EPDM ou caoutchouc de silicone : quel est le meilleur pour l'étanchéité des batteries de véhicules électriques ?

Choisir le mauvais joint de batterie peut permettre à l'eau, à la poussière, au liquide de refroidissement et au sel de déneigement de pénétrer dans le boîtier, provoquant de la corrosion, des défauts d'isolation haute tension, un arrêt du véhicule ou des rappels coûteux.

L'EPDM est généralement le choix pratique pour l'exposition à l'eau, aux intempéries, à l'ozone et au glycol, tandis que le caoutchouc de silicone est préféré lorsqu'une plus grande résistance à la température et une élasticité à long terme sont essentielles. Le matériau final doit toujours être sélectionné en fonction de la température réelle du pack, de l'exposition aux fluides, de la compression, des exigences en matière d'incendie et de la conception de l'enceinte.

Composants d'étanchéité en élastomère pour batteries de véhicules électriques. Source des images : Solutions d'étanchéité Trelleborg .^[1]

Quand l’EPDM est-il meilleur pour une batterie EV ?

Un joint qui gonfle, durcit ou perd sa compression après une exposition à l'eau et au liquide de refroidissement peut créer une fuite autour du couvercle de la batterie.

L'EPDM est souvent le meilleur choix pour les joints périmétriques exposés à l'eau de pluie, aux embruns routiers, à l'ozone, aux intempéries et à de nombreux environnements de refroidissement à base de glycol. Trelleborg répertorie les plages de fonctionnement de l'EPDM automobile d'environ -45 °C à 150 °C pour certains composés et met en évidence sa résistance à l'eau, à la vapeur, aux intempéries et à l'ozone.^[2]

L'EPDM convient à de nombreux joints de couvercles de packs, joints de systèmes de refroidissement, joints d'entrée de câbles et joints de couvercles de service. Cependant, il ne doit pas être sélectionné sans test lorsque le joint peut entrer en contact avec des huiles, des hydrocarbures, l'électrolyte de la batterie ou des liquides de nettoyage agressifs.

Quand le caoutchouc de silicone est-il le meilleur choix ?

Un froid extrême, des températures locales élevées ou des cycles thermiques répétés peuvent réduire la récupération du joint et permettre au joint du boîtier de batterie de perdre sa pression de contact.

Le caoutchouc de silicone est généralement meilleur lorsque la conception nécessite une capacité de température plus large, une flexibilité à basse température et une élasticité stable sous compression à long terme. Trelleborg rapporte des performances typiques des profils d'étanchéité en silicone d'environ -60°C à 200°C, en fonction du composé exact.^[3]

La mousse de silicone est également utilisée pour le joint d'étanchéité du boîtier de batterie EV, car elle peut sceller contre l'eau, la poussière et les débris tout en tolérant les changements de température.^[4] Certains composés de silicone ont une résistance à la déchirure et à l'abrasion inférieure à celle de l'EPDM, c'est pourquoi les bords tranchants du boîtier et la force d'assemblage excessive doivent être contrôlés.

Comment le joint final du bloc de batterie doit-il être sélectionné et testé ?

Un composé de caoutchouc de qualité supérieure peut toujours fuir lorsque la rainure du joint, le taux de compression, l'espacement des boulons, la planéité de la surface ou la déflexion du boîtier sont incorrects.

La bonne solution consiste à valider le caoutchouc, la géométrie du joint, le boîtier, les fixations, l'adhésif et le processus d'assemblage comme un système d'étanchéité complet. La sélection des matériaux doit inclure la plage de température, la compatibilité du liquide de refroidissement et des produits chimiques, la déformation rémanente à la compression, la dureté, le comportement au feu, l'isolation électrique, la facilité d'entretien et la durée de vie prévue du pack.

Les tests doivent inclure la chute de pression, l'immersion, la pulvérisation d'eau, les cycles thermiques, les vibrations, le vieillissement par compression, l'exposition aux fluides, la résistance diélectrique et la déformation du couvercle du pack. La norme ISO 20653 définit les tests de protection des véhicules routiers contre l'eau et les corps étrangers, tandis que la norme SAE J3178 fournit des lignes directrices actuelles pour les produits d'étanchéité et les matériaux associés utilisés dans les systèmes de batteries.^[5][6]

Besoin d’un échantillon de joint de bloc de batterie en EPDM ou en silicone ?

Envoyez le dessin de votre joint, les dimensions des rainures, la compression cible, la plage de température, le type de liquide de refroidissement, les exigences IP, le matériau du boîtier et la demande annuelle d'un examen des matériaux et du prototype.

FAQ

L'EPDM est-il étanche ?

L'EPDM offre une excellente résistance à l'eau, mais le joint fini fuira si sa compression, sa rainure, son joint ou la surface de son boîtier sont incorrects.

Le caoutchouc de silicone est-il meilleur pour les batteries à haute température ?

Généralement oui. Le silicone offre généralement une plage de fonctionnement à haute et basse température plus large que l'EPDM, mais le composé exact doit être validé.

L'EPDM peut-il entrer en contact avec le liquide de refroidissement des batteries EV ?

L'EPDM est fréquemment utilisé avec des liquides de refroidissement à base de glycol, mais la compatibilité doit être testée avec la formulation exacte du liquide de refroidissement et la température de fonctionnement.

Quel matériau convient le mieux pour un joint de couvercle de batterie ?

L'EPDM est souvent préféré pour une exposition normale à l'eau, aux intempéries et aux liquides de refroidissement. Le silicone est plus résistant lorsqu'une plage de températures extrêmes, une construction en mousse ou une stabilité thermique améliorée sont nécessaires.

Examen de 15 ans sur les faisceaux de câbles automobiles et l'étanchéité des batteries

Sur la base de 15 ans d'expérience dans les faisceaux de câbles automobiles, je recommande de revoir le joint de la batterie ainsi que les entrées de câbles haute tension, les connecteurs, les évents de pression, les conduites de refroidissement et les fixations du boîtier. Le meilleur caoutchouc n’est pas simplement l’EPDM ou le silicone ; c'est le composé validé qui maintient la compression et la protection électrique tout au long du fonctionnement réel du véhicule.

Références faisant autorité

[1] Trelleborg — Solutions d'étanchéité pour batteries

[2] Trelleborg — Propriétés des matériaux automobiles EPDM

[3] Trelleborg — Comparaison des matériaux d'étanchéité EPDM et silicone

[4] Rogers Corporation — Matériaux en silicone pour l'étanchéité des boîtiers de batteries de véhicules électriques

[5] ISO — ISO 20653 Essais de protection contre l'eau et la poussière des véhicules routiers

[6] SAE International — Adhésifs et produits d'étanchéité pour systèmes de batterie SAE J3178