一、發(fā)泡fipfg/cipg方案的優(yōu)勢
動力電池是新能源汽車的核心部件,由于其成本可達整車的近50%,同時產(chǎn)品穩(wěn)定性直接影響到整車的安全性,因此行業(yè)對于動力電池pack的密封方案有著非常嚴(yán)苛的要求:
1)ip67/68等級密封設(shè)計要求,保證電池包防塵防水,不會因為進水而短路。
2)方便拆解,便于對電芯的維護與更換,并做到重復(fù)拆解不影響密封性。
由于材料和工藝的限制,泡棉膠條和密封膠這兩種電池pack密封方案占據(jù)著主導(dǎo)地位。但是隨著技術(shù)的進步,發(fā)泡fipfg/cipg已經(jīng)成為pack密封方案的發(fā)展趨勢。
所謂發(fā)泡fipfg/cipg是指膠水經(jīng)設(shè)備點膠后在室溫或高溫下發(fā)泡固化,組裝過程中通過壓縮獲得密封效果。相對其他工藝,發(fā)泡fipfg/cipg有著*的優(yōu)勢:
1)泡棉膠條
其優(yōu)點是隨時可以開箱,方便維修。缺點是容易出現(xiàn)脫落以及彈性下降導(dǎo)致的滲漏;此外需要模切加工,組裝依靠人工,材料和人力成本較高。
2)密封膠
其優(yōu)點是易于操作,密封效果好。缺點是密封后,如果想打開箱體進行維修,則很困難。
3)傳統(tǒng)fipfg/cipg(又名液態(tài)墊圈/就地成型墊圈)
傳統(tǒng)fipfg/cipg產(chǎn)品大的問題在于其壓縮率一般只有30%,容易使蓋子變形或不能有效填充工差,造成密封失敗。
4)發(fā)泡fipfg/cipg完美結(jié)合了前三者的優(yōu)點:
§ 閉孔發(fā)泡,壓縮率可達50%,密封效果好
§ 密封材料與部件結(jié)合成一體不易脫落
§ 全自動設(shè)備生產(chǎn)適用于各種圖形軌跡,可提高產(chǎn)能。
§ 材料及人工成本低。
二、有機硅發(fā)泡fipfg/cipg的難點
其實聚氨酯發(fā)泡fipfg/cipg是一種非常成熟的方案,早已廣泛應(yīng)用于家電、工業(yè)設(shè)備等產(chǎn)品殼體的防塵密封。但是由于其耐高溫上限只有150度,因此在動力電池pack這種對安全穩(wěn)定性要求*的應(yīng)用場景中,
聚氨酯發(fā)泡fipfg/cipg就必須讓位于有機硅發(fā)泡cipg材料了!
然而,有機硅發(fā)泡材料的施工工藝難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于聚氨酯發(fā)泡產(chǎn)品,主要體現(xiàn)在:
1) 壓力精度:有機硅發(fā)泡膠水的粘度遠(yuǎn)高于聚氨酯材料。目前主流chan品ab組分混合前的粘度范圍可達50000~250000 mpas。設(shè)備的工作壓強需要達到2mpa,可接受的浮動范圍不超過±10%。一旦壓力精度控制不良會造成ab組分泵膠混合比率偏差,進而導(dǎo)致發(fā)泡不足或發(fā)泡不均勻的問題。
2) 溫控精度:有機硅材料的發(fā)泡包含氣體生成和框架結(jié)構(gòu)形成兩個反應(yīng)。首先是羥基基團與含氫化物反應(yīng)釋放氫氣;另一反應(yīng)是乙烯基與氫化物反應(yīng)固化形成框架結(jié)構(gòu)。這兩個反應(yīng)同時發(fā)生且對溫度非常敏感。如果平衡不好這兩種反應(yīng),就沒有均勻漂亮的閉孔結(jié)構(gòu)。為了便于理解我們不妨做這樣一個思想實驗:如果固化反應(yīng)先行完成,那么過高的內(nèi)聚力會阻礙氣泡的膨脹;而如果氫氣在固化反應(yīng)之前就過早釋放,那么尚處于液態(tài)的結(jié)構(gòu)會使氣體散佚,終導(dǎo)致發(fā)泡不良甚至外觀塌陷。因此,精確的溫度控制尤為關(guān)鍵。
3) 混合控制:參與反應(yīng)的ab兩個組分需要高剪切力才能很好地混合,而部分產(chǎn)品在混合2秒后就開始反應(yīng),粘度急劇升高,因此混合過程需要在幾秒鐘內(nèi)完成。這對動態(tài)混合設(shè)備有很高的要求。
除了以上提到的三個難點之外,精確的計量,精確的送料等因素都是有機硅發(fā)泡材料能否達到預(yù)期效果的關(guān)鍵要素。只有做到了各個要素的協(xié)同才能讓有機硅發(fā)泡cipg材料發(fā)揮出它應(yīng)有的優(yōu)勢!
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