EPDM vs gomma siliconica: qual è la soluzione migliore per sigillare il pacco batterie dei veicoli elettrici?

La scelta della guarnizione sbagliata del pacco batteria può consentire all'acqua, alla polvere, al liquido di raffreddamento e al sale stradale di entrare nell'involucro, causando corrosione, guasti di isolamento ad alta tensione, arresto del veicolo o costosi richiami.

L'EPDM è generalmente la scelta pratica per l'esposizione all'acqua, agli agenti atmosferici, all'ozono e al refrigerante glicole, mentre la gomma siliconica è preferita quando sono fondamentali una più ampia resistenza alla temperatura e un'elasticità a lungo termine. Il materiale finale deve ancora essere selezionato in base alla temperatura effettiva del pacco, all'esposizione al fluido, alla compressione, ai requisiti antincendio e al design dell'involucro.

Componenti di tenuta in elastomero ingegnerizzati per batterie di veicoli elettrici. Fonte immagine: Soluzioni di tenuta Trelleborg .^[1]

Quando è meglio l'EPDM per un pacco batterie per veicoli elettrici?

Una guarnizione che si gonfia, si indurisce o perde compressione dopo l'esposizione all'acqua e al liquido refrigerante può creare un percorso di perdita attorno al coperchio della batteria.

L'EPDM è spesso la scelta migliore per le guarnizioni perimetrali esposte all'acqua piovana, agli spruzzi stradali, all'ozono, agli agenti atmosferici e a molti ambienti di raffreddamento a base di glicole. Trelleborg elenca intervalli operativi dell'EPDM automobilistico da circa -45°C a 150°C per composti selezionati e ne evidenzia la resistenza all'acqua, al vapore, agli agenti atmosferici e all'ozono.^[2]

L'EPDM è adatto per molte guarnizioni del coperchio del pacco, guarnizioni del sistema di raffreddamento, guarnizioni dell'ingresso cavi e guarnizioni del coperchio di servizio. Tuttavia, non dovrebbe essere selezionata senza verificarla quando la guarnizione potrebbe entrare in contatto con oli, idrocarburi, elettrolito della batteria o liquidi detergenti aggressivi.

Quando la gomma siliconica è la scelta migliore?

Il freddo estremo, le temperature locali elevate o i ripetuti cicli termici possono ridurre il recupero della guarnizione e consentire alla guarnizione dell'involucro della batteria di perdere pressione di contatto.

La gomma siliconica è solitamente migliore quando il progetto richiede una maggiore capacità di temperatura, flessibilità a bassa temperatura ed elasticità stabile sotto compressione a lungo termine. Trelleborg riporta le prestazioni tipiche del profilo di tenuta in silicone da circa -60°C a 200°C, a seconda del composto esatto.^[3]

La schiuma di silicone viene utilizzata anche per le guarnizioni dell'involucro delle batterie dei veicoli elettrici perché può sigillare contro acqua, polvere e detriti tollerando al contempo le variazioni di temperatura.^[4] Alcuni composti siliconici hanno una resistenza allo strappo e all'abrasione inferiore rispetto all'EPDM, pertanto è necessario controllare i bordi affilati dell'involucro e l'eccessiva forza di assemblaggio.

Come dovrebbe essere selezionato e testato il sigillo finale del pacco batteria?

Un composto di gomma di alta qualità può comunque presentare perdite quando la scanalatura della guarnizione, il rapporto di compressione, la spaziatura dei bulloni, la planarità della superficie o la deflessione dell'involucro non sono corretti.

La soluzione corretta è convalidare la gomma, la geometria della guarnizione, l'alloggiamento, i dispositivi di fissaggio, l'adesivo e il processo di assemblaggio come un unico sistema di tenuta completo. La selezione dei materiali dovrebbe includere l'intervallo di temperature, la compatibilità dei refrigeranti e dei prodotti chimici, la deformazione strutturale, la durezza, il comportamento al fuoco, l'isolamento elettrico, la funzionalità e la durata prevista del pacco.

I test dovrebbero includere decadimento della pressione, immersione, spruzzi d'acqua, cicli termici, vibrazioni, invecchiamento per compressione, esposizione ai fluidi, resistenza dielettrica e deformazione della copertura del pacco. La norma ISO 20653 definisce i test di protezione dei veicoli stradali contro acqua e corpi estranei, mentre SAE J3178 fornisce le linee guida attuali per sigillanti e materiali correlati utilizzati nei sistemi di batterie.^[5][6]

Hai bisogno di un campione di guarnizione del pacco batteria in EPDM o silicone?

Invia il disegno della guarnizione, le dimensioni della scanalatura, la compressione target, l'intervallo di temperatura, il tipo di refrigerante, i requisiti IP, il materiale della custodia e la domanda annuale per una revisione del materiale e del prototipo.

Domande frequenti

L'EPDM è impermeabile?

L'EPDM fornisce un'eccellente resistenza all'acqua, ma la guarnizione finita perderà se la compressione, la scanalatura, il giunto o la superficie dell'involucro non sono corretti.

La gomma siliconica è migliore per i pacchi batteria ad alta temperatura?

Di solito sì. Il silicone generalmente offre un intervallo operativo ad alta e bassa temperatura più ampio rispetto all'EPDM, ma il composto esatto deve essere convalidato.

L'EPDM può entrare in contatto con il liquido di raffreddamento della batteria dei veicoli elettrici?

L'EPDM viene spesso utilizzato con refrigeranti a base di glicole, ma la compatibilità deve essere testata con l'esatta formulazione del refrigerante e la temperatura di esercizio.

Quale materiale è migliore per la guarnizione del coperchio del pacco batteria?

L'EPDM è spesso preferito per la normale esposizione all'acqua, agli agenti atmosferici e al liquido di raffreddamento. Il silicone è più resistente quando sono richiesti intervalli di temperature estremi, struttura in schiuma o maggiore stabilità termica.

Revisione quindicennale del cablaggio automobilistico e della sigillatura della batteria

Sulla base di 15 anni di esperienza nel cablaggio dei cavi automobilistici, consiglio di rivedere la guarnizione della batteria insieme agli ingressi dei cavi ad alta tensione, ai connettori, agli sfiati di pressione, alle linee di raffreddamento e agli elementi di fissaggio della custodia. La gomma migliore non è semplicemente EPDM o silicone; è il composto convalidato che mantiene la compressione e la protezione elettrica durante il funzionamento reale del veicolo.

Riferimenti autorevoli

[1] Trelleborg — Soluzioni di sigillatura per batterie

[2] Trelleborg — Proprietà dei materiali automobilistici EPDM

[3] Trelleborg: confronto tra materiali di tenuta EPDM e silicone

[4] Rogers Corporation: materiali siliconici per la sigillatura degli involucri delle batterie dei veicoli elettrici

[5] ISO: ISO 20653 Prove di protezione dall'acqua e dalla polvere dei veicoli stradali

[6] SAE International - Adesivi e sigillanti per sistemi di batterie SAE J3178