Von der Kabinenabdichtung bis zu Akkupacks: Neue Anforderungen an Gummidichtungen bei Elektrofahrzeugen

Wenn Sie die Tür eines Elektrofahrzeugs öffnen, sehen Sie als Erstes die Gummidichtung durch die Scheibe. Die Dichtung muss weiterhin Niederschlag abhalten, die Öffnung gut abdichten und ein reibungsloses Schließen der Tür ermöglichen.

Schaut man jedoch unter das Auto, gestaltet sich die Aufgabe der Gummidichtung deutlich komplexer. Die Dichtung des Batteriegehäuses bildet eine große Verbindung, die sich zudem in unmittelbarer Nähe der Kühlleitungen und elektrischen Anschlüsse befindet. Sie muss mit dem Druckmanagementsystem des Gehäuses zusammenwirken, anstatt lediglich eine möglichst dichte Abdichtung zu gewährleisten.

Die gestiegene Nachfrage nach Gummidichtungen für Elektrofahrzeuge ist hauptsächlich auf die veränderten Dichtungsfunktionen zurückzuführen, die nun mehrere Aufgaben innerhalb eines Fahrzeugs erfüllen. Daher unterscheiden sich die Spezifikationen für die einzelnen Gummidichtungen.

Im Fall von Hutchinson sind die Produktlinien für Karosserien und Dächer, Wärmemanagement und elektrische Antriebsstränge weiterhin getrennt. Dies verdeutlicht, dass der Übergang von Verbrennungs- zu Elektroantrieben nicht nur einen einheitlichen Materialbedarf mit sich bringt. Aus diesem Grund hat Hutchinson beschlossen, diese verschiedenen Anwendungsbereiche für seine Automobilproduktreihen getrennt zu halten.

In Zusammenarbeit mit Dalian Yida Precision Rubber Products Co. beispielsweise erachtete Hutchinson die Teilezeichnungen und die Details der Passmontage als besonders hilfreich. Die genaue Position des Teils zu kennen, ist relevanter, als sofort mit einer „EV-Qualitäts“-Formel konfrontiert zu werden.

Obwohl das Hauptproblem bereits an der Tür sichtbar geworden ist, kommt es doch auf die kleinen Details an.

Bei einem Dichtigkeitstest der Kabine eines Elektrofahrzeugs wird unter anderem geprüft, ob der Fahrer unmittelbar darauf reagieren kann – ob sich Wasser in der Kabine befindet, ob Windgeräusche auftreten oder ob die Tür einen unerwartet festen Druck benötigt.

Solche Symptome deuten selten auf einen Materialfehler hin. Beispielsweise könnte eine Dichtung die Öffnung ungleichmäßig abdichten oder eine Ecke sich anders verhalten als das gerade Segment, das bei der ersten Prüfung verwendet wurde.

Die Querschnittsform, die Befestigungsstelle und der Kompressionsgrad sind allesamt sehr wichtige Faktoren. Eine bloße Härtung des Gummis könnte das Schließen erschweren und dennoch die lokale Lücke nicht schließen.

Es gibt auch Teile und Fugen innerhalb der Türkonstruktion, die durch ein vom Fahrzeugkarosserieteil entnommenes Stück nicht abgedeckt werden können. Daher ist der Erfolg einer Materialprüfung lediglich ein erster Schritt. Die montierte Dichtung muss rundum an der Öffnung der Karosserie überprüft werden.

Die regelmäßige Benutzung der Tür wirft eine weitere Frage auf: Bleibt die Dichtung auch nach mehrmaligem Schließen und Öffnen an ihrem Platz? Kann es zu Reibung an einer Stelle, lokaler Abnutzung oder gar zu einer fehlerhaften Faltung eines Teils kommen?

Die Dichtigkeit von Fahrgastzellen von Elektrofahrzeugen sollte hinsichtlich verschiedener Fehlerarten (Wassereintritt, Schließkraft und akustisches Verhalten) anhand separater Kriterien bewertet werden. Die Bezeichnung „gute Abdichtung“ allein gibt die tatsächliche Situation nicht wieder und lässt weiterhin viel Interpretationsspielraum.

Ein Batteriedeckel ist ein wesentlich größeres Gelenk

Die Dichtung des Batteriegehäuses hat eine andere Funktion als andere Dichtungen im Auto. Sie wird normalerweise an den Kontaktflächen zusammengedrückt, und bereits geringfügige Abweichungen der Oberflächen können die Dichtwirkung über ihren gesamten Umfang verändern.

In einer Zeichnung ist ein nomineller Spalt angegeben. Ein montiertes Bauteil spiegelt jedoch auch beispielsweise die Ebenheit und die Anzahl der Befestigungselemente, die Steifigkeit des Bauteils und die Toleranzen wider.

