キャビンシーリングからバッテリーパックまで：電気自動車における新たなゴム製シーリングの需要
電気自動車（EV）のドアを開けると、ガラス越しにまず目に入るのはドアのゴム製シールです。このシールは、雨水の侵入を防ぎ、開口部にぴったりとフィットし、ドアがスムーズに閉まるようにする必要があります。
しかし、車の底を見てみると、ゴム製シールの役割はもっと複雑であることがわかります。バッテリーケースのガスケットは、冷却システムの配管や電気接続部にも非常に近い、大きな単一の接合部です。単にハウジングをできるだけ密閉しようとするのではなく、筐体の圧力管理システムと連携して機能する必要があります。
電気自動車用ゴムシールの新たな需要は、シール機能の変化、すなわち1台の車両内で複数のシールがそれぞれ異なる役割を担うようになったことに起因しています。そのため、ゴムシールごとに仕様が異なります。
ハッチンソンの場合、車体・ルーフ、熱管理、電動ドライブトレインといった自動車関連製品ラインは依然として分離されている。これは、内燃機関から電気自動車への移行が、単一の材料要件をもたらすわけではないことを示している。ハッチンソンが自動車関連製品ラインにおいて、これらの異なる用途を分離しておくことを決定したのも、こうした理由からである。
例えば、ハッチンソン社は、大連宜達精密ゴム製品有限公司との協力において、部品図面と嵌合アセンブリの詳細が最も役立つと判断した。「EVグレード」の公式をすぐに紹介されるよりも、部品の正確な位置を把握することの方がはるかに重要だ。
主要な問題はすでに玄関先で顕在化しているものの、細かい点も重要だ。
電気自動車の車内密閉性テストの一環として、運転者がすぐに気づく要素、つまり車内に水が入っていないか、風切り音がしないか、ドアを開けるのに予想以上に強い力が必要かなどを確認します。
このような症状が材料の欠陥を意味することは稀です。シールが開口部を均一に押し付けていないか、あるいは最初の検査で使用した直線部分とは異なり、角の部分が異常な挙動を示す可能性があります。
断面形状、固定位置、圧縮度合いはすべて非常に重要な要素です。単にゴムを硬化させるだけでは、閉じにくくなるだけで、局所的な隙間を塞ぐことにはならない可能性があります。
ドアアセンブリ内部には、車体から切り取った部品では覆いきれない部分や継ぎ目も存在します。したがって、材料試験の成功はあくまで予備的な段階に過ぎません。取り付けられたシールは、車体開口部の周囲全体で検証する必要があります。
ドアを日常的に扱う中で、もう一つ疑問が生じます。ドアを繰り返し開閉した後、シールは元の位置に留まるのでしょうか？擦れや部分的な劣化、あるいは部品の折り畳み不良などが見られるでしょうか？
電気自動車のキャビン密閉性能は、水の浸入、閉鎖時の抵抗、音響特性など、さまざまな故障に対して、それぞれ異なる基準で評価されるべきである。「良好な密閉性」という表現だけでは、その言葉の背後にある真の状況を伝えることはできず、解釈の余地が大きく残されている。
バッテリーカバーははるかに大きなジョイントです
バッテリーハウジングガスケットの役割は、車内の他のガスケットとは異なります。通常、接触面が圧縮されるため、表面のわずかな変化でも、全周にわたるシール効果の程度が変化する可能性があります。
図面には公称隙間が示されていますが、組み立てられた部品には、例えば平面度や締結具の数、部品の剛性、公差なども反映されます。
幅の広いガスケットが必ずしも最適な解決策とは限りません。ある部分では接触が良くなるかもしれませんが、別の部分では過度に圧縮されてしまう可能性があります。
したがって、バッテリーパックのシーリングの点検には、ガスケットだけでなく接合部の評価も含まれるべきです。選択した形状が、最も密着している部分と最も緩い部分の両方で適切な接触を維持できるかどうかを検討する必要があります。
成形済みガスケット、成形プロファイル、および現場成形システムは、それぞれ異なる組み立ておよび保守要件をもたらします。選択は、筐体の設計と製造方法に従って行う必要があります。
位置 | アザラシがすべきこと | まず最初に確認すべきこと |
