Qué desaparece con el motor de combustión, qué permanece y qué nuevas interfaces controlan ahora la selección de elastómeros.

Eliminar el motor de combustión no elimina el caucho del vehículo. Simplemente cambia la función del caucho y qué tipo de fallo resulta más grave. El consumo de combustible y aceite de motor disminuye en una plataforma eléctrica de batería, mientras que los perímetros alargados de la batería, los circuitos de refrigeración y los conectores de alto voltaje crean nuevas interfaces de sellado.

Los componentes de caucho para vehículos eléctricos deben seleccionarse teniendo en cuenta la seguridad eléctrica, la gestión térmica, el control de la humedad y los nuevos métodos de ensamblaje. Se mantienen algunos requisitos convencionales de la industria automotriz, como la protección contra salpicaduras de la carretera, el ozono, las vibraciones, los fluidos de freno, la temperatura del habitáculo y los largos periodos de almacenamiento.

Requisitos que se vuelven más pequeños

Un vehículo eléctrico de batería tiene menos juntas de aceite de motor, combustible y escape que un vehículo con motor de combustión interna. Los proveedores que copian una lista antigua de componentes del compartimento del motor pueden especificar en exceso algunas ubicaciones, omitiendo los nuevos requisitos de refrigerante o eléctricos.

Los sellos para la electrificación automotriz deben asignarse según su función. Un sello de eje o de freno no se convierte en una pieza específica para vehículos eléctricos simplemente porque el vehículo sea eléctrico. El cambio es relevante cuando la tensión, la composición química de la batería, el calor de carga, los fluidos dieléctricos o la exposición de la carcasa de la batería alteran su funcionamiento.

Requisitos que se vuelven más exigentes

Las juntas de la carcasa de la batería pueden abarcar un perímetro mucho mayor que el de la tapa del motor. Las juntas largas acumulan variaciones en la planitud de la brida, la altura del reborde y la separación de los pernos. Las tapas de aluminio o de material compuesto pueden moverse durante los ciclos térmicos, y el acceso para el mantenimiento puede requerir el reemplazo o el sellado de la junta.

La carcasa debe ser resistente al agua y al polvo externos, a la vez que permite una ventilación controlada durante los cambios de presión. Las pruebas de fugas deben distinguir el perímetro, los pasamuros eléctricos, las ventilaciones y las conexiones de refrigeración para que un único resultado de la prueba de caída de presión no oculte la ruta real de la fuga.

El alto voltaje cambia las consecuencias.

Los sellos de los conectores de alta tensión protegen contra la humedad y la contaminación cerca de los conductores. Los daños en el sello pueden contribuir a la corrosión, problemas de aislamiento o fallos de diagnóstico. El lubricante de montaje, el movimiento del cable y la fuerza de cierre del conector forman parte del sistema de sellado.

DuPont informa de un caso de un fabricante de vehículos que involucra juntas tóricas de EPDM y silicona en conexiones de alimentación de inversores con temperaturas de funcionamiento de hasta 120 grados Celsius. El lubricante se comparó mediante pruebas de envejecimiento en muestras de elastómero antes de que el cliente lo seleccionara. [2]

La carcasa garantiza la compatibilidad con lubricantes, no la vida útil del conector. Los sellos de los conectores de alta tensión aún requieren pruebas de entrada de agua, ciclos térmicos, vibración, acoplamiento y desacoplamiento, utilizando piezas destinadas a la producción y la cantidad real de lubricante.

La refrigeración se convierte en una red.

La batería, el inversor, el motor y el equipo de carga pueden compartir o separar los circuitos de refrigeración. Los elastómeros de los vehículos eléctricos pueden entrar en contacto con refrigerantes de agua-glicol, aditivos, aceites para compresores o fluidos dieléctricos. La etiqueta «resistente al refrigerante» está incompleta sin el medio especificado y el historial de temperatura.

Los componentes de caucho de los vehículos eléctricos cercanos a un circuito de refrigeración también experimentan pulsos de presión, llenado al vacío y cambios rápidos de temperatura. La hinchazón puede alterar la fuerza de inserción o el llenado de la ranura. La extracción y el endurecimiento pueden reducir la fuerza de sellado tras un tiempo prolongado de permanencia.

El silencio muestra otros ruidos

Una vez que cesa el rugido del motor, se perciben con mayor claridad ruidos como los de la bomba, la transmisión, el inversor y la carretera. A veces, una goma más blanda no es la solución; es necesario modificar la rigidez de los soportes, los ojales y las almohadillas aislantes para adaptarlos a un nivel dinámico diferente. Las frecuencias de conmutación eléctrica son capaces de hacer vibrar las carcasas y los soportes.

Para un aislador de vibraciones, es fundamental que la masa y el espectro de frecuencias de la unidad de accionamiento eléctrico sean los adecuados. Además, con el paso del tiempo y el envejecimiento del material, la precarga aplicada y la temperatura ambiente influyen en su respuesta dinámica. En otras palabras, la dureza de una pieza estática no determina cómo se gestiona el ruido en un habitáculo.

Las clasificaciones de materiales tienen limitaciones.

El documento SAE J2884 propone un método estandarizado para definir las características de los compuestos de caucho termoestable vulcanizado aptos para aplicaciones automotrices. Este documento se refiere a caucho termoestable de alta consistencia y remite al lector a varias normas alternativas para elastómeros termoplásticos (TPE), silicona líquida y materiales formados in situ (FIP). [1]

En definitiva, la clasificación de materiales es útil para describir su naturaleza y características, pero nunca debe considerarse una garantía de que un material en particular sea adecuado para un componente específico de un coche eléctrico. Por ejemplo, es necesario determinar si el material es adecuado para una batería, un conector o un refrigerante. Los planos incluirán requisitos adicionales sobre el envejecimiento de los materiales, su limpieza, sus características eléctricas y su rendimiento funcional.

La nueva lista de verificación de validación

En lo que respecta a las juntas utilizadas en las carcasas de las baterías, se deben considerar los siguientes factores: tolerancia de la brida, secuencia de fijación, ciclos térmicos, entrada de agua, ecualización de presión y desmontaje para mantenimiento. En cuanto a las piezas de sellado para refrigeración, cabe destacar que también deben tenerse en cuenta aspectos como el tipo de fluido, la pulsación de presión y la exposición al vacío. Asimismo, para los conectores, deben considerarse los ciclos de acoplamiento y la lubricación.

Los sellos utilizados en la industria automotriz para la electrificación deben ser controlados mediante el lote de material, la cavidad, el postcurado y el ensamblaje. Cuando una prueba fallida revela posibles problemas con los sellos, estos registros ayudan no solo a identificar la causa del fallo, sino también a determinar los cambios necesarios en los componentes o el proceso, en lugar de desechar toda la gama de materiales.

Según la documentación de Parker EV que se publicará en 2025, el sellado se combinará con la gestión térmica. En esta agrupación, la función de sellado se compartirá con el blindaje EMI y los requisitos de la carcasa electrónica. Si bien estas funciones y sus interfaces entre sí se reflejan en la agrupación, cada afirmación de rendimiento seguirá estando sujeta a su propia especificación de aplicación y a la hoja de datos. [3]