모빌리티 및 자동차

전기 자동차(BEV/PHEV)의 성공 사례가 증가함에 따라 견인 배터리에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 기업은 전체 생산 단계에서 리튬 이온 배터리 셀의 전해질의 누설 또는 물 또는 습기와의 접촉으로 인한 반응으로 인해 플루오르화수소산을 형성하지 않도록 하는 것이 중요합니다. 물론, 단락 위험을 방지하기 위해 물은 당연히 배터리 팩과 모듈에 침입하지 않도록 해야 합니다.

귀사는 INFICON 제품으로 밀폐 요구사항 준수를 보장할 수 있습니다. 예를 들어 INFICON ELT3000 PLUS 누설 탐지기는 누설되는 전해액 용액을 직접 탐지하는 방식으로 이미 충전된 리튬-이온 배터리 셀에서 직경이 몇 마이크로미터에 불과한 누설도 검사할 수 있는 최초의 장치입니다. 따라서 10년 목표 수명 기간을 달성할 수 있습니다. INFICON의 LDS3000 또는 LDS3000 AQ 등의 장치는 하우징, 냉각 라인, 전기 모터의 누설 검사에 적합합니다. 그리고 가스 유량이 높은 XL3000flex 및 Protec® P3000XL 은 조립된 배터리 팩의 자동 로봇 스니핑 누설 탐지에 최적입니다.

연료셀 차량(FCV)은 수소 기술이 적용된 수소 탱크 및 라인, 수소 재순환, 나중에 연료셀 스택에 조립하는 분리판과 MEA(막 전극 어셈블리)에 대해 누설 검사가 필요합니다. 일반적인 연료셀 고장은 양극과 음극 간 교차 누설 또는 밀폐 위치에서 수소와 산소가 통제할 수 없는 수준으로 반응하여 나타나는 오버보드 누설 등이 있습니다.

수소는 냉각 회로로 누설되어서는 안 됩니다. 수소를 운반하는 모든 구성부품에 CNG/LNG 구성부품 설정과 매우 유사한  10^-5 mbar∙l/s 단위의 가능한 최소 거부 누설률을 사용하십시오. 수소를 사용한 경우에는 가스 기반의 검사 방법을 거의 적용할 수 없습니다. 일부 연료셀 구성부품은 진공 챔버에서 짧은 사이클 시간 내에 검사하는 것이 가장 적합합니다. 수소 탱크 시스템과 같은 서브-어셈블리 FCV 계통은 자동 로봇을 이용한 스니퍼 누설 검사가 적절합니다.

내연기관(ICE) 자동차의 동력전달장치에는 생산 단계에서 누설 검사를 실시해야 하는 다양한 구성부품이 있습니다. 예를 들어 아직 빈 상태의 기어 박스 하우징에 대한 사전 검사 또는 자동 토크 컨버터에 대한 오일 기밀도 검사가 필요합니다. 듀얼-매스 플라이휠과 인터쿨러에 대한 누설 검사도 필요합니다.

이와 같은 누설 검사 작업에서 압력강하 검사와 같은 기존 방법은 한계가 있습니다. 인터쿨러는 자체 특성으로 인해 온도 변동에 민감합니다. 하지만 온도 변화에 따라 압력 테스트 결과가 완전히 무효화될 수 있습니다. 추적 가스를 이용하는 누설 검사 방식의 INFICON의 LDS3000 과 진공 챔버 또는 LDS3000 AQ (비용 효율적 축적 챔버)를 결합하여 훨씬 신뢰할 수 있는 솔루션을 구성할 수 있습니다.

탄화수소 방출 방지를 위한 기준이 까다로워짐에 따라 최근 몇년간 연료 탱크와 연료분사계통에 대한 누설률 기준도 전 세계적으로 꾸준히 엄격해지고 있습니다. 그에 따라 연료 탱크와 연료 라인을 10^-4 ~ 10^-6 mbar∙l/s의 누설률 기준으로 검사하는 사례가 많습니다. 수조 및 압력 방식으로는 이와 같이 낮은 누설률을 검사할 수 없습니다. 이와 같은 검사는 추적 가스를 이용해야 합니다.

