Um circuito de refrigeração em veículos elétricos também serve para evitar o superaquecimento. O circuito geralmente passa perto de locais com alta tensão e componentes de alta sensibilidade. No caso de um vazamento por um orifício muito pequeno, a transferência de calor pode ser significativamente reduzida, a corrosão pode aumentar e, além disso, um risco de choque elétrico pode surgir a uma grande distância do ponto de vazamento.

As vedações de gerenciamento térmico em veículos elétricos suportam o circuito em diferentes pontos ao longo das juntas, coletores, bombas, resfriadores, placas de bateria e invólucros eletrônicos. A situação varia significativamente em cada ponto devido à combinação do líquido refrigerante, ciclos de temperatura, pulsação de pressão, torque de montagem e exposição ao ambiente externo.

Na conexão da mangueira

Normalmente, os anéis de vedação são usados ​​criando-se um sulco usinado, proporcionando a lubrificação correta e garantindo uma inserção controlada. Mas, em circuitos de refrigeração compactos modernos, as juntas podem ser muito pequenas e até mesmo montadas em alta velocidade. A presença ou ausência de torção e compressão do anel são problemas que provavelmente permanecerão ocultos mesmo após a adição de um fixador.

Parker explica como uma arruela de vedação, na forma de conexões de conectores de HVAC de veículos elétricos e resfriadores de bateria, pode ser unida com uma arruela de vedação metálica como forma de vedação sem qualquer usinagem de ranhura, e a compressão do elastômero é uma função da geometria já presente no produto. Trata-se de uma página de diretrizes do fornecedor, e não de um documento de garantia de um fabricante de equipamento original (OEM) para este produto. [2]

Através da placa de resfriamento da bateria

O perímetro de um sistema de refrigeração de bateria pode ser extremamente grande ou ter múltiplas portas. As placas e carcaças de refrigeração podem ser fabricadas com espessura reduzida para minimizar a massa total. Consequentemente, o movimento do flange será influenciado pelo espaçamento dos parafusos e pela expansão térmica. Uma vedação deve se adaptar à folga sem aplicar força excessiva que possa distorcer a placa.

O projeto da DuPont para a Renault tratava de um tipo de material de interface térmica, e não de um tipo específico de vedação de borracha; no entanto, seu contexto demonstra como o sistema circundante representa uma restrição na tomada de decisões. Uma pequena porção desse material será intercalada entre as células e as placas frias; portanto, o material precisa conduzir o calor da célula da bateria para a placa fria. Ele precisa ser dispensado em grande volume e considerações sobre reparo devem ser incorporadas ao projeto do produto. [1]

Para borrachas de gerenciamento térmico, entende-se que a vedação não deve ser separada da forma como a transferência de calor é realizada e da maneira como os componentes são montados. Uma vedação pode ser muito espessa e, ainda assim, dificultar o contato entre as peças ou fazer com que a carga em uma peça seja maior do que na outra. Portanto, em geral, os projetos de vedação e resfriamento devem ser baseados na mesma geometria da carcaça.

Próximo ao inversor

Os conectores de energia precisam de vedação ambiental ao transportar alta tensão e corrente. O lubrificante usado durante a montagem pode permanecer em contato com o elastômero em temperaturas acima das condições normais de cabine. A compatibilidade química entre a graxa e a vedação é fundamental para a confiabilidade elétrica.

A DuPont relata um caso de um fabricante de veículos chinês envolvendo anéis de vedação de EPDM e silicone em torno de cabos de alimentação de inversores. Sua equipe envelheceu amostras por 250 horas a 85 graus Celsius e à temperatura ambiente e comparou as propriedades mecânicas com um lubrificante de controle. [3]

O caso apoia a triagem de lubrificantes, mas não estabelece a vida útil de cada conector montado. As vedações de borracha para veículos elétricos também precisam de testes de conexão final quanto à compressão, entrada de umidade, ciclos térmicos, vibração e o processo de montagem em si.

A composição química do líquido refrigerante muda com o tempo.

As vedações do líquido de arrefecimento de veículos elétricos podem entrar em contato com misturas de água e glicol, inibidores, traços de óleos, fluidos de limpeza e ar. A concentração pode mudar devido à contaminação durante a manutenção ou fabricação. A temperatura acelera o inchaço, a extração e o endurecimento, portanto, a imersão em temperatura ambiente por si só fornece evidências limitadas.

Registre o fluido refrigerante, a concentração, o fornecedor e a revisão. Inclua o fluido novo e o fluido envelhecido se o programa de manutenção prevê alterações químicas. Uma afirmação genérica como "resistente a glicol" é menos precisa do que as condições de teste e as alterações permitidas em volume, dureza e comportamento à tração.

A variação de temperatura movimenta a articulação

Metal, plástico e borracha se expandem em taxas diferentes. Carregamento rápido, exposição a frio e aquecimento do líquido de arrefecimento podem deslocar a ranhura e alterar a pressão. Uma carcaça de bateria grande também pode se deformar entre os parafusos. A vedação deve manter o contato na folga mínima sem ficar excessivamente preenchida na pressão máxima.

As vedações de gerenciamento térmico de veículos elétricos precisam de ciclos que combinem temperatura e pressão. A exposição sequencial pode não detectar essas interações: uma peça pode inchar em líquido refrigerante quente, esfriar em um sulco comprimido e, em seguida, sofrer um pulso de pressão antes de se recuperar.

O contexto elétrico impõe novas limitações.

A prevenção de vazamentos é necessária, mas não suficiente. Materiais próximos a alta tensão podem exigir limites para contaminação iônica, inflamabilidade, condutividade ou compatibilidade com revestimentos dielétricos. Esses requisitos dependem da localização e não devem ser replicados em todo o veículo.

Para as vedações do sistema de refrigeração da bateria, a análise de falhas deve distinguir entre vazamento interno do fluido refrigerante, entrada externa de água e permeação. Cada caminho utiliza diferentes dispositivos de teste e critérios de aceitação. Traços de corante ou queda de pressão podem ajudar a localizar o caminho da falha após os ciclos de refrigeração.

Liberar a conexão completa

Utilize vedações, carcaças, fixadores, lubrificante e torque de montagem específicos para veículos elétricos em fase de produção. Teste a exposição ao líquido de arrefecimento, a pulsação da pressão, o enchimento a vácuo (se utilizado), o choque térmico, a vibração e a taxa de vazamento. Inspecione a borracha e as superfícies de contato após a desmontagem.

Repita os testes após o armazenamento e após o manuseio em condições reais de montagem. Uma vedação que passa em um novo dispositivo de laboratório pode ser cortada pela borda de um conector de produção ou deslocada durante a instalação da mangueira. O processo de validação deve preservar a rastreabilidade da cavidade e do lote do material.

Uma segunda revisão das vedações de borracha para veículos elétricos deve abordar a substituição durante a manutenção. É preciso definir se a vedação é reutilizável, como a superfície deve ser limpa e qual lubrificante é permitido. Essas instruções protegem os mesmos limites térmicos e elétricos estabelecidos na produção.

A Yida pode analisar componentes de borracha para gerenciamento térmico quando o cliente fornece informações como a identidade do fluido refrigerante, sua concentração, temperaturas, ciclos de pressão, movimentação do flange, componentes de fixação, limite de vazamento e requisitos de limpeza elétrica. Essas informações transformam a vedação em uma peça qualificada do circuito, em vez de um acessório genérico.