{"id":953,"date":"2026-08-12T11:17:50","date_gmt":"2026-08-12T03:17:50","guid":{"rendered":"https:\/\/www.daxin-vacuum.com\/?p=953"},"modified":"2026-08-12T11:29:18","modified_gmt":"2026-08-12T03:29:18","slug":"helium-leak-detection-in-ev-battery-manufacturing-complete-engineering-quality-control-guide","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.daxin-vacuum.com\/es\/guia-completa-de-control-de-calidad-de-ingenieria-para-la-deteccion-de-fugas-de-helio-en-la-fabricacion-de-baterias-para-vehiculos-electricos\/","title":{"rendered":"Detecci\u00f3n de fugas de helio en la fabricaci\u00f3n de bater\u00edas para veh\u00edculos el\u00e9ctricos: Gu\u00eda completa de ingenier\u00eda y control de calidad"},"content":{"rendered":"

\u00a0<\/h1>\n
Art\u00edculo original:<\/strong> Estudio de caso de la SAE de China<\/a> (Publicado: 23\/10\/2024)
\nAutor:<\/strong> Zhao Yulong \u2014 Investigador del Centro de Investigaci\u00f3n de Electrificaci\u00f3n, SAE de China
\nOrientaci\u00f3n t\u00e9cnica:<\/strong> Cui Shaohua, experto en fabricaci\u00f3n en Tianjin Lishen Battery Co., Ltd.<\/div>\n

Resumen ejecutivo y prefacio<\/h2>\n

La estanqueidad de las bater\u00edas y celdas individuales de los veh\u00edculos el\u00e9ctricos es fundamental para su rendimiento, durabilidad y seguridad operativa. Para eliminar los riesgos asociados a las fugas de electrolito l\u00edquido y la contaminaci\u00f3n ambiental (como la entrada de humedad), las bater\u00edas y celdas se someten a m\u00faltiples pruebas de estanqueidad a lo largo de su ciclo de vida.<\/p>\n

Si bien los m\u00e9todos tradicionales de prueba de sellado se basan en la disminuci\u00f3n de la presi\u00f3n del aire comprimido, la prueba con gas trazador de helio ofrece una precisi\u00f3n superior. Como gas noble inerte, el helio no es t\u00f3xico, no es inflamable, es incoloro y qu\u00edmicamente estable. Su peque\u00f1o radio at\u00f3mico y su baja densidad molecular permiten una r\u00e1pida difusi\u00f3n a trav\u00e9s de poros microsc\u00f3picos. La detecci\u00f3n de fugas mediante espectrometr\u00eda de masas de helio (MSLD) proporciona alta sensibilidad, tiempos de respuesta r\u00e1pidos e inspecci\u00f3n no destructiva, lo que garantiza un estricto cumplimiento de los est\u00e1ndares de calidad en la fabricaci\u00f3n de bater\u00edas para autom\u00f3viles.<\/p>\n

Secci\u00f3n I: Escenarios de aplicaci\u00f3n de la tecnolog\u00eda de detecci\u00f3n de fugas de helio<\/h2>\n

1.1 Detecci\u00f3n de fugas en celdas de bater\u00eda<\/h3>\n

La detecci\u00f3n de fugas a nivel de celda comprende pruebas de fugas en seco de carcasas vac\u00edas antes del llenado con electrolito (Detecci\u00f3n previa de fugas de helio<\/strong>, empleando t\u00edpicamente pruebas en c\u00e1mara de vac\u00edo de presi\u00f3n positiva) y pruebas de fugas en seco de celdas selladas despu\u00e9s del llenado de electrolito y la soldadura de la tapa (Detecci\u00f3n posterior a la fuga de helio<\/strong>(generalmente empleando m\u00e9todos de vac\u00edo por presi\u00f3n negativa).<\/p>\n

(1) Detecci\u00f3n previa de fugas de helio<\/h4>\n

Las pruebas previas a la inyecci\u00f3n de helio inspeccionan la integridad de la soldadura en las carcasas sin tratar, tanto para celdas prism\u00e1ticas de aluminio como para celdas cil\u00edndricas. La carcasa de la celda se evacua, se rellena con gas trazador de helio 100% y se sella. A continuaci\u00f3n, la celda se introduce en una c\u00e1mara de vac\u00edo sellada. Tras la evacuaci\u00f3n de la c\u00e1mara, un espectr\u00f3metro de masas de helio mide el flujo preciso de helio que escapa de los microdefectos durante un tiempo de permanencia calibrado.<\/p>\n

