电池永远不应过热，因此，动力电池的冷却回路还必须防漏并能防止冷却介质损失。

动力电池既是潜在的危险源，又是对纯电动汽车/插电式混合动力汽车的成功至关重要的易损件。在燃料电池电动汽车的氢技术领域，安全性和密封性在任何情况下都是必不可少的。想要长期满足客户需求的任何非传统驱动装置制造商都不可避免地要在制造过程中使用适当的泄漏检测方法。质量保证至关重要。

美国汽车制造商也在推动电动汽车市场的增长。除了在纯电动汽车和插电式混合动力汽车的产能方面进行投资之外，锂离子电池的内部生产也发挥着越来越重要的作用。例如，通用汽车与韩国LGChem的合资企业UltiumCells目前正在美国俄亥俄州的洛兹敦建设锂离子电池制造厂。这家企业位于田纳西州斯普林希尔的工厂是通用汽车为生产电动汽车而设立的第三家工厂。甚至福特的新任首席执行官JimFarley都公开表示考虑建立自己的电池制造厂，以便能够更灵活地应对福特快速增长的产量。目前，像特斯拉这样的纯电动汽车先驱已经依赖于自己的电池生产有一段时间了—尽管位于内华达州斯帕克斯附近的特斯拉1号超级工厂目前仅达到其最终计划产能的30%。

目前，包括本田、现代和丰田在内的许多亚洲汽车制造商都对这项技术的未来充满信心，纷纷推出燃料电池电动乘用车。例如，丰田已经推出的新一代Mirai车型自2021年起将年产3万辆—将目前的产能提高了10倍。供应商罗伯特·博世也在其德国萨尔州洪堡工厂制造燃料电池部件，并计划在2022年前将一种新型“博世电池堆”推向市场，尤其用于为重型车和商用车提供动力。博世预测，到2030年，全球所有电动汽车将有高达20%通过燃料电池产生驱动力。

电驱动装置及其单个部件的泄漏检测要求像产品本身一样复杂。关键部件包括电池(注有电解液)、介质回路(含有水乙二醇或氢)以及电气部件(带有高电压/电流)。这些部件对制造过程中的质量保证提出了最高要求，因此也对泄漏检测提出了最高要求。

在RobertBoschManufacturingSolutionsGmbH，多年来，我们一直从事高精度泄漏检测技术的研究。一项重要发现是，热力学物理原理和模拟等理论思考是选择适当检测方法的初始方向。然而最终，这是不够的。例如，简单地回答液体开始泄漏时的漏孔尺寸的问题绝非无关紧要。材料和漏孔的几何形状以及热力学边界条件(例如温度、压力和粘度)在其中都发挥着重要的作用。除了检测所用的实际漏率限值(无论该限值由相关标准还是产品质量的其他考虑因素规定)之外，还必须选择正确的检测方法。同样地，必须始终对泄漏检测的成本进行评估.开始时，通常采用简单而低成本的基于压缩空气的泄漏检测方法，例如压力衰减法或质量流量法。然而，本文明确指出-我只能根据自己的经验证实这一点-要达到检测所用的泄漏限值往往需要进行示踪气体分析。通过本文介绍的新型检测技术,可以找到经济的解决方案，尤其适合对生产周期和加工能力有相应要求的工业生产除了在泄漏检测中实际遇到的一般挑战之外，本电子书还将介绍各种检测技术和重要的经验示例，并使读者很好地了解非传统驱动装置领域。