Плазменная очистка автомобилей Корпуса батарей повышают поверхностную энергию подложки с менее чем 35 мН/м до более чем 72 мН/м, создавая условия молекулярного смачивания, необходимые для жидких прокладок, обеспечивающих защиту IP67 и IP68 на протяжении всего срока службы автомобиля.
Что вызывает выход из строя уплотнений аккумуляторных батарей электромобилей?
Работа высоковольтной тяговой батареи полностью зависит от герметичности её корпуса. В течение всего срока службы транспортного средства периметральное соединение подвергается механическому скручиванию, ударам камней, циклам термического расширения, а также постоянному воздействию дорожной грязи и чистящих средств.
Даже микроскопическое повреждение в любом месте этого соединения достаточно для проникновения влаги, а влага в высоковольтном корпусе означает риск короткого замыкания, теплового разгона или ускоренной коррозии.
Неудачи, возникающие на практике, как правило, обусловлены четырьмя основными причинами:
- Микроскопические масляные зазоры: Остатки штамповочного масла препятствуют равномерному распределению герметика, оставляя крошечные невидимые дорожки, через которые вода легко проникает внутрь.
- Несоответствие коэффициентов теплового расширения: Смешивание алюминиевых лотков со стальными крышками создает сильное трение, поскольку материалы расширяются и сжимаются с разной скоростью при колебаниях температуры.
- Смещение физических прокладок: Со временем механические уплотнения деформируются и оседают, образуя слабые места, в которых возникают протечки во время мойки автомобилей под высоким давлением.
Что на самом деле требуют классы защиты IP67 и IP68?
Степень защиты IP67 требует, чтобы корпус выдерживал полное погружение на глубину одного метра в течение 30 минут. Степень защиты IP68 еще выше и требует непрерывного погружения на глубину, указанную производителем, что для тяжелых коммерческих и внедорожных платформ означает значительно большее давление на каждое соединение.
Для соответствия любому из этих стандартов требуется равномерная подготовка поверхности по всему миллиметру шва перед началом герметизации аккумуляторной батареи электромобиля. Изменение поверхностной энергии и локальное загрязнение представляют собой риски отказа, которые проявляются на этапе тестирования, а не до него.
Обычно прочность алюминиевых и полимерных поверхностей составляет менее 35 мН/м, что достаточно низко для полного пропитывания жидкими герметиками. См. наше руководство по... Плазменная обработка для производства аккумуляторов для электромобилей Чтобы увидеть, как улучшение поверхностной энергии влияет на весь технологический процесс сборки батареи. Достижение поверхностной энергии выше 72 мН/м обеспечивает полное молекулярное смачивание и позволяет герметику напрямую связываться с материалом корпуса, а не оставаться на загрязнениях.
Как плазма подготавливает поверхности для нанесения FIPG и CIPG?
На линиях крупносерийной сборки вместо предварительно сформированных резиновых полосок используются прокладки, изготавливаемые на месте методом формования или отверждения. Эти жидкие полиуретаны и силиконы при нанесении принимают форму уплотнительного канала, что делает их эффективными, но также чувствительными к состоянию поверхности, на которую они попадают.
Плазменная очистка корпуса батареи непосредственно перед нанесением герметика изменяет химический состав поверхности одновременно тремя способами.
Загрязняющие вещества испаряются.
Высокоскоростной поток плазмы расщепляет смазочные материалы для штамповки, антикоррозионные масла и органические остатки на CO₂ и водяной пар. Оставшаяся поверхность чиста на атомном уровне, что необходимо для правильного сшивания составов FIPG и CIPG.
Химический состав поверхности перестроен для обеспечения адгезии.
Разрыв слабых молекулярных связей на поверхности приводит к внедрению высокополярных кислородсодержащих и азотсодержащих групп в верхний молекулярный слой. Это повышает поверхностную энергию до более чем 72 мН/м и позволяет жидким силиконам и полиуретанам образовывать ковалентные поперечные связи с корпусом, а не оставаться на поверхности загрязнений.
Площадь взаимоблокировки максимальна.
Физико-химическая модификация на микроскопическом уровне увеличивает активную площадь поверхности, доступную для смачивания, обеспечивая полное покрытие герметиком сложных геометрических форм дорожных покрытий, включая узкие углы и различную ширину фланцев, где чаще всего начинаются отказы прокладок.