ドアまたは窓 | 水漏れや空気漏れを制御する | 接触位置、動き、および閉鎖努力 |
バッテリーカバー | 指定された侵入物から筐体を保護する | 隙間の変動、フランジの剛性、圧縮 |
冷却液接続 | 承認された液体を保管してください | 流体仕様、温度、圧力 |
電気フィードスルー | 接続部周辺のインターフェースを保護する | コネクタと嵌合形状の完全性 |
換気装置 | 必要な保護を提供しながら圧力を管理する | 通常の呼吸と緊急時の換気業務 |
この表は、購入決定を確認するための便利なツールでもあります。もし、調べた5つの場所すべてで同じ素材が問題なく推奨されている場合は、申請内容を再検討するために、もう一度確認してみるのが良いでしょう。
水を遮断することは、すべてのガス交換を阻止することを意味するものではありません。
実際の車両への応用例を挙げることで、この概念をより分かりやすく説明できるでしょう。
2020年11月、同社はBJEV社製のARCFOX α-T用圧力補償部品DIAventの製造を発表した。同社は、通常の圧力均等化と緊急時の排気を組み合わせたその応用例を示した。
これはYida社のプロジェクトではなく、サプライヤーの事例を公表したものです。その重要性は、バッテリー筐体内部における責任分担のあり方にあります。
外周ガスケットは接合部の保護に役立ちます。特殊な部品が特定の条件下でのガス交換を制御します。ガスケットを圧縮して密閉するだけでは、2つ目の部品の機能を代替することはできません。
この例だけに基づいて、ある通気口が別のバッテリー設計でも全く同じように機能すると断言することはできません。バッテリー、通気口の配置、筐体全体を総合的に検討する必要があります。
バッテリーパックを密閉する際は、ガスケットの仕様を最終決定する前に、接合部とガスケットの接合部における圧力変動がどのように処理されるかを必ず確認してください。この問いへの答えによって、接合部にかかる力の種類が決まる場合があります。
ラベルは単なるヒントです。本当に必要なのは名前です。
EV用シールを調達する顧客の中には、冷却液が自動車用で温度も指定されているというだけで互換性を尋ねる人がいますが、それでは互換性評価としては不十分です。承認された液剤の仕様、濃度、および主要な添加剤を尋ねてください。浸漬冷却システムの場合、水-グリコール回路を同じように推奨するのは間違いです。作動圧力と温度の順序も忘れないでください。したがって、EV用冷却液シールは、使用されるべき液剤と、シールに嵌合する実際の部品との組み合わせでテストする必要があります。これはテストレポートにも明確に記載する必要があります。
IPアドレスの検索結果を読んで、実際に何がカバーされているかを確認してください。
IEC 60529は筐体保護の分類を規定しています。ISO 20653:2023は、異物、水、およびアクセスを含む、道路車両用電気筐体の保護について規定しています。顧客仕様書には、必要な方法と版を明記する必要があります。IEC 60529、ISO 20653:2023
これらは規定された筐体試験です。冷却剤耐性、バッテリー寿命、または熱暴走に対する保護性能を個別に証明するものではありません。
IP規格の結果は、試験対象のアセンブリ全体に適用されます。これは、ゴム部品単体ではなく、カバー、ガスケット、ファスナー、コネクタ、換気機能など、アセンブリ全体の状態に依存します。
試験を実施する時期も重要です。組み立て直後に試験された筐体は、必要な経年劣化や機械的暴露後の保護性能を必ずしも証明しているとは限りません。
証拠 | 答えは | まだ確認が必要なことは何か |
筐体侵入試験 | このアセンブリは、規定された保護条件を満たしていましたか？ | 適切な条件付け後のパフォーマンス |
液体曝露試験 | 報告された流体中の物質はどのように変化したのか？ | 実際の接続部の漏れ |
圧縮および復元データ | 試験荷重下でゴムはどのように挙動したか？ | 関節全体の接触 |
熱サイクルまたは機械的サイクル | その一連の動作において、アセンブリはどのように振る舞ったのか？ | 試験範囲外の条件 |
