Sélection et application de câbles basse tension dans les automobiles

Les câbles basse tension jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement des circuits automobiles. En tant que partie indispensable du circuit, ils peuvent non seulement transmettre des signaux et de l'énergie, mais également assurer la sécurité et la stabilité du circuit.

La sélection de matériaux et de structures de fil appropriés favorise le fonctionnement normal du système électrique automobile et répond aux exigences de conduite. Avec le développement de la technologie automobile moderne, les câbles basse tension évolueront vers une direction plus avancée et plus intelligente.

I. Présentation et caractéristiques du câble basse tension

1. Vue d'ensemble

Les câbles basse tension automobiles comprennent la basse tension et la haute tension et constituent le corps principal des circuits de bord. Ils connectent différents composants électroniques des automobiles pour assurer la transmission de puissance, ce qui est d'une grande importance pour la sécurité de fonctionnement des automobiles. Les matériaux des câbles basse tension comprennent les fils d'acier cuivrés, les fils d'aluminium cuivrés, etc., qui sont des fils composites avec une couche de cuivre recouvrant les fils d'acier ou les fils d'aluminium. Une technologie avancée de soudage des revêtements est adoptée et des signaux haute fréquence basse tension circulent le long de la surface de la couche de cuivre. L'augmentation de l'épaisseur de la couche de cuivre peut améliorer l'efficacité de la transmission du signal.

1. Caractéristiques

• Haute résistance : il combine la conductivité du cuivre pur et les caractéristiques de haute résistance des métaux tels que l'acier et l'aluminium. La superposition de ces effets bénéfiques améliore non seulement la conductivité, la conductivité thermique, mais améliore également la résistance à la corrosion et à l'oxydation.
• Forte résistance à la chaleur : la température dans le compartiment moteur étant très élevée, les câbles basse tension doivent présenter une certaine résistance à la chaleur pour fonctionner à des températures élevées. De plus, les harnais du compartiment moteur peuvent entrer en contact avec de l'huile, ils ont donc également besoin d'une certaine résistance à l'huile.
• Bonne isolation : les harnais basse tension possèdent également certaines propriétés isolantes pour éviter les fuites de courant et les courts-circuits. Une isolation adéquate peut également isoler d'autres composants électroniques, jouant ainsi un rôle de blindage et de protection.
• Faible coût : le coût du cuivre est très élevé et l'utilisation de fils d'acier cuivrés ou de fils d'aluminium cuivrés peut réduire de manière appropriée la quantité de cuivre utilisée, réduisant ainsi le coût des fils.

