電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)氣密檢測(cè)方法改進(jìn)及應(yīng)用

時(shí) 永，劉小龍，陳建方

（中車(chē)株洲電機(jī)有限公司，湖南 株洲 412001）

世界能源和環(huán)境日益惡化，我國(guó)形勢(shì)更加嚴(yán)峻，特別是城市大氣污染尤為嚴(yán)重。電動(dòng)汽車(chē)憑借高效率、低成本、低噪音、低污染等突出優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的重視和青睞。加之各個(gè)國(guó)家不斷加大對(duì)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的扶持力度，為電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了制度支持和產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)，一大批企業(yè)抓住機(jī)遇，投入到激烈的電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中來(lái)。

電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)作為整車(chē)的動(dòng)力源，其性能和壽命是決定整車(chē)能否持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。隨著電控、加工技術(shù)的突飛猛進(jìn)，以及新材料的不斷應(yīng)用，電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)正在向輕量化、小型化方向發(fā)展，鑄鋁機(jī)座在電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。但由于機(jī)座外觀(guān)和水道結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，鑄造工藝水平有限，鑄鋁機(jī)座在制造和使用過(guò)程中氣密不合格的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。冷卻液進(jìn)入一旦滲入電機(jī)內(nèi)部，將引起絕緣電阻逐漸失效，最終導(dǎo)致控制系統(tǒng)報(bào)警，整機(jī)停機(jī)，引起客戶(hù)不滿(mǎn)，甚至投訴。為了防止鑄鋁機(jī)座因存在鑄造氣孔缺陷或在裝配定子過(guò)程中出現(xiàn)微裂紋，須在裝配定子前、后對(duì)鑄鋁機(jī)座進(jìn)行氣密檢測(cè)，以防氣密不合格的機(jī)座流入后續(xù)工序，造成不必要的返工和更大損失。

1 不同氣密檢測(cè)方法介紹與對(duì)比

1.1 水壓法

用工裝連接機(jī)座水道與水壓試驗(yàn)臺(tái)，保壓1h，若壓降滿(mǎn)足要求，視為機(jī)座氣密性良好。該方法安裝工裝費(fèi)時(shí)，檢測(cè)精度低，難以檢測(cè)微小泄漏。2016年事業(yè)部生產(chǎn)的某款80kW電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)就是利用此方法進(jìn)行氣密檢測(cè)，幾臺(tái)電機(jī)因未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)微小泄露，誤將氣密不合格的機(jī)座流入后續(xù)工序，加之電機(jī)裝配完成后未進(jìn)行氣密檢測(cè)，導(dǎo)致冷卻液逐漸滲入電機(jī)內(nèi)部并形成積液，最終產(chǎn)品絕緣電阻低而返廠(chǎng)，引起客戶(hù)強(qiáng)烈不滿(mǎn)，給事業(yè)部帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失和不利影響。

圖1 水壓法檢測(cè)機(jī)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(jī)座水道與高壓氣管，將充了高壓氣的機(jī)座浸泡在水中10min，若無(wú)規(guī)律氣泡產(chǎn)生，視為機(jī)座氣密性良好。它的設(shè)備簡(jiǎn)單，結(jié)果直觀(guān)，但檢測(cè)精度和效率低，很難消除人為因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定量測(cè)漏。同時(shí)用該方法將電機(jī)吊入、吊出專(zhuān)用水池，浪費(fèi)時(shí)間。測(cè)試后，需對(duì)工件進(jìn)行清潔、干燥及防銹處理等額外工作，造成場(chǎng)地大面積濕滑，給生產(chǎn)帶來(lái)不必要的麻煩。該方法安裝和拆卸工裝均會(huì)對(duì)水道螺紋表面質(zhì)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(jī)座后的氣密檢測(cè)。

