من إحكام إغلاق المقصورة إلى حزم البطاريات: متطلبات جديدة لإحكام إغلاق المطاط في السيارات الكهربائية

عند فتح باب سيارة كهربائية، سيكون مانع التسرب المطاطي أول ما تراه من خلال الزجاج. يجب أن يمنع هذا المانع دخول المطر، وأن يُحكم إغلاق الباب، وأن يسمح بإغلاقه بسلاسة.

لكن إذا نظرت أسفل السيارة، ستجد أن وظيفة الحشية المطاطية أكثر تعقيدًا. حشيّة علبة البطارية عبارة عن وصلة كبيرة واحدة قريبة جدًا من أنابيب نظام التبريد والوصلات الكهربائية. لذا، ينبغي أن تتكامل مع نظام إدارة الضغط في العلبة بدلًا من مجرد محاولة جعلها محكمة الإغلاق قدر الإمكان.

يعود الطلب المتزايد على موانع التسرب المطاطية للسيارات الكهربائية في الغالب إلى هذا التغيير في وظائف موانع التسرب، حيث أصبحت تؤدي الآن وظائف متعددة داخل السيارة الواحدة. ولذلك، ستختلف مواصفات كل مانع تسرب مطاطي.

في حالة شركة هاتشينسون، لا تزال خطوط إنتاجها الخاصة بالسيارات، والتي تشمل الهياكل والأسقف، وأنظمة إدارة الحرارة، وأنظمة الدفع الكهربائية، منفصلة. وهذا يُبرز كيف أن التحول من محركات الاحتراق الداخلي إلى المحركات الكهربائية لن يقتصر على نوع واحد من المواد المطلوبة. ولهذا السبب، قررت هاتشينسون إبقاء هذه التطبيقات المختلفة منفصلة ضمن مجموعات منتجاتها الخاصة بالسيارات.

بالتعاون مع شركة داليان ييدا لمنتجات المطاط الدقيقة، على سبيل المثال، اعتبر هاتشينسون رسومات الأجزاء وتفاصيل التجميع المتوافقة الأكثر فائدة. فمعرفة الموضع الدقيق للجزء أهم من التعرف على صيغة "درجة السيارات الكهربائية" مباشرةً.

على الرغم من أن المشكلة الرئيسية قد ظهرت بالفعل عند الباب، إلا أن التفاصيل الصغيرة مهمة.

يتضمن جزء من اختبار إحكام غلق مقصورة السيارة الكهربائية فحص العناصر التي يلاحظها السائق على الفور - ما إذا كان هناك ماء داخل المقصورة، أو ضوضاء رياح، أو ما إذا كان الباب يتطلب دفعًا قويًا بشكل غير متوقع.

نادراً ما تشير هذه الأعراض إلى وجود عيب في المادة. قد يكون مانع التسرب يضغط على الفتحة بشكل غير متساوٍ، أو قد يتصرف أحد الزوايا بشكل مختلف عن الجزء المستقيم المستخدم في الفحص الأولي.

يُعدّ شكل المقطع العرضي، وموقع التثبيت، ودرجة الضغط، عوامل بالغة الأهمية. فمجرد تقوية المطاط قد يُصعّب إغلاقه، ولكنه قد لا يُصلح الفجوة الموضعية.

توجد أيضًا أجزاء ودرزات داخل مجموعة الباب لا يمكن تغطيتها بقطعة مأخوذة من هيكل السيارة. لذا، فإن نجاح اختبار المواد ليس سوى خطوة تمهيدية. يجب التحقق من إحكام غلق الباب المُركّب حول فتحة هيكل السيارة بالكامل.

يثير التعامل المنتظم مع الباب تساؤلاً آخر: بعد إغلاق الباب وفتحه بشكل متكرر، هل يحافظ مانع التسرب على موضعه؟ هل يمكن ملاحظة أي احتكاك أو تآكل موضعي أو ربما انطواء جزء منه بشكل غير صحيح؟

ينبغي تقييم أداء عزل مقصورة المركبات الكهربائية لأنواع الأعطال المختلفة (دخول الماء، صعوبة الإغلاق، والسلوك الصوتي) بمعايير منفصلة. إن وصف النتيجة بأنها "عزل جيد" لا يعكس الواقع الحقيقي وراء هذا المصطلح، ولا تزال هناك احتمالات واسعة للتأويل.

غطاء البطارية عبارة عن وصلة أكبر بكثير

يختلف دور حشية غطاء البطارية عن الحشيات الأخرى في السيارة. فهي عادةً ما تكون مضغوطة عند أسطح التلامس، ويمكن أن يؤدي أي اختلاف طفيف في هذه الأسطح إلى تغيير مدى فعالية منع التسرب على امتداد محيطها بالكامل.

