電動化は自動車産業におけるゴム部品の要求を再構築している
内燃機関とともに消えるもの、残るもの、そしてエラストマーの選択を制御する新しいインターフェースとは何か
内燃機関を取り除いても、車両からゴムがなくなるわけではありません。ゴムが働く場所や、どの故障が最も深刻になるかが変わるのです。バッテリー電気自動車では、燃料やエンジンオイルの負荷が軽減される一方で、バッテリーの外周が長くなり、冷却回路や高電圧コネクタによって新たなシール面が生まれます。
電気自動車用ゴム部品は、電気安全性、熱管理、湿気制御、および新しい組み立て方法を考慮して選定する必要があります。路面からの水しぶき、オゾン、振動、ブレーキ液、車内温度、長期保管期間など、従来の自動車用部品に求められる要件もいくつか残っています。
要件が小さくなる
バッテリー式電気自動車は、内燃機関搭載車に比べて、エンジンオイル、燃料、排気系周辺のシール部品が少ない。そのため、古いエンジンルーム用コンパウンドリストをそのまま流用するサプライヤーは、一部の箇所を過剰に指定する一方で、新しい冷却液や電気系統の要件を見落としてしまう可能性がある。
自動車の電動化におけるシールは、機能に応じて割り当てるべきである。車軸シールやブレーキシールは、車両が電気自動車になったからといって、必ずしもEV専用部品になるわけではない。電圧、バッテリーの化学組成、充電時の熱、誘電性液体、またはバッテリー筐体への曝露によってシールの性能が変化する場合に、その変更が重要となる。
要求事項はますます大きくなる
バッテリーケースのガスケットは、エンジンカバーよりもはるかに広い外周部を覆う場合があります。長い接合部では、フランジの平面度、ビードの高さ、ボルト間隔のばらつきが蓄積されます。アルミニウム製または複合材製のカバーは、熱サイクル中に動く可能性があり、整備のためにガスケットの交換または再シーリングが必要になる場合があります。
筐体は、外部からの水や塵埃に耐えつつ、圧力変化時に制御された換気を可能にする必要がある。漏洩試験では、外周部、電気配線部、通気口、冷却接続部を区別して実施し、圧力低下の結果が実際の漏洩経路を隠蔽しないようにする必要がある。
高電圧は結果を変える
高電圧コネクタのシールは、導体付近の湿気や汚染物質から保護します。シールの損傷は、腐食、絶縁不良、診断エラーの原因となる可能性があります。組み立て時の潤滑剤、ケーブルの動き、コネクタのラッチ力なども、シールシステムの一部となります。
デュポン社は、最高120℃の動作温度でインバーター電源接続部にEPDMとシリコーンOリングを使用した自動車メーカーの事例を報告している。顧客が選定する前に、潤滑剤はエラストマーサンプルの経年劣化試験によって比較された。[2]
本ケースは潤滑剤との適合性を保証するものであり、コネクタの寿命を保証するものではありません。高電圧コネクタのシールについては、量産を想定した部品と実際の潤滑剤量を用いて、防水性、耐熱サイクル性、耐振動性、嵌合・脱着性などの試験を実施する必要があります。
冷却がネットワーク化
バッテリー、インバーター、モーター、充電装置は、冷却回路を共有する場合も、別々に扱う場合もあります。電気自動車のエラストマーは、水グリコール系冷却液、添加剤、コンプレッサーオイル、誘電性流体と接触する可能性があります。冷却液耐性という表示は、その媒体名と温度履歴が明記されていないと不完全です。
冷却ループ付近のEV用ゴム部品は、圧力パルス、真空充填、急激な温度変化にさらされます。膨張により挿入力や溝充填率が変化する可能性があります。また、長時間放置すると、引き抜きや硬化によってシール力が低下する可能性があります。
沈黙は他の音を示す
エンジンの轟音が消えると、ポンプ、トランスミッション、インバーター、路面からの音などがよりはっきりと聞こえるようになります。ゴムを柔らかくするだけでは解決しない場合もあり、マウント、グロメット、防振パッドの剛性を異なる動的レベルに調整する必要があります。電気スイッチング周波数は、ハウジングやブラケットを振動させるのに十分な力を持っています。
防振装置にとって、電気駆動ユニットの質量と周波数スペクトルを適切に調整することは非常に重要です。さらに、時間の経過とともに材料が劣化すると、加わる予荷重や周囲温度が動的応答に影響を与えます。つまり、静的部品の硬度は、キャビン内の騒音処理方法を決定する要因にはならないということです。
物質分類には限界がある
SAE J2884という論文は、自動車用途に適した加硫熱硬化性ゴム化合物の特性を定義するための標準化された方法を提案している。この論文は高粘度熱硬化性ゴムを対象としており、熱可塑性エラストマー（TPE）、液状シリコーン、および成形成形（FIP）材料については、いくつかの代替規格を参照するよう読者に促している。[1]
総合的に考えると、材料分類は材料の性質や特性を説明する上で有用ですが、特定の材料が電気自動車のあらゆる部品に適していることを保証するものではありません。例えば、その材料がバッテリー、コネクタ、冷却剤のいずれに適しているかを判断する必要があります。図面には、材料の経年劣化、清浄度、電気的特性、および機能性能に関する詳細な要件が記載されます。
新しい検証チェックリスト
バッテリー筐体に使用されるガスケットに関しては、フランジ公差、締結順序、熱サイクル、水の浸入、圧力均等化、および整備のための分解といった要素を総合的に考慮する必要があります。冷却用シール部品に関しては、さらに、流体の名称、圧力脈動、真空充填時の暴露といった点も同時に考慮する必要があります。また、コネクタについては、嵌合サイクルと潤滑も考慮に入れるべきです。
自動車業界で使用される電動化関連のシールは、材料ロット、キャビティ、後硬化、組み立てに至るまで、すべての工程を追跡管理する必要があります。試験に不合格となり、シールに潜在的な問題が発見された場合、これらの記録は、何が問題だったのかを特定するだけでなく、材料全体を廃棄するのではなく、部品やプロセスに必要な変更点を的確に特定するのに役立ちます。
パーカーEVが2025年に発表予定の資料によると、シーリングは熱管理と統合される予定です。このグループでは、シーリング機能はEMIシールドおよび電子機器ハウジングの要件と共有されます。これらの機能とそれらの相互インターフェースはグループに反映されますが、すべての性能に関する主張は、それぞれのアプリケーション仕様とデータシートに従う必要があります。[3]
