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热缩试验仪在新能源汽车线束保护套管选型验证中的应用案例

在新能源汽车高压线束制造中,热缩套管作为关键的绝缘与密封保护部件,其热收缩性能的稳定性直接关系到电气安全与长期可靠性。套

在新能源汽车高压线束制造中,热缩套管作为关键的绝缘与密封保护部件,其热收缩性能的稳定性直接关系到电气安全与长期可靠性。套管在受热后的收缩率、收缩均匀性及最终尺寸,必须与连接器形状紧密匹配,任何过度收缩、收缩不足或不均匀都会导致密封失效或应力集中。某知名线束制造商在为一款新800V平台电池包开发高压连接系统时,就遇到了热缩套管与新型复合材料绝缘端子匹配不佳的挑战。

 

一、 具体问题:新型端子封装工艺开发中的匹配难题

该企业为提升性能,在电池包主正负极连接处采用了一种新型PPS(聚苯硫醚)注塑绝缘端子。其外形为非标准异形结构,且对局部应力敏感。初期采用市场上某款通用型双壁含胶热缩管进行封装,在生产线热风枪加热后,出现了两种故障模式:1)在端子边缘凸起部位,套管因过度收缩而变薄甚至破裂;2)在端子平面区域,套管收缩不完全,留有间隙。这导致密封防水测试不合格率高达15%。工艺工程师面临一个核心问题:这是现有热缩管不适合该应用,还是产线加热工艺(温度、时间)不匹配? 缺乏定量数据来指导是更换材料还是调整工艺。

二、 应用RSY-02热缩试验仪进行的材料与工艺系统性评估

研发团队决定使用RSY-02热缩试验仪,在实验室内模拟并量化热缩过程,以数据驱动决策。仪器提供的稳定液体介质加热环境(硅油),能精确控制温度并均匀传递热量,克服了生产线热风加热不均匀、难以量化研究的缺点。

1. 材料基础性能筛查与问题复现

测试方法: 从故障批次和库存中另选两款标称收缩率相近的竞争品牌热缩管(B管、C管),与原有A管一同测试。将每种管材裁切成标准长度,标记原始尺寸,分别置于RSY-02中,在125°C、150°C、175°C三个关键温度点(覆盖产线工艺范围)的硅油介质中加热120秒,随后冷却测量最终尺寸,计算径向和轴向收缩率。

关键数据发现:

A管(原用管):在150°C时径向收缩率已达52%,且在175°C时超过70%,表现出“过度收缩”和“高温度敏感性”。其轴向收缩也达12%,导致长度方向缩颈明显。

B管和C管:在150°C-175°C区间,径向收缩率稳定在45%-50%之间,轴向收缩均小于5%,表现出更平缓、可控的收缩特性。

结论一:A管的收缩特性本身过于剧烈,是导致在异形端子上局部应力过大而破裂的材料内在原因。

2. 工艺窗口的精确界定

测试方法: 针对表现更优的B管,进行更精细的工艺窗口探索。在RSY-02中,以5°C为间隔,在130°C至180°C范围内设置多个温度点,分别测试其达到完全收缩(与目标直径匹配)所需的最短时间和最终状态。

关键数据发现:

在140°C下,B管需要超过180秒才能达到稳定收缩,效率低。

在155°C下,仅需60秒即可达到目标直径,且延长至90秒后尺寸几乎无变化,表现出一个宽而稳定的“工艺平台”。

在170°C以上,虽然时间更短,但轴向收缩开始略微增加。

结论二:为B管找到了一个理想的工艺窗口:155°C ± 3°C,60-90秒。此窗口既能保证可靠收缩,又对时间和温度波动有较好的容错性。

3. 模拟验证与生产线参数转移

最终验证:使用RSY-02,在155°C硅油中精确处理套在PPS端子试样上的B管70秒。冷却后检查,套管与端子异形轮廓贴合紧密均匀,无局部过薄或间隙。随后,将该温度-时间参数作为指导,调整生产线热风枪的设定(考虑到热风效率差异,实际设定略高于155°C),并进行小批量试产。

结果:试产件的防水密封测试合格率立即提升至99.5%以上,解决了封装问题。

三、 数据驱动的长效价值与流程固化

基于此次成功的分析,该企业将热缩试验仪的验证流程固化到其新产品开发与供应商管理体系中:

建立供应商材料准入的量化标准:将 “在155°C硅油介质中,60秒内径向收缩率稳定在48%±3%,轴向收缩率<5%” 写入对双壁热缩管的技术规格书,要求所有新供应商样品必须通过RSY-02测试并提供数据报告。

优化内部工艺开发流程:在新连接器设计阶段,结构工程师会提前提供绝缘端子的3D模型和关键尺寸。包装工艺工程师则利用RSY-02,对候选热缩管进行模拟测试,提前筛选出匹配度最高的材料,并推荐初始工艺参数,将问题阻隔在设计阶段。

用于生产线异常诊断:当生产线再次出现封装不良时,可立即使用RSY-02对当时使用的热缩管进行标准条件测试,快速判断是材料批次波动,还是设备加热参数发生了漂移。

通过RSY-02热缩试验仪提供的精确、可重复的定量数据,该企业将热缩套管这一“看似简单”的辅材选择与应用,从依赖经验和试错的传统模式,转变为基于材料科学数据和可控工艺窗口的工程化决策模式,显著提升了产品可靠性与开发效率。