汽車電控結構CIPG/FIPG密封技術研究

隨著國內汽車行業的飛速發展，根據國家大力培育戰略性新興產業和加強節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，市場上常規連接器結構、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，發展快，汽車連接器開發技術也相對比較成熟，例如 TE、DELPHI、LS、AMPHENOL、PHOENIX 等汽車連接器企業，但對國內車企而言，市場現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。

面對目前汽車行業的精密性、氣密性及集成化的要求，設計研發一款基于 CIPG 工藝的、適用于汽車電機、電控、油泵控制器和 EHPS 轉向泵上的新型汽車密封連接器。同時該密封產品具有耐高溫、耐低溫、耐高壓、耐高濕的性能，結構精巧，是汽車密封連接器未來發展應用的主流方向。

CIPG（Cured-In-Place Gasket）為固化型現場硫化成型密封圈的縮寫[1] ，指先在法蘭面上涂布液態密封劑，固化后再進行組裝實現密封作用的工藝。CIPG 工藝的實現需要借助自動注膠機完成，注好膠的產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構。該產品為后裝式應用，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，FIPG（Formed-In-Place Gasket） 是在法蘭面上涂布液態密封劑后，在密封劑未固化的狀態下進行產品組裝，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良好粘接，達到密封效果的工藝。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。這種方法容易導致法蘭厚度增加，尺寸偏大，固定密封圈的結構復雜，增加了成本。而 CIPG 工藝相比傳統法蘭應

用密封圈有以下優勢 ：

a.密封圈無需開模，節約模具成本；

b.密封圈無庫存壓力；

c.可以通過調節注膠針頭大小，使膠條形狀、尺寸多樣化；

d.法蘭能做的更薄，尺寸更小，結構簡單，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，流水線作業，提高生產效率和產能。

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

應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，其應用也比較成熟，能夠提供相適應的膠水的廠家也大多是歐美企業，主要有漢高樂泰、道康寧、瓦克等。隨著國內經濟的快速發展，煙臺德邦等企業也推出了自己的產品。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（低應力）。

選擇熱固化型硅膠相比常溫固化硅膠有明顯的優勢，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，供膠系統可以重復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 CTI＞600，膠水粘接性能良好，經測試，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。產品的最佳固化溫度取決于材料的尺寸和產品熱接受能力大小，在熱接受能力最大條件下，選擇較高溫度，減少固化時間，提高生產效率。

膠水是否能滿足使用要求，需要經過一系列的環境試驗進行驗證，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準-40～150 ℃范圍考核，參考汽車行業標準 QC/T 1067.1—2017《汽車電線束和電氣設備用連接器第1部分：定義、試驗方法和一般性能要求》和美國標準SAE/US?CAR-2-2004《機動車電氣連接器系統的性能規范》，高溫老化條件是150 ℃，1 008 h。

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審核編輯 黃宇