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CN113176052A - 壳体的气密性的评价方法和评价装置 - Google Patents

壳体的气密性的评价方法和评价装置 Download PDF

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CN113176052A CN202011562913.4A CN202011562913A CN113176052A CN 113176052 A CN113176052 A CN 113176052A CN 202011562913 A CN202011562913 A CN 202011562913A CN 113176052 A CN113176052 A CN 113176052A
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Abstract

本发明通过壳体的气密性的评价方法评价搭载于交通工具的壳体的气密性。通过该评价方法，在压力测定工序中，在将壳体内的空气加压或者减压并使壳体内的压力稳定后，测定壳体内的压力变化。在变形量取得工序中，取得上述压力变化的测定中的壳体的特定部位的变形量。在修正工序中，基于取得的变形量，修正测定出的压力变化。在评价工序中，基于修正后的压力变化，评价壳体的气密性。

Description

壳体的气密性的评价方法和评价装置
技术领域
本公开(the present disclosure)涉及评价搭载于车辆等交通工具的壳体的气密性的方法和装置。
背景技术
在日本特开2018-073785号公报中公开有车辆搭载用的电池组。在该电池组中，在壳体的内部收纳有作为高压电池的电池组。该壳体组合下壳体和上壳体而构成，呈大致长方体状。
在上述那样的电池组中，存在为了防水性检查而对壳体实施漏气测试的情况。在该漏气测试中，例如在将壳体内的空气加压或者减压并使壳体内的压力稳定后，测定壳体内的压力变化，由此判定(评价)壳体的空气泄漏。
然而，例如在上述壳体的上壳体为树脂制的情况下，因壳体内的空气的加压或者减压而上壳体变形。该上壳体的变形在上述压力变化的测定中也因蠕变而继续，因此存在壳体的内容积变化而不能准确地评价壳体的空气泄漏(气密性)的问题。
发明内容
考虑上述事实，本公开的目的在于获得一种能够高精度地评价壳体的气密性的壳体的气密性的评价方法和评价装置。
本公开的第1形态(a first aspect of the present disclosure)的壳体的气密性的评价方法是搭载于交通工具的壳体的气密性的评价方法，其具有：压力测定工序，在将上述壳体内的空气加压或者减压并使上述壳体内的压力稳定后，测定上述壳体内的压力变化；变形量取得工序，取得上述压力变化的测定中的上述壳体的特定部位的变形量；修正工序，基于取得的上述变形量，修正测定出的上述压力变化；以及评价工序，基于修正后的上述压力变化，评价上述壳体的气密性。
此外，在第1形态中，“壳体”是用于容纳交通工具的部件的容器、器具、箱等。
通过第1形态的壳体的气密性的评价方法，评价搭载于交通工具的壳体的气密性。通过该评价方法，在压力测定工序中，在将壳体内的空气加压或者减压并使壳体内的压力稳定后，测定壳体内的压力变化。在变形量取得工序中，取得上述压力变化的测定中的壳体的特定部位的变形量。在修正工序中，基于取得的变形量，修正测定出的压力变化。在评价工序中，基于修正后的压力变化，评价壳体的气密性。根据该评价方法，在上述的修正工序中，修正由壳体的变形引起的压力变化的测定误差，因此在上述的评价工序中，能够高精度地评价壳体的气密性。
对于本公开的第2形态的壳体的气密性的评价方法而言，在第1形态的基础上，上述特定部位是上述壳体中的多个部位，在上述变形量取得工序中，取得上述多个部位的变形量的平均值作为上述特定部位的变形量。
通过第2形态的壳体的气密性的评价方法，在变形量取得工序中，取得壳体中的多个部位的变形量的平均值作为壳体的特定部位的变形量。由此，与仅取得壳体中的一个部位的变形量的情况相比，能够高精度地取得壳体的变形量。