تُشير الرسومات إلى فجوة اسمية. لكن الجزء المُجمّع سيعكس أيضاً، على سبيل المثال، مدى استواء السطح وعدد المثبتات وصلابة الجزء والتفاوتات المسموح بها.

لا يُعد استخدام حشية أعرض حلاً مناسباً دائماً. فقد يوفر تلامساً أفضل في منطقة ما، ولكنه قد يتعرض لضغط زائد في منطقة أخرى.

لذا، ينبغي أن تشمل مراجعة إحكام غلق حزمة البطارية تقييم الوصلة وليس الحشية فقط. ويجب التساؤل عما إذا كان الشكل المختار سيحافظ على التلامس المناسب في كل من أكثر النقاط إحكامًا وأكثرها ارتخاءً.

تُفرض الحشيات المُشكّلة مسبقًا، والقطاعات المصبوبة، وأنظمة التشكيل في الموقع متطلبات تجميع وصيانة مختلفة. ويجب أن يراعي الاختيار تصميم الغلاف وطريقة إنتاجه.

يُعدّ الجدول أداةً مفيدةً أيضاً للتحقق من قرار الشراء. إذا أشارت جميع المواقع الخمسة التي اطلعت عليها إلى نفس المادة دون أي استفسارات، فمن المستحسن إعادة النظر في طلبك.

إن منع دخول الماء لا يعني منع كل تبادل للغازات

سيساعد تطبيق عملي على مركبة في شرح هذا المفهوم.

في نوفمبر 2020، كشفت الشركة عن إنتاج مكون تعويض الضغط DIAvent الخاص بها لطائرة ARCFOX α-T من شركة BJEV. وعرضت الشركة تطبيقها الذي يجمع بين معادلة الضغط العادي والتهوية في حالات الطوارئ.

هذه قضية مورد تم نشرها، وليست مشروعاً تابعاً لشركة ييدا. تكمن أهميتها في كيفية توزيع المسؤوليات داخل غلاف البطارية.

تساعد الحشية المحيطية في حماية الوصلة. ويقوم مكون خاص بتنظيم تبادل الغازات في ظروف معينة. ولا يغني ضغط الحشية لإحكام الإغلاق عن وظيفة الجهاز الثاني.

ولا يمكننا هنا، استناداً إلى هذا المثال، الجزم بأن فتحة تهوية واحدة ستعمل بنفس الكفاءة على تصميم بطارية آخر. علينا أن ننظر إلى البطارية، وترتيب فتحات التهوية، والهيكل ككل.

عند إحكام إغلاق حزم البطاريات، تأكد من تحديد كيفية تعامل وصلة الحشية مع تغيرات الضغط قبل اعتماد مواصفات الحشية النهائية. قد تحدد الإجابة على هذا السؤال نوع القوى التي تتعرض لها الوصلة.

الاسم مجرد تلميح. الاسم الحقيقي هو ما تحتاجه

أحيانًا، يسأل العملاء الذين يبحثون عن مواد مانعة للتسرب لأنظمة تبريد السيارات الكهربائية عن مدى توافقها، مشيرين إلى أن سائل التبريد المستخدم هو سائل تبريد سيارات ذو درجة حرارة محددة. هذا غير كافٍ لتقييم التوافق. اطلب مواصفات السائل المعتمدة، وتركيزه، والإضافات الرئيسية فيه. من الخطأ التوصية باستخدام دائرة الماء والجليكول بنفس الطريقة لنظام تبريد بالغمر. لا تنسَ ضغط التشغيل وتسلسل درجات الحرارة. لذلك، يجب اختبار موانع التسرب لسائل تبريد السيارات الكهربائية مع السائل المستخدم، ومع الأجزاء المتوافقة التي تُركّب عليها. يجب توضيح ذلك بوضوح في تقرير الاختبار.

اقرأ نتيجة عنوان IP لمعرفة ما تغطيه فعليًا

يُصنّف معيار IEC 60529 حماية العلب الكهربائية. ويتناول معيار ISO 20653:2023 حماية العلب الكهربائية للمركبات البرية، بما في ذلك الأجسام الغريبة والماء وصعوبة الوصول إليها. يجب أن تُحدد مواصفات العميل الطريقة والإصدار المطلوبين.IEC 60529،ISO 20653:2023

هذه اختبارات محددة للعلبة. وهي لا تحدد بشكل مستقل مقاومة سائل التبريد، أو عمر البطارية، أو الحماية من الهروب الحراري.

تعتمد نتيجة اختبار الحماية من دخول الماء والغبار (IP) على المجموعة المختبرة. وتعتمد على الغطاء، والحشية، والمثبتات، والموصلات، وخصائص التهوية - وليس على المكون المطاطي وحده.

كما أن توقيت إجراء الاختبار مهم أيضاً. فالغلاف الذي يتم اختباره مباشرة بعد التجميع لا يضمن بالضرورة توفير الحماية اللازمة بعد التعرض للتقادم أو العوامل الميكانيكية المطلوبة.

