引言

電池包是電動汽車的唯一動力能量來源，作為電動汽車的三大核心件之一，其電氣安全性能至關(guān)重要；因此電池包的設(shè)計要求具有電氣設(shè)備外殼的IP67防水防塵護等級要求，因此其密封設(shè)計格外重要。

對于自然風(fēng)冷散熱的電池包，電池箱必須是完全密封的，在箱體或者箱蓋上設(shè)有透氣不透水平衡閥，起到平衡內(nèi)外壓力、防爆的作用；

對于靠強制風(fēng)冷的電池包，除了通風(fēng)孔處，其余位置不允許發(fā)生泄露；電池箱的上下蓋必須加密封圈、電氣件接插口和進出口風(fēng)道的位置必須加密封墊。

1 封圈的種類及特點

目前市面上的電池包中，主要有三大類密封圈。分別是橡膠類密封圈（材質(zhì)主要為EPDM、SBR）、膠黏劑類（材質(zhì)主要為有機硅體系）、泡棉膠帶類（材質(zhì)主要為發(fā)泡硅橡膠、聚氨酯等）。

各類密封圈的特點如表1所示。

在選取密封圈的材料時，主要考慮以下因素：密度、吸水率、壓縮應(yīng)力松弛、壓縮永久變形、撕裂強度、抗拉強度和阻燃率等。對于發(fā)泡硅膠類材料，還要考慮泡孔的結(jié)構(gòu)（閉孔、開孔、通孔、混合孔）。例如：開孔結(jié)構(gòu)容易進水，不適合做密封；混合孔結(jié)構(gòu)可以用于防水密封、但不能滿足防潮密封；閉孔結(jié)構(gòu)可以達到良好的防塵防水防潮濕等要求。膠黏劑等材料還需要考慮固化的時間等。

閉孔發(fā)泡硅膠的防塵防水防潮濕應(yīng)用，參考文章《閉孔發(fā)泡硅膠在電池殼體防潮密封中的應(yīng)用》。

2 密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計

電池包的密封設(shè)計要結(jié)合箱體一起設(shè)計。電池箱上殼或者下殼一般有薄板拼接件，最好采用點焊焊接；焊接前搭接處涂覆30mm的點焊膠；另個件對焊拼接時，可以采用銅焊，然后打磨平整；如果焊接后存在由于焊接熱應(yīng)力造成的變形，存在的縫隙可以通過涂覆流動性強的密封膠來實現(xiàn)密封。

上蓋和箱體的密封靠兩個端面和中間的密封材料實現(xiàn)，上蓋和箱體一般有四種結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)1，如圖1所示。上蓋和箱體通過螺釘緊固，中部密封材料被壓縮。需要的預(yù)緊力大，兩端面的平面度要求高。

1.上蓋 2.密封圈 3.箱體

結(jié)構(gòu)2，如圖2所示。上蓋和箱體通過螺釘緊固，依靠上蓋和箱體豎直面密封。需要的預(yù)緊力較大，對兩豎直平面的平面度要求較低。

1.上蓋 2.密封圈 3.箱體

結(jié)構(gòu)3，如圖3所示。電池包的密封面左右方向為一個斜面、前后方向是帶翻邊的斜面；箱體上設(shè)計有軸套，可以控制密封墊的壓縮量；雖然加大了設(shè)計和制造難度，但是對電池包的密封效果起很大作用；同時有水漬落在電池包密封面上時，斜面能避免流體流入到電池包內(nèi)。

1.上蓋 2.箱體 3.軸套 4.密封墊

電池箱體的進風(fēng)口和接插件安裝位置盡量布置在電池箱高度1/2以上，應(yīng)選用滿足IP67的接插件。

3 壓縮密封墊的設(shè)計

壓縮墊的密封設(shè)計就是采用預(yù)緊力使壓縮墊形成預(yù)壓縮量，借助彈性壓縮墊的反彈力形成密封面，從而起到密封作用。如果壓縮量太小，容易發(fā)生泄露；壓縮量太大，會導(dǎo)致橡膠應(yīng)力松弛而永久變形失效，導(dǎo)致泄露。因此，密封墊的設(shè)計要考慮壓縮率W

W=(h-₀-h₁)/ h-₀×100%

其中：h-₀為密封墊自由狀態(tài)下截面高度；h₁為壓縮后電池包上下蓋密封平面高度；

選取密封圈的壓縮率時，要考慮：a.要有足夠的接觸面積。b.盡量避免永久變形。

通常，密封墊都是設(shè)計為平面帶狀的單級密封，制作簡單，成本低，但是容易產(chǎn)生永久變形，經(jīng)不起反復(fù)拆裝，所以設(shè)計成間帶金屬導(dǎo)套的雙級密封結(jié)構(gòu)。金屬導(dǎo)套可以限制密封墊的壓縮量。例如密封墊度設(shè)計為10mm，金屬導(dǎo)套為8mm，那么密封墊的最大壓縮率為20%，滿足平面密封的壓縮率標(biāo)準：（15%~30%）。

4 結(jié)語

發(fā)泡硅膠具有優(yōu)良的耐熱、耐寒、阻燃性能，還具有海綿的固有彈性。同時吸水性較低、具有優(yōu)異的壓縮應(yīng)力松弛和抵抗永久變形的能力，適合作為電池包的密封材料。

合適的材料、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，才能使電池包的密封達到優(yōu)異的狀態(tài)。