对于本公开的第3形态的壳体的气密性的评价方法而言，在第1形态或者第2形态的基础上，上述特定部位是在上述壳体中由上述加压或者减压引起的变形相对较大的部位。
根据第3形态的壳体的气密性的评价方法，在变形量取得工序中，取得由壳体内的空气的加压或者减压引起的壳体的变形相对较大的部位的变形量。由此，与取得上述的变形相对较小的部位的变形量的情况相比，易于把握变形量的变化。
对于本公开的第4形态的壳体的气密性的评价方法而言，在第3形态的基础上，上述变形相对较大的部位通过使用了上述壳体的实物的测定或者CAE解析来确认。
根据第4形态的壳体的气密性的评价方法，在变形量取得工序中，在壳体内的压力变化的测定中，取得壳体的变形相对较大的部位的变形量。上述的变形相对较大的部位通过使用了壳体的实物的测定或者CAE解析来确认。通过使用了壳体的实物的测定，能够准确地确认上述的部位，相对于此，通过CAE解析能够容易并且迅速地确认上述的部位。
对于本公开的第5形态的壳体的气密性的评价方法而言，在第1～4形态的任意一个形态的基础上，在将测定出的上述压力变化设为ΔP，将取得的上述变形量设为Δx，将修正后的上述压力变化设为ΔP’，并将通过使用了上述壳体的实物的测定或者CAE解析确认上述壳体的变形量与上述壳体内的压力变化的相关关系而决定的修正系数设为α的情况下，在上述修正工序中，以ΔP’＝ΔP－αΔx的形式求出ΔP’。
根据第5形态的壳体的气密性的评价方法，在修正工序中，从在压力测定工序中测定出的压力变化ΔP中减去将在变形量取得工序中取得的变形量Δx与修正系数α相乘而得的值，由此求出压力变化的修正值ΔP’。上述的修正系数α通过使用了壳体的实物的测定或者CAE解析确认壳体的变形量与壳体内的压力变化的相关关系来决定。由此，能够高精度地求出上述的修正值ΔP’。
对于本公开的第6形态的壳体的气密性的评价方法而言，在第1～5形态的任意一个形态的基础上，上述壳体是电池组的壳体。
通过第6形态的壳体的气密性的评价方法，能够高精度地评价电池组的壳体的气密性，因此在对该壳体要求高的防水性的情况下，该防水性的评价的精度变高。
本公开的第7形态的壳体的气密性的评价装置是搭载于交通工具的壳体的气密性的评价装置，其具备：压力测定部，在将上述壳体内的空气加压或者减压并使上述壳体内的压力稳定后，测定上述壳体内的压力变化；变形量取得部，取得由上述压力测定部进行的上述压力变化的测定中的上述壳体的特定部位的变形量；修正部，基于上述变形量取得部取得的上述变形量，修正测定出的上述压力变化；以及评价部，基于上述修正部修正后的上述压力变化，评价上述壳体的气密性。
第7形态的壳体的气密性的评价装置评价搭载于交通工具的壳体的气密性。在该评价装置中，压力测定部在将壳体内的空气加压或者减压并使壳体内的压力稳定后，测定壳体内的压力变化。变形量取得部取得上述压力变化的测定中的壳体的特定部位的变形量。修正部基于由变形量取得部取得的变形量，修正由压力测定部测定的压力变化。评价部基于由修正部修正的压力变化，评价壳体的气密性。根据该评价装置，在上述的修正部中，修正由壳体的变形引起的压力变化的测定误差，因此在上述的评价部中，能够高精度地评价壳体的气密性。
如以上说明的那样，通过本公开所涉及的壳体的气密性的评价方法和评价装置，能够高精度地评价壳体的气密性。
将基于以下附图详细地描述本公开的示例性实施例。
附图说明
图1是表示本公开的实施方式所涉及的壳体的气密性的评价装置、和通过该评价装置评价壳体的气密性的电池组的立体图。
图2是表示壳体的局部结构的立体图。
图3是表示对壳体的变形方式进行了CAE解析的结果的一个例子的解析图。
图4是表示评价装置的主要部位的结构的框图。
图5是表示评价装置具备的控制装置的功能结构的一个例子的框图。
图6是表示壳体内的压力变化与壳体的变形量的相关关系的线图。
图7是表示由评价装置的控制部执行的处理的流程的流程图。
具体实施方式
以下，使用图1～图7对本公开的实施方式所涉及的壳体的气密性的评价装置10(以下，简称为“评价装置10”)进行说明。
