faisceau de câbles pour véhicules électriques

Les faisceaux de câbles, parfois également appelés assemblages de câbles ou faisceaux de câbles, sont utilisés dans tous les domaines de l'industrie électronique, y compris l'électronique grand public, les équipements commerciaux, les robots et les systèmes industriels, les ordinateurs et les serveurs, les équipements de télécommunications, les systèmes médicaux, les plateformes aérospatiales et, bien sûr, les camions et les automobiles. Cependant, les faisceaux de câbles utilisés dans les véhicules électriques (VE) sont les plus complexes et les plus exigeants.

Cela peut être un peu surprenant étant donné que les composants de la transmission des véhicules électriques (VE) sont plus simples que ceux des véhicules à moteur à combustion interne (ICE). Deux facteurs contribuent à la complexité des faisceaux de câbles pour véhicules électriques : l'utilisation d'une haute tension dans la transmission et le fait que tous les dispositifs de commande des véhicules électriques communiquent via le faisceau de câbles ; aucune liaison hydraulique ou mécanique n'est couramment utilisée dans les véhicules à moteur à combustion interne.

Faisceaux de câbles HV

La complexité des faisceaux de câbles pour véhicules électriques commence par de multiples domaines de haute tension (HT). Les domaines HV comprennent les faisceaux de câbles pour moteurs, les faisceaux de câbles pour blocs-batteries et les faisceaux de câbles séparés pour une charge rapide et un freinage régénératif. Chacun de ces faisceaux de câbles HT doit être conçu pour gérer efficacement les courants importants.

En plus de transporter efficacement des courants importants et de fournir une isolation pour les hautes tensions, ces faisceaux de câbles doivent également supporter des températures et des élévations de température élevées. Cela nécessite de grands diamètres de fil, des connecteurs haute tension et une protection des câbles.

La protection des câbles se présente sous différentes formes. Les câbles, en particulier les câbles d'entraînement des moteurs, sont blindés pour contrôler la génération d'interférences électromagnétiques susceptibles de perturber le fonctionnement des autres systèmes du véhicule.

Pour protéger les personnes susceptibles d'entrer en contact avec le véhicule, les normes de sécurité fédérales obligent tous les constructeurs de véhicules électriques à utiliser des boîtiers orange sur tous les câbles HT situés à l'extérieur de la barrière de protection électrique physique (Figure 1). Selon le câble à protéger, le revêtement peut être un tube tressé, un ruban textile ou autre, un tube ondulé, etc.

Figure 1. Les câbles haute tension des véhicules électriques doivent avoir un boîtier orange lorsqu'ils se trouvent à l'extérieur de la barrière de protection physique.
(Photo : Guchen Electronics)

Ce n'est pas qu'une question de VIH

Les faisceaux de câbles du domaine HT sont également affectés par des courants importants afin de fournir les niveaux de puissance élevés requis pour la transmission du véhicule électrique et la recharge rapide de la batterie. Des niveaux de puissance de dizaines, voire de centaines de kilowatts sont courants. Même avec des câbles de grand diamètre, les pertes infrarouges peuvent être importantes et entraîner des augmentations de température correspondantes. L'environnement de fonctionnement de base des véhicules électriques comprend des températures allant jusqu'à +125 °C. Dans certaines conditions de charge élevée, la température de surface des faisceaux de câbles HT peut atteindre +150 °C.

Diamètre du fil et rayon de courbure

L'un des moyens de réduire l'augmentation de température causée par les pertes infrarouges consiste à utiliser des câbles de plus grand diamètre. Les fils plus gros, avec une résistance plus faible, présentent généralement de meilleures caractéristiques thermiques et peuvent dissiper plus de chaleur, réduisant ainsi davantage l'élévation de température en cas de charge élevée. Le compromis est que les fils plus gros ont un rayon de courbure minimum plus élevé, ce qui rend la formation et le routage des faisceaux de câbles HT plus difficiles. Si le rayon de courbure minimum recommandé est dépassé, la couche isolante, la couche de blindage ou le conducteur peuvent être endommagés de façon permanente. Le diamètre du fil influe également directement sur le choix des connecteurs HV.

Connecteurs haute tension

Les connecteurs HT sont des éléments importants dans la conception des faisceaux de câbles HT. Les connecteurs haute tension des faisceaux de câbles pour véhicules électriques doivent présenter des performances électriques, une résistance mécanique et une capacité à résister à des niveaux élevés de chocs et de vibrations ainsi qu'à une exposition à des environnements difficiles. Certaines considérations incluent : Indice de protection IP68 Résistance d'isolation d'au moins 500 MÎ© à 1 KVDC Mécanisme de verrouillage haute tension Connexion au blindage des câbles HT pour garantir des performances EMI élevées Matériaux de boîtier résistants aux produits chimiques.