Se establece un umbral de rechazo est\u00e1ndar para las pruebas de carcasas de celdas r\u00edgidas en un l\u00edmite de tasa de fuga de 10\u207b\u2076 mbar\u00b7L\/s<\/strong>Para optimizar el consumo de gas, el helio se puede diluir con aire seco o nitr\u00f3geno. En los modos de presi\u00f3n positiva, el helio se presuriza a m\u00e1s de 1 atm\u00f3sfera dentro de la celda; el gas que escapa a trav\u00e9s de los poros defectuosos se muestrea mediante una sonda de detecci\u00f3n y se introduce en un espectr\u00f3metro de masas para su an\u00e1lisis cuantitativo.<\/p>\n

(2) Detecci\u00f3n posterior a la fuga de helio<\/h4>\n

Las pruebas posteriores al llenado con helio verifican la integridad del sellado final tras el llenado con electrolito y la soldadura del tap\u00f3n de sellado. Para reducir los costos de gas, los sistemas posteriores al llenado con helio pueden medir el helio residual presellado en el interior de la celda. En las pruebas en c\u00e1mara de vac\u00edo a presi\u00f3n negativa, la celda terminada se introduce en una c\u00e1mara de prueba conectada a un sistema de bomba de vac\u00edo. Al evacuar la c\u00e1mara, se detecta cuantitativamente cualquier fuga de gas trazador interna a trav\u00e9s de tapones de sellado o soldaduras defectuosas, identificando la magnitud exacta de la fuga hasta escalas submicrom\u00e9tricas.<\/p>\n

1.2 Prueba de estanqueidad de la bater\u00eda y la carcasa<\/h3>\n

Las pruebas de fugas del paquete de bater\u00edas cubren las bandejas del paquete, las cubiertas superiores, las placas de refrigeraci\u00f3n l\u00edquida y las carcasas de bater\u00edas ensambladas completas (Pruebas de acumulaci\u00f3n atmosf\u00e9rica de helio<\/strong>).<\/p>\n

Las carcasas de las celdas de la bater\u00eda, las unidades de control de potencia (PCU), las carcasas de los motores el\u00e9ctricos y los m\u00f3dulos de control electr\u00f3nico est\u00e1n dise\u00f1ados para cumplir con los requisitos. Clasificaci\u00f3n de protecci\u00f3n IP67<\/strong> (resiste la inmersi\u00f3n en agua a 1 metro de profundidad durante 30 minutos sin que penetre humedad).<\/p>\n

\"\"<\/div>\n

Comparaci\u00f3n de metodolog\u00edas de prueba: Disminuci\u00f3n de presi\u00f3n frente a gas trazador<\/h4>\n
    \n
  • M\u00e9todo de disminuci\u00f3n de la presi\u00f3n:<\/strong> Introduce aire en la carcasa y mide la ca\u00edda de presi\u00f3n a lo largo del tiempo. Si bien es rentable, su sensibilidad es limitada y no es adecuada para microfugas finas.<\/li>\n
  • M\u00e9todo del gas trazador:<\/strong> Introduce gas helio en la pieza de prueba y mide el gas trazador que escapa mediante espectrometr\u00eda de masas. Ofrece una sensibilidad ultra alta y tiempos de respuesta r\u00e1pidos.<\/li>\n<\/ul>\n

    Las mejores pr\u00e1cticas de la industria combinan pruebas globales en l\u00ednea (M\u00e9todo de acumulaci\u00f3n atmosf\u00e9rica<\/strong>) con inspecci\u00f3n localizada fuera de l\u00ednea (M\u00e9todo de sonda de rastreo<\/strong>).<\/p>\n

    \"\"<\/div>\n

    M\u00e9todo de acumulaci\u00f3n atmosf\u00e9rica (pruebas globales en l\u00ednea)<\/h4>\n

    El conjunto de bater\u00edas se carga con un gas trazador de baja concentraci\u00f3n (por ejemplo, 6% He en N\u2082) a una baja presi\u00f3n diferencial interna (~3 kPa) dentro de una c\u00e1mara de acumulaci\u00f3n atmosf\u00e9rica. Unos ventiladores homogeneizan el helio que escapa por todo el volumen de la c\u00e1mara, y una l\u00ednea de muestreo alimenta de gas a un detector de fugas de helio para medir la fuga total integrada.<\/p>\n