如图1所示，评价装置10具备泄漏检查器12、控制装置34、以及多个(这里为3个)位移传感器38A、38B、38C。该评价装置10是用于实施本公开的实施方式所涉及的壳体的气密性的评价方法(以下，简称为“评价方法”)的装置。在本实施方式中，使用该评价装置10来评价图1所示的电池组50的壳体52的气密性。
上述的电池组50搭载于作为交通工具的未图示的车辆的地板下，向使该车辆行驶的电动马达供给电力。在该电池组50中，在呈扁平并且长条的箱状的壳体52内容纳有未图示的多个电池模块、和未图示的电池ECU(Electronic Control Unit-电子控制单元)。各电池模块例如将作为锂离子电池的多个电池(电池单元)相互电连接而构成。电池ECU为了把握各电池模块的状态而测量各电池模块的电压、电流、温度等，并监视相对于各电池模块的输入输出。
上述的壳体52具备将上方侧敞开的呈箱状的下壳体54、和将下方侧敞开的呈箱状的上壳体56。下壳体54例如由铝合金等轻金属构成，上壳体56例如由树脂构成。下壳体54和上壳体56的设置于各自的敞开侧的端部的凸缘部相互重叠，并通过螺栓紧固等手段将该凸缘部彼此固定。在下壳体54的长边方向一端部(在向车辆的搭载状态下的前端部)，如图2所示，设置有多个连接器58。这些连接器58例如为阴连接器。在这些连接器58，在壳体52的气密性的评价时，例如分别安装使用阳连接器制造的夹具。由此，将各连接器58密封。
泄漏检查器12相当于本公开中的“压力测定部”。通过该泄漏检查器12实施压力测定工序。作为一个例子，该泄漏检查器12为差压式，如图1所示，具备构成其主体部的泄漏检查器主体14、主腔室16、真空泵18、以及精密调节器20。泄漏检查器主体14经由配管22与主腔室16连接。该主腔室16为高气密性的结构。另外，泄漏检查器主体14经由配管24与精密调节器20连接，精密调节器20经由配管26与真空泵18连接。并且，在泄漏检查器12连接有配管28的一端部，配管28的另一端部与工件连接夹具30连接。该工件连接夹具30为与作为工件的壳体52连接的结构。在本实施方式中，作为一个例子，在上壳体56的俯视时的大致中央部连接工件连接夹具30。
在泄漏检查器主体14内设置有未图示的阀、差压传感器等。在通过该泄漏检查器12检查壳体52的气密性(空气泄漏)时，首先使真空泵18工作，将壳体52内的空气和主腔室16内的空气减压。接着，将壳体52内及主腔室16内与真空泵18切断，从而将壳体52内和主腔室16内的压力稳定化。接着，将壳体52内与主腔室16内切断，并待机至壳体52内的压力稳定为止。接着，通过上述的差压传感器测定壳体52内与主腔室16内的差压。将测定出的差压作为壳体52内的压力变化来把握。在将该差压设为ΔP(Pa)，将差压传感器的差压的测定时间设为T(sec)，并将Ve作为等效内容积(mL)的情况下，能够根据以下的(1)式来计算从壳体52的空气泄漏量(mL/min)。
Figure BDA0002859856530000051
此外，上述的等效内容积Ve是考虑了包括工件(这里为壳体52)和泄漏检查器12在内的测定系统整体的压力变动重要因素、即由工件、差压传感器的内压引起的容积变化的影响的系数。例如通过设置于泄漏检查器主体14的专用的测量部来测量该等效内容积Ve。
上述的泄漏检查器主体14与控制装置34电连接。控制装置34构成为包括CPU(Central Processing Unit-中央处理器)34A、ROM(Read Only Memory-只读存储器)34B、RAM(Random Access Memory-随机存储器)34C、存储器34D、以及输入输出I/F(Inter Face-接口)34E。CPU34A、ROM34B、RAM34C、存储器34D以及输入输出I/F34E经由总线34F相互可通信地连接。
CPU34A是中央运算处理单元，执行各种程序、控制各部分。即，CPU34A从ROM34B读出程序，并将RAM34C作为作业区域来执行程序。由此，控制装置34作为图4所示的变形量取得部341、修正部342以及评价部343发挥功能。在本实施方式中，在ROM34B存储有各种程序和各种数据。存储器34D由HDD(Hard Disk Drive-硬盘)或者SSD(Solid State Drive-固态硬盘)构成，存储了包括操作系统在内的各种程序、和各种数据。
