汽車電控結(jié)構(gòu)CIPG/FIPG密封技術(shù)研究

隨著國內(nèi)汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，根據(jù)國家大力培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和加強節(jié)能減排工作的總體部署和要求，純電動、混合動力等新能源汽車應(yīng)運而生。深圳比亞迪、中國一汽、眾泰、上汽、廣汽等車企紛紛推出新能源車型。針對各車企車型的空間布置特殊性，市場上常規(guī)連接器結(jié)構(gòu)、性能和安裝方式等方面不能完全滿足新車型布局和使用要求。

雖然國外汽車起步早，發(fā)展快，汽車連接器開發(fā)技術(shù)也相對比較成熟，例如 TE、DELPHI、LS、AMPHENOL、PHOENIX 等汽車連接器企業(yè)，但對國內(nèi)車企而言，市場現(xiàn)存的該類連接器存在體積較大、價格昂貴、供貨周期長等問題，并且新能源車型的特殊要求不能得到有效滿足。

面對目前汽車行業(yè)的精密性、氣密性及集成化的要求，設(shè)計研發(fā)一款基于 CIPG 工藝的、適用于汽車電機、電控、油泵控制器和 EHPS 轉(zhuǎn)向泵上的新型汽車密封連接器。同時該密封產(chǎn)品具有耐高溫、耐低溫、耐高壓、耐高濕的性能，結(jié)構(gòu)精巧，是汽車密封連接器未來發(fā)展應(yīng)用的主流方向。

CIPG（Cured-In-Place Gasket）為固化型現(xiàn)場硫化成型密封圈的縮寫[1] ，指先在法蘭面上涂布液態(tài)密封劑，固化后再進(jìn)行組裝實現(xiàn)密封作用的工藝。CIPG 工藝的實現(xiàn)需要借助自動注膠機完成，注好膠的產(chǎn)品通過加熱固化成型，硅膠與法蘭面板粘接牢靠形成一個一體式的密封結(jié)構(gòu)。該產(chǎn)品為后裝式應(yīng)用，密封連接器就是較為常見的一種，與 CIPG 工藝比較類似的注膠工藝還有 FIPG工藝，F(xiàn)IPG（Formed-In-Place Gasket） 是在法蘭面上涂布液態(tài)密封劑后，在密封劑未固化的狀態(tài)下進(jìn)行產(chǎn)品組裝，之后需要放置一段時間使密封劑完全固化，與上下相接觸的面板均實現(xiàn)良好粘接，達(dá)到密封效果的工藝。該工藝一般用于總成裝配的密封[3] ，如控制器、電機和變速箱等端蓋的密封，即提前在法蘭面上注膠，蓋蓋后螺釘固定即可。

傳統(tǒng)的法蘭密封一般需要在法蘭面板上開槽，裝配通過模具成型的密封圈。這種方法容易導(dǎo)致法蘭厚度增加，尺寸偏大，固定密封圈的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了成本。而 CIPG 工藝相比傳統(tǒng)法蘭應(yīng)

用密封圈有以下優(yōu)勢 ：

a.密封圈無需開模，節(jié)約模具成本；

b.密封圈無庫存壓力；

c.可以通過調(diào)節(jié)注膠針頭大小，使膠條形狀、尺寸多樣化；

d.法蘭能做的更薄，尺寸更小，結(jié)構(gòu)簡單，成本降低；

e.降低了人工成本，裝配成本，管理成本；

f.自動化生產(chǎn)，流水線作業(yè)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)能。

鑒于 CIPG 工藝的諸多優(yōu)勢，同時考慮到汽車工業(yè)特別是新能源汽車降成本的迫切需求以及對車型設(shè)計集成化、一體化、小型化的要求，CIPG 工藝不論是在前期的方案設(shè)計，還是后期成功選型

應(yīng)用等方面均受到客戶的青睞。

CIPG工藝膠水的選擇

CIPG 工藝起源于西方國家，其應(yīng)用也比較成熟，能夠提供相適應(yīng)的膠水的廠家也大多是歐美企業(yè)，主要有漢高樂泰、道康寧、瓦克等。隨著國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展，煙臺德邦等企業(yè)也推出了自己的產(chǎn)品。接下來選擇一款煙臺德邦具有代表性的膠水90486介紹其性能特點。

CIPG 工藝所選用的膠水是一種不流掛、熱固化、加成型的單組份有機硅密封膠，具有以下特點：

a.單組份觸變性；

b.快速熱固化；

c.耐高溫；

d.高粘接強度；

e.粘接材料多樣；

f.高彈性（低應(yīng)力）。

選擇熱固化型硅膠相比常溫固化硅膠有明顯的優(yōu)勢，因為熱固化硅膠常溫下不能固化或者很難固化，不會使供膠系統(tǒng)的管道、點膠閥以及針頭因為硅膠的固化堵塞而報廢，供膠系統(tǒng)可以重復(fù)使用而不影響點膠性能。硅膠具有良好的物理性能和可觸變性，方便注膠，硫化后，硅膠邵氏（A）硬度為 35 A，具有良好的受壓回彈密封性能。絕緣性能好，體積電阻率為 1015 Ω·cm，電痕化指數(shù) CTI＞600，膠水粘接性能良好，經(jīng)測試，分別與鋁合金、不銹鋼等金屬板粘接良好，并且與 PBT、PET、PPA等高分子材料粘接效果良好。產(chǎn)品的最佳固化溫度取決于材料的尺寸和產(chǎn)品熱接受能力大小，在熱接受能力最大條件下，選擇較高溫度，減少固化時間，提高生產(chǎn)效率。

膠水是否能滿足使用要求，需要經(jīng)過一系列的環(huán)境試驗進(jìn)行驗證，特別是實驗后密封圈是否能夠保持基本的壓縮形變性能和一定的壓縮回彈性、能耐水性能。試驗溫度按照汽車連接器標(biāo)準(zhǔn)-40～150 ℃范圍考核，參考汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QC/T 1067.1—2017《汽車電線束和電氣設(shè)備用連接器第1部分：定義、試驗方法和一般性能要求》和美國標(biāo)準(zhǔn)SAE/US?CAR-2-2004《機動車電氣連接器系統(tǒng)的性能規(guī)范》，高溫老化條件是150 ℃，1 008 h。

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審核編輯 黃宇