تساهم دائرة التبريد في المركبات الكهربائية في منع ارتفاع درجة الحرارة. وعادةً ما تمر هذه الدائرة بالقرب من المناطق المعرضة للجهد العالي والمكونات الحساسة. في حال حدوث تسرب من ثقب صغير جدًا، قد ينخفض ​​انتقال الحرارة بشكل ملحوظ، ويزداد التآكل، بالإضافة إلى خطر كهربائي قد يظهر على مسافة بعيدة من نقطة التسرب، وهو أحد المخاطر المتعلقة بالسلامة.

تدعم موانع التسرب الحرارية المحيطة بالمركبات الكهربائية نظام التبريد في مواقع مختلفة على طول الوصلات، والمشعبات، والمضخات، والمبردات، وألواح البطاريات، والهياكل الإلكترونية. ويختلف الوضع اختلافًا كبيرًا من موقع لآخر نظرًا لتأثير عوامل متعددة، منها سائل التبريد، ودورات درجة الحرارة، ونبضات الضغط، وعزم التجميع، والتعرض للعوامل البيئية الخارجية.

عند وصلة الخرطوم

تُستخدم حلقات منع التسرب (O-rings) عادةً عن طريق إنشاء أخدود مُصنّع آليًا، وتوفير التشحيم المناسب، وضمان إدخال مُحكم. ولكن في دوائر التبريد الحديثة المُدمجة، قد تكون الوصلات صغيرة جدًا، بل ويتم تجميعها بسرعة عالية. يُعدّ وجود أو غياب التواء الحلقة وانضغاطها من المشاكل التي قد تظل خفية حتى بعد إضافة أداة التثبيت.

يشرح باركر كيف يمكن ربط حلقة مانعة للتسرب، مثل تلك المستخدمة في وصلات مبردات البطاريات وأنظمة التكييف في السيارات الكهربائية، بحلقة مانعة للتسرب معدنية كوسيلة للإغلاق دون الحاجة إلى حفر أي أخاديد، وأن انضغاط المطاط الصناعي يعتمد على الشكل الهندسي الموجود مسبقًا في المنتج. هذه الصفحة هي دليل إرشادي للمورد وليست وثيقة ضمان من الشركة المصنعة الأصلية لهذا المنتج. [2]

عبر لوحة تبريد البطارية

قد يكون محيط نظام تبريد البطارية كبيرًا جدًا أو يحتوي على منافذ متعددة. وقد تُصنع ألواح التبريد وهياكلها رقيقة لتقليل الكتلة الإجمالية. ونتيجة لذلك، تتأثر حركة الحافة بتباعد البراغي والتمدد الحراري. يجب أن يتكيف مانع التسرب مع الفجوة دون تطبيق قوة زائدة قد تشوه اللوح.

كان مشروع دوبونت لرينو يدور حول نوع من مواد التوصيل الحراري وليس حول نوع من الأختام المطاطية، ومع ذلك، يُظهر سياقه كيف يُشكل النظام المحيط قيدًا عند اتخاذ القرارات. سيتم وضع جزء صغير من هذه المادة بين الخلايا والصفائح الباردة، وبالتالي يجب أن تنقل المادة الحرارة من خلية البطارية إلى الصفيحة الباردة. يجب توزيعها بكميات كبيرة، وينبغي مراعاة اعتبارات الإصلاح في تصميم المنتج. [1]

فيما يخص المطاط المستخدم في إدارة الحرارة، من المهم أن يكون مانع التسرب جزءًا لا يتجزأ من آلية نقل الحرارة وطريقة تجميع المكونات. قد يكون مانع التسرب سميكًا جدًا، ومع ذلك قد يعيق التلامس بين الأجزاء أو يزيد الحمل على جزء دون آخر. لذا، بشكل عام، يجب أن تستند تصاميم منع التسرب والتبريد إلى نفس هندسة الهيكل.

بالقرب من العاكس

تحتاج موصلات الطاقة إلى عزل بيئي عند نقلها للجهد والتيار العاليين. قد يبقى المُشحِّم المستخدم أثناء التجميع على اتصال مع المطاط الصناعي في درجات حرارة أعلى من درجات حرارة المقصورة العادية. ويُعدّ التوافق الكيميائي بين الشحم والمانع للتسرب جزءًا من الموثوقية الكهربائية.

أفادت شركة دوبونت عن قضية لشركة تصنيع سيارات صينية تتعلق بحلقات مانعة للتسرب مصنوعة من مادة EPDM والسيليكون حول كابلات طاقة العاكس. قام فريقها بتعريض عينات من هذه المواد للتقادم لمدة 250 ساعة عند درجة حرارة 85 درجة مئوية ودرجة حرارة الغرفة، وقارن الخصائص الميكانيكية مع مادة تشحيم مرجعية. [3]

يدعم هذا الغلاف فحص مواد التشحيم، ولكنه لا يحدد عمر كل موصل مُجمَّع. كما تتطلب الأختام المطاطية للمركبات الكهربائية اختبارات نهائية للوصلات تشمل اختبارات الضغط، وتسرب الرطوبة، والتغيرات الحرارية، والاهتزاز، وعملية التجميع الفعلية.

