文：電馳科研（137電車工坊）技術總監／羅玉林
電動汽車高壓系統在整車中主要完成電能供給和安全管理。將動力電池的高壓電通過高壓配電箱分給高壓用電設備和動力電池的充電管理。從整體上可看成三個部分：電源部分、驅動部分和電動設備。電動汽車在運行過程中，由於碰撞、衝擊、腐蝕、磨損、老化等外界因素的影響，使高壓電路與車身之間的絕緣阻值成為一個動態變化的物理量，為此對高壓電絕緣狀態的線上動態監測是安全監測的關鍵。
高壓系統控制器即時監測高壓系統的絕緣電阻，在出現絕緣故障時，由故障診斷程式判定後，通過CAN匯流排上傳控制器，並發出報警、降功率運行或切斷高電壓路。一旦發生絕緣失效下電，只有在確認排除絕緣故障且符合國家標準對絕緣性要求（直流100Ω/V，交流500Ω/V）後，才會允許下次上電，閉合主繼電器，高壓上電後，BMS會即時進行絕緣檢測；當發現絕緣值低於要求時，控制主繼電器再次下電。出現絕緣故障時控制系統會根據故障等級及時採取限制輸出功率、禁止充放電等相關保護並報警提醒。分析故障原因時要考慮故障出現的狀態：充電狀態、正常狀態、淋雨涉水、碰撞事故等，如圖1所示。
電動車動力電池包的絕緣故障問題很常發生，電池包外殼的防水等級一般會依照IP67（水深1m，30min浸沒）或IP68（水深1米，24h浸沒）設計要求開發，才能保證電池包密封防水，電池組不會因為進水而短路。因此對電池包的密封防水就格外重要，直接關係到電池包設計的成敗。
電動車上動力電池組的輸出電壓很高，電池包除了保障能容納電池外，還必須能有效地隔絕乘客和操作人員與電池產生接觸；電池箱體必須保證密封防水，防止因進水而造成電池包漏電，危及司乘安全，電池箱體防護等級要求應達到IP67/IP68等級，如圖2所示。
電動車上動力電池組的設計要求如下：
- 電池包的正負極要有足夠的安全距離，一般設計電池包內部銅排的最小距離應大於10mm，以防止擊穿放電。
- 電池包內部需做好一定的絕緣處理，電芯殼體需托盤要有絕緣物質覺著足夠的安全距離，一般採用藍膜或膠水隔間。
- 電池包上存有影響密封的焊接處要必須塗加密封膠，箱體頂蓋與下箱體配合處要添加密封材料，接外掛程式固定處要採取相應密封措施。
- 電池包的佈置在避讓底盤部件和車身的同時應盡量靠上，箱體其最低點應不小於整車的最小離地間距，以滿足不同路況下整車的通過性並防止機械損傷。
電動車在動力電池包維修完成封住上蓋後必須做密封性測試，其方法為氣密性試驗，主要是把電池包上蓋裝上時要使用密封膠進行密封，等待兩天乾燥後對電池箱進口充氣，使用氣壓表控制壓力，加氣壓力到一定壓力，並進行保壓，再對電池包進行漏氣檢測。一般採用壓差法進行計量，具體漏率是根據充氣壓力來決定。壓差法測定氣密性透過儀器內部電子調壓閥對此檢測零件進行充氣。在經過一個簡短的充氣過程之後，關閉調壓閥，以隔離氣源和檢測工件。儀器內部壓差感測器壓力的變化就會顯示出腔內氣體壓力的降低，這意味著電池包上蓋洩漏，如圖3－5所示。
由於電池包在電動車中的安裝位置較低，並且暴露在相對開放的空間中，容易遭受雨雪天氣的侵襲，特別是在汽車泡水的情況下，必須承受一定的水壓，因此對密封條的防水結構設計提出了更大的要求。一旦電池包進水，就有爆炸燒毀的危險了。
矽橡膠發泡密封條的防水原理：矽橡膠密封條在壓力作用下會發生彈性形變，使接觸介面與密封條之間的空隙被填充並產生反彈力，從而使得接觸面與發泡密封條間產生摩擦力。當密封條本身不洩漏時，當此摩檫力和反彈力都大於被密封介質的內壓或外壓時，密封材料才不會發生因變形或位移產生洩漏，反之則發生洩漏。
一般的密封條材料，如一般實心橡膠及一般發泡材料等可在防水等級要求不高的情況下使用，這些材料防水等級均可達到IP45。而要求防水等級更高，矽橡膠泡棉密封條的優勢便展現出來。這是由於矽橡膠泡沫是一種新型的耐高低溫高分子彈性材料，其最大的特點是耐高溫、耐寒性能優越，同時具有優異的耐老化性能(耐臭氧、耐氧化、耐放射、耐光、耐氣候)，長期使用中，有非常好的彈性形變，厚度損失小。
電動車動力電池包的密封材質主要主要有以下三種：
- 橡膠密封圈
一般由橡膠、硫化劑、促進劑、增塑劑、填料等硫化而製得。 - 膠結
由於現在電池包一般都不具有可拆性，所以很多廠商直接將電池蓋膠黏在托盤上，同時利用膠水的流動性，可以完美的填充各個縫隙，可以進一步保證包體密封性。 - 泡棉
是將基材如橡膠或塑膠和發泡劑等助劑在一定溫度壓力下反應得到的發泡材料。
從整體來看密封性是膠黏劑≥泡棉膠帶≥密封圈，價格是泡棉膠帶≥膠黏劑≈密封圈，可製造性（自動化）是膠黏劑≥泡棉膠帶≥密封圈，製造時間是泡棉膠帶劑≥密封圈≥膠合劑，密封壽命是膠黏劑≥泡棉膠帶≥密封圈。
隨著電動車的發展，電池包作為新能源車的動力源，其性能安全與否直接決定整機的安全。如果電池包進水，將嚴重影響高壓是否上電及其使用性能，因此結構上對電池包的密封防水功能設計提出了更高的要求，電動車電池包的密封性，對箱體內的電池組的安全至關重要。
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