연료분사 밸브 또는 연료 펌프 제조업체에서도 정확한 누설 검사가 필수적입니다. Common-rail 연료분사계통에서는 높은 작동 압력으로 인해 요구사항이 더욱 까다로운 경우가 많습니다. Common-rail 계통에 사용된 구성부품은 10^-4 ~ 10^-6 mbar∙l/s의 누설률로 누설 검사를 실시합니다. INFICON LDS3000 및 LDS3000 AQ 와 같은 누설 탐지기는 이러한 부문에서 산업 용도로 그 성능을 다시 한 번 입증하였습니다.

거의 대부분의 차량용 공조기에서 기후에 유해한 R134a 대신 R1234yf가 사용되고 있습니다. 새로운 냉매는 일반적인 AC 계통에서 10 ~ 15 bar 압력으로 작동할 수 있습니다. 럭셔리 부문의 일부 제조업체는 이보다 잠재적 문제 소지가 있는 가연성 R1234yf를 사용하는 것을 꺼리고 높은 압력에서 설계도 더욱 복잡한 CO2(R744)를 사용하고 있습니다. 각 경우에 냉매의 연간 최대 누설률은 2 ~ 5g 정도로 추정하는 것이 일반적입니다.

이 냉매 누설률은 헬륨에 대한 2∙10^-5 mbar∙l/s 누설률 검사와 같은 기준입니다. 따라서 대부분의 공조 구성부품은 10^-5 mbar∙l/s의 누설률 기준으로 검사합니다. 진공 챔버에서 INFICON LDS3000 을 사용하여 누설 검사를 실시할 때에는 사이클 시간이 특히 단축됩니다. 증착기, 콘덴서, 호스, 충전 밸브도 가장 비용 효율적인 축적 방법과 LDS3000 AQ를 사용하여 누설 검사를 실시할 수 있습니다.

차량에서 안전과 직접적으로 관련된 모든 구성부품은 특수한 품질 요구사항이 적용되며 그에 해당하는 누설 기밀도가 요구됩니다. 예를 들어 브레이크 호스, 브레이크액 저장통, 브레이크 부스터는 보통 10^-3 ~ 10^-4 mbar∙l/s 누설률 기준으로 검사하며 일반적으로 축적 챔버에서 헬륨 검사를 실시합니다.

에어백 가스 발생기는 Bombing으로 검사합니다. 가장 먼저 에어백 점화기에 헬륨 과압을 적용한 다음 진공 챔버에서 검사를 실시하여 테스트 부위에서 빠져나온 헬륨의 양을 다시 측정합니다. 불꽃으로 점화되는 에어백 가스 발생기에 습기가 유입되지 않도록 보호해야 하며 이를 보장하기 위해 10^-6 mbar∙l/s 거부 누설률을 통과해야 합니다.

에어백 냉가스 발생기의 누설률 사양은 이보다 약간 높습니다. 해당 헬륨-아르곤 혼합물은 10 또는 15년 이상 과압을 유지해야 합니다. 이 사양을 테스트할 때에는 더욱 까다로운 10^-7 mbar∙l/s 헬륨 누설률 기준을 적용하며 기본적으로 LDS3000 또는 Modul1000 을 이용한 진공 누설 검사를 사용합니다.

ADAS(첨단 운전자 보조 시스템)를 탑재한 자율 또는 반자율 자동차는 일련의 센서를 사용합니다. 안전이 생명인 ADAS 센서 기술에서는 Fail-safety(장애 시 안전)가 핵심 기준입니다. ADAS 센서에 관해서는 대부분의 제조업체들이 1백만 건당 3.4건의 오류를 허용하는 6시그마는 생각조차 할 수 없습니다.  여기에 10억 개 부품당 1개 미만의 고장만 허용하는 "제로-결함" 전략을 적용하는 사례가 많습니다.