قد يؤدي تغيير الغطاء أو آلية التثبيت إلى تغيير النتيجة حتى لو بقي المركب كما هو. يجب أن توضح التقارير التكوين بوضوح كافٍ ليتسنى مراجعة التغييرات اللاحقة.

يجب أن يستمر مانع التسرب في العمل بعد التجميع الأول

لا يقتصر الأمر على التلامس الأولي فقط. فقوة رد فعل المطاط قد تتغير أثناء انضغاطه، كما أن تغير درجة الحرارة قد يغير أبعاد المفصل المحيط.

يصبح هذا الأمر بالغ الأهمية عندما ينحرف الغطاء بين المثبتات أو عندما تتمدد الأجزاء المتزاوجة بشكل مختلف. يجب أن تظل الحشية فعالة خلال هذه التغيرات.

لا توجد قيمة صلابة واحدة تحسم المسألة. قد يتطلب المركب الأكثر صلابة حملاً أكبر؛ بينما قد يتشوه المركب الأقل صلابة بشكل مفرط في منطقة غير مدعومة.

بالنسبة للأختام المطاطية للمركبات الكهربائية، يجب أن يراعي اختيار المواد مساحة الضغط المتاحة، وحمل التجميع، ودرجة الحرارة، والوسط المستخدم. وتُعدّ بيانات الاختبار المفيدة هي تلك التي تتناول هذه الظروف.

وينطبق التحذير نفسه على المتطلبات الكهربائية ومتطلبات مكافحة الحرائق. فلا ينبغي افتراض أن مادة الإيلاستومر توفر العزل اللازم لمجرد كونها مطاطاً.

تختلف نتائج اختبار قابلية اشتعال المواد عن التقييم الكامل للأحداث الحرارية للبطارية. إذا كانت أي من الخاصيتين مطلوبة، فحدد الاختبار ذي الصلة ومعايير القبول بوضوح.

اختبر حالة الإنتاج التي تنوي توريدها

تُعدّ تجربة عينة صغيرة مفيدة، لكنها قد تُخفي اختلافات في الشكل الهندسي أو عملية التصنيع. ينبغي أن تُمثّل عينات الموافقة المركب والمكوّن وظروف الإنتاج المقصودة.

ابدأ بالفحص والتجميع المُتحكم فيه. سجّل كيفية تركيب القطعة قبل تعريض الوصلة لتسلسل التشغيل المتفق عليه.

تسلسل المشروع واضح ومباشر:

المتطلبات ← الرسم ومراجعة المركب ← عينات تمثيلية ← التجميع ← التكييف ← الاختبارات الوظيفية ← التفكيك ← الموافقة على الإنتاج.

هذا مجرد سير عمل مقترح، وليس أسلوب اختبار تنظيمي. لا تزال الشروط والمسؤوليات بحاجة إلى الاتفاق مع العميل.

بالنسبة للوصلات القابلة للاستخدام، يشمل ذلك الفك والتركيب. لا يُعتبر الحشية المعتمدة للاستخدام الأول معتمدة تلقائيًا لإعادة الاستخدام.

تتطلب التغييرات التي تلي الموافقة عناية مماثلة. فقد يؤثر استبدال المركب أو تعديل الملف التعريفي أو تغيير عملية التصنيع على الأدلة التي تدعم النتيجة الأصلية.

ما الذي يجعل الاستفسار مفيداً؟

بالنسبة للمكونات المطاطية المصممة خصيصًا للسيارات الكهربائية، حدد موضع التداخل قبل اختيار المادة. هل يحمي الجزء فتحة الباب، أم يحفظ سائل التبريد، أم يغلق غطاء البطارية؟

أرسل الرسم الهندسي، وشكل التزاوج، وتسلسل التشغيل. في حال استخدام سائل، يرجى تقديم مواصفاته الفعلية. إذا تطلب الأمر إجراء اختبار من قبل العميل، يرجى ذكر طريقة الاختبار وحدود القبول.

بالنسبة للمشروع الذي نوقش مع ييدا، تُشكّل هذه التفاصيل الأساس للاتفاق على متطلبات المواد، وشروط العينات، والتحقق من صحة المنتج النهائي. وينبغي أن تبقى ادعاءات الأداء مرتبطة بأدلة التطبيق.

لا تحتاج جميع مكونات المطاط المصممة خصيصًا للسيارات الكهربائية إلى نفس الخصائص، أو إلى أغلى أنواع المركبات. بل تحتاج إلى الخصائص المناسبة في الوصلة المناسبة.

هذا هو التحول الرئيسي من عزل المقصورة إلى حزم البطاريات: مهام أكثر تميزًا، وواجهات أكثر للمراجعة، ومساحة أقل لملصق المواد العام ليحل محل المواصفات الكاملة.