De l'étanchéité de l'habitacle aux batteries : nouvelles exigences en matière d'étanchéité du caoutchouc pour les véhicules électriques

Lorsque vous ouvrez la portière d'un véhicule électrique, le joint en caoutchouc est la première chose que vous voyez à travers la vitre. Ce joint doit assurer l'étanchéité, s'ajuster parfaitement à l'ouverture et permettre à la portière de se fermer sans trop de résistance.

Mais si vous regardez sous la voiture, le rôle du joint en caoutchouc s'avère plus complexe. Le joint du boîtier de la batterie est un joint unique et volumineux, situé très près des tuyauteries et des connexions électriques du système de refroidissement. Il doit collaborer avec le système de gestion de la pression du boîtier, au lieu de simplement viser une étanchéité maximale.

La demande croissante de joints d'étanchéité en caoutchouc pour véhicules électriques s'explique principalement par l'évolution des fonctions de ces joints, qui assurent désormais plusieurs fonctions au sein d'un même véhicule. Par conséquent, les spécifications de chaque joint seront différentes.

Chez Hutchinson, les gammes de produits automobiles pour carrosseries et toits, gestion thermique et groupes motopropulseurs électriques restent distinctes. Cela illustre bien que la transition du thermique à l'électrique n'entraînera pas un besoin unique en matériaux. C'est pourquoi Hutchinson a choisi de maintenir ces différentes applications séparées pour ses gammes de produits automobiles.

En collaboration avec Dalian Yida Precision Rubber Products Co., par exemple, Hutchinson a jugé les plans des pièces et les détails d'assemblage particulièrement utiles. Connaître la position exacte de la pièce est plus important que de se familiariser immédiatement avec une formule « de qualité automobile ».

Bien que le problème principal se soit déjà manifesté à la porte, les petits détails comptent.

Une partie du test d'étanchéité de l'habitacle d'un véhicule électrique consiste à vérifier les éléments immédiatement perceptibles par le conducteur : la présence d'eau à l'intérieur de l'habitacle, des bruits de vent ou une pression inhabituellement forte sur la porte.

De tels symptômes indiquent rarement un défaut de fabrication. Un joint pourrait exercer une pression irrégulière sur l'orifice, ou un angle pourrait se comporter différemment du segment droit utilisé lors de l'inspection initiale.

La forme de la section transversale, son point de fixation et le degré de compression sont des facteurs essentiels. Un simple durcissement du caoutchouc pourrait rendre la fermeture plus difficile sans pour autant combler l'espace.

Il existe également des parties et des joints à l'intérieur de l'assemblage de la porte qu'un morceau prélevé sur la carrosserie ne peut pas couvrir. Par conséquent, la réussite d'un test de matériau n'est qu'une étape préliminaire. L'étanchéité du joint monté doit être vérifiée sur tout le pourtour de l'ouverture de la carrosserie.

La manipulation régulière de la porte soulève une autre question : après plusieurs ouvertures et fermetures, le joint conserve-t-il sa position ? Peut-on déceler des frottements, une détérioration localisée ou un défaut de pliage ?

L'étanchéité des habitacles de véhicules électriques, face à différents types de défaillances (infiltration d'eau, effort de fermeture et comportement acoustique), doit être évaluée selon des critères distincts. Qualifier un résultat de « bonne étanchéité » ne donne pas d'information précise et laisse place à de nombreuses interprétations.

Un couvercle de batterie est une articulation beaucoup plus grande

Le rôle du joint du logement de la batterie diffère de celui des autres joints de la voiture. Il est généralement comprimé au niveau des surfaces de contact, et une légère variation de ces surfaces peut modifier l'étanchéité sur toute sa circonférence.

Un jeu nominal est indiqué sur un dessin. Mais une pièce assemblée reflétera également, par exemple, sa planéité et le nombre de fixations, sa rigidité et ses tolérances.

Un joint plus large n'est pas toujours la solution idéale. Il peut offrir un meilleur contact à un endroit, mais se comprimer excessivement à un autre.

Par conséquent, l'examen de l'étanchéité du bloc-batterie doit inclure l'évaluation du joint et non seulement du joint d'étanchéité. Il convient de vérifier si le profil choisi garantit un contact adéquat aussi bien aux endroits les plus étroits qu'aux endroits les plus lâches.

Les joints préformés, les profilés moulés et les systèmes formés sur place présentent également des exigences différentes en matière d'assemblage et d'entretien. Le choix doit être adapté à la conception du boîtier et à la méthode de production.

Le tableau est également un outil pratique pour vérifier votre décision d'achat. Si les cinq sites que vous avez consultés proposent le même matériau sans poser de questions, il est probablement judicieux d'y regarder de plus près pour votre candidature.

Empêcher l'eau de pénétrer ne signifie pas empêcher tous les échanges gazeux.

Une application concrète sur un véhicule permettra d'expliquer ce concept.

En novembre 2020, la société a annoncé la production de son composant de compensation de pression DIAvent pour l'ARCFOX α-T de BJEV. Elle a présenté une application combinant l'égalisation de pression normale et la purge d'urgence.

Il s'agit d'un cas de fournisseur rendu public, et non d'un projet de Yida. Son intérêt réside dans la répartition des responsabilités au sein du secteur des batteries.

Un joint périphérique contribue à la protection de l'assemblage. Un composant spécifique régule les échanges gazeux dans certaines conditions. La simple compression du joint pour assurer l'étanchéité ne remplace pas la fonction du second dispositif.

On ne peut pas non plus affirmer, sur la base de cet exemple, qu'un système de ventilation fonctionnera de la même manière sur un autre modèle de batterie. Il faut considérer la batterie, la disposition des évents et le boîtier dans leur ensemble.