      \n
    1. Tensi\u00f3n estructural cero:<\/strong> La baja presi\u00f3n diferencial (~3 kPa) protege las grandes carcasas de los paquetes de bater\u00edas de la deformaci\u00f3n f\u00edsica.<\/li>\n
    2. Mezcla de gases rentable:<\/strong> Funciona eficazmente con bajas concentraciones de helio (~61 TP3T He), lo que reduce los gastos de gas.<\/li>\n
    3. Alta velocidad de ciclo:<\/strong> Ofrece tiempos de ciclo r\u00e1pidos y automatizados en l\u00ednea, compatibles con las l\u00edneas de producci\u00f3n automotriz de alto volumen.<\/li>\n<\/ol>\n
      \"\"<\/div>\n

      M\u00e9todo de rastreo (localizaci\u00f3n de punto fuera de l\u00ednea)<\/h4>\n

      Para probar bater\u00edas ensambladas donde el alto vac\u00edo podr\u00eda da\u00f1ar las juntas perimetrales o los condensadores el\u00e9ctricos, se utiliza la prueba de detecci\u00f3n de fugas fuera de l\u00ednea. Un brazo rob\u00f3tico o un t\u00e9cnico gu\u00eda una sonda de detecci\u00f3n a lo largo de las soldaduras perimetrales y las juntas. En los modos de seguimiento est\u00e1tico o din\u00e1mico, este m\u00e9todo localiza r\u00e1pidamente las fugas con precisi\u00f3n.<\/p>\n

      Secci\u00f3n II: Avances tecnol\u00f3gicos clave en las pruebas de helio<\/h2>\n

      2.1 Innovaciones en detecci\u00f3n y seguridad de la calidad<\/h3>\n

      Detecci\u00f3n directa de vapores de disolventes electrol\u00edticos<\/h4>\n

      Desarrolladores de instrumentaci\u00f3n l\u00edderes como Daxin<\/strong> Se introdujo la detecci\u00f3n directa de disolventes electrol\u00edticos sin inyecci\u00f3n de helio. En condiciones de vac\u00edo fino (aproximadamente unos pocos milibares), los disolventes electrol\u00edticos l\u00edquidos que escapan por microfugas se vaporizan instant\u00e1neamente y se detectan directamente mediante espectr\u00f3metros de masas especializados (por ejemplo, ELT3000). Entre los disolventes detectados habitualmente se incluyen el carbonato de dimetilo (DMC), el carbonato de dietilo (DEC), el carbonato de etilmetilo (EMC) y el propionato de propilo (PP). Para las celdas tipo bolsa flexibles, las c\u00e1maras de membrana flexibles patentadas soportan las superficies de la bolsa sin distorsi\u00f3n estructural.<\/p>\n

      Eliminaci\u00f3n de los riesgos del recubrimiento de litio<\/h4>\n

      La inyecci\u00f3n secundaria convencional de helio despu\u00e9s del llenado de electrolitos conlleva el riesgo de atrapamiento de gas, lo que provoca una distribuci\u00f3n de corriente desigual y localizada. recubrimiento de litio<\/strong> Durante la formaci\u00f3n de la celda, un equipo avanzado de prueba de fugas para el llenado y sellado de electrolitos verifica la integridad de la soldadura del tap\u00f3n de sellado sin inyecci\u00f3n de gas, eliminando los puntos ciegos del control de calidad y reduciendo los costos del proceso.<\/p>\n

      2.2 Recuperaci\u00f3n de helio en circuito cerrado y reducci\u00f3n de costes<\/h3>\n

      Debido a que el helio crudo es un gas noble escaso (con una dependencia de importaci\u00f3n industrial que supera los 951 TP3T en regiones manufactureras clave), el gas helio representa m\u00e1s de 501 TP3T de gastos operativos en pruebas de fugas. Las principales estrategias de reducci\u00f3n de costos incluyen:<\/p>\n

