Desde el sellado del habitáculo hasta los paquetes de baterías: Nuevas exigencias en materia de sellado de caucho en vehículos eléctricos

Al abrir la puerta de un vehículo eléctrico (VE), lo primero que se ve a través del cristal es la junta de goma. Esta junta debe impedir la entrada de agua y lluvia, ajustarse bien a la abertura y permitir que la puerta se cierre sin demasiada resistencia.

Pero si observamos la parte inferior del vehículo, la función de la junta de goma será más compleja. La junta de la carcasa de la batería es una única unión grande que, además, se encuentra muy cerca de las tuberías y conexiones eléctricas del sistema de refrigeración. Debe colaborar con el sistema de gestión de presión de la carcasa, en lugar de simplemente intentar lograr un sellado lo más hermético posible.

La creciente demanda de juntas de goma para vehículos eléctricos se debe principalmente a este cambio en las funciones de las juntas, que ahora desempeñan múltiples funciones dentro de un mismo vehículo. Por lo tanto, las especificaciones de cada junta de goma serán diferentes.

En el caso de Hutchinson, sus líneas de productos para la industria automotriz, que incluyen carrocerías, techos, gestión térmica y sistemas de propulsión eléctrica, aún se mantienen separadas. Esto pone de manifiesto que la transición de la combustión a la electricidad no implicará un único tipo de material. Por ello, Hutchinson ha decidido mantener estas distintas aplicaciones separadas en sus gamas de productos para la industria automotriz.

En colaboración con Dalian Yida Precision Rubber Products Co., por ejemplo, Hutchinson consideró que los planos de las piezas y los detalles de ensamblaje eran de gran utilidad. Conocer la posición exacta de la pieza es más importante que familiarizarse de inmediato con una fórmula de "grado EV".

Aunque el problema principal ya se ha manifestado en la puerta, los pequeños detalles sí importan.

Parte de la prueba de estanqueidad del habitáculo de un vehículo eléctrico consiste en comprobar los elementos que el conductor percibe de inmediato: si hay agua dentro del habitáculo, ruido del viento o si la puerta requiere un empujón inesperadamente fuerte.

Rara vez estos síntomas indican un defecto material. Un sello podría estar presionando la abertura de manera desigual, o una esquina podría comportarse de forma diferente al segmento recto utilizado en la inspección inicial.

La forma de la sección transversal, el lugar de fijación y el grado de compresión son factores muy importantes. Un simple endurecimiento del caucho podría dificultar el cierre y, aun así, no solucionar la abertura localizada.

Dentro del conjunto de la puerta existen partes y juntas que no se pueden cubrir con una pieza extraída de la carrocería. Por lo tanto, el éxito de la prueba de materiales es solo un paso preliminar. El sello instalado debe verificarse en todo el perímetro de la abertura de la carrocería.

El uso frecuente de la puerta plantea otra duda: después de abrirla y cerrarla repetidamente, ¿mantiene la junta su posición? ¿Se puede observar algún roce, deterioro localizado o quizás que alguna parte se haya plegado incorrectamente?

El rendimiento del sellado del habitáculo de los vehículos eléctricos, considerando distintos tipos de fallos (entrada de agua, esfuerzo de cierre y comportamiento acústico), debe evaluarse con criterios específicos. Calificar un resultado como «buen sellado» no refleja la realidad subyacente, y aún existen amplias posibilidades de interpretación.

Una tapa de batería es una junta mucho más grande

La función de la junta de la carcasa de la batería es diferente a la de otras juntas del automóvil. Normalmente se comprime en las superficies de contacto, y una ligera variación en dichas superficies puede modificar el grado de sellado en toda su circunferencia.

En un plano se indica una holgura nominal. Sin embargo, una pieza ensamblada también reflejará, por ejemplo, la planitud y el número de fijaciones, la rigidez de la pieza y las tolerancias.

Una junta más ancha no siempre es la solución adecuada. Puede proporcionar un mejor contacto en una zona, pero comprimirse demasiado en otra.

Por lo tanto, una revisión del sellado del paquete de baterías debe incluir la evaluación de la junta y no solo de la empaquetadura. Debe preguntarse si el perfil seleccionado mantendrá un contacto adecuado tanto en los puntos más ajustados como en los más sueltos.

Las juntas preformadas, los perfiles moldeados y los sistemas conformados in situ también presentan diferentes requisitos de montaje y mantenimiento. La elección debe basarse en el diseño de la carcasa y el método de producción.

La tabla también es una herramienta útil para verificar tu decisión de compra. Si en los cinco lugares que consultaste se recomienda el mismo material sin lugar a dudas, entonces probablemente sea buena idea revisarlo nuevamente antes de solicitarlo.

Mantener el agua fuera no significa impedir todo intercambio de gases.

Un ejemplo práctico aplicado a un vehículo ayudará a explicar este concepto.

En noviembre de 2020, BJEV anunció la producción de su componente de compensación de presión DIAvent para el ARCFOX α-T. Mostraron su aplicación combinando la ecualización de presión normal con la ventilación de emergencia.

Se trata de un caso de un proveedor que se ha hecho público, no de un proyecto de Yida. Su relevancia radica en cómo se dividen las responsabilidades dentro de la carcasa de la batería.

Una junta perimetral contribuye a la protección de la unión. Un componente especial regula el intercambio de gases en determinadas condiciones. Simplemente comprimir la junta para sellar no sustituye la función del segundo dispositivo.

Tampoco podemos afirmar, basándonos en este ejemplo, que una ventilación funcionará igual en otro diseño de batería. Debemos considerar la batería, la disposición de las ventilaciones y la carcasa en su conjunto.