在输入输出I/F34E，除了泄漏检查器主体14之外，还电连接有用户I/F36、和一个或者多个(这里为3Ge)位移传感器38A、38B、38C。用户I/F36例如具备作为显示装置的显示器、和作为输入装置的键盘。此外，在图1中，省略了用户I/F36的图示。另外，在图1中，40A、40B、40C是使各位移传感器38A、38B、38C与控制装置34相连的配线，42是使控制装置34与泄漏检查器主体14相连的配线。
上述3个位移传感器38A、38B、38C例如为光学式、超声波式、激光聚焦式等非接触位移传感器、或者变换式、标尺式等接触位移传感器。这3个位移传感器38A、38B、38C在通过真空泵18将壳体52内的空气减压的状态下，测定上壳体56中的多个部位(特定部位)的变形量。具体而言，在上壳体56，通过上述3个位移传感器38A、38B、38C测定变形量的部位为由上述的减压引起的变形相对较大的部位。该“变形相对较大的部位”在本实施方式中为通过CAE解析预先确认的结构。在图3中，用解析图示出了该CAE解析的结果的一个例子。在该图3中标注了较浓的点的多个部位是上述的“变形相对较大的部位”，在本实施方式中，构成为通过位移传感器38A、38B、38C分别测定作为上述多个部位中的3部位的点P1、P2、P3的变形量。
如上述那样，上述结构的控制装置34通过CPU34A执行程序而作为图4所示的变形量取得部341、修正部342以及评价部343发挥功能。通过变形量取得部341实施变形量取得工序，通过修正部342实施修正工序，通过评价部343实施评价工序。具体而言，变形量取得部341取得由泄漏检查器12(压力测定部)进行的上述差压(压力变化)的测定中的壳体52的变形量。修正部342基于变形量取得部341取得的变形量，修正泄漏检查器12测定出的压力变化。评价部343基于修正部修正后的压力变化，评价壳体52的气密性(空气泄漏)。
通过上述的变形量取得部341，取得点P1、P2、P3的变形量的平均值作为壳体52的变形量。具体而言，在将位移传感器38A测定出的变形量设为Δx1，将位移传感器38B测定出的变形量设为Δx2，并将位移传感器38C测定出的变形量设为Δx3的情况下，变形量取得部341计算Δx1、Δx2、Δx3的平均值作为壳体52的变形量Δx。此外，Δx、Δx1、Δx2、Δx3的单位例如是毫米。
通过上述的修正部342，从泄漏检查器12测定出的压力变化(压力变动)中减去将变形量取得部341取得的变形量与规定的修正系数相乘而得的值，由此求出压力变化的修正值。具体而言，在将泄漏检查器12测定出的压力变化设为ΔP，将变形量取得部341取得的变形量设为Δx，将上述的修正值设为ΔP’，并将修正系数设为α的情况下，修正部342以ΔP’＝ΔP－αΔx的形式求出修正值ΔP’。上述的修正系数α通过使用了壳体52的实物的测定或者CAE解析来确认壳体52内的压力变化与壳体52的变形量的相关关系而决定。该修正系数α作为描绘通过上述的测定或者CAE解析获得的数据而得的描绘图(作为一个例子，参照图6)的曲线的斜率而求出。
通过上述的评价部343，判定上述的修正值ΔP’是否不足规定值，由此评价壳体52的气密性(空气泄漏)。具体而言，对于评价部343而言，若修正值ΔP’不足规定值，则评价为确保了壳体52的气密性，另一方面，若修正值ΔP’为规定值以上，则评价为未确保壳体52的气密性。
(控制的流程)
接下来，使用图7对控制装置34中的控制的流程进行说明。例如若将设置于用户I/F36的未图示的开关接通，则控制装置34的CPU34A开始程序的执行。在该程序中，CPU34A在步骤S1～步骤S4中实施压力测定工序，在步骤S5中实施变形量取得工序，在步骤S7中实施修正工序，在步骤S8中实施评价工序。
具体而言，在步骤S1中，CPU34A使泄漏检查器12的真空泵18工作，并将壳体52内的空气和主腔室16内的空气减压。
