新能源汽车在迅速普及的同时也带来一系列的安全问题，特别是电池安全，引起社会的广泛关注。如果电池包防水性达不到要求，对其电气安全、电池性能有着很强的破坏性。在暴雨、涉水场景中，电池包密封性若达不到要求，车辆可能将将无法启动；如果正处于行驶过程中，那么可能会限制功率，发生非正常停车；如果正处于充电状态，则可能会中断充电。而严重的还会导致电池线路高压短路引发起火，爆炸，或者低压线路短路，造成冒烟，起火。
为了守住新能源汽车的安全“底线”，从2021年1月1日开始实施GB 18384-2020《电动汽车安全要求》、GB 38032-2020《电动客车安全要求》以及GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》，这三项强制性国家标准进一步规范了新能源汽车所要达到的安全“底线”。但是，仅仅达到底线是不够的，目前新能源汽车电池产品技术仍在发展之中，企业有责任保持更高标准的安全性能，如此才能真正在激烈的市场竞争中突围。
一般来说，电池厂商和整车厂商对电池包都要求达到IP67等级及以上，这便对电池包防水性的技术有很高的要求。因此，电池包在设计之初就要考虑一项重要性能——电池气密性，以达到能够通过浸水实验
一、影响电池包气密性的因素
1.1碳素钢钣金箱体
一般而言，碳素钢钣金箱体采用钣金冲压成零部件后，直接进行拼接，再进行点焊成型。在焊接时，首先要控制焊接电流大小，防止焊穿或漏焊。
其次，在箱体焊接成型后，要进行整形处理，特别是要求箱体密封面平整、无毛刺。再次，是要保持接插件安装面的漆膜表面粗糙度。
1.2铝合金型材箱体
采用“铝型材挤压成型＋搅拌摩擦焊＋冷金属过渡（CMT）补焊”的工艺是目前比较通用的做法。具体控制要点如下：
首先须防止焊穿、偏缝、CMT漏焊。
其次，在进行搅拌摩擦焊时，刀具与箱体底板接触会产生大量热量，引起箱体的变形，使得后期在进行装配时，箱盖压紧密封垫，密封垫局部受压不均匀，从而形成不同的压缩变形率。当电池包内外产生压差时，会产生漏气现象。为保证良好的焊接质量，减少变形及焊接缺陷，搅拌摩擦焊的建议参数为1600～1800r/min，走速为800~1000mm/min。
再次是CMT补焊，当搅拌摩擦焊下线后，一般要采用手工补焊的方式进行加焊，在可能漏气或者焊接不良的位置适当满焊，特别是在箱体密封面边框结合部位，此部位一般厚度为2mm。由于铝合金材质本身的特性，焊接电流过小时熔焊深度不够，容易产生虚焊；焊接电流过大时，薄板位置又容易产生开裂和穿焊。
为了保证焊接强度，往往需要在接缝处堆焊，高度一般≤2.5mm。然而，堆高的焊缝会在焊缝与法兰面之间产生不规则角度及缝隙。在装配环节，当箱盖压缩密封垫时，密封垫会受到不同的挤压应力，需要对焊缝进行打磨处理，形成最佳圆弧过渡形状。在装配时，密封垫受力变形，可将焊缝周边位置进行填充，起到良好的密封效果。装配示意图如图2和图3所示。
密封垫压紧前的装配示意图
密封垫压紧前的装配示意图
另外，除了要调整好搅拌摩擦焊的工艺参数外，还要制作精良的焊装夹具，以减小焊接变形，降低焊接缺陷的产生。
1.3铝压铸箱体
铝压铸箱体可以一体成型，改善要点主要针对合金材质，防止有“砂眼”、夹渣等制造缺陷。此外，铝压铸箱体对密封条安装面的平面度和精度要求较高，需要对安装平面进行精加工处理。铝压铸箱体一般适用于小型电池包。当电池箱尺寸较大时，可以增加拼焊工艺来弥补。这类箱体可以很好地满足IP67标准要求，但铸造箱体受模具及工艺条件和自身质量等因素的限制，对于大型电池包，需从轻量化及工艺实现的角度去具体考量。
1.4密封垫
密封垫对整包的气密性起决定性作用，材质要具备阻燃性能，并符合汽车行业禁用物质的标准要求，同时要避免永久变形。密封垫材料可使用硅胶泡棉。在设计时需要综合考虑压缩率与永久变形率的关系。选用合适的压缩率的同时，密封垫的宽度要尽可能的覆盖住整个箱体密封面。
1.5电池箱盖
根据不同的制造成型工艺，电池箱盖产品的韧性及强度差别很大。在电池包封盖安装时，容易造成受力不均而开裂，从而影响电池包的气密性。在改善设计时，需要根据电池包的使用环境和具体要求进行匹配。例如：SMC电池箱盖可以增大箱盖法兰边与立面的圆角半径，优化纤维分布位置，以降低开裂风险。
1.6电气接插件
电气接插件的质量优劣与电池包气密性的关系最为密切。电气接插件的改善要点主要是接插件自身的密封性，特别是插针位置要有密封设计，接插件安装面的平面度、O型密封圈的永久变形性等方面，这些因素都会直接或间接影响电池包的气密性。
1.7防爆透气阀
防爆透气阀作为电池包的安全部件，具有内部排气和外部密封的双重作用。其气密性要求与电气接插件类似，但要求防爆透气阀的使用寿命应满足电池包的整个生命周期。因此，在设计改善时，除充分考虑其密封性外，对使用寿命也有较高的要求。
二、电池Pack包一体化气密性检测方案
在检测电池包气密性的过程中，需要关注到5个重要参数：充气气压、充气时间、稳压气压、稳压时间、泄漏率（如小于100Pa即使用泄漏时间）。
锂电池Pack包待测部分如下图所示
一是直冷板/液冷板管件气密性检测，
液冷板测试压力250-400KPa，直冷板测试压力1-2MPA。
二是锂电池包体气密性检测，
检测托盘框体与上盖组装后气密性，锂电池包体整包测试压力0-10Kpa
直冷板/液冷板气密性检测时需要高压检测，电池包体需要低压检测，以往的检测方案要配备高低压两套不同量程的气密性检测设备，分别对直冷板/液冷板、电池包整体进行测试，设备成本与管理成本成倍增加；且以前的技术，加压充气慢，效率相对低下。创新解决方案如海瑞思推出的锂电池Pack包一体化气密性检测系统，如下图所示，系统构成为加压气泵+一体化气密性检测仪+快速连接器。测试量程0-2MPA，集成了高低压检测功能，可满足直冷板/液冷板管件和电池包整体的测试压力需求，一台设备即可轻松应对整个电池Pack包的气密性检测。
电池包气密性检测试验通过，仅仅只是第一步。因为气密性结果能够与电池包浸水试验结果保持一致，不过这都是出厂前的情况下。而在后期车辆的使用过程中，会面对各种复杂的环境，会存在机械外力、温度变化、化学腐蚀等因素，因此电池包的每一部分结构的制造，在选材和工艺上都有严格要求。