        \n
      • Sistemas de recuperaci\u00f3n de alta eficiencia:<\/strong> Los sistemas de recuperaci\u00f3n de circuito cerrado (por ejemplo, Hubei Ruicheng) recuperan hasta 851 TP3T+ de helio gastado.<\/li>\n
      • Mezcla de helio de precisi\u00f3n y control de reserva:<\/strong> Los m\u00f3dulos inteligentes de ahorro de gas (por ejemplo, Shanghai Zundao) cambian autom\u00e1ticamente el suministro de gas portador a nitr\u00f3geno durante los per\u00edodos de inactividad.<\/li>\n
      • Unidades integradas de recuperaci\u00f3n y purificaci\u00f3n:<\/strong> Los sistemas de purificaci\u00f3n in situ (por ejemplo, Oubi Electronic Tech) purifican el gas reciclado para su reutilizaci\u00f3n continua.<\/li>\n
      • Protocolos de prueba de baja concentraci\u00f3n:<\/strong> La utilizaci\u00f3n de m\u00e9todos de mezcla de helio de baja concentraci\u00f3n 10% (por ejemplo, Guangshun Testing) reduce los gastos de adquisici\u00f3n de helio hasta en 90%.<\/li>\n<\/ul>\n

        2.3 Integraci\u00f3n automatizada de la Industria 4.0<\/h3>\n

        Los equipos modernos de detecci\u00f3n de fugas de helio est\u00e1n totalmente automatizados para la fabricaci\u00f3n de bater\u00edas inteligentes:<\/p>\n

          \n
        • Monitorizaci\u00f3n automatizada de la presi\u00f3n:<\/strong> Las interfaces hombre-m\u00e1quina (HMI) con pantalla t\u00e1ctil proporcionan diagn\u00f3sticos de presi\u00f3n en tiempo real, evaluaci\u00f3n de aprobado\/reprobado y activaci\u00f3n de alarmas.<\/li>\n
        • Manipulaci\u00f3n rob\u00f3tica de materiales:<\/strong> Los robots industriales sincronizados realizan la carga automatizada, el registro de n\u00fameros de serie y la clasificaci\u00f3n autom\u00e1tica de APROBADO\/REPROBADO.<\/li>\n
        • Arquitectura paralela multic\u00e1mara:<\/strong> La interconexi\u00f3n de m\u00faltiples cajas permite l\u00edneas de producci\u00f3n flexibles con cambios r\u00e1pidos de herramientas.<\/li>\n
        • Internet de las cosas industrial y trazabilidad:<\/strong> Los sistemas IIoT integrados almacenan par\u00e1metros de prueba, permiten diagn\u00f3sticos remotos y mantienen una trazabilidad digital completa para garantizar la calidad.<\/li>\n
        • L\u00edneas cil\u00edndricas de alta velocidad:<\/strong> Las arquitecturas de l\u00ednea avanzadas (como las l\u00edneas de detecci\u00f3n de fugas de bater\u00edas cil\u00edndricas 4680 de Wanyi Tech) integran las pruebas primarias, las pruebas secundarias, la recuperaci\u00f3n y la purificaci\u00f3n en un flujo de trabajo automatizado continuo.<\/li>\n<\/ul>\n

          Secci\u00f3n III: Conclusiones y perspectivas del sector<\/h2>\n

          Impulsada por el r\u00e1pido crecimiento de los mercados mundiales de veh\u00edculos el\u00e9ctricos y sistemas de almacenamiento de energ\u00eda (ESS), la tecnolog\u00eda de detecci\u00f3n de fugas de helio contin\u00faa avanzando a pasos agigantados. Si bien los fabricantes nacionales de equipos han reducido significativamente las brechas de rendimiento en cuanto a precisi\u00f3n, estabilidad y velocidad de medici\u00f3n, los esfuerzos de ingenier\u00eda actuales se centran en superar la dependencia de la importaci\u00f3n de componentes clave, mejorar la durabilidad de los sensores de espectr\u00f3metros de masas y ampliar la infraestructura de recuperaci\u00f3n de gas en circuito cerrado.<\/p>\n

          A medida que la fabricaci\u00f3n de bater\u00edas se expande hacia capacidades globales de teravatios-hora (TWh), la detecci\u00f3n automatizada de fugas de alta precisi\u00f3n sigue siendo un pilar fundamental para ofrecer soluciones de almacenamiento de energ\u00eda seguras, fiables y duraderas.<\/p>\n

          <\/div>