En los vehículos eléctricos, un circuito de refrigeración también previene el sobrecalentamiento. Este circuito suele pasar cerca de las zonas sometidas a alta tensión y de los componentes de alta sensibilidad. En caso de una fuga, por pequeña que sea, la transferencia de calor puede verse significativamente reducida, la corrosión puede aumentar y, además, existe un riesgo eléctrico que puede generarse a gran distancia de la conexión donde se produjo la fuga.

Los sellos de gestión térmica que rodean los vehículos eléctricos refuerzan el circuito en distintos puntos de las juntas, colectores, bombas, enfriadores, placas de batería y carcasas electrónicas. La situación varía considerablemente en cada punto debido a la combinación del refrigerante, los ciclos de temperatura, las pulsaciones de presión, el par de apriete y la exposición ambiental.

En la conexión de la manguera

Normalmente, las juntas tóricas se utilizan creando una ranura mecanizada, proporcionando la lubricación adecuada y asegurando una inserción controlada. Pero en los circuitos de refrigeración compactos modernos, las uniones pueden ser muy pequeñas e incluso ensamblarse a alta velocidad. La presencia o ausencia de torsión y compresión de la junta son problemas que probablemente permanezcan ocultos incluso después de haber añadido un elemento de fijación.

Parker explica cómo una arandela de sellado, como las que se utilizan en los conectores del sistema de climatización y del enfriador de la batería de los vehículos eléctricos, puede unirse a una arandela de sellado metálica para lograr un sellado sin necesidad de mecanizado de ranuras. La compresión del elastómero depende de la geometría ya presente en el producto. Se trata de una guía del proveedor, no de un documento de garantía del fabricante original (OEM) para este producto. [2]

A lo largo de la placa de refrigeración de la batería

El perímetro de un sistema de refrigeración de baterías puede ser muy grande o tener múltiples puertos. Las placas y carcasas de refrigeración suelen fabricarse delgadas para minimizar la masa total. En consecuencia, el movimiento de la brida se verá afectado por la separación de los pernos y la dilatación térmica. Un sello debe adaptarse al espacio sin aplicar una fuerza excesiva que pueda deformar la placa.

El proyecto de DuPont para Renault se centraba en un tipo de material de interfaz térmica, más que en ese tipo de junta de goma; sin embargo, su contexto demuestra cómo el sistema circundante supone una limitación a la hora de tomar decisiones. Una pequeña porción de este material quedará intercalada entre las celdas y las placas frías, por lo que debe conducir el calor de la celda de la batería a la placa fría. Es necesario dosificarlo en gran volumen y se deben incorporar consideraciones de reparación en el diseño del producto. [1]

En el caso de los cauchos para gestión térmica, se entiende que el sellado debe estar intrínsecamente ligado al proceso de transferencia de calor y al ensamblaje de los componentes. Un sellado muy grueso podría dificultar el contacto entre las piezas o aumentar la carga sobre una de ellas. Por lo tanto, en general, los diseños de sellado y refrigeración deben basarse en la misma geometría de la carcasa.

Cerca del inversor

Los conectores de alimentación requieren un sellado hermético para soportar altos voltajes y corrientes. El lubricante utilizado durante el montaje puede permanecer en contacto con el elastómero a temperaturas superiores a las habituales en cabina. La compatibilidad química entre la grasa y el sello es fundamental para la fiabilidad eléctrica.

DuPont informa sobre un caso de un fabricante de vehículos chino que involucra juntas tóricas de EPDM y silicona alrededor de los cables de alimentación del inversor. Su equipo sometió muestras a un proceso de envejecimiento durante 250 horas a 85 grados Celsius y a temperatura ambiente, y comparó las propiedades mecánicas con un lubricante de control. [3]

El caso respalda la evaluación del lubricante, pero no determina la vida útil de cada conector ensamblado. Los sellos de goma para vehículos eléctricos también requieren pruebas de conexión final para compresión, entrada de humedad, ciclos térmicos, vibración y el proceso de ensamblaje en sí.

La composición química del refrigerante cambia con el tiempo.

Las juntas del sistema de refrigeración de los vehículos eléctricos pueden entrar en contacto con mezclas de agua y glicol, inhibidores, trazas de aceites, líquidos de limpieza y aire. La concentración puede variar debido a la contaminación durante el servicio o la fabricación. La temperatura acelera la hinchazón, la extracción y el endurecimiento, por lo que la inmersión a temperatura ambiente por sí sola proporciona información limitada.

Registre el refrigerante, la concentración, el proveedor y la revisión. Incluya el fluido nuevo y el usado si el programa de servicio prevé cambios químicos. Una declaración genérica como "resistente al glicol" es menos estricta que las condiciones de prueba y los cambios admisibles en volumen, dureza y comportamiento a la tracción.

El ciclo de temperatura mueve la articulación

El metal, el plástico y el caucho se dilatan a ritmos diferentes. La carga rápida, el enfriamiento prolongado y el calentamiento del refrigerante pueden desplazar la ranura y modificar la compresión. Una carcasa de batería grande también puede deformarse entre los tornillos. El sello debe mantener el contacto con la mínima separación sin sobrellenarse con la máxima compresión.

Los sellos de gestión térmica de los vehículos eléctricos requieren ciclos que combinen temperatura y presión. La exposición secuencial puede pasar por alto interacciones: una pieza puede hincharse en refrigerante caliente, enfriarse en una ranura comprimida y luego experimentar un pulso de presión antes de recuperarse.

El contexto eléctrico añade nuevos límites.

La prevención de fugas es necesaria, pero no suficiente. Los materiales cercanos a alta tensión pueden requerir límites en cuanto a contaminación iónica, inflamabilidad, conductividad o compatibilidad con recubrimientos dieléctricos. Estos requisitos dependen de la ubicación y no deben aplicarse a todo el vehículo.

En el caso de los sellos del sistema de refrigeración de la batería, la revisión de fallas debe distinguir entre fugas internas de refrigerante, entrada de agua externa y permeación. Cada vía requiere diferentes dispositivos de prueba y criterios de aceptación. Las marcas de tinte o la disminución de la presión pueden ayudar a localizar la vía después del ciclo de carga y descarga.

Libera la conexión completa

Utilice juntas, carcasas, sujetadores, lubricante y par de apriete de montaje para vehículos eléctricos de producción. Pruebe la exposición al refrigerante, la pulsación de presión, el llenado al vacío (si se utiliza), el choque térmico, la vibración y la tasa de fugas. Inspeccione el caucho y las superficies de contacto después del desmontaje.

Repetir las pruebas después del almacenamiento y tras un manejo de montaje realista. Un sello que pasa la prueba en un nuevo dispositivo de laboratorio puede ser cortado por el borde de un conector de producción o desplazado durante la instalación de la manguera. El proceso de validación debe preservar la trazabilidad de la cavidad y del lote de material.

Una segunda revisión de las juntas de goma para vehículos eléctricos debería incluir el reemplazo en servicio. Se debe definir si la junta es reutilizable, cómo se limpia la superficie y qué lubricante está permitido. Estas instrucciones protegen los mismos límites térmicos y eléctricos establecidos durante la producción.

Yida puede evaluar los componentes de caucho para la gestión térmica cuando el cliente proporciona información sobre el refrigerante, su concentración, temperaturas, ciclos de presión, movimiento de la brida, componentes, límites de fugas y requisitos de limpieza eléctrica. Esta información convierte el sello en una pieza cualificada del circuito, en lugar de un accesorio genérico.