本發明涉及一種新能源汽車用高壓鋁排及其制備方法，屬于新能源。

背景技術：

1、在新能源汽車中，鋁材因其輕量化、高強度和良好的導電性能，被廣泛應用于汽車部件。高壓鋁排是新能源汽車高壓電氣系統的關鍵導電部件，主要用于動力電池組之間的連接、電機及電控系統之間的電力傳輸快充接口等場景，這一使用場景需要滿足高導電、輕量化、耐腐蝕及高可靠性的綜合要求。在高壓鋁排作為高壓電氣系統的導電部件使用時，由于高壓、高濕、高振動、高腐蝕性的工作環境，對高壓鋁排的防腐要求和導電性能要求更高，高壓鋁排的性能可靠性是新能源汽車高壓電氣系統運行的關鍵因素之一。在鋁材表面制備氧化層后，一般需要在其表面覆蓋屏蔽層，當前市面上高壓鋁排普遍存在氧化層與屏蔽層之間結合不緊密、使用一段時間后出現屏蔽層剝落、氧化層耐腐蝕度不足的問題。屏蔽層的緊密程度與氧化層的耐腐蝕性對新能源車鋁排的壽命與性能影響較大，如何提升氧化層與屏蔽層之間的結合緊密度，提升鋁排的使用壽命成為業內需要解決的重要問題。

技術實現思路

1、為了解決上述背景技術中的問題，本發明提供一種新能源汽車用高壓鋁排，包括內到外設置的鋁合金導體、氧化層及屏蔽層，所述氧化層為微弧氧化層，所述屏蔽層為含有ni金屬的pa12復合材料。

2、本發明的一種新能源汽車用高壓鋁排采用微弧氧化三氧化鋁氧化層，氧化層外復合ni金屬的pa12材料，相比普通氧化層結構，其耐腐蝕性、耐磨性及絕緣性更強，ni金屬摻雜的pa12復合材料與氧化層之間的結合力更加緊密，在使用過程中更不容易出現氧化層與屏蔽層剝離現象，有效延長鋁排使用壽命，確保高壓電氣系統穩定。通過微弧氧化技術形成的氧化層厚度均勻，有效提升了鋁排的耐腐蝕性能，同時ni金屬的加入增強了屏蔽層的機械強度和熱穩定性，進一步保障了高壓鋁排在復雜環境下的長期穩定運行。

3、進一步或可選地，所述pa12復合材料中摻雜5-10?wt%的馬來酸酐接枝共聚物、10%的玻璃纖維。這種復合材料可顯著增強材料的力學性能和熱導率，進一步提升了高壓鋁排在極端環境下的穩定性和耐久性，確保了新能源汽車高壓電氣系統的長期可靠運行。加入玻璃纖維可以有效提升pa12復合材料的抗拉強度、剛性和抗沖擊性，使其在受機械振動、沖擊或長期應力下保持外部結構的完整性，防止材料開裂或者變形，保持結構的穩定性。

4、除此之外，本發明還提供一種新能源汽車用高壓鋁排的制備方法，包括如下步驟：

5、s1、對鋁排進行拋光、除油、中和、水洗處理；

6、s2、對鋁排進行微弧氧化處理，形成氧化層；

7、s3、對完成微弧氧化后的鋁排進行水洗，水洗后進行烘干處理；

8、s4、對完成烘干的工件包覆屏蔽層。

9、本發明采用預先處理再進行微弧氧化的方法形成氧化層，相比傳統的直接氧化工藝，氧化層與基體結合更為牢固，表面光潔度更高，有效減少了腐蝕介質侵入的風險，進一步提升了鋁排的整體性能和使用壽命。采用該方法制備的三氧化鋁微弧氧化層可使得鋁排的擊穿電壓高達1000v/μm，遠高于新能源汽車高壓系統要求的800v/μm，氧化層耐受鹽霧腐蝕時間可達到1000小時以上，更加適應潮濕、鹽霧等惡劣環境。

10、進一步或可選地，所述微弧氧化處理過程中采用交流模式進行處理，微弧氧化處理過程中控制電解溫度為40℃以下，并在微弧氧化過程中對電解液進行攪拌。該處理方法中采用交流電源，通過周期改變電場方向，避免了直流模式下的單極極化效應，使得鋁排表面各區域的微弧放電更加均勻，形成致密且無裂紋的氧化鋁氧化層，抑制因單向電流導致的金屬離子過度溶解，避免表面出現燒蝕坑或者微孔缺陷。此工藝不僅提升了氧化層的均勻性和致密性，還顯著增強了鋁排的耐腐蝕性和電絕緣性能，確保其在高壓環境下的長期穩定運行。