تتغير التركيبة الكيميائية لسائل التبريد بمرور الوقت

قد تتلامس موانع تسرب سائل تبريد المركبات الكهربائية مع مخاليط الماء والجليكول، والمثبطات، وآثار الزيوت، وسوائل التنظيف، والهواء. وقد يتغير التركيز نتيجةً للتلوث أثناء الصيانة أو التصنيع. وتؤدي درجة الحرارة إلى تسريع التورم والانسحاب والتصلب، لذا فإن غمرها في درجة حرارة الغرفة وحده لا يوفر دليلاً كافياً.

سجّل نوع سائل التبريد، وتركيزه، ومورّده، وتاريخ إصداره. أدرج السائل الجديد والقديم إذا كان برنامج الصيانة يتوقع تغييراً كيميائياً. إنّ عبارة عامة مثل "مقاومة الجليكول" أضعف من ظروف الاختبار والتغييرات المسموح بها في الحجم والصلابة وقوة الشد.

يؤدي تغيير درجة الحرارة إلى تحريك المفصل

تتمدد المعادن والبلاستيك والمطاط بمعدلات مختلفة. قد يؤدي الشحن السريع، والتجميد، وتسخين سائل التبريد إلى تحريك الأخدود وتغيير الضغط. كما قد ينحني غلاف البطارية الكبير بين البراغي. يجب أن يحافظ مانع التسرب على التلامس عند أدنى فجوة دون أن يمتلئ أكثر من اللازم عند أقصى ضغط.

تحتاج موانع التسرب الحرارية في المركبات الكهربائية إلى دورات تتضمن درجات حرارة وضغوطًا مختلفة. قد يؤدي التعرض المتتابع إلى إغفال بعض التفاعلات: فقد يتمدد جزء ما في سائل التبريد الساخن، ثم يبرد في تجويف مضغوط، ثم يتعرض لنبضة ضغط قبل أن يستعيد شكله الطبيعي.

السياق الكهربائي يضيف حدودًا جديدة

يُعدّ منع التسريب ضروريًا ولكنه غير كافٍ. قد تتطلب المواد القريبة من الجهد العالي حدودًا للتلوث الأيوني، والاشتعال، والتوصيل الكهربائي، أو التوافق مع الطلاءات العازلة. وتختلف هذه المتطلبات باختلاف الموقع، ولا ينبغي تطبيقها على جميع أجزاء المركبة.

بالنسبة لأختام نظام تبريد البطارية، يجب أن يميز فحص الأعطال بين تسرب سائل التبريد الداخلي، ودخول الماء الخارجي، والنفاذية. يستخدم كل مسار تجهيزات اختبار ومعايير قبول مختلفة. يمكن أن تساعد آثار الصبغة أو انخفاض الضغط في تحديد المسار بعد دورات التشغيل.

أطلق العنان للاتصال الكامل

استخدم موانع التسرب، والهياكل، والمثبتات، ومواد التشحيم، وعزم التجميع المُستخدم في إنتاج سائل التبريد الخاص بالمركبات الكهربائية. اختبر تعرض سائل التبريد، ونبضات الضغط، والتعبئة بالتفريغ (إن وُجد)، والصدمات الحرارية، والاهتزازات، ومعدل التسرب. افحص المطاط والأسطح المتلامسة بعد الفك.

أعد الاختبار بعد التخزين وبعد التعامل معه في ظروف التجميع الواقعية. قد يتعرض مانع التسرب الذي يجتاز الاختبار في جهاز المختبر الجديد للقطع بواسطة حافة موصل الإنتاج أو الانزياح أثناء تركيب الخرطوم. يجب أن تحافظ عملية التحقق على إمكانية تتبع التجويف ودفعة المواد.

ينبغي أن تشمل المراجعة الثانية للأختام المطاطية للمركبات الكهربائية استبدالها أثناء الصيانة. يجب تحديد ما إذا كان الختم قابلاً لإعادة الاستخدام، وكيفية تنظيف سطحه، ونوع مادة التشحيم المسموح بها. تضمن هذه التعليمات الحفاظ على نفس الحدود الحرارية والكهربائية المحددة في عملية الإنتاج.

بإمكان شركة ييدا مراجعة مكونات المطاط المستخدمة في إدارة الحرارة عندما يُقدّم العميل معلوماتٍ حول نوع سائل التبريد، وتركيزه، ودرجات حرارته، ودورات الضغط، وحركة الحافة، والأجهزة، وحدود التسريب، ومتطلبات النظافة الكهربائية. هذه المعلومات تُحوّل مانع التسرب إلى جزءٍ مُؤهّل من الدائرة بدلاً من كونه مُلحقاً عاماً.