电动汽车电机气密检测方法改进及应用

时 永，刘小龙，陈建方

（中车株洲电机有限公司，湖南 株洲 412001）

世界能源和环境日益恶化，我国形势更加严峻，特别是城市大气污染尤为严重。电动汽车凭借高效率、低成本、低噪音、低污染等突出优点，越来越受到人们的重视和青睐。加之各个国家不断加大对新能源汽车产业的扶持力度，为电动汽车产业的发展提供了制度支持和产业引导，一大批企业抓住机遇，投入到激烈的电动汽车产业竞争中来。

电动汽车电机作为整车的动力源，其性能和寿命是决定整车能否持续、稳定运行的重要因素。随着电控、加工技术的突飞猛进，以及新材料的不断应用，电动汽车电机正在向轻量化、小型化方向发展，铸铝机座在电动汽车电机中得到了广泛应用。但由于机座外观和水道结构较复杂，铸造工艺水平有限，铸铝机座在制造和使用过程中气密不合格的现象时有发生。冷却液进入一旦渗入电机内部，将引起绝缘电阻逐渐失效，最终导致控制系统报警，整机停机，引起客户不满，甚至投诉。为了防止铸铝机座因存在铸造气孔缺陷或在装配定子过程中出现微裂纹，须在装配定子前、后对铸铝机座进行气密检测，以防气密不合格的机座流入后续工序，造成不必要的返工和更大损失。

1 不同气密检测方法介绍与对比

1.1 水压法

用工装连接机座水道与水压试验台，保压1h，若压降满足要求，视为机座气密性良好。该方法安装工装费时，检测精度低，难以检测微小泄漏。2016年事业部生产的某款80kW电动汽车电机就是利用此方法进行气密检测，几台电机因未能及时发现微小泄露，误将气密不合格的机座流入后续工序，加之电机装配完成后未进行气密检测，导致冷却液逐渐渗入电机内部并形成积液，最终产品绝缘电阻低而返厂，引起客户强烈不满，给事业部带来经济损失和不利影响。

图1 水压法检测机座气密

1.2 浸水法

参考查找轮胎上漏孔的方法，用工装连接好机座水道与高压气管，将充了高压气的机座浸泡在水中10min，若无规律气泡产生，视为机座气密性良好。它的设备简单，结果直观，但检测精度和效率低，很难消除人为因素对测试结果的影响，无法实现自动定量测漏。同时用该方法将电机吊入、吊出专用水池，浪费时间。测试后，需对工件进行清洁、干燥及防锈处理等额外工作，造成场地大面积湿滑，给生产带来不必要的麻烦。该方法安装和拆卸工装均会对水道螺纹表面质量造成磨损，甚至引起滑丝。另外，为了防止定子受潮，该方法不适用于定子套机座后的气密检测。

图2 浸水法检测机座和整机气密

图3 气压法检测机座和整机气密

1.3 气压法

随着产品气密性检测标准的不断提高，利用气密检漏仪进行检测的检漏方法由此而生。气密性检测仪采用高精度的电子压力传感器，操作人员按照国际标准、国家标准或工艺需要设定检测单位和参数，安装水嘴后直接利用快速堵头将稳定的检测气源连接到设备和被测工件上进行充气和密封，当工件内部压力达到检测压力后，经过一段时间保压后进入检测阶段。当被检测工件没有泄露时，检测压力基本保持不变，当被测工件存在泄露，工件内的气体压力随着气体从被测工件中泄露而逐步下降，压力传感器实时输出相应的压力变化，气密检漏仪根据设定的测试参数及标准，最终判断出工件是否泄露。所有充气、平衡、检测、判定、排气、显示、报警等操作均自动完成，消除了检测中人为因素的影响，能够在2min内检测出工件的微小泄漏，实现检漏工作的标准化、高效化和自动化。

2 气压法稳定性验证

引进新的气密检漏仪后，需对气密检漏仪性能可靠性和稳定性进行验证，以确保产品气密性检测结果可靠，有效预防因机座铸造缺陷和定子套机座过后机座气密不合格造成的冷却液渗入电机内部，引起电机绝缘电阻低的故障发生。

随机选择2个经浸水检测气密合格的机座，编号分别为1708080、H9009，在2个时间段（16:00、20:00）分别连续测量5次并记录结果，每次测量结束后，暂停3～5min，保证每次测量的环境条件一致。结果如表1、表2所示。

表1 16:00开始检测的结果

表2 20:00开始检测的结果

通过两个表格中测试结果可以看出：

（1）用气密检漏仪连续测量同一机座气密性，测量结果比较稳定；

（2）在一天中的不同时间段测量同一机座气密性，测量结果有较大差异。

通过与供应商交流、对气密检漏仪的工作原理进行分析，添加一个和测试件相近的对比件，可大大提高测试结果稳定性。添加1个经浸水检测气密合格的机座（编号为HA053）作为对比件，在2个时间段（10:00、15:00）重新测量1708080、H9009气密性，测试结果如表3、表4所示。

表3 10:00开始检测的结果

表4 15:00开始检测的结果

通过表3、表4中结果可以看出，添加对比件后，气密检漏仪测试结果稳定性和可重复性均达到比较好的效果。

3 结语

随着对新能源汽车产业的理解不断深入，以及对工艺方法的优化和积累，本文对事业部新能源汽车电机水道和整机气密性检测方法的持续改进过程做了较为详细的论述，由效率低、可靠性差的水压法，逐渐发展为高效、精确的仪器检测法，为公司电动汽车和高速永磁电机产业的发展提供技术支持，为保证产品气密性符合相关行业标准和客户要求提供了有力保障，同时为其他种类电机气密性检测提供借鉴和参考，具有重要意义。

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