Da vedação da cabine aos conjuntos de baterias: novas exigências de vedação de borracha em veículos elétricos.

Ao abrir a porta de um veículo elétrico (VE), a primeira coisa que você verá através do vidro será a vedação de borracha. Essa vedação precisa impedir a entrada de água, encaixar-se bem na abertura e permitir que a porta feche sem muita resistência.

Mas, se você olhar embaixo do carro, verá que a função da vedação de borracha é mais complexa. A junta da caixa da bateria é uma peça única e grande, que fica muito próxima dos tubos do sistema de arrefecimento e das conexões elétricas. Ela deve trabalhar em conjunto com o sistema de gerenciamento de pressão da caixa, em vez de apenas tentar torná-la o mais estanque possível.

A nova demanda por vedações de borracha para veículos elétricos deve-se principalmente a essa mudança nas funções das vedações, que agora desempenham múltiplas funções em um único veículo. Portanto, as especificações de cada vedação de borracha serão diferentes.

No caso da Hutchinson, suas linhas de produtos automotivos para carrocerias e tetos, gerenciamento térmico e sistemas de propulsão elétrica ainda estão separadas. Isso demonstra como a transição da combustão para a eletricidade não resultará em apenas um tipo de requisito de material. É por isso que a Hutchinson decidiu manter essas diferentes aplicações separadas para suas linhas de produtos automotivos.

Em cooperação com a Dalian Yida Precision Rubber Products Co., por exemplo, a Hutchinson considerou os desenhos das peças e os detalhes de montagem como os mais úteis. Conhecer a posição exata da peça é mais relevante do que receber de imediato uma fórmula de "nível EV".

Embora o problema principal já tenha se manifestado à porta, os pequenos detalhes importam.

Parte do teste de vedação da cabine de um veículo elétrico consiste em verificar os elementos imediatamente perceptíveis ao motorista – se há água dentro da cabine, ruído do vento ou se a porta exige um empurrão inesperadamente firme.

Raramente esses sintomas indicam um defeito no material. Uma vedação pode estar pressionando a abertura de forma irregular, ou um canto pode se comportar de maneira diferente em comparação com o segmento reto usado na inspeção inicial.

O formato da seção transversal, o local de fixação e o grau de compressão são fatores muito importantes. Simplesmente endurecer a borracha pode dificultar o fechamento e, ainda assim, não resolver o problema da folga localizada.

Existem também partes e juntas dentro da estrutura da porta que uma peça retirada da carroceria não consegue cobrir. Portanto, o sucesso de um teste de material é apenas a etapa preliminar. A vedação instalada deve ser verificada em toda a volta da abertura da carroceria.

O manuseio regular da porta levanta mais uma questão: após abrir e fechar a porta repetidamente, a vedação mantém sua posição? É possível notar algum atrito, deterioração localizada ou talvez alguma parte dobrando incorretamente?

O desempenho da vedação da cabine de veículos elétricos para diferentes tipos de falhas (entrada de água, esforço de fechamento e comportamento acústico) deve ser avaliado com critérios específicos. A simples menção de um resultado como "boa vedação" não revela a realidade por trás desse termo, e ainda existem muitas possibilidades de interpretação.

A tampa da bateria é uma junta muito maior.

A função da junta da caixa da bateria é diferente da de outras juntas do carro. Normalmente, ela é comprimida nas superfícies de contato, e pequenas variações nessas superfícies podem alterar a extensão da vedação em toda a sua circunferência.

Uma folga nominal é indicada em um desenho. Mas uma peça montada também refletirá, por exemplo, a planicidade e o número de fixadores, a rigidez da peça e as tolerâncias.

Uma junta mais larga nem sempre é a solução ideal. Ela pode proporcionar melhor contato em uma área, mas ficar comprimida em excesso em outra.

Portanto, uma revisão da vedação da bateria deve incluir a avaliação da junta e não apenas da gaxeta. Deve-se questionar se o perfil selecionado manterá o contato adequado tanto nos pontos de maior aperto quanto nos de menor folga.

Juntas pré-moldadas, perfis moldados e sistemas moldados no local também apresentam diferentes requisitos de montagem e manutenção. A escolha deve seguir o projeto da caixa e o método de produção.

A tabela também é uma ferramenta útil para verificar sua decisão de compra. Se todos os cinco locais que você consultou sugerem o mesmo material sem questionamentos, então provavelmente é uma boa ideia dar uma segunda olhada para sua avaliação.

Impedir a entrada de água não significa impedir todas as trocas gasosas.

Uma aplicação prática em um veículo ajudará a explicar esse conceito.

Em novembro de 2020, a empresa divulgou a produção do seu componente de compensação de pressão DIAvent para o ARCFOX α-T da BJEV. Eles demonstraram sua aplicação, combinando a equalização de pressão normal com a ventilação de emergência.

Este é um caso de um fornecedor que se tornou público, não um projeto da Yida. Sua relevância reside na forma como as responsabilidades são divididas dentro da estrutura da bateria.

Uma junta perimetral auxilia na proteção da conexão. Um componente especial regula a troca gasosa sob certas condições. Simplesmente comprimir a junta para vedar não substitui a função do segundo dispositivo.

Com base neste exemplo, também não podemos afirmar que uma determinada ventilação funcionará da mesma forma em outro modelo de bateria. Precisamos analisar a bateria, a disposição das aberturas de ventilação e o invólucro como um todo.

