Prüfstände zur Dichtheitsprüfung von Batterien mit Helium für mehrere deutsche OEMs

Bei Batterien für die E-Mobilität zählt dauerhafte Dichtheit (IP67) zu den zentralen Voraussetzungen. Um etwa Kurzschlüsse durch Spritzwasser zu vermeiden, muss der Test sichere und zuverlässige Ergebnisse liefern. Ein bedeutender Vorteil von Dichtheitsprüfungen mit Helium gegenüber einem Luftlecktest ist, dass auch sehr kleine Leckagen (ca. 2,5 cm³ bei 50 mbar) erkannt werden. Helium ist in der Umgebungsluft kaum vorhanden, so dass schon der Nachweis einer leicht erhöhten Konzentration des Gases genügt, um zu einer zuverlässigen Prüfaussage zu gelangen.

Beim Heliumschnüffeltest wird der Prüfling mit Helium befüllt und mit einer Schnüffelsonde an allen potenziellen Leckagestellen abgefahren. So können Fehler besonders zuverlässig und zielgerichtet aufgespürt und in einem Nacharbeitsprozess behoben werden. Dabei kann das Helium-/Luftgemisch je nach Aufgabe unterschiedlich konzentriert – und damit kosteneffizient – eingesetzt werden. JW Froehlich besitzt auf diesem Gebiet jahrzehntelange Erfahrung.

Ein deutscher OEM, der mit seinen Batterien für Lkw in Serie ging, benötigte Prüfstände, die in der Lage sind, hohe Stückzahlen in möglichst kurzer Zeit sicher zu testen. Größtmögliche Produkt- und Prozesssicherheit bei optimaler Kosteneffizienz lautete die Vorgabe. In enger Abstimmung mit dem Kunden wurde eine Lösung mit individuell zugeschnittenen automatisierten Testständen für zwei verschiedene Standorte entwickelt und die Maschinen innerhalb von acht Monaten ausgeliefert. Zudem ergab sich auf Basis dieser Entwicklungen ein weiterer Auftrag über 20 Heliumlecktest-Prüfstände. Bis Ende 2024 werden weitere Linien ausgestattet, wodurch sich die Gesamtanzahl auf 30 Heliumlecktest-Prüfstände erhöht.

Prüfverfahren und -inhalte

Ablauf der Prüfung

• Einfahren der Batterie in Heliumlecktest-Station
• Positionieren des Prüflings
• Schließen der Rolltore
• Kontaktieren und abdichten der Batterie (je nach Stationskonzept manuell oder automatisch)
• Befüllen der Batterie mit Helium
• Parallel Überprüfungsroutine (Untergrundmessung, Düsenvermessung der Schnüffellanze, Kalibrierleckprüfung, Kapilarleckprüfung)
• Abwarten der Durchdringungszeit
• Abschnüffeln der Batterie mit Schnüffellanze des Massenspektrometers durch Roboter
• Entlüften und dekontaktieren der Batterie
• Rolltore der Heliumlecktest-Station öffnen
• Ausfahren der Batterie aus Prüfstand, parallel Raumluftwechsel in der Station

Prüfverfahren

• Heliumschnüffelprüfung mit Massenspektrometer der Firma Inficon (XL3000flex)

Prüfmerkmale

• Dichtnähte
• Verschiedene Schrauben
• Elektrostecker am Batterie-Management-System (LV- und HV-Komponenten)
• Berstscheiben
• Schweißnähte