圖2 浸水法檢測(cè)機(jī)座和整機(jī)氣密

圖3 氣壓法檢測(cè)機(jī)座和整機(jī)氣密

1.3 氣壓法

隨著產(chǎn)品氣密性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，利用氣密檢漏儀進(jìn)行檢測(cè)的檢漏方法由此而生。氣密性檢測(cè)儀采用高精度的電子壓力傳感器，操作人員按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或工藝需要設(shè)定檢測(cè)單位和參數(shù)，安裝水嘴后直接利用快速堵頭將穩(wěn)定的檢測(cè)氣源連接到設(shè)備和被測(cè)工件上進(jìn)行充氣和密封，當(dāng)工件內(nèi)部壓力達(dá)到檢測(cè)壓力后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間保壓后進(jìn)入檢測(cè)階段。當(dāng)被檢測(cè)工件沒(méi)有泄露時(shí)，檢測(cè)壓力基本保持不變，當(dāng)被測(cè)工件存在泄露，工件內(nèi)的氣體壓力隨著氣體從被測(cè)工件中泄露而逐步下降，壓力傳感器實(shí)時(shí)輸出相應(yīng)的壓力變化，氣密檢漏儀根據(jù)設(shè)定的測(cè)試參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)，最終判斷出工件是否泄露。所有充氣、平衡、檢測(cè)、判定、排氣、顯示、報(bào)警等操作均自動(dòng)完成，消除了檢測(cè)中人為因素的影響，能夠在2min內(nèi)檢測(cè)出工件的微小泄漏，實(shí)現(xiàn)檢漏工作的標(biāo)準(zhǔn)化、高效化和自動(dòng)化。

2 氣壓法穩(wěn)定性驗(yàn)證

引進(jìn)新的氣密檢漏儀后，需對(duì)氣密檢漏儀性能可靠性和穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證，以確保產(chǎn)品氣密性檢測(cè)結(jié)果可靠，有效預(yù)防因機(jī)座鑄造缺陷和定子套機(jī)座過(guò)后機(jī)座氣密不合格造成的冷卻液滲入電機(jī)內(nèi)部，引起電機(jī)絕緣電阻低的故障發(fā)生。

隨機(jī)選擇2個(gè)經(jīng)浸水檢測(cè)氣密合格的機(jī)座，編號(hào)分別為1708080、H9009，在2個(gè)時(shí)間段（16:00、20:00）分別連續(xù)測(cè)量5次并記錄結(jié)果，每次測(cè)量結(jié)束后，暫停3～5min，保證每次測(cè)量的環(huán)境條件一致。結(jié)果如表1、表2所示。

表1 16:00開(kāi)始檢測(cè)的結(jié)果

表2 20:00開(kāi)始檢測(cè)的結(jié)果

通過(guò)兩個(gè)表格中測(cè)試結(jié)果可以看出：

（1）用氣密檢漏儀連續(xù)測(cè)量同一機(jī)座氣密性，測(cè)量結(jié)果比較穩(wěn)定；

（2）在一天中的不同時(shí)間段測(cè)量同一機(jī)座氣密性，測(cè)量結(jié)果有較大差異。

通過(guò)與供應(yīng)商交流、對(duì)氣密檢漏儀的工作原理進(jìn)行分析，添加一個(gè)和測(cè)試件相近的對(duì)比件，可大大提高測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定性。添加1個(gè)經(jīng)浸水檢測(cè)氣密合格的機(jī)座（編號(hào)為HA053）作為對(duì)比件，在2個(gè)時(shí)間段（10:00、15:00）重新測(cè)量1708080、H9009氣密性，測(cè)試結(jié)果如表3、表4所示。

表3 10:00開(kāi)始檢測(cè)的結(jié)果

表4 15:00開(kāi)始檢測(cè)的結(jié)果

通過(guò)表3、表4中結(jié)果可以看出，添加對(duì)比件后，氣密檢漏儀測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定性和可重復(fù)性均達(dá)到比較好的效果。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著對(duì)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的理解不斷深入，以及對(duì)工藝方法的優(yōu)化和積累，本文對(duì)事業(yè)部新能源汽車(chē)電機(jī)水道和整機(jī)氣密性檢測(cè)方法的持續(xù)改進(jìn)過(guò)程做了較為詳細(xì)的論述，由效率低、可靠性差的水壓法，逐漸發(fā)展為高效、精確的儀器檢測(cè)法，為公司電動(dòng)汽車(chē)和高速永磁電機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支持，為保證產(chǎn)品氣密性符合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和客戶(hù)要求提供了有力保障，同時(shí)為其他種類(lèi)電機(jī)氣密性檢測(cè)提供借鑒和參考，具有重要意義。

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