Ao selar baterias, certifique-se de determinar como as variações de pressão são suportadas na interface entre a junta e a vedação antes de finalizar a especificação da junta. A resposta a essa pergunta pode determinar o tipo de forças às quais a junta será submetida.

O rótulo é apenas uma pista. O nome verdadeiro é o que você precisa.

Às vezes, clientes que buscam vedações para veículos elétricos perguntam sobre compatibilidade simplesmente dizendo que o fluido de arrefecimento é automotivo e tem uma determinada temperatura. Isso é insuficiente para uma avaliação de compatibilidade. Solicite a especificação aprovada do fluido, a concentração e os principais aditivos. Seria um erro recomendar o circuito água-glicol da mesma forma para um sistema de arrefecimento por imersão. Não se esqueça da sequência de pressão e temperatura de operação. Portanto, as vedações para fluido de arrefecimento de veículos elétricos devem ser testadas em conjunto com o fluido que deve ser usado e com as peças compatíveis que se encaixam na vedação. Isso também deve estar claramente indicado no relatório de testes.

Leia um resultado de IP para saber o que ele realmente abrange.

A norma IEC 60529 classifica a proteção de invólucros. A norma ISO 20653:2023 aborda a proteção de invólucros elétricos de veículos rodoviários, incluindo proteção contra objetos estranhos, água e acesso. A especificação do cliente deve identificar o método e a edição necessários.IEC 60529,ISO 20653:2023

Esses são testes de invólucro definidos. Eles não estabelecem, de forma independente, a resistência ao líquido refrigerante, a vida útil da bateria ou a proteção contra fuga térmica.

O resultado do teste IP refere-se ao conjunto testado. Ele depende da tampa, da junta, dos fixadores, dos conectores e dos recursos de ventilação — e não apenas do componente de borracha.

O momento em que o teste é realizado também é importante. Um invólucro testado imediatamente após a montagem não necessariamente demonstra proteção após o envelhecimento ou a exposição mecânica necessários.

Uma cobertura ou sistema de fixação revisados ​​podem alterar o resultado, mesmo que o composto permaneça o mesmo. Os relatórios devem identificar a configuração com clareza suficiente para que alterações posteriores possam ser analisadas.

A vedação deve continuar funcionando após a primeira montagem.

O contato inicial não é tudo. A força de reação da borracha pode mudar enquanto ela permanece comprimida, e a variação de temperatura pode alterar as dimensões da junta circundante.

Isso se torna importante quando uma tampa se deforma entre fixadores ou quando as peças de acoplamento se expandem de maneira diferente. A junta precisa permanecer eficaz durante essas mudanças.

Não existe um valor de dureza único que resolva a questão. Um composto mais duro pode exigir mais carga; um mais macio pode deformar-se excessivamente em uma área sem suporte.

Para vedações de borracha de veículos elétricos, a seleção de materiais deve levar em consideração o espaço de compressão disponível, a carga de montagem, a temperatura e o fluido. Dados de teste úteis são aqueles que abordam essas condições.

A mesma precaução se aplica aos requisitos elétricos e de segurança contra incêndio. Não se deve presumir que um elastômero forneça o isolamento necessário simplesmente por ser de borracha.

Um resultado de inflamabilidade de material também difere de uma avaliação completa de eventos térmicos em baterias. Caso alguma dessas propriedades seja necessária, identifique explicitamente os critérios de teste e aceitação relevantes.

Teste as condições de produção que pretende fornecer.

Um teste com uma pequena amostra é útil, mas pode ocultar diferenças na geometria ou no processamento. As amostras para aprovação devem representar o composto, o componente e as condições de produção pretendidas.

Comece com a inspeção e a montagem controlada. Registre como a peça se encaixa antes de submeter a junta à sequência de operação acordada.

A sequência do projeto é simples:

Requisitos → revisão de desenhos e componentes → amostras representativas → montagem → condicionamento → testes funcionais → desmontagem → aprovação da produção.

Este é um fluxo de trabalho proposto, não um método de teste regulamentar. As condições e responsabilidades ainda precisam ser acordadas com o cliente.

Para juntas em bom estado de conservação, inclua a remoção e a remontagem. Uma junta aprovada para sua primeira instalação não é automaticamente aprovada para reutilização.

Alterações após a aprovação exigem cuidados semelhantes. A substituição de um composto, o ajuste de um perfil ou uma alteração no processamento podem afetar as evidências que sustentam o resultado original.

O que torna uma investigação útil?

Para componentes de borracha personalizados para veículos elétricos, identifique a interface antes de escolher o material. A peça protege a abertura de uma porta, retém o líquido de arrefecimento ou veda a tampa de uma bateria?

Envie o desenho, a geometria de acoplamento e a sequência de operação. Caso haja fluido envolvido, forneça sua especificação. Se for necessário um teste do cliente, inclua o método e o limite de aceitação.

Para um projeto discutido com Yida, esses detalhes fornecem a base para acordar os requisitos de materiais, as condições das amostras e a validação da peça acabada. As alegações de desempenho devem permanecer vinculadas às evidências da aplicação.

Os componentes de borracha personalizados para veículos elétricos não precisam necessariamente ter as mesmas propriedades, nem ser feitos com o composto mais caro. Eles precisam das propriedades certas na junta certa.

Essa é a principal mudança da vedação da cabine para os conjuntos de baterias: funções mais distintas, mais interfaces para analisar e menos espaço para uma etiqueta genérica de material substituir uma especificação completa.