接着，在步骤S2中，CPU34A通过泄漏检查器12具有的未图示的阀，将壳体52内及主腔室16内与真空泵18切断。由此，使壳体52内的压力和主腔室16内的压力变为相等的压力(稳定化)。
接着，在步骤S3中，CPU34A通过泄漏检查器12具有的未图示的阀，将壳体52内与主腔室16内切断，并待机至壳体52内的压力稳定(变为平衡状态)。此时，当在壳体52存在空气泄漏的部位的情况下，通过壳体52内的空气从该部位排出，从而壳体52内的压力降低。
接着，在步骤S4中，CPU34A通过泄漏检查器12具有的差压传感器测定壳体52内与主腔室16内的差压、即壳体52内的压力变化ΔP。
接着，在步骤S5中，CPU34A取得上述压力变化ΔP的测定中的壳体52的变形量Δx。具体而言，CPU34A通过位移传感器38A、38B、38C测定壳体52的多个点P1、P2、P3的变形量Δx1，Δx2，Δx3，并取得其平均值作为壳体52的变形量Δx。
接着，在步骤S6中，CPU34A完成压力变化ΔP的测定和壳体52的变形量Δx的取得。
接着，在步骤S7中，CPU34A通过从压力变化ΔP中减去将变形量Δx与修正系数α相乘而得的值，从而求出压力变化的修正值ΔP’。
接着，在步骤S8中，CPU34A判定上述的修正值ΔP’是否不足规定值，并评价壳体52的气密性。若该步骤S8中的处理完成，则结束本程序的执行。
(作用和效果)
接下来，对本实施方式的作用和效果进行说明。
上述结构的评价装置10评价搭载于车辆的电池组50的壳体52的气密性。在该评价装置10中，作为压力测定部的泄漏检查器12在将壳体52内的空气加压或者减压并使壳体52内的压力稳定后测定壳体52内的压力变化ΔP。变形量取得部341取得压力变化ΔP的测定中的壳体52的特定部位的变形量Δx。修正部342基于变形量Δx修正压力变化ΔP，并计算压力变化ΔP的修正值ΔP’。评价部343基于修正值ΔP’评价壳体52的气密性。根据该评价装置10，由于在修正部342修正由壳体52的变形引起的压力变化ΔP的测定误差，因此能够在评价部343高精度地评价壳体52的气密性。
若对上述的效果进行补充，在使用泄漏检查器12的通常的漏气测试中，还考虑由上壳体56的蠕变引起的变形的继续，将压力变化ΔP的测定时间设定得较长，由此能够在某种程度上提高压力变化ΔP的测定精度。与此相对地，在本实施方式中，通过如上述那样修正压力变化ΔP的测定误差，从而能够在短时间内高精度地评价准确的空气泄漏量。
并且，在本实施方式中，变形量取得部341取得壳体52中的多个点P1、P2、P3的变形量Δx1、Δx2、Δx3的平均值作为上述特定部位的变形量Δx。由此，与仅取得壳体52中的一个部位的变形量的情况相比，能够高精度地取得壳体52的变形量。
另外，在本实施方式中，变形量取得部341取得由壳体52内的空气的减压引起的壳体52的变形相对较大的部位的变形量。由此，与取得上述的变形相对较小的部位的变形量的情况相比，易于把握变形量Δx的变化。
另外，在本实施方式中，通过CAE解析确认上述的“变形相对较大的部位”。由此，能够容易并且迅速地确认上述的部位。
另外，在本实施方式中，在修正部342中，通过从由泄漏检查器12测定出的压力变化ΔP中减去将变形量取得部341取得的变形量Δx与修正系数α相乘而得的值来求出压力变化的修正值ΔP’。上述的修正系数α通过使用了壳体52的实物的测定或者CAE解析确认壳体52的变形量与壳体52内的压力变化ΔP的相关关系来决定。由此，能够高精度地求出上述的修正值ΔP’。
另外，在本实施方式中，能够高精度地评价电池组50的壳体52的气密性，因此在对该壳体52要求高的防水性(水密性)的情况下，该防水性的评价的精度变高。
＜实施方式的补充说明＞
在上述实施方式中，对评价电池组50的壳体52的气密性的情况进行了说明，但并不局限于此。本公开中的壳体例如可以是控制车辆的自动驾驶的自动驾驶装置的壳体，也可以是在内部容纳电池以外的电气设备的壳体。
另外，在上述实施方式中，构成为通过CAE解析确认减压时的壳体52的变形相对较大的部位，但并不局限于此。也可以构成为通过使用了壳体52的实物的测定来确认上述的部位。