예를 들어 LIDAR과 RADAR 센서에서는 김서림을 방지해야 합니다. 따라서 수분 유입의 가능성을 제거해 김서림을 방지하기 위해서는 제조 시 품질 관리 단계에서 10^-6 ~ 10^-7 mbar∙l/s와 동일한 수준의 가스 밀폐력이 보장되어야 합니다. 많은 제조업체들이 INFICON LDS3000 과 같은 기기를 이용해 헬륨 진공 누설 검사를 실시하고 있습니다.

최종 조립 후에는 사전 검사를 통과한 서브 계통과 구성부품 간 모든 체결 부위에 대해 누설 검사를 실시해야 합니다. INFICON은 이 목적을 위해 다양한 스니퍼 누설 탐지기를 제공합니다. 절차: 구성부품에 테스트 가스를 채운 다음 장치의 스니퍼 팁을 이용해 수동으로 또는 자동 로봇으로 중요 위치를 점검합니다. 테스트 가스는 헬륨 또는 포밍 가스가 적합하며 R1234yf, CO₂와 같은 기체 작동 매체도 적절합니다.

INFICON 냉매 누설 탐지기, 예를 들어 HLD6000 및 Ecotec E3000 은 에어컨 계통, 연료분사계통, 배터리 열 관리 계통의 커넥터에 적합합니다. 저가의 포밍 가스를 사용하는 Sensistor Sentrac® 스니퍼 누설 탐지기는 연소 엔진의 오일 및 워터 회로 검사에 사용합니다. 추적 가스 스니퍼 누설 탐지기인 INFICON XL3000flex 및 Protec® P3000XL 은 높은 기체 유량으로 인해 동적인 로봇 스니핑 누설 탐지에 적합합니다.

AC 수리 기술을 개선해야 할 필요성은 이제 그 어느 때보다 중요하며 고체 누출 감지는 수리 모범 사례의 필수적인 부분입니다. 이는 R1234yf의 비용 상승, RRR 누출 테스트에 대한 오해, 실내 온도 조절 장치와 전기 자동차의 배터리 작동 사이의 연관성을 포함하여 자동차 애프터마켓에 영향을 미치는 여러 요인에 의해 발생합니다.

냉매 가격이 상승함에 따라 기술자는 처음부터 올바르게 수리할 수 있어야 합니다. 결함이 있거나 불충분한 누출 테스트로 인해 누출을 놓친 경우 결과는 고객이 시스템에서 고가의 냉매를 모두 배출하면서 다시 돌아오게 될 것입니다. INFICON 자동차 서비스 도구(AST)는 기술자가 누수를 포착하고 고객 재방문을 방지하는 데 도움이 되는 전체 전자식 누수 감지기 제품군을 제공합니다.

미국에서 AC 수리를 수행하는 상점의 장비 요구 사항인 RRR 기계에는 크고 심한 누출을 확인하는 누출 테스트 기능이 있습니다. 이 장비가 모든 문제가 있는 누출을 감지할 수 있다는 생각은 비용이 많이 드는 재수리를 초래하는 잘못된 보안 감각을 제공합니다. 고객 컴백을 없애기 위해 기술자는 AST300PPM 또는 AST200IR과 같이 큰 문제를 일으킬 수 있는 작은 누출을 찾을 수 있는 전용 전자 누출 감지기를 사용해야 합니다.

전기 자동차 시장의 성장은 전자 누출 감지기를 사용해야 하는 또 다른 이유를 제시합니다. EV의 실내 온도 조절 시스템은 배터리함도 제어합니다. AC가 작동하지 않으면 안전상의 이유로 차량이 꺼집니다. 이 때문에 EV AC 수리를 위해 누출 테스트 모범 사례를 따르는 것이 중요합니다.

일상적인 RAC 유지 관리에 완벽한 AST100부터 수소 형성 가스로 누출을 안전하게 찾을 수 있는 본질적으로 안전한 AST100FG 에 이르기까지 INFICON은 귀하의 응용 분야를 위한 누출 테스트 솔루션을 제공합니다.