11、進一步或可選地，所述鋁排進行微弧氧化處理后的氧化層厚度為0.01um-1mm?，孔隙率為5~10%。在實際操作過程中，可根據應用場合調整氧化層厚度，只需滿足新能源汽車高壓系統要求即可。在實際生產中一般采用10~100μm中厚層，當需要在高鹽霧、高振動區域工作時，可通過厚氧化層提供防護。具體操作中，可將氧化層厚度增加至100μm~1mm。在實際操作中還可以通過控制涂層孔隙率調節熱應力大小，涂層孔隙率越小，氧化涂層與鋁基體之間的熱應力越小，因膨脹系數不一致導致的高溫工況下涂層開裂的可能性越低。

12、進一步或可選地，所述微弧氧化處理過程中電壓范圍為0～600v，頻率＞1khz，在微弧氧化過程中需要注意對電壓進行逐級調節。在建立基礎氧化膜的初始階段采用低于300v的低電壓狀態，起弧階段采用300~450v的中電壓狀態以提升涂層的硬度與致密性，平衡其韌性和絕緣性；在完成起弧操作后，將電壓維持在450v以上使氧化層進行加速遷移和累積，在累積過程中需要注意對電解液進行降溫和攪拌處理，在實際操作中循環冷卻和機械攪拌效果更佳。

13、進一步或可選地，所述pa12復合材料厚度為0.2-0.6mm，在實際操作中，當需要滿足低頻段的屏蔽需求（se＞30db）時采用較小的材料厚度，當需要滿足高頻段的屏蔽需求（se＞50db）時則適當增加材料厚度，確保電磁屏蔽效果。通過精確控制電壓和電解液參數，可在不同應用場景下實現最優化的氧化層性能，既保障了鋁排的機械強度，又提升了其在復雜環境中的可靠性和使用壽命。

14、進一步或可選地，進行所述絕緣包覆步驟s4所述之前，對氧化層表面進行等離子活化處理，該過程可有效去除微弧氧化過程中附著的微量油脂、粉塵或者電解液分解產物，并剝除氧化層表面在空氣中吸收水分子或者形成的羥基弱結合層，避免后續包覆過程中產生的界面缺陷。在等離子活化處理過程中，等離子體活性物質與氧化層表面反應生成大量含氧極性基團，可大幅度提升氧化層的表面能，有效改善pa12與氧化層之間的潤濕性，形成更強的結合界面，提升氧化層與pa12之間的機械互鎖強度。

15、進一步或可選地，完成所述等離子活化流程后，在氧化層表面噴涂硅烷偶聯劑，硅烷偶聯劑的一端為可水解的烷氧基，另一端為有機官能團，水解后的硅烷偶聯劑可以與等離子活化后的氧化層通過縮合形成穩定的si-o-al共價鍵，其有機官能團部分可以與pa12中的馬來酸酐接枝共聚物部分發生化學反應，形成穩定的化學鍵連接，從而進一步提升pa12與氧化層之間的界面結合強度，緩解氧化層與pa12之間的熱膨脹系數差異，有效抑制熱循環下的界面開裂。

16、進一步或可選地，所述等離子活化流程中，活化氣體源為o2，輸入功率為80w，處理時間為3min。上述處理過程中，o2等離子體通過高能電子碰撞解離為活性氧離子，與氧化層的表面羥基反應后生成高密度的含氧極性基團，顯著提升氧化層與pa12之間的表面能作用活性。相比其他處理過程，該流程并不會處理破壞微弧氧化層的主晶相，其引入的-cooh基團與硅烷偶聯劑發生酸堿相互作用，使硅烷膜結合強度得到進一步提升。