II. Sélection de câbles de faisceau basse tension pour automobiles

1. Sélection en fonction de l'environnement d'utilisation : lors de la sélection des types de câbles basse tension, l'environnement dans lequel se trouve le harnais doit être pris en compte pour garantir la sécurité et la stabilité de l'automobile. Par exemple, la résistance à la chaleur des harnais disposés dans différentes positions dans la voiture varie ; les harnais disposés au bas de la voiture doivent tenir compte de la fréquence des vibrations pendant la conduite, ainsi que de la boue, du sable et des débris apportés par les roues situées en bas de la voiture, et des fils présentant une bonne résistance à l'usure et à la corrosion doivent être utilisés. Pour les harnais disposés dans des zones à forte humidité, l'influence de l'infiltration de liquides corrosifs doit être prise en compte et des matériaux présentant de bonnes propriétés isolantes doivent être sélectionnés. Lors de la sélection des fils pour les zones des portes et des fenêtres, il faut prendre en compte leur résistance à la flexion.
2. Sélection basée sur la couleur : la sélection des couleurs des câbles basse tension doit être conforme aux exigences de la norme QCT414 - 2016 « Spécification des couleurs et méthode de préparation du modèle pour les fils (câbles) automobiles ». Comme le montre la Figure 1, une seule couleur est généralement préférée, suivie de deux couleurs. Pour les fils de mise à la terre des automobiles, les fils noirs sont généralement sélectionnés ; pour les fils négatifs des capteurs, les fils négatifs du signal, etc., des fils bruns ou des fils dont la couleur principale est le marron sont utilisés. Pour les fils d'alimentation principaux, tels que le fil positif de la batterie et le faisceau d'alimentation du démarreur, le rouge est généralement sélectionné. Les autres fils d'alimentation utilisent généralement des couleurs jaune, rouge et autres. Et les fils du même connecteur doivent être de couleurs différentes.
3. Sélection du diamètre du fil : sur la base du courant nominal de l'équipement électrique automobile, combiné aux paramètres du fil et aux conditions de température, et en même temps, la capacité de transport de courant nominale du fil doit également se situer dans une certaine plage pour sélectionner un diamètre de fil approprié. Pendant ce temps, le temps de fumage du fil doit être compatible avec le temps de fusion du fusible et le courant de fumage minimum doit atteindre plus de 130 % de la capacité du fusible. Si la capacité du fusible sélectionnée est de 5,00 A, il peut fondre et le courant de fumage minimum est de 5 × 135 % = 6,75 A. À partir du temps de fumage, si un fil d'un diamètre de 0,50 mm² est sélectionné, le temps de démarrage du fusible dépasse 1 000 s. À partir du temps de passage du fusible, le fusible de surcharge à 135 % peut transporter du courant pendant environ 550 à 1 000 s, et le fusible peut protéger le circuit. Si le courant de combustion minimal n'atteint pas 125 % de la capacité du fusible, une spécification de fil d'un diamètre supérieur à 0,50 mm² doit être sélectionnée.
4. Sélection en fonction de la gamme d'applications : les surfaces transversales nominales du câble basse tension comprennent 0,50 mm², 0,75 mm², 1,00 mm², 1,50 mm², 2,50 mm² et 4,00 mm², etc. Les fils ayant des sections transversales différentes ont des valeurs de courant de charge différentes et les fils correspondants doivent être sélectionnés en fonction des besoins réels. Pour les feux de bord, les clignotants et les feux de portière des automobiles, des fils d'une spécification de 0,50 mm² doivent être sélectionnés ; pour les feux avant et arrière, les feux de freinage et les feux de plaque d'immatriculation, une spécification de 0,75 mm² est requise ; pour les phares et les klaxons, une spécification de 1,50 mm² doit être sélectionnée ; pour les moyeux de générateur, les fils de terre et autres fils d'alimentation principaux, une spécification de 2,50 à 4,00 mm² doit être sélectionnée. Pour les fils qui transportent des courants importants (tels que le fil de mise à la terre de la batterie et le fil positif de la source d'alimentation), leurs diamètres de fil sont très grands, dépassant généralement 12,00 mm², il n'est donc pas nécessaire de les intégrer dans le faisceau principal.
5. Sélection en fonction de la température : le choix du câble basse tension doit être basé sur la température de fonctionnement de l'automobile et des fils présentant différents degrés de résistance à la température doivent être utilisés. Comme le montre la figure 2, les fils présentant une classe de résistance à la température de 90 °C sont généralement choisis pour l'habitacle de l'automobile ; les fils présentant une classe de résistance à la température de 180 °C sont sélectionnés pour le compartiment moteur car la température dans le compartiment moteur est très élevée pendant le fonctionnement. De plus, pour les câbles qui se croisent entre l'habitacle et le compartiment moteur, le grade de résistance à la température doit répondre aux exigences des deux zones. Généralement, un champ de température est utilisé pour obtenir les exigences de résistance à la température de cette zone, puis le type de fil à sélectionner est déterminé à partir des degrés de résistance à la température des différents fils.