另外，在上述实施方式中，构成为在变形量取得工序中取得在减压时壳体52的变形相对较大的部位的变形量，但并不局限于此。即也可以构成为在变形量取得工序中取得上述的变形相对较小的部位的变形量。
另外，在上述实施方式中，构成为在压力测定工序中将壳体52内的空气减压，但并不局限于此，也可以构成为在压力测定工序中通过泵等将壳体52内的空气加压。
另外，在上述实施方式中，构成为在变形量取得工序中取得壳体52中的多个部位的变形量的平均值作为壳体52的特定部位的变形量，但并不局限于此。即，也可以构成为在变形量取得工序中取得壳体52中的一个部位的变形量。
另外，在上述实施方式中，构成为作为气密性评价的对象的壳体52搭载于作为交通工具的车辆，但并不局限于此。本公开中的交通工具例如也可以是有人的多旋翼直升机等飞机、船舶。
另外，本公开在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更来实施。另外，当然本公开的权利范围并不限定于上述实施方式。

Claims (10)

1.一种壳体的气密性的评价方法，是搭载于交通工具的壳体的气密性的评价方法，其中，
所述壳体的气密性的评价方法具有：
压力测定工序，在将所述壳体内的空气加压或者减压并使所述壳体内的压力稳定后，测定所述壳体内的压力变化；
变形量取得工序，取得所述压力变化的测定中的所述壳体的特定部位的变形量；
修正工序，基于取得的所述变形量，修正测定出的所述压力变化；以及
评价工序，基于修正后的所述压力变化，评价所述壳体的气密性。
2.根据权利要求1所述的壳体的气密性的评价方法，其中，
所述特定部位是所述壳体中的多个部位，
在所述变形量取得工序中，取得所述多个部位的变形量的平均值作为所述特定部位的变形量。
3.根据权利要求1或2所述的壳体的气密性的评价方法，其中，
所述特定部位是在所述壳体中由所述加压或者减压引起的变形相对较大的部位。
4.根据权利要求3所述的壳体的气密性的评价方法，其中，
所述变形相对较大的部位通过使用了所述壳体的实物的测定或者CAE解析来确认。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的壳体的气密性的评价方法，其中，
在将测定出的所述压力变化设为ΔP，
将取得的所述变形量设为Δx，
将修正后的所述压力变化设为ΔP’，
并将通过使用了所述壳体的实物的测定或者CAE解析确认所述壳体的变形量与所述壳体内的压力变化的相关关系而决定的修正系数设为α的情况下，
在所述修正工序中，以ΔP’＝ΔP－αΔx的形式求出ΔP’。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的壳体的气密性的评价方法，其中，
所述壳体是电池组的壳体。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的壳体的气密性的评价方法，其中，
所述壳体具备由轻金属构成的下壳体和由树脂构成的上壳体，
在所述变形量取得工序中，取得所述上壳体的特定部位的变形量。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的壳体的气密性的评价方法，其中，
所述压力测定工序通过差压式的泄漏检查器来实施。
9.根据权利要求5所述的壳体的气密性的评价方法，其中，
所述修正系数α作为描绘通过所述测定或者所述CAE解析获得的数据而得的描绘图的曲线的斜率而求出。
10.一种壳体的气密性的评价装置，是搭载于交通工具的壳体的气密性的评价装置，其中，
所述壳体的气密性的评价装置具备：
压力测定部，在将所述壳体内的空气加压或者减压并使所述壳体内的压力稳定后，测定所述壳体内的压力变化；
变形量取得部，取得由所述压力测定部进行的所述压力变化的测定中的所述壳体的特定部位的变形量；
修正部，基于所述变形量取得部取得的所述变形量，修正测定出的所述压力变化；以及
评价部，基于所述修正部修正后的所述压力变化，评价所述壳体的气密性。
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