Lors du scellement des blocs-batteries, il est essentiel de déterminer comment les variations de pression sont gérées au niveau de l'interface joint/joint avant de finaliser les spécifications de ce dernier. La réponse à cette question peut déterminer le type de forces auxquelles le joint est soumis.

L'étiquette n'est qu'un indice. C'est le vrai nom qu'il vous faut.

Il arrive que des clients recherchant des joints d'étanchéité pour véhicules électriques se contentent de mentionner la compatibilité du liquide de refroidissement (automobile) et sa température. Cette information est insuffisante pour une évaluation de compatibilité. Il est impératif de demander les spécifications du fluide, sa concentration et ses principaux additifs. Recommander un circuit eau-glycol de la même manière pour un système de refroidissement par immersion serait une erreur. Il ne faut pas négliger la pression et la température de fonctionnement. Les joints d'étanchéité pour liquide de refroidissement de véhicules électriques doivent donc être testés avec le fluide prévu et avec des pièces compatibles. Ces informations doivent figurer clairement dans le rapport de test.

Consultez un résultat IP pour savoir ce qu'il couvre réellement.

La norme IEC 60529 définit la protection des enveloppes. La norme ISO 20653:2023 traite de la protection des enveloppes électriques des véhicules routiers, notamment contre les corps étrangers, l'eau et les risques d'intrusion. Le cahier des charges du client doit préciser la méthode et l'édition requises.CEI 60529,ISO 20653:2023

Il s'agit de tests d'enceinte définis. Ils n'établissent pas indépendamment la résistance au liquide de refroidissement, la durée de vie de la batterie ou la protection contre l'emballement thermique.

Le résultat IP concerne l'ensemble testé. Il dépend du couvercle, du joint, des fixations, des connecteurs et des dispositifs de ventilation, et non pas uniquement du composant en caoutchouc.

Le moment où le test est effectué a également son importance. Un boîtier testé immédiatement après son assemblage ne démontre pas nécessairement une protection optimale après le vieillissement ou l'exposition mécanique requis.

Une modification du revêtement ou du système de fixation peut altérer le résultat, même si le composé reste inchangé. Les rapports doivent décrire la configuration avec suffisamment de clarté pour permettre l'examen des modifications ultérieures.

Le joint doit rester fonctionnel après le premier assemblage

Le contact initial ne suffit pas. La force de réaction du caoutchouc peut varier lorsqu'il est comprimé, et les variations de température peuvent modifier les dimensions du joint environnant.

Cela devient important lorsque le couvercle se déforme entre les fixations ou que les pièces à assembler se dilatent différemment. Le joint doit rester efficace malgré ces variations.

Il n'existe pas de valeur de dureté unique permettant de trancher la question. Un matériau plus dur peut supporter une charge plus importante ; un matériau plus mou peut se déformer excessivement dans une zone non soutenue.

Pour les joints en caoutchouc des véhicules électriques, la sélection des matériaux doit tenir compte de l'espace de compression disponible, de la charge d'assemblage, de la température et du fluide. Les données d'essai pertinentes sont celles qui prennent en compte ces conditions.

La même prudence s'applique aux exigences électriques et de sécurité incendie. Un élastomère, même s'il est en caoutchouc, ne saurait constituer l'isolant nécessaire.

Un résultat d'inflammabilité de matériau diffère également d'une évaluation complète des événements thermiques d'une batterie. Si l'une ou l'autre de ces propriétés est requise, il convient d'identifier explicitement les critères d'essai et d'acceptation pertinents.

Testez les conditions de production que vous comptez fournir

Un essai sur un petit échantillon est utile, mais il peut masquer des différences de géométrie ou de procédé. Les échantillons d'homologation doivent être représentatifs du composé, du composant et des conditions de production prévus.

Commencez par une inspection et un assemblage contrôlé. Notez comment la pièce s'ajuste avant de soumettre l'assemblage à la séquence d'opérations convenue.

Le déroulement du projet est simple :

Exigences → examen des dessins et des composés → échantillons représentatifs → assemblage → conditionnement → tests fonctionnels → démontage → approbation de la production.

Il s'agit d'un flux de travail proposé, et non d'une méthode d'essai réglementaire. Les conditions et les responsabilités doivent encore être convenues avec le client.

Pour les joints réutilisables, prévoir le démontage et le remontage. Un joint homologué pour sa première installation n'est pas automatiquement homologué pour une réutilisation.

Les modifications apportées après approbation nécessitent une attention similaire. Un changement de composé, de profil ou de procédé peut affecter les preuves étayant le résultat initial.

Qu'est-ce qui fait d'une enquête une enquête utile ?

Pour les composants en caoutchouc sur mesure destinés aux véhicules électriques, identifiez l'interface avant de choisir le matériau. La pièce protège-t-elle une ouverture de porte, retient-elle le liquide de refroidissement ou assure-t-elle l'étanchéité d'un couvercle de batterie ?

Veuillez fournir le schéma, la géométrie d'assemblage et la séquence de fonctionnement. Si un fluide est utilisé, veuillez indiquer ses spécifications exactes. Si un test client est requis, veuillez préciser la méthode et les limites d'acceptation.

Pour un projet discuté avec Yida, ces détails servent de base à la définition des exigences en matière de matériaux, des conditions d'échantillonnage et de la validation des pièces finies. Les performances annoncées doivent être étayées par des preuves concrètes d'application.

Les composants en caoutchouc sur mesure pour véhicules électriques n'ont pas tous besoin des mêmes propriétés, ni du composé le plus coûteux. Ils doivent simplement posséder les propriétés adéquates au niveau de l'assemblage.

C’est là le principal changement entre l’étanchéité de la cabine et les batteries : des tâches plus distinctes, davantage d’interfaces à examiner et moins de place pour qu’une étiquette de matériau générale remplace une spécification complète.