Al sellar los paquetes de baterías, asegúrese de determinar cómo se gestionan las variaciones de presión a través de la interfaz de la junta antes de finalizar las especificaciones de la junta. La respuesta a esta pregunta puede determinar el tipo de fuerzas a las que está sometida la junta.

La etiqueta es solo una pista. El nombre real es lo que necesitas.

A veces, los clientes que buscan sellos para vehículos eléctricos solicitan compatibilidad indicando que un refrigerante es de uso automotriz y que tiene una temperatura específica. Esto no es suficiente para una evaluación de compatibilidad. Solicite la especificación del fluido aprobado, su concentración y los aditivos clave. Sería erróneo recomendar el circuito de agua-glicol de la misma manera que un sistema de refrigeración por inmersión. No olvide la secuencia de presión y temperatura de funcionamiento. Por lo tanto, los sellos de refrigerante para vehículos eléctricos deben probarse junto con el fluido que se supone que se utilizará y las piezas compatibles que se acoplan al sello. Esto también debe indicarse claramente en el informe de prueba.

Lea un resultado de IP para saber qué cubre realmente.

La norma IEC 60529 clasifica la protección de las envolventes eléctricas. La norma ISO 20653:2023 aborda la protección de las envolventes eléctricas de vehículos de carretera, incluyendo la protección contra objetos extraños, agua y accesos no autorizados. La especificación del cliente debe indicar el método y la edición requeridos.IEC 60529,ISO 20653:2023

Se trata de pruebas de carcasa predefinidas. No determinan de forma independiente la resistencia al refrigerante, la duración de la batería ni la protección contra el sobrecalentamiento.

El resultado de la clasificación IP corresponde al conjunto sometido a prueba. Depende de la tapa, la junta, los elementos de fijación, los conectores y las características de ventilación, no solo del componente de caucho.

También importa cuándo se realiza la prueba. Una carcasa probada inmediatamente después del montaje no necesariamente ha demostrado protección tras el envejecimiento o la exposición mecánica requeridos.

Una modificación en la cubierta o en el sistema de fijación puede alterar el resultado, incluso si el compuesto permanece igual. Los informes deben describir la configuración con suficiente claridad para que se puedan revisar los cambios posteriores.

El sello debe seguir funcionando después del primer montaje.

El contacto inicial no lo es todo. La fuerza de reacción del caucho puede cambiar mientras permanece comprimido, y la variación de la temperatura puede modificar las dimensiones de la junta circundante.

Esto cobra importancia cuando una cubierta se deforma entre los sujetadores o cuando las piezas de acoplamiento se expanden de forma diferente. La junta debe mantener su eficacia a pesar de estos cambios.

No existe un valor de dureza único que resuelva el problema. Un compuesto más duro puede requerir mayor carga; uno más blando puede deformarse demasiado en una zona sin soporte.

Para las juntas de goma de los vehículos eléctricos, la selección del material debe tener en cuenta el espacio de compresión disponible, la carga de montaje, la temperatura y el medio. Los datos de prueba útiles son aquellos que consideran dichas condiciones.

La misma precaución se aplica a los requisitos eléctricos y de protección contra incendios. No se debe asumir que un elastómero proporciona el aislamiento necesario simplemente porque sea de caucho.

El resultado de la prueba de inflamabilidad de un material también difiere de la evaluación completa del comportamiento térmico de la batería. Si se requiere alguna de estas propiedades, identifique explícitamente los criterios de prueba y aceptación pertinentes.

Pruebe las condiciones de producción que pretende suministrar.

Una prueba con una muestra pequeña es útil, pero puede ocultar diferencias en la geometría o el procesamiento. Las muestras de aprobación deben representar el compuesto, el componente y las condiciones de producción previstos.

Comience con la inspección y el montaje controlado. Registre cómo encaja la pieza antes de someter la unión a la secuencia operativa acordada.

La secuencia del proyecto es sencilla:

Requisitos → revisión de planos y compuestos → muestras representativas → ensamblaje → acondicionamiento → pruebas funcionales → desmontaje → aprobación de producción.

Se trata de un flujo de trabajo propuesto, no de un método de prueba reglamentario. Las condiciones y responsabilidades aún deben acordarse con el cliente.

Para juntas que requieren mantenimiento, incluya el desmontaje y el reensamblaje. Una junta aprobada para su primera instalación no está automáticamente aprobada para su reutilización.

Los cambios posteriores a la aprobación requieren un cuidado similar. Una sustitución de un compuesto, un ajuste del perfil o un cambio en el procesamiento pueden afectar la evidencia que respalda el resultado original.

¿Qué hace que una pregunta sea útil?

Para componentes de caucho personalizados para vehículos eléctricos, identifique la interfaz antes de elegir el material. ¿La pieza protege la abertura de una puerta, retiene el refrigerante o sella la tapa de una batería?

Envíe el dibujo, la geometría de acoplamiento y la secuencia de operación. Si interviene un fluido, indique sus especificaciones. Si se requiere una prueba del cliente, incluya el método y el límite de aceptación.

Para un proyecto analizado con Yida, estos detalles constituyen la base para acordar los requisitos de materiales, las condiciones de las muestras y la validación de la pieza terminada. Las afirmaciones sobre el rendimiento deben estar vinculadas a la evidencia de la aplicación.

Los componentes de caucho personalizados para vehículos eléctricos no necesitan todos las mismas propiedades ni el compuesto más caro. Necesitan las propiedades adecuadas en la unión correcta.

Ese es el principal cambio, desde el sellado de cabinas hasta los paquetes de baterías: funciones más específicas, más interfaces que revisar y menos espacio para que una etiqueta de material genérica sustituya a una especificación completa.