Les rubans adhésifs jouent un rôle important dans l'assemblage des véhicules électriques

Les adhésifs sensibles à la pression sont utilisés dans une variété d'applications d'assemblage de véhicules électriques. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Mercedes-Benz AG

Les rubans adhésifs peuvent optimiser les batteries en réduisant l'inflammabilité et en augmentant la résistance diélectrique. Illustration avec l'aimable autorisation d'Avery Dennison Performance Tapes

Une variété d'applications intérieures automobiles dépendent des adhésifs sensibles à la pression, y compris les écrans, les rétroviseurs et les sièges. Illustration avec l'aimable autorisation d'Avery Dennison Performance Tapes

Ce tissu à double enduction avec un acrylique haute performance à faible teneur en COV est idéal pour coller au polyester uréthane, au polyéther uréthane et aux mousses à peau. Les applications typiques incluent les accoudoirs, la fixation de tapis, le tissu de montant de porte et l'isolation NVH. Photo publiée avec l'aimable autorisation d'Avery Dennison Performance Tapes

Après plus de 100 ans d'évolution progressive, l'industrie automobile subit une transformation sans précédent. Le moteur de cette révolution est le passage de la combustion interne à la batterie.

Cela représenterait à lui seul un énorme défi, mais il s'accompagne d'autres initiatives d'électrification qui ont également un impact sur la façon dont les véhicules sont conçus, fabriqués et exploités.

Plus précisément, les véhicules électriques sont en cours de développement avec davantage de capteurs et de caméras pour prendre en charge les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) qui rapprochent l'industrie d'un fonctionnement entièrement autonome. Ils font également passer les informations et le divertissement du véhicule à un niveau supérieur grâce à des systèmes électroniques qui améliorent le confort et offrent davantage d'options aux conducteurs et aux passagers.

Prises ensemble, ces tendances pourraient conduire à ce que les futurs véhicules aient plus en commun avec nos téléphones que les véhicules que nous connaissons aujourd'hui.

Sans surprise, ces changements présentent une multitude de défis de conception et d'ingénierie pour les constructeurs automobiles et les fournisseurs. Les rubans adhésifs sensibles à la pression (PSA) sont utilisés dans le secteur automobile depuis des décennies et la transformation qui se produit aujourd'hui crée des opportunités pour tirer parti de la résistance, de la polyvalence et de la fonctionnalité de ces produits pour relever ce nouvel ensemble de défis.

Des milliards de dollars sont investis pour améliorer l'autonomie, réduire les temps de recharge, réduire les coûts et assurer la sécurité. Les rubans adhésifs peuvent aider à atteindre ces objectifs en réduisant l'inflammabilité, en augmentant la résistance diélectrique et en optimisant la conception et l'assemblage.

La sécurité est la priorité n°1 des fabricants de batteries et de leurs clients. Les problèmes d'inflammabilité des batteries lithium-ion peuvent mettre en danger les conducteurs, entraîner des rappels coûteux et éroder la confiance des consommateurs dans les véhicules électriques.

Le ruban conçu spécifiquement pour les batteries de véhicules électriques, telles que les technologies à base d'acrylique, de caoutchouc et de silicone, offre une protection contre l'emballement thermique, permettant aux composites et aux matériaux de répondre à la norme UL 94 V-0 et à d'autres exigences en matière de flamme. Ces produits offrent la flexibilité de travailler avec tous les types de cellules et une large gamme de matériaux.

Les rubans adhésifs peuvent également supporter des matériaux d'interface thermique (TIM) qui facilitent le transfert de chaleur entre les composants des assemblages de batteries de véhicules électriques. Plusieurs adhésifs pour les TIM collés aux dissipateurs de chaleur ou aux matériaux de la plaque de refroidissement aident au refroidissement des cellules et des modules de la batterie.

Ceux-ci incluent des adhésifs à mouillage élevé pour réduire l'impédance thermique entre les TIM et la source de chaleur ; des adhésifs à base de silicone qui offrent une forte adhérence aux TIM en silicone ; adhésifs acryliques pour matériaux sans silicone; et des adhésifs ignifuges.

Les rubans adhésifs sont également utilisés pour la liaison cellule à cellule, les joints d'étanchéité, les coussinets de compression et l'isolation électrique. Dans les applications de collage cellulaire, les rubans améliorent l'efficacité de la fabrication en offrant un collage rapide et simple avec une excellente intégrité structurelle. Ils ne nécessitent aucun temps de durcissement, offrant une résistance immédiate qui leur permet de servir simultanément d'aide à l'assemblage et d'option de collage.