Eine breitere Dichtung ist nicht immer die richtige Lösung. Sie mag zwar in einem Bereich einen besseren Kontakt bieten, wird aber in einem anderen Bereich zu stark zusammengedrückt.

Daher sollte eine Überprüfung der Abdichtung des Akkupacks nicht nur die Dichtung, sondern auch die Verbindungsstelle selbst bewerten. Es sollte geprüft werden, ob das gewählte Profil sowohl an den engsten als auch an den lockersten Stellen einen ausreichenden Kontakt gewährleistet.

Vorgeformte Dichtungen, Formprofile und vor Ort geformte Systeme bringen unterschiedliche Montage- und Wartungsanforderungen mit sich. Die Wahl sollte sich nach der Gehäusekonstruktion und dem Herstellungsverfahren richten.

Die Tabelle ist auch ein praktisches Hilfsmittel, um Ihre Kaufentscheidung zu überprüfen. Wenn alle fünf von Ihnen betrachteten Standorte ohne weitere Fragen dasselbe Material empfehlen, ist eine erneute Prüfung Ihrer Bewerbung wahrscheinlich ratsam.

Wasser fernzuhalten bedeutet nicht, jeden Gasaustausch zu verhindern.

Eine praktische Anwendung im Fahrzeugbereich hilft, dieses Konzept zu verdeutlichen.

Im November 2020 gab das Unternehmen die Produktion seiner DIAvent-Druckkompensationskomponente für den ARCFOX α-T von BJEV bekannt. Sie zeigten deren Anwendung, die den normalen Druckausgleich mit der Notentlüftung kombiniert.

Es handelt sich hierbei um einen öffentlich gemachten Fall eines Zulieferers, nicht um ein Projekt von Yida. Die Relevanz liegt in der Frage, wie die Verantwortlichkeiten innerhalb des Batteriegehäuses aufgeteilt sind.

Eine umlaufende Dichtung trägt zum Schutz der Verbindung bei. Ein spezielles Bauteil reguliert den Gasaustausch unter bestimmten Bedingungen. Das bloße Zusammendrücken der Dichtung zum Abdichten ersetzt nicht die Funktion des zweiten Bauteils.

Wir können anhand dieses Beispiels auch nicht sagen, dass eine Entlüftung bei einer anderen Batteriekonstruktion genauso funktionieren wird. Wir müssen die Batterie, die Entlüftungsanordnung und das Gehäuse als Ganzes betrachten.

Beim Abdichten von Akkupacks muss unbedingt ermittelt werden, wie Druckschwankungen an der Verbindungsstelle/Dichtung abgefangen werden, bevor die Dichtungsspezifikation endgültig festgelegt wird. Die Antwort auf diese Frage kann Aufschluss über die Art der Kräfte geben, denen die Verbindung ausgesetzt ist.

Das Etikett ist nur ein Hinweis. Der richtige Name ist das, was Sie brauchen.

Manchmal fragen Kunden, die Dichtungen für Elektrofahrzeuge suchen, nach der Kompatibilität, indem sie lediglich angeben, dass es sich um ein Kfz-Kühlmittel mit einer bestimmten Temperatur handelt. Das reicht für eine Kompatibilitätsbewertung nicht aus. Fragen Sie nach der zugelassenen Spezifikation, Konzentration und den wichtigsten Additiven der Kühlflüssigkeit. Es wäre falsch, einen Wasser-Glykol-Kreislauf für eine Tauchkühlung zu empfehlen. Vergessen Sie nicht den Betriebsdruck und die Temperaturfolge. Dichtungen für Elektrofahrzeugkühlmittel müssen daher in Verbindung mit der vorgesehenen Kühlflüssigkeit und passenden Bauteilen getestet werden. Dies sollte im Prüfbericht klar dokumentiert sein.

Lesen Sie die IP-Ergebnisse, um zu erfahren, was sie tatsächlich umfassen.

IEC 60529 klassifiziert den Schutz von Gehäusen. ISO 20653:2023 behandelt den Schutz elektrischer Gehäuse in Straßenfahrzeugen, einschließlich des Schutzes vor Fremdkörpern, Wasser und Zugang. Die Kundenspezifikation sollte die erforderliche Methode und Ausgabe angeben.IEC 60529,ISO 20653:2023

Dies sind definierte Gehäusetests. Sie ermitteln nicht eigenständig die Kühlmittelbeständigkeit, die Batterielebensdauer oder den Schutz vor thermischem Durchgehen.

Das IP-Ergebnis bezieht sich auf die geprüfte Baugruppe. Es hängt von der Abdeckung, der Dichtung, den Befestigungselementen, den Steckverbindern und den Belüftungseigenschaften ab – nicht allein von der Gummikomponente.

Auch der Zeitpunkt der Prüfung ist entscheidend. Ein Gehäuse, das unmittelbar nach der Montage geprüft wurde, hat nicht zwangsläufig nach der erforderlichen Alterung oder mechanischen Beanspruchung Schutzwirkung gezeigt.