Какая стратегия активации подходит для каждого материала корпуса батареи?
В конструкциях корпусов алюминиевые сплавы, полиамиды, армированные стекловолокном, и полипропилен объединены в одном из компонентов, причем каждый из них по-разному сопротивляется склеиванию.
Алюминиевый сплав
Алюминиевые корпуса обладают высокой прочностью, но на их поверхностях быстро образуется нестабильный естественный оксидный слой, который впитывает промышленные масла, используемые в процессе штамповки. Плазменная активация удаляет остаточные углеводороды и модифицирует оксидную матрицу, превращая ее в стабильную, восприимчивую основу для составов FIPG.
Полиамид, армированный стекловолокном
Полиамиды, наполненные стекловолокном, обладают высокой структурной целостностью и термостойкостью, но их плотные полукристаллические поверхности по умолчанию препятствуют склеиванию. Целенаправленная плазменная обработка разрушает углеродные цепи на поверхности композита и внедряет полярные функциональные группы, которые позволяют жидким силиконам напрямую связываться с полимерной матрицей.
Полипропилен
Полипропилен по умолчанию обладает удельной поверхностной энергией значительно ниже 30 мН/м, и стандартные герметики не могут к нему приклеиться без грунтовки. Атмосферная плазма изменяет химический состав поверхности и повышает поверхностную энергию до более чем 72 мН/м без искажения геометрии основного пластика, что полностью устраняет необходимость в грунтовке. Ознакомьтесь с нашими ресурсами по этой теме. плазменная обработка литий-ионных аккумуляторных батарей для параметров процесса, специфичных для каждого материала и подложки.
Какой подход к интеграции в технологическую линию является оптимальным для линий электропередачи первого уровня?
На линиях первого уровня нельзя допускать этапов подготовки партий вне производственной линии, которые нарушают производственный процесс. Активация поверхности имеет ограниченный период максимальной эффективности, а это значит, что плазменная система должна запускаться непосредственно перед головкой для нанесения герметика.
Система плазменной обработки поверхностей KeyLink PL-B3150 Он построен именно с учетом этого требования. Он предлагает:
Синхронизировано с раздаточной станцией
Система напрямую интегрируется с существующими роботизированными станциями дозирования, активируя траекторию герметизации непосредственно перед тем, как за ней последует головка герметика, без каких-либо дополнительных манипуляций между обработкой и дозированием.
Многопламенное управление для сложных фланцев
Платформа одновременно управляет несколькими независимыми плазменными соплами, обрабатывая широкие конструкционные фланцы и сложные трехмерные уплотнительные дорожки за один проход без замедления производственной линии.
Автоматизированная регистрация качества
Встроенный ПЛК непрерывно контролирует давление газа, напряжение дуги и скорость перемещения, автоматически выявляя любые отклонения от процесса. Каждый корпус, покидающий линию, имеет полную запись о проведенной обработке.
Создано для глобальных производственных площадок
Система PL-B3150 имеет сертификаты ISO9001, CE и ETL, подтверждающие соответствие требованиям как Северной Америки, так и Европы. Данная система в стандартной комплектации обеспечивает изготовление уплотнений для аккумуляторных батарей электромобилей из алюминия, полиамида и полипропилена.
Возможности высокопроизводительного производства: Благодаря ширине конвейера 440 мм и скорости транспортировки до 30 м/мин, обеспечивается эффективная непрерывная обработка для крупномасштабного производства.
ПодробнееЧто отличает результат проверки IP68 с первого раза от неудачного?
Сертификацию IP получают или теряют на этапе испытаний не на этапе испытаний, а на этапе подготовки поверхности. По мере увеличения размеров батарейных блоков и повышения требований к напряжению, уплотнительные дорожки становятся длиннее, комбинации материалов — разнообразнее, а вероятность отказа из-за загрязнения — всё меньше.
Производители, которые рассматривают это как проблему химического состава поверхности, а не как проблему выбора прокладки, — это те, чьи корпуса проходят квалификацию с первого раза. PL-B3150 предоставляет поставщикам первого уровня контроль процесса и интеграцию в производственную линию, что позволяет обеспечить повторяемость результатов при серийном производстве.
Свяжитесь с Keylink Чтобы обсудить, как PL-B3150 впишется в вашу производственную линию по герметизации корпусов, а также запросить техническую консультацию.
