Der batterieelektrische Antrieb setzt sich auf unseren Straßen immer mehr durch und nahezu alle Automobilhersteller bieten hybride oder vollelektrische Fahrzeuge auf dem Markt an. Dabei stellt die Batterie das Herzstück der Elektromobilität dar und an die Batterie werden eine Vielzahl von besonderen Anforderungen gestellt.
Dichtigkeitsprüfung in der Batterie-Technologie
Die Lithium-Ionen-Batterie ist nicht nur die wichtigste Komponente des Antriebsstrangs der batteriebetriebenen Battery Electric Vehicle (BEV) sowie ein entscheidender Bestandteil des Plug-in-Hybrid Vehicle (PHEV), sondern auch Teil eines Brennstoffzellenfahrzeugs. Die sogenannte Pufferbatterie kompensiert und puffert die Schwankungen zwischen Stromerzeugung in der Brennstoffzelle und Stromnutzung im Elektromotor und ist somit ein wichtiger Bestandteil des elektrifizierten Antriebsstrangs beim Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV).
Sowohl an die Batteriezellen als auch die Batteriemodule und -packs werden hohe Ansprüche hinsichtlich Qualität, Sicherheit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit gestellt. Dabei spielt auch die Dichtigkeit der Komponenten als ausschlagendes Qualitätsmerkmal eine entscheidende Rolle. Unsere Dichtigkeitsprüfanlagen ermöglichen die Detektion von sehr geringen Leckageraten und das sowohl bei den Batteriezellengehäusen und -deckeln als auch in der End-of-Line-Prüfung der fertigen Batteriezelle. Hinzu kommen Dichtheitsprüfungen der Batteriemodule, Kühlelemente als auch der Batteriegehäuse (Batterie-Packs), um eine hohe Lebensdauer und Sicherheit zu gewährleisten.
Jede Form von Batteriezelle, sowohl die prismatische, runde als auch die Pouch-Zelle muss auf Dichtigkeit geprüft werden, um die vorgegebenen Qualitätsanforderungen zu erfüllen. Das gilt nicht nur für die Batterien, die in der E-Mobilität eingesetzt werden, sondern grundsätzlich für alle Batterien.
Hierbei bieten sich unterschiedliche Dichtheitsprüfverfahren an, wie zum Beispiel die Helium-Vakuum-Dichtheitsprüfung der Batteriezellengehäuse, Batteriemodule und Kühlelemente. Eine weitere Dichtprüfoptionen ist das automatische Schnüffeln der Batteriepacks mit Helium als Prüfgas.
Die mit Elektrolyten befüllte und vollständig abgedichtete Batteriezelle lässt sich am Ende des Herstellungsprozesses nicht mehr im Helium-Vakuum-Verfahren auf Dichtigkeit prüfen. Dieses Qualitätsrisiko kann mit einer End-of-Line-Dichtigkeitsprüfung auf ein Minimum reduziert werden. Hierbei wird die Batteriezelle in einer Vakuum-Kammer auf Dichtheit geprüft, aber ohne das Prüfgas Helium, sondern mit Hilfe der direkten Detektion der aus einem möglichen Leck austretenden Lösungsmittel.
Anwendungsbeispiel: End-of-Line-Dichtheitsprüfung der Batteriezelle
- Detektion der gängigsten Lösungsmittel: DMC, DEC, EMC und PP
- Kleinste nachweisbare Leckrate = 1 ⋅ 10-6 mbar ⋅ l/s (Helium-Äquivalenz)
- Kurze Zykluszeiten
- Nachverfolgbare und zuverlässige Testergebnisse
- Hohe Sicherheit und Lebensdauer der Batteriezelle
