資深工程師談汽車電池包的密封設(shè)計(jì)

　　這里聊聊電池包的密封設(shè)計(jì)，這里主要從要求開始說起，特別是前陣子上汽搞活動(dòng)把電池包放魚缸的活動(dòng)。

　　這里主要Show的其實(shí)是防護(hù)等級(jí)的能力，Ingress Protection Rating，是對(duì)液態(tài)和固態(tài)微粒的防護(hù)能力。

　　這里主要是最初在新能源上海地標(biāo)里面的要求（DB31），車輛B級(jí)電壓電路應(yīng)按GB/T 18384.3-2001中第5章的規(guī)定提供直接接觸防護(hù)，布置在乘客艙或行李艙外部的B級(jí)電壓電路的防護(hù)性能應(yīng)滿足IP67的要求。這事主要是考慮上海下雨多，地洞多，萬一積水卡在那就Over了，其實(shí)這個(gè)乘客艙要進(jìn)誰，而且要浸入15cm～1m，大家想想是啥概念。這個(gè)事，一方面限制了主動(dòng)風(fēng)冷，一方面也對(duì)電池系統(tǒng)的Venting設(shè)計(jì)有著很高的要求。

　　其實(shí)看布置位置，如果按照涉水試驗(yàn)要求來，布置在底盤上的要求高，但是在后備箱下面這個(gè)事就很怪異了。在UN的協(xié)調(diào)工作中，也只是對(duì)涉水要求較高，僅僅針對(duì)電池包意義也不是特別大。

　　那么在IP67的前提下，基本選擇散熱的方式就只有

　　1）液冷

　　2）冷媒直接冷卻

　　3）被動(dòng)冷卻

　　做這個(gè)事的好處，其實(shí)可以讓BMS的設(shè)計(jì)防護(hù)，稍微省心一些些，當(dāng)然BMU部分該Coating還得Coating，這個(gè)故事我后面再擺一擺。水汽一旦進(jìn)入包里面，凝露和冷卻液泄漏都可能導(dǎo)致采樣線這一層級(jí)的中等層級(jí)的短路和微短路路，這兩者的失效模式前者可以設(shè)計(jì)考慮Fuse，后者抓瞎。

　　現(xiàn)在都在這個(gè)方向走，那設(shè)計(jì)的時(shí)候就按這個(gè)來。

　　其實(shí)從模塊也好，包也好都是一步步做的，首先考慮的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　A）模組設(shè)計(jì)

　　B）電池包的密封設(shè)計(jì)

　　其是從結(jié)構(gòu)上都差不多，仔細(xì)看看，功率電子里面的電池包設(shè)計(jì)類似。

　　1）逆變器

　　2）DCDC

　　3）充電機(jī)

　　甚至是某些防水的ECU，特別是VCU，設(shè)計(jì)都是類似的。

　　材料選擇

　　以下內(nèi)容作者為宋春亮，文章太長(zhǎng)，我基本把他的意思總結(jié)成一張導(dǎo)圖和一些知識(shí)概覽了。宋兄創(chuàng)辦了上海誠(chéng)懋化學(xué) 17717595215，他是清華畢業(yè)，中科院讀了碩士，專門干這個(gè)，有問題可以咨詢他。

　　從材料角度密封需求如下：

　　從電池系統(tǒng)會(huì)提出

　　密封壽命

　　使用環(huán)境（回彈、變形、耐氣候特性+高低溫特性）

　　從整體上來看：

　　密封性：密封劑≥泡棉膠帶≥密封圈

　　價(jià)格：泡棉膠帶≥密封劑≈密封圈

　　可制造性（自動(dòng)化）：密封劑≥泡棉膠帶≥密封圈

　　可制造性（時(shí)間）：泡棉膠帶劑≈密封圈≥密封劑

　　密封壽命：密封劑≥泡棉膠帶≥密封圈

　　從選擇來看概覽如下：

　　1）橡膠密封圈：一般由橡膠、硫化劑、促進(jìn)劑、增塑劑、填料等硫化而制得

　　2）密封劑液態(tài)分子在一定條件下進(jìn)行固化

　　這個(gè)視頻挺有趣的哈，我研究生期間還做過點(diǎn)膠機(jī)的控制軟件來著。

　　下面是分析優(yōu)缺點(diǎn)

　　3）泡棉是將基材如橡膠或塑料和發(fā)泡劑等助劑在一定溫度壓力下進(jìn)行反應(yīng)得到的發(fā)泡材料

　　從廣義上來看，還是有更多的探討和選擇的，宋兄說的也未必全面哈，這個(gè)需要坐下來好好的聊聊。

　　小結(jié)：

　　1）從系統(tǒng)上來看，IP67有自己的設(shè)計(jì)需求，但是密封之后有Venting的需求，又和熱失控有了關(guān)聯(lián)，后面具體來討論Venting的需求

　　2）術(shù)業(yè)有專攻，汽車內(nèi)部的設(shè)計(jì)，分解出來變成了系統(tǒng)的、材料的、結(jié)構(gòu)的大量的技術(shù)交叉，汽車電子只是其中的一小部分