III. Domaine d'application des câbles basse tension dans les automobiles

1. Application dans les systèmes d'allumage et d'alimentation : dans le système d'allumage des automobiles, les câbles basse tension doivent être connectés aux bobines d'allumage, aux interrupteurs d'allumage et aux bougies d'allumage. Leur fonction est de transmettre de l'énergie aux bougies d'allumage et d'enflammer le mélange de carburant par étincelles. Dans ce cas, le câble basse tension du système d'allumage doit avoir certaines propriétés d'isolation lorsqu'il est sélectionné et appliqué pour éviter les chocs électriques. Dans le même temps, ils doivent également avoir une bonne conductivité pour garantir l'énergie et la stabilité de l'inflammation. En outre, les harnais basse tension ont également certaines applications dans le système d'alimentation électrique. Par exemple, dans le système d'alimentation du véhicule, les câbles basse tension sont chargés de transmettre le courant au système d'alimentation du véhicule pour faciliter le fonctionnement du véhicule. (L'application d'un câble basse tension dans ce module nécessite une certaine sécurité et durabilité pour faire face à un courant élevé et à un fonctionnement à long terme)
2. Application dans les systèmes de capteurs et de commande : La conduite intelligente des automobiles dépend du fonctionnement des capteurs et des systèmes de commande. Les câbles basse tension sont connectés à des capteurs de vitesse, à des capteurs de température, à des capteurs de pression et à d'autres capteurs pour transmettre les signaux générés par les capteurs à l'unité de commande. Cela nécessite que le câble basse tension présente des performances anti-interférences suffisantes et une bonne efficacité de transmission du signal. Dans le système de sécurité automobile, des câbles basse tension relient l'unité de commande du moteur, le système de freinage et le système d'aide au stationnement. Assurez-vous que différents signaux sont transmis à différentes unités de commande et actionneurs. Les câbles basse tension doivent donc garantir la précision de la transmission du signal et réaliser une transmission à haut débit.
3. Application dans les systèmes d'éclairage : Le système d'éclairage des automobiles est généralement alimenté par basse tension et les lampes automobiles sont des charges sensibles à la tension. Par conséquent, la chute de tension des fils doit être vérifiée. Si la chute de tension dépasse une plage raisonnable, la section transversale du fil doit être augmentée pour que la tension de fonctionnement de la charge réponde aux exigences. En prenant les lampes d'une certaine automobile comme exemple, la tension de fonctionnement normale de la charge de la lampe est comprise entre 25 et 28. Par conséquent, un câble basse tension avec un diamètre de fil approprié doit être sélectionné, ni trop grand ni trop petit. Généralement, un fil d'un diamètre de 0,50 mm² est plus adapté. Si le diamètre du fil est trop petit, cela affectera la luminosité de l'ampoule et s'il est trop grand, l'ampoule grillera. Par conséquent, lors de la sélection d'un câble basse tension pour lampes, le diamètre du fil doit être pris en compte de manière exhaustive en fonction du circuit et de la tension de fonctionnement.
4. Application dans le compartiment moteur et le coffre : Dans le compartiment moteur des automobiles, l'application de harnais basse tension comprend les pièces du moteur, les dispositifs d'allumage, etc., qui nécessitent une résistance à la chaleur, une résistance à l'huile et un caractère ignifuge. Des fils d'acier cuivrés peuvent être utilisés. En raison de leur proximité avec le moteur, les harnais basse tension nécessitent également certaines propriétés anti-interférences et antivibrations. Dans le coffre à bagages, il est nécessaire de sélectionner des harnais adaptés à la partie arrière du véhicule et aux portes afin de garantir la flexibilité et les performances anti-interférences électromagnétiques. Les fils d'aluminium cuivrés conviennent mieux. Pour les positions telles que le tableau de bord, le panneau de commande et sous la moquette dans le poste de pilotage, un câble basse tension doit également être utilisé et garantir une certaine résistance à l'usure et à la chaleur.
5. Application aux fils de mise à la terre : Les fils de mise à la terre jouent un rôle très important dans l'ensemble du système de circuits automobiles. Ils doivent guider le courant vers le pôle négatif de la batterie pour assurer le fonctionnement stable du système de circuits. L'utilisation d'aluminium cuivré, un nouveau type de matériau métallique, dans les fils de mise à la terre offre non seulement une bonne conductivité, mais peut également réduire l'utilisation de matériaux en cuivre et les coûts.