17、采用了上述技術方案，本發明具有以下的有益效果：

18、（1）本發明的一種新能源汽車用高壓鋁排采用微弧氧化三氧化鋁氧化層，氧化層外采用復合ni金屬的pa12材料，相比普通氧化層結構，其耐腐蝕性、耐磨性及絕緣性更強，ni金屬摻雜的pa12復合材料與氧化層之間的結合力更加緊密，在使用過程中更不容易出現氧化層與屏蔽層剝離現象。該方案可以有效延長鋁排使用壽命，確保高壓電氣系統穩定。通過微弧氧化技術形成的氧化層厚度均勻，有效提升了鋁排的耐腐蝕性能，同時ni金屬的加入增強了屏蔽層的機械強度和熱穩定性，進一步保障了高壓鋁排在復雜環境下的長期穩定運行。

19、（2）本發明的一種新能源汽車用高壓鋁排的pa12復合材料摻雜5-10?wt%的馬來酸酐接枝共聚物、10%的玻璃纖維，顯著增強了材料的力學性能和熱導率，進一步提升了高壓鋁排在極端環境下的穩定性和耐久性，確保了新能源汽車高壓電氣系統的長期可靠運行。

20、（3）本發明還提供一種新能源汽車用高壓鋁排的制備方法，采用先預處理后進行微弧氧化的方法形成氧化層，相比傳統的直接氧化工藝，氧化層與基體結合更為牢固，表面光潔度更高，有效減少了腐蝕介質侵入的風險，進一步提升了鋁排的整體性能和使用壽命。采用該方法制備的三氧化鋁微弧氧化層可使得鋁排的擊穿電壓高達1000v/μm，遠高于新能源汽車高壓系統要求的800v/μm，氧化層耐受鹽霧腐蝕時間可達到1000小時以上，更加適應潮濕、鹽霧等惡劣環境。

21、（4）本發明一種新能源汽車用高壓鋁排的制備方法采用交流模式進行微弧氧化處理，處理過程中采用交流電源通過周期改變電場方向，避免了直流模式下的單極極化效應，可使得鋁排表面各區域的微弧放電更加均勻，形成致密且無裂紋的氧化鋁氧化層，抑制因單向電流導致的金屬離子過度溶解，避免表面出現燒蝕坑或者微孔缺陷。

22、（5）本發明的一種新能源汽車用高壓鋁排的制備方法控制氧化層厚度與孔隙率，可根據產品使用環境調整其氧化層厚度與孔隙率，滿足實際使用環境需求。

23、（6）本發明的一種新能源汽車用高壓鋁排的制備方法在微弧氧化處理過程中采用階梯式電壓調節方案，使陶瓷涂層在生成過程中可兼顧韌性與絕緣性，避免了因電壓驟變導致的涂層應力集中，確保了涂層的均勻性和致密性，進一步提升了鋁排的耐久性和可靠性，適應了新能源汽車高壓系統的嚴苛要求。

24、（7）本發明的一種新能源汽車用高壓鋁排的制備方法在制備pa12復合層的過程中控制屏蔽層厚度，可根據屏蔽需求控制屏蔽層厚度，可以滿足不同需求的屏蔽效果。

25、（8）本發明的一種新能源汽車用高壓鋁排的制備方法在進行進行屏蔽層包覆之前，對氧化層表面進行等離子活化處理，等離子體活性物質與氧化層表面反應生成大量含氧極性基團，可大幅度提升氧化層的表面能，有效改善pa12與氧化層之間的潤濕性，形成更強的結合界面，提升氧化層與pa12之間的機械互鎖強度。通過精確控制電壓和電解液參數，可在不同應用場景下實現最優化的氧化層性能，既保障了鋁排的機械強度，又提升了其在復雜環境中的可靠性和使用壽命。

26、（9）本發明的一種新能源汽車用高壓鋁排的制備方法在完成等離子活化流程后，在氧化層表面噴涂硅烷偶聯劑，水解后的硅烷偶聯劑可以與等離子活化后的氧化層通過縮合形成穩定的si-o-al共價鍵，進一步提升pa12與氧化層之間的界面結合強度，緩解氧化層與pa12之間的熱膨脹系數差異，有效抑制熱循環下的界面開裂。

27、（10）本發明的離子活化流程的活化氣體源為o2，o2等離子體通過高能電子碰撞解離為活性氧離子，與氧化層的表面羥基反應，生成高密度的含氧極性基團，顯著提升氧化層與pa12之間的表面能作用活性，該流程并不會處理破壞微弧氧化層的主晶相，其引入的-cooh基團與硅烷偶聯劑發生酸堿相互作用，使硅烷膜結合強度得到進一步提升。