カバーや固定方法を変更すると、配合物が同じでも結果が変わる可能性があります。報告書には、後々の変更点を確認できるよう、構成を明確に記載する必要があります。
シールは最初の組み立て後も機能し続ける必要がある
初期接触だけで全てが解決するわけではありません。ゴムは圧縮された状態でも反力が変化する可能性があり、温度変化によって周囲の接合部の寸法も変化する可能性があります。
これは、カバーが留め具の間でたわんだり、接合部品の膨張率が異なる場合に重要になります。ガスケットは、そのような変化にも耐え、効果を発揮し続けなければなりません。
この問題を解決する単一の硬度値はありません。硬い化合物はより大きな荷重を必要とする可能性があり、柔らかい化合物は支えのない部分で過度に変形する可能性があります。
電気自動車用ゴムシールの場合、材料選定は、利用可能な圧縮空間、組立時の荷重、温度、および使用媒体に基づいて行う必要があります。有用な試験データとは、これらの条件に対応したデータのことです。
電気および防火に関する要件についても、同様の注意が必要です。ゴムであるからといって、エラストマーが必要な絶縁性を備えていると安易に考えてはいけません。
材料の可燃性に関する結果は、バッテリーの熱事象に関する総合的な評価とは異なります。どちらかの特性が必要な場合は、関連する試験と合否判定基準を明確に示してください。
供給予定の生産条件をテストしてください
小規模なサンプル試験は有用ですが、形状や加工方法の違いを隠してしまう可能性があります。承認サンプルは、意図した化合物、構成要素、および製造条件を反映したものでなければなりません。
まず、検査と管理された組み立てから始めます。合意された作業手順に接合部をさらす前に、部品の適合状態を記録してください。
ステージ | 実践的なレビュー |
サンプル検査 | 寸法、機能面、および素材の特性 |
試作組立 | フィット感、ねじれ、挟み込み、局所的な圧迫 |
コンディショニング | 関連する流体、温度、および機械的曝露 |
機能テスト | 漏洩、侵入、またはその他の指定されたインターフェース動作 |
分解 | 損傷、変位、永久変形 |
制作レビュー | バッチの一貫性および承認された条件を裏付ける記録 |
プロジェクトの手順は単純明快です。
要件 → 図面および構成品のレビュー → 代表サンプル → 組み立て → 調整 → 機能テスト → 分解 → 生産承認。
これは提案されたワークフローであり、規制上の試験方法ではありません。条件および責任については、顧客との間で合意する必要があります。
使用可能なジョイントについては、取り外しと再組み立てを含めてください。初回取り付け時に承認されたガスケットは、自動的に再利用が承認されるわけではありません。
承認後の変更についても同様の注意が必要です。化合物の置換、プロファイルの調整、または処理方法の変更は、元の結果を裏付ける証拠に影響を与える可能性があります。
有益な質問とは何か
電気自動車用のカスタムゴム部品を選ぶ際は、材料を選ぶ前に、その部品がどの接点に接触するかを特定してください。その部品はドアの開口部を保護するものですか？冷却液を保持するものですか？それともバッテリーカバーを密閉するものですか？
図面、嵌合形状、および動作手順を送付してください。流体が関係する場合は、その実際の仕様を記載してください。顧客による試験が必要な場合は、試験方法と許容限界値を記載してください。
Yida社と協議したプロジェクトにおいては、これらの詳細事項が、材料要件、サンプル条件、および完成部品の検証に関する合意の基礎となります。性能に関する主張は、必ず適用事例に基づいた証拠に紐づけられるべきです。
電気自動車用の特注ゴム部品は、すべて同じ特性や最も高価なコンパウンドを必要とするわけではありません。必要なのは、適切な接合部に適切な特性を備えていることです。
キャビンシーリングからバッテリーパックへの主な変化は、より明確な役割分担、確認すべきインターフェースの増加、そして一般的な材料ラベルで完全な仕様を代用できる余地の減少にある。
