電動汽車電機氣密檢測方法改進及應用

時 永，劉小龍，陳建方

（中車株洲電機有限公司，湖南 株洲 412001）

世界能源和環境日益惡化，我國形勢更加嚴峻，特別是城市大氣污染尤為嚴重。電動汽車憑借高效率、低成本、低噪音、低污染等突出優點，越來越受到人們的重視和青睞。加之各個國家不斷加大對新能源汽車產業的扶持力度，為電動汽車產業的發展提供了制度支持和產業引導，一大批企業抓住機遇，投入到激烈的電動汽車產業競爭中來。

電動汽車電機作為整車的動力源，其性能和壽命是決定整車能否持續、穩定運行的重要因素。隨著電控、加工技術的突飛猛進，以及新材料的不斷應用，電動汽車電機正在向輕量化、小型化方向發展，鑄鋁機座在電動汽車電機中得到了廣泛應用。但由于機座外觀和水道結構較復雜，鑄造工藝水平有限，鑄鋁機座在制造和使用過程中氣密不合格的現象時有發生。冷卻液進入一旦滲入電機內部，將引起絕緣電阻逐漸失效，最終導致控制系統報警，整機停機，引起客戶不滿，甚至投訴。為了防止鑄鋁機座因存在鑄造氣孔缺陷或在裝配定子過程中出現微裂紋，須在裝配定子前、后對鑄鋁機座進行氣密檢測，以防氣密不合格的機座流入后續工序，造成不必要的返工和更大損失。

1 不同氣密檢測方法介紹與對比

1.1 水壓法

用工裝連接機座水道與水壓試驗臺，保壓1h，若壓降滿足要求，視為機座氣密性良好。該方法安裝工裝費時，檢測精度低，難以檢測微小泄漏。2016年事業部生產的某款80kW電動汽車電機就是利用此方法進行氣密檢測，幾臺電機因未能及時發現微小泄露，誤將氣密不合格的機座流入后續工序，加之電機裝配完成后未進行氣密檢測，導致冷卻液逐漸滲入電機內部并形成積液，最終產品絕緣電阻低而返廠，引起客戶強烈不滿，給事業部帶來經濟損失和不利影響。

圖1 水壓法檢測機座氣密

1.2 浸水法

參考查找輪胎上漏孔的方法，用工裝連接好機座水道與高壓氣管，將充了高壓氣的機座浸泡在水中10min，若無規律氣泡產生，視為機座氣密性良好。它的設備簡單，結果直觀，但檢測精度和效率低，很難消除人為因素對測試結果的影響，無法實現自動定量測漏。同時用該方法將電機吊入、吊出專用水池，浪費時間。測試后，需對工件進行清潔、干燥及防銹處理等額外工作，造成場地大面積濕滑，給生產帶來不必要的麻煩。該方法安裝和拆卸工裝均會對水道螺紋表面質量造成磨損，甚至引起滑絲。另外，為了防止定子受潮，該方法不適用于定子套機座后的氣密檢測。

圖2 浸水法檢測機座和整機氣密

圖3 氣壓法檢測機座和整機氣密

1.3 氣壓法

隨著產品氣密性檢測標準的不斷提高，利用氣密檢漏儀進行檢測的檢漏方法由此而生。氣密性檢測儀采用高精度的電子壓力傳感器，操作人員按照國際標準、國家標準或工藝需要設定檢測單位和參數，安裝水嘴后直接利用快速堵頭將穩定的檢測氣源連接到設備和被測工件上進行充氣和密封，當工件內部壓力達到檢測壓力后，經過一段時間保壓后進入檢測階段。當被檢測工件沒有泄露時，檢測壓力基本保持不變，當被測工件存在泄露，工件內的氣體壓力隨著氣體從被測工件中泄露而逐步下降，壓力傳感器實時輸出相應的壓力變化，氣密檢漏儀根據設定的測試參數及標準，最終判斷出工件是否泄露。所有充氣、平衡、檢測、判定、排氣、顯示、報警等操作均自動完成，消除了檢測中人為因素的影響，能夠在2min內檢測出工件的微小泄漏，實現檢漏工作的標準化、高效化和自動化。

2 氣壓法穩定性驗證

引進新的氣密檢漏儀后，需對氣密檢漏儀性能可靠性和穩定性進行驗證，以確保產品氣密性檢測結果可靠，有效預防因機座鑄造缺陷和定子套機座過后機座氣密不合格造成的冷卻液滲入電機內部，引起電機絕緣電阻低的故障發生。

隨機選擇2個經浸水檢測氣密合格的機座，編號分別為1708080、H9009，在2個時間段（16:00、20:00）分別連續測量5次并記錄結果，每次測量結束后，暫停3～5min，保證每次測量的環境條件一致。結果如表1、表2所示。

表1 16:00開始檢測的結果

表2 20:00開始檢測的結果

通過兩個表格中測試結果可以看出：

（1）用氣密檢漏儀連續測量同一機座氣密性，測量結果比較穩定；

（2）在一天中的不同時間段測量同一機座氣密性，測量結果有較大差異。

通過與供應商交流、對氣密檢漏儀的工作原理進行分析，添加一個和測試件相近的對比件，可大大提高測試結果穩定性。添加1個經浸水檢測氣密合格的機座（編號為HA053）作為對比件，在2個時間段（10:00、15:00）重新測量1708080、H9009氣密性，測試結果如表3、表4所示。

表3 10:00開始檢測的結果

表4 15:00開始檢測的結果

通過表3、表4中結果可以看出，添加對比件后，氣密檢漏儀測試結果穩定性和可重復性均達到比較好的效果。

3 結語

隨著對新能源汽車產業的理解不斷深入，以及對工藝方法的優化和積累，本文對事業部新能源汽車電機水道和整機氣密性檢測方法的持續改進過程做了較為詳細的論述，由效率低、可靠性差的水壓法，逐漸發展為高效、精確的儀器檢測法，為公司電動汽車和高速永磁電機產業的發展提供技術支持，為保證產品氣密性符合相關行業標準和客戶要求提供了有力保障，同時為其他種類電機氣密性檢測提供借鑒和參考，具有重要意義。

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