arnés de cables para vehículos eléctricos

Los mazos de cables, a veces también conocidos como conjuntos de cables o arneses de cables, se utilizan en todos los rincones de la industria electrónica, incluida la electrónica de consumo, los equipos comerciales, los robots y los sistemas industriales, las computadoras y los servidores, los equipos de telecomunicaciones, los sistemas médicos, las plataformas aeroespaciales y, por supuesto, los camiones y los automóviles. Sin embargo, los mazos de cables que se utilizan en los vehículos eléctricos (VE) son los más complejos y exigentes.

Esto puede resultar un poco sorprendente, ya que los componentes de la transmisión de los vehículos eléctricos (VE) son más simples que los de los vehículos con motor de combustión interna (ICE). Dos factores que contribuyen a la complejidad de los mazos de cables de los vehículos eléctricos son el uso de alta tensión en la transmisión y el hecho de que todos los dispositivos de control de los vehículos eléctricos se comunican a través del mazo de cables; en los vehículos con motor de combustión interna no suelen encontrarse conexiones hidráulicas o mecánicas.

Arneses de cables HV

La complejidad de los mazos de cables de los vehículos eléctricos comienza con múltiples dominios de alta tensión (HV). Los dominios de alta tensión incluyen los mazos de cables para motores, los mazos de cables para paquetes de baterías y los mazos de cables independientes para una carga rápida y un frenado regenerativo. Cada uno de estos arneses de cables de alta tensión debe diseñarse para manejar grandes corrientes de manera efectiva.

Además de transportar grandes corrientes de manera eficaz y proporcionar aislamiento para voltajes altos, estos arneses de cables también deben soportar altas temperaturas y aumentos de temperatura. Esto requiere cables de gran diámetro, conectores de alta tensión y protección de cables.

La protección de cables se presenta en varias formas. Los cables, especialmente los cables de transmisión de motores, están blindados para controlar la generación de interferencias electromagnéticas que podrían interrumpir el funcionamiento de otros sistemas del vehículo.

Para proteger a las personas que puedan entrar en contacto con el vehículo, las normas de seguridad federales exigen que todos los fabricantes de vehículos eléctricos utilicen carcasas de color naranja en todos los cables de alta tensión que se encuentren fuera de la barrera de protección eléctrica física (Figura 1). Según el cable que se esté protegiendo, la cubierta puede ser un tubo trenzado, una cinta textil o de otro tipo, un tubo corrugado, etc.

Figura 1. Los cables de alta tensión de los vehículos eléctricos deben tener una carcasa naranja cuando se encuentran fuera de la barrera de protección física.
(Imagen: Guchen Electronics)

No se trata solo del VIH

Los mazos de cables del dominio HV también se ven afectados por las grandes corrientes para proporcionar los altos niveles de potencia necesarios para la transmisión de los vehículos eléctricos y la carga rápida de la batería. Los niveles de potencia de decenas o incluso cientos de kilovatios son comunes. Incluso con cables de gran diámetro, las pérdidas de infrarrojos pueden ser significativas y provocar los correspondientes aumentos de temperatura. El entorno operativo básico de los vehículos eléctricos incluye temperaturas de hasta +125 °C. En algunas condiciones de alta carga, la temperatura de la superficie de los mazos de cables de alta tensión puede alcanzar los +150 °C.

Diámetro del alambre y radio de curvatura

Una forma de reducir el aumento de temperatura causado por las pérdidas de infrarrojos es utilizar cables de mayor diámetro. Los cables más grandes, con menor resistencia, suelen tener mejores características térmicas y pueden disipar más calor, lo que reduce aún más el aumento de temperatura con cargas elevadas. La desventaja es que los cables más grandes tienen un radio de curvatura mínimo mayor, lo que dificulta la formación y el enrutamiento de los arneses de cables de alta tensión. Si se supera el radio de curvatura mínimo recomendado, la capa aislante, la capa de blindaje o el conductor pueden sufrir daños permanentes. El diámetro del cable también afecta directamente a la elección de los conectores HV.

Conectores de alta tensión

Los conectores HV son elementos importantes en el diseño de los arneses de cables HV. Los conectores de alta tensión de los mazos de cables de los vehículos eléctricos deben poseer un alto rendimiento eléctrico, resistencia mecánica y la capacidad de soportar altos niveles de golpes y vibraciones, así como la exposición a entornos hostiles. Algunas consideraciones son: Grado de protección IP68 Resistencia de aislamiento de al menos 500 MÎ© a 1 KVDC Mecanismo de interbloqueo de alta tensión Conexión al blindaje de los cables de alta tensión para garantizar un alto rendimiento de EMI Materiales de carcasa resistentes a los productos químicos.