Gestion thermique et EV, un sujet brûlant

Le marché des véhicules électriques (VE) connaît une croissance exponentielle, portée par des avancées technologiques rapides et une demande accrue pour des solutions de mobilité plus durables. 

Comme toute évolution, elle s'accompagne de défis techniques, notamment en matière de gestion thermique. La maîtrise de la chaleur au sein des systèmes de propulsion électrique est essentielle pour garantir la performance et la longévité des véhicules électriques et surtout la sécurité des usagers. 

Quel est le rôle du caoutchouc dans la protection des batteries et la gestion thermique des VE? C’est tout l’objet de notre article.

Les véhicules électriques reposent sur des systèmes de propulsion sophistiqués, où les moteurs électriques et les batteries travaillent de concert pour convertir l'énergie électrique en mouvement. Ce processus génère inévitablement de la chaleur qui peut nuire à l'efficacité du système.

Le risque de surchauffe est l’une des problématiques à anticiper. En effet, cela peut entraîner une dégradation prématurée des autres composants du véhicule, tels que les batteries et les moteurs. 

D’autre part, une gestion thermique inadéquate peut réduire l'efficacité énergétique, affectant ainsi l'autonomie du véhicule et, dans les cas extrêmes, poser des risques de sécurité. Par exemple, une mauvaise dissipation de la chaleur peut entraîner des points chauds au sein des batteries, augmentant le risque de défaillance thermique ou d'incendie.

Pour répondre à ces défis thermiques, le caoutchouc se distingue par ses propriétés uniques.

Le caoutchouc possède une conductivité thermique relativement faible, généralement comprise entre 0,1 et 0,5 W/m·K selon le type de mélange. À titre de comparaison, les métaux comme l'aluminium et l'acier inoxydable ont des conductivités thermiques bien supérieures, avoisinant respectivement 237 W/m·K et 16 W/m·K. 

Cette faible conductivité thermique du caoutchouc signifie qu'il transmet la chaleur beaucoup plus lentement que d'autres matériaux, ce qui en fait un excellent isolant thermique.

Cette caractéristique permet au caoutchouc de  de protéger les composants sensibles exposés à des températures élevées, tels que les batteries lithium-ion et les circuits intégrés (CI) des véhicules électriques (VE). 

Le caoutchouc peut absorber et stocker une quantité importante de chaleur avant d’atteindre des températures critiques et sans se dégrader. Par exemple, pour le caoutchouc naturel, la capacité calorifique spécifique est d’environ 2 kJ/kg·K, bien supérieure à celle de nombreux matériaux métalliques, ce qui lui permet de mieux gérer les montées en température.

En pratique, cette caractéristique permet au caoutchouc de subir des cycles thermiques répétés (chauffe-refroidissement) sans altérer ses propriétés mécaniques essentielles, comme l’élasticité et la résistance. Ce comportement est particulièrement crucial dans les applications des véhicules électriques (VE), où les composants doivent supporter des variations thermiques fréquentes lors de la recharge, de la conduite et des cycles de freinage régénératif, tout en limitant les effets de fatigue thermique.

La résistance thermique du caoutchouc est également un atout majeur. Par exemple, des élastomères tels que le silicone peuvent résister à des températures allant jusqu'à 200°C sans dégradation, tandis que d'autres composés de caoutchouc comme le NBR (nitrile butadiène) peuvent supporter des températures comprises entre -40°C et +120°C, tout en conservant leurs propriétés mécaniques.

De plus, le caoutchouc offre une bonne résistance chimique, notamment face aux huiles et solvants pour les variantes comme le NBR et l'EPDM (caoutchouc éthylène propylène diène), essentiel pour les applications industrielles. La vulcanisation renforce le matériau en créant des liaisons croisées qui augmentent sa résistance à la chaleur et à l'usure, prolongeant ainsi sa durée de vie.

Le caoutchouc se révèle donc un matériau incontournable et une réponse efficace pour la gestion thermique des véhicules électriques.

Durabilité et fiabilité
Les propriétés thermiques du caoutchouc assurent une protection durable contre les fluctuations de température, contribuant ainsi à la longévité des composants des VE. Cette durabilité est essentielle pour maintenir la fiabilité des systèmes électriques, même dans des conditions d'utilisation intensives.

Flexibilité et personnalisation
Le caoutchouc est un matériau hautement flexible, ce qui permet de le mouler et de le personnaliser pour répondre aux besoins spécifiques des systèmes de propulsion électrique. Cette flexibilité facilite l'intégration du caoutchouc dans des designs complexes, optimisant ainsi la gestion thermique là où elle est le plus nécessaire.

Réduction des coûts
En contribuant à la durabilité et à la performance des composants des VE, les pièces en caoutchouc jouent également un rôle clé dans la réduction des coûts d'exploitation et de maintenance. En minimisant le risque de surchauffe et en prolongeant la durée de vie des systèmes, le caoutchouc aide à réduire les interventions de maintenance et les coûts associés aux pannes.

Pour les OEMs (Original Equipment Manufacturers), le choix des matériaux est crucial pour relever les défis thermiques des VE. Travailler en partenariat avec des experts en matériaux, comme Soucy Baron, permet de développer des solutions en caoutchouc sur mesure, parfaitement adaptées aux exigences spécifiques des systèmes de propulsion électrique.

Les collaborations étroites entre Soucy Baron et les OEMs permettent de co-développer des solutions innovantes qui répondent aux défis thermiques les plus complexes. Grâce à une approche collaborative, il est possible de concevoir des composants qui optimisent la gestion thermique tout en respectant les contraintes de performance et de coût.

Depuis plus de 50 ans, notre expertise se distingue par une maîtrise technique avancée en ingénierie des matériaux et une bibliothèque riche de plus de 900 recettes de mélanges polymères. 

Grâce à cette expertise, Soucy Baron, fabricant de pièces en caoutchouc personnalisées, contribue à l'amélioration de la performance thermique et à la durabilité des systèmes de propulsion électrique, renforçant ainsi notre position en tant que partenaire de confiance dans le secteur de la mobilité électrique. Pour en savoir plus, contactez nos ingénieurs dès aujourd’hui.