Eine geänderte Abdeckung oder Befestigungsanordnung kann das Ergebnis verändern, selbst wenn die Mischung gleich bleibt. Berichte sollten die Konfiguration so klar beschreiben, dass spätere Änderungen nachvollziehbar sind.

Die Dichtung muss auch nach der ersten Montage weiterhin funktionieren.

Der anfängliche Kontakt ist nicht alles. Die Reaktionskraft des Gummis kann sich ändern, solange er komprimiert bleibt, und Temperaturschwankungen können die Abmessungen der umgebenden Fuge verändern.

Dies ist besonders wichtig, wenn sich eine Abdeckung zwischen Befestigungselementen durchbiegt oder sich zusammenpassende Teile unterschiedlich ausdehnen. Die Dichtung muss auch bei diesen Veränderungen ihre Wirksamkeit behalten.

Es gibt keinen einzelnen Härtewert, der die Frage abschließend klärt. Ein härteres Material erfordert möglicherweise eine höhere Belastung; ein weicheres kann sich in einem nicht gestützten Bereich zu stark verformen.

Bei Gummidichtungen für Elektrofahrzeuge sollte die Materialauswahl den verfügbaren Kompressionsraum, die Montagebelastung, die Temperatur und das Medium berücksichtigen. Aussagekräftige Testdaten sind solche, die diese Bedingungen abdecken.

Die gleiche Vorsicht gilt für elektrische und brandschutztechnische Anforderungen. Man sollte nicht davon ausgehen, dass ein Elastomer die notwendige Isolierung bietet, nur weil es aus Gummi besteht.

Das Ergebnis einer Materialentflammbarkeitsprüfung unterscheidet sich von einer vollständigen thermischen Ereignisbewertung einer Batterie. Falls eine dieser Eigenschaften erforderlich ist, müssen die relevanten Prüf- und Akzeptanzkriterien explizit angegeben werden.

Testen Sie die Produktionsbedingungen, die Sie liefern möchten.

Eine kleine Musterprüfung ist zwar nützlich, kann aber Unterschiede in Geometrie oder Verarbeitung verschleiern. Zulassungsmuster sollten die beabsichtigte Zusammensetzung, Komponente und Produktionsbedingungen repräsentieren.

Beginnen Sie mit der Inspektion und der kontrollierten Montage. Dokumentieren Sie die Passung des Teils, bevor Sie die Verbindung der vereinbarten Arbeitssequenz aussetzen.

Die Projektabfolge ist unkompliziert:

Anforderungen → Zeichnungs- und Materialprüfung → repräsentative Muster → Montage → Konditionierung → Funktionstests → Demontage → Produktionsfreigabe.

Dies ist ein vorgeschlagener Arbeitsablauf, keine behördliche Prüfmethode. Bedingungen und Verantwortlichkeiten müssen noch mit dem Kunden vereinbart werden.

Bei wartungsfähigen Verbindungen muss der Aus- und Einbau berücksichtigt werden. Eine für den Ersteinsatz zugelassene Dichtung ist nicht automatisch für die Wiederverwendung zugelassen.

Änderungen nach der Zulassung erfordern ähnliche Sorgfalt. Ein Wirkstoffaustausch, eine Profilanpassung oder eine Änderung des Herstellungsverfahrens können die Evidenz, die das ursprüngliche Ergebnis stützt, beeinträchtigen.

Was macht eine sinnvolle Anfrage aus?

Bei kundenspezifischen Gummikomponenten für Elektrofahrzeuge sollte die Schnittstelle vor der Materialauswahl bestimmt werden. Schützt das Bauteil eine Türöffnung, hält es Kühlmittel zurück oder dichtet es eine Batterieabdeckung ab?

Senden Sie die Zeichnung, die Passgeometrie und die Arbeitsfolge. Falls ein Fluid verwendet wird, geben Sie dessen genaue Spezifikation an. Falls ein Kundentest erforderlich ist, geben Sie bitte das Testverfahren und die Akzeptanzgrenze an.

Für ein mit Yida besprochenes Projekt bilden diese Details die Grundlage für die Vereinbarung von Materialanforderungen, Musterbedingungen und der Validierung des Fertigteils. Leistungsangaben sollten weiterhin auf den Anwendungsnachweisen basieren.

Speziell angefertigte Gummikomponenten für Elektrofahrzeuge benötigen nicht alle die gleichen Eigenschaften oder die teuerste Gummimischung. Sie benötigen die richtigen Eigenschaften in der jeweiligen Verbindung.

Das ist der wesentliche Unterschied zwischen Kabinenabdichtung und Akkupacks: deutlichere Aufgaben, mehr Schnittstellen, die überprüft werden müssen, und weniger Spielraum für ein allgemeines Materialetikett, das eine vollständige Spezifikation ersetzen kann.