En raison de leur fonctionnalité à un seul composant, ils éliminent le besoin de buses de mélange et les problèmes de durée de vie en pot qui existent avec d'autres adhésifs. Dans les applications d'étanchéité, les rubans en mousse acrylique durables activés par la chaleur aident à maintenir un joint étanche entre le boîtier et le joint en caoutchouc.

Les cellules prismatiques et de poche individuelles dans les batteries EV nécessitent une protection contre les chocs et les mouvements. Les cellules de poche peuvent également gonfler pendant la charge et la décharge. Pour aider à prévenir les dommages, les fabricants de batteries utilisent des mousses doublées de ruban PSA entre chaque cellule.

La possibilité d'éliminer les temps de durcissement permet au ruban de remplir une double fonction. Les rubans ignifuges et diélectriques peuvent ajouter des fonctionnalités dans cette application lorsqu'il y a des exigences de flamme ou électriques

Pour l'isolation électrique, des rubans à simple et double revêtement incorporant des films diélectriques sont utilisés pour protéger les composants sensibles des batteries. Les rubans monocouches peuvent être appliqués sur des matériaux rigides tels que des plaques de refroidissement en aluminium et d'autres structures métalliques. Les rubans à double revêtement peuvent être combinés avec d'autres matériaux, tels que des coussinets de compression, pour ajouter une isolation électrique à la protection des cellules.

L'utilisation de PSA pour coller des barres omnibus flexibles est un autre exemple de la polyvalence du ruban, car ils peuvent fournir une isolation et un retardateur de flamme ainsi qu'une liaison.

Le ruban adhésif peut également être utilisé pour résoudre les problèmes liés au bruit, aux vibrations et à la rudesse (NVH). Les moteurs à combustion interne ont masqué les bruits des véhicules qui deviennent maintenant une gêne pour les propriétaires de véhicules électriques. Le ruban adhésif est déjà utilisé dans tous les véhicules pour les applications de bourdonnement, de grincement et de cliquetis et est appliqué, en conjonction avec d'autres matériaux, à des endroits où il n'était pas nécessaire auparavant.

De plus en plus de technologies ADAS sont intégrées aux véhicules électriques pour améliorer la sécurité, l'efficacité et les performances. Les composants clés de ces systèmes se trouvent souvent dans des endroits tels que les pare-chocs et les rétroviseurs extérieurs où ils sont exposés à une variété de facteurs qui peuvent affecter les performances et la fiabilité du système.

Les rubans adhésifs sont une bonne solution pour les composants ADAS car ils sont conçus pour résister aux conditions rencontrées par les véhicules fonctionnant dans une gamme de climats. Ils peuvent également être utilisés pour aider à protéger les caméras et les capteurs contre les facteurs qui dégradent les performances et provoquent des pannes, tels que l'accumulation de glace et de neige, les interférences électromagnétiques (EMI), la poussière et les vibrations.

Les rubans adhésifs en mousse de polyéthylène (PE) à double revêtement et en mousse acrylique, par exemple, offrent une alternative économique aux fixations mécaniques pour le montage, l'étanchéité et l'amortissement. En collant avec du ruban PSA, les ingénieurs peuvent assurer un montage fiable, empêcher la poussière et l'eau d'atteindre les composants électriques et réduire les vibrations qui peuvent affecter la vision et la détection.

De plus, les bandes PSA peuvent optimiser la compatibilité électromagnétique des appareils ADAS. Les configurations de mousse conductrice et de ruban en caoutchouc peuvent être utilisées comme alternative EMI qui offre des propriétés de remplissage et d'étanchéité. Des feuilles, des films métallisés et des tissus peuvent également être utilisés pour le blindage EMI.

Pour éviter l'accumulation de glace, des films chauffants imprimés flexibles peuvent être fixés aux caméras ADAS, au lidar, au radar et aux capteurs à ultrasons. Des bandes de collage minces sont facilement disponibles pour coller les films chauffants aux composants ADAS, et les bandes de mousse PE peuvent combler les espaces entre les composants rigides dans cette application. Ces produits peuvent également prendre en charge les réchauffeurs de circuits imprimés flexibles utilisés pour la détection sans intervention sur les volants.

Les composants électroniques rigides peuvent utiliser des rubans de mousse ou de fibre double face entre les composants pour absorber les vibrations, amortir les impacts, combler les lacunes et atténuer les bourdonnements, les grincements et les cliquetis. Ces rubans créent des liaisons solides avec des substrats denses d'uréthane et de terpolymère d'éthylène propylène diène qui comprennent souvent des composants ADAS montés à l'extérieur des véhicules.

Max VanRaaphorst, responsable du développement commercial, mobilité électrique et automobile, Avery Dennison Performance Tapes