IV. Tendances de développement des câbles basse tension pour automobiles

1. Répondre à des exigences d'utilisation plus élevées : avec le développement continu de la technologie automobile et la vulgarisation des véhicules électrifiés et hybrides, les câbles basse tension doivent également être optimisés et améliorés. Les automobiles de la nouvelle ère doivent installer des systèmes électriques plus avancés pour répondre à des exigences plus élevées en matière de transmission de signaux et de puissance. Les futurs câbles basse tension doivent également supporter des charges de courant plus élevées et alimenter davantage d'équipements électriques afin de rendre les opérations des véhicules plus sûres, plus stables et plus fiables. L'aluminium cuivré est un matériau composite composé de cuivre et d'aluminium, dont la surface est recouverte d'une couche de cuivre. Ce matériau métallique présente non seulement les caractéristiques de légèreté de l'aluminium, mais présente également une bonne conductivité. Cependant, étant donné que les fils de mise à la terre doivent résister à la température élevée des automobiles et à la corrosion de substances externes, des travaux anticorrosion doivent également être effectués et les interférences et les frottements sur les pièces d'assemblage doivent être réduits, car cela endommagerait l'isolation. Pour éviter d'endommager la partie externe du fil de mise à la terre en raison de la friction et l'empêcher d'entrer en contact avec des pièces vibrantes, protégeant ainsi le fil de mise à la terre. Si la conception d'optimisation ne peut pas être réalisée, des opérations telles que l'emballage du ruban adhésif et l'ajout de soufflets doivent être adoptées.
2. Évolution vers les semi-conducteurs : De nos jours, la technologie des semi-conducteurs a fait de grands progrès et les futurs câbles basse tension automobiles intégreront également cette technologie. Les fils intégrant des éléments semi-conducteurs et des puces peuvent remplir des fonctions plus diversifiées, telles que la transmission de données, le traitement du signal et le diagnostic automatique. Cela peut non seulement améliorer l'intelligence de l'ensemble du système, mais également économiser de l'espace.
3. Évolution vers la légèreté : alors que l'industrie automobile accorde de plus en plus d'attention à l'efficacité énergétique et à la protection de l'environnement, les câbles basse tension automobiles continueront également à évoluer vers la légèreté. En utilisant des matériaux plus légers et en optimisant la conception structurelle, le poids des fils peut être réduit, réduisant ainsi la consommation de carburant et les émissions polluantes. Par exemple, le remplacement des fils de cuivre traditionnels par de l'acier cuivré et de l'aluminium cuivré peut rendre le système électrique du véhicule plus léger et plus efficace.
4. Vers l'intelligence : dans un avenir proche, grâce au développement continu de la conduite autonome et de la technologie Internet, les câbles basse tension introduiront également une technologie de transmission à haut débit et une technologie d'intégration de capteurs afin de réaliser des connexions électriques complètes et efficaces. Renforcez les dispositifs intelligents automobiles et réalisez une transmission à haut débit des signaux, y compris la connexion de radars, d'écrans d'affichage de grande taille, d'antennes, etc., en faisant évoluer les véhicules vers l'intelligence et la mise en réseau.

V. Conclusion

En conclusion, en envisageant et en sélectionnant de manière exhaustive les matériaux et structures de câbles basse tension appropriés et en les appliquant de manière raisonnable, le fonctionnement stable du système automobile et la sécurité des occupants du véhicule peuvent être garantis.

Dans le même temps, grâce au développement continu de cette technologie, les câbles basse tension évolueront également vers une direction plus avancée, plus légère et plus intelligente et créeront de nouveaux avantages.