Assemblages de câbles haute tension pour véhicules électriques

Assemblages de câbles haute tension pour véhicules électriques

• 2025-03-03 09:00:43
• par Admin

I. Overview

La hausse du prix du pétrole brut international, la préoccupation croissante de l'ensemble de la société au sujet de la dégradation de l'environnement et du réchauffement climatique, couplée à l'inclinaison des taxes et du soutien politique des gouvernements, ont contribué à la part de marché croissante des sources d'énergie alternatives, en particulier les véhicules électriques, dans le monde entier. Les véhicules électriques comprennent principalement trois catégories, à savoir les véhicules électriques purs, les véhicules hybrides et les véhicules à pile à combustible. Les véhicules électriques purs et les véhicules à pile à combustible sont entièrement conduits par un moteur électrique, tandis que les véhicules hybrides combinent un moteur à combustion interne avec un moteur électrique, qui est soutenu par un moteur électrique lorsque le moteur à combustion interne n'est pas efficace dans des conditions d'accélération et de faible vitesse. Leur caractéristique commune est l'utilisation de tensions d'entraînement allant jusqu'à 600V ou plus, et en ce qui concerne le câblage, ils partagent tous les mêmes exigences de base, à la fois en termes de transmission sûre de courants et de tensions élevés sous des systèmes de protection EMI (Electro Magnetic Interference). Comme les câbles haute tension sont utilisés pour connecter des batteries haute tension, des onduleurs, des compresseurs de climatisation, des générateurs triphasés et des moteurs électriques pour la transmission de l'énergie électrique. Les fondamentaux des véhicules électriques semblent simples. Mais analysés en profondeur, les fabricants du système sont confrontés à une série de défis à surmonter. De nouvelles exigences techniques sont imposées aux câbles haute tension des véhicules électriques, à leur flexibilité, à leur blindage, à leur sécurité, à leurs dimensions et à d'autres éléments qui peuvent affecter le câblage des composants à haute tension et à courant élevé. Et face aux différents points techniques de chaque groupe motopropulseur possible, il existe également des exigences spéciales différentes pour les composants requis. Il convient de noter que le système à haute tension d'un véhicule électrique n'est pas un système à haute tension typique, et que les termes « haute voltage » et « haute tension » doivent être limités au secteur automobile seulement, par opposition au système basse tension d'un véhicule conventionnel. Dans d'autres domaines, les systèmes de référence sont basés sur des critères complètement différents, par exemple la définition de la haute tension dans le secteur de l'énergie commence à un niveau de quelques kilovolts.

II. Exigences relatives aux câbles haute tension pour les véhicules électriques

Les conceptions innovantes de véhicules électriques présentent de nouveaux défis pour les câbles haute tension et les composants du système, des exigences qui ne peuvent pas être entièrement satisfaites avec les solutions existantes. Les exigences spécifiques sont analysées comme suivant.1 la différence fondamentale entre la tension et les câbles automobiles conventionnels est que les structures doivent être conçues pour des tensions nominales de 600 V, alors que pour une utilisation dans les véhicules utilitaires et les bus, les tensions nominales peuvent être aussi élevées que 1 000 V. en comparaison, elles peuvent être encore plus élevées. Les câbles actuellement utilisés dans les véhicules pilotés par des moteurs à combustion interne sont conçus pour une tension nominale de 60 V. le système produit une puissance constante (P = U x I), et la haute tension réduit les pertes de puissance dans le système de transmission (PLOSS = I2 x R) en raison de l'utilisation de courants plus faibles. Courant étant donné que les câbles relient les batteries, les onduleurs et les moteurs électriques, les câbles haute tension doivent transmettre des courants élevés. Selon les besoins en puissance des composants du système, les courants peuvent atteindre 250 A à 450 A. de tels courants élevés sont difficiles à trouver dans les véhicules à entraînement conventionnel.3 température le résultat de la transmission de courant élevé conduit à une consommation d'énergie élevée et au chauffage des composants. Les câbles haute tension sont donc conçus pour résister à des températures élevées. On observe actuellement une tendance à une nouvelle augmentation des exigences en matière de température. En revanche, les véhicules actuels utilisent généralement des câbles pouvant atteindre 105 ° C tant que les câbles ne sont pas utilisés dans les compartiments du moteur ou dans d'autres zones résistantes aux températures plus élevées. Les câbles haute tension pour véhicules électriques sont généralement évalués pour des températures plus élevées, telles que 125 ° C ou 150 ° C. les OEM peuvent même exiger une résistance à la température plus élevée si le routage à travers le ve est défavorable. Par exemple, près du tuyau d'échappement, devant le moteur, à l'arrière de la batterie, etc.4 durée de vie l'industrie automobile conçoit généralement des câbles pour une durée de vie de 3000 h à des niveaux de température spécifiés. Dans les normes de câbles reconnues (par exemple ISO 6722, ISO 14572), cette valeur est généralement utilisée pour les essais de vieillissement à long terme. Les exigences spécifiques du client dans les applications à haute tension peuvent dépasser 3000 h, avec des temps de fonctionnement cumulés à des températures spécifiées atteignant même jusqu'à 12000 h. 5 effets de blindage les câbles à haute tension n'ont pas besoin d'être protégés en soi, car ils ne transmettent pas de données comme le font les câbles coaxiaux, mais il est nécessaire d'empêcher ou de minimiser le rayonnement à haute fréquence généré par la commutation des alimentations dans le système d'être induit par le câble dans les composants périphériques. Contrairement aux véhicules à essence, l'alimentation en courant alternatif triphasé pour contrôler le moteur d'un véhicule électrique devient nécessaire. La tension sinusoïdale portant l'énergie correspond à des signaux d'impulsions d'ondes carrées de différentes fréquences. étant donné que les impulsions à haute fréquence ont des bords raