技术课堂：电池密封衬垫技术进入新阶段－汽车设计与制造资讯-造车网

电池壳体密封是电池系统的关键密封部件，制造商在选择密封解决方案时需要考虑多方面的问题和挑战。值得进行仔细考量的因素包括密封件的完整性、密封性能和耐用性，以及安装过程本身及其给生产计划带来的压力等等。泡棉垫圈通常采用人工方式安装，或作为原位点胶(CIP) 工艺的一部分采用机器人安装，它是整个移动出行领域中最常见的密封解决方案之一。但这种技术与实心橡胶密封衬垫技术相比情况如何呢？在此，我们将进行对比，让大家了解后者明显的优势所在。

先进的材料

泡棉垫圈使用聚氨酯或硅树脂等材料制成，材料中充满气泡。在电池外壳闭合时，它们能产生非常柔软的密封层。这种垫圈通常呈扁平或半圆形，可以直接涂敷在部件上，也可以作为独立的密封圈贴合在部件上。它们要保证电池壳体的密封性能，其应用宽度要求是 20-26 mm，平均压缩率为50%。为了获得更好的性能，使用三元乙丙橡胶 (EPDM) 或硅胶制成的实心橡胶衬垫效果更佳。这是因为它们的内部没有气泡。

从压缩的角度来看，在密封件宽度为 6 mm时，平均压缩率仅需20%就能实现先很好的密封效果。因此，从成本角度看，采用这一技术路线不仅可以通过减少电池外壳的厚度来减少成本，也可以通过所需密封件厚度和宽度的减小来降低成本。

简化的装配流程

应用泡棉垫圈时，每个壳体需要两到三个人花费长达10 分钟来安装。在中国，这样的装配流程很普遍。需要分段组装多个部分才能完成一个垫圈。装配流程需要人工传递垫圈，添加单独的衬垫，并用粘合剂固定各个部分。采用这种耗时的工艺，经常会出现品质不一的情况。

虽然原位点胶 (CIP) 解决方案采用机器人来安装，但需要12-24小时的固化过程才能完成密封流程，而且部件要存放在单独的区域。这大大延长了生产时间，增加了空间占用，从而导致工艺本身的总成本提高。在中国，原位点胶 (CIP) 主要用于控制器壳体密封，而人工安装的泡棉垫圈一般用于电池外壳。

如何在更小的空间内实现更高的密封公差是制造商面临的核心挑战之一。在这方面，一家有能力参与设计过程以及有充足材料开发经验的密封解决方案合作伙伴可以带来巨大的价值。操作工经常需要手工切割泡棉垫圈来获得适合的形状和尺寸，再将其多个部分进行组装。而实心橡胶解决方案则根据非常特定的设计和公差要求进行定制，并预先自动硫化到电池盖上。橡胶衬垫与其表面完全粘合，这意味着组装仅需一道工序即可完成。
人工粘贴的泡棉垫圈需要20分钟进行硫化，而实心橡胶只需3-5分钟。由于不需要二次硫化、发泡、模切、胶水或衬垫，因此可以进一步节约成本。生产线机器人也可以自动抓取、输送、松开和拧紧实心橡胶密封件。

量身定制的功能

随着电动汽车的普及，出于维护甚至回收目的而再次打开电池外壳的需求日益增加。对于泡棉垫圈，包括通过原位点胶 (CIP) 形成的垫圈，一旦外壳被打开，垫圈能够重复使用的次数将非常有限，之后其密封性就会退化。由于清洗过程复杂，并且垫圈的某些部件可能仍需更换，还会造成更多的延误和成本增加。

而实心橡胶衬垫要耐用得多，只需遵循简单的清洁流程，就能多次打开和重新密封。在电池的有效生命周期结束后，将其加入适当的回收流程中即可拆除这种衬垫。如果外壳在其整个使用寿命期间保持封闭状态，泡棉垫圈和原位点胶 (CIP) 垫圈是有效的；如果需要再次打开外壳和重复使用垫圈，例如要对保险丝进行维护，那么实心橡胶衬垫更有优势。

使用专业供应商提供的实心橡胶衬垫，功能级别会更高。通过联合研发，可以对系统设计施加影响，从而以最少的材料实现最高的性能。包括材料选择和测试在内的一些独特客户要求也可以被充分考虑，从而确保所有相关参数都得到应有的关注。实心橡胶衬垫的最终密封效能也将由供应商负责，这进一步降低了客户的风险。

快速转换、迅速获得投资回报

由传统方式转换到实心橡胶衬垫解决方案的过程可以很快完成。衬垫的样品试制和测试过程都是由德特威勒自有的设备完成的。在中国，该过程可在 3-6 个月的时间内完成并将密封部件正式投入量产。此外，客户也可迅速获得投资回报。例如，只需量产75,000个部件，即可收回人民币50万元 (欧元6.5 万元) 的投资。在此之后，材料的节省和工艺的显著改进所带来的成本节约将直接转化为客户的利润。

转换为实心橡胶衬垫技术几乎没有什么不利之处。转换过程快速高效，而且随着在电动车上应用的增加，这种材料确保了电池外壳的密封更能适应未来发展需要。最后，仅需量产7.5万个部件，即可收回投资成本，这样的快速投资回报也能帮助您迅速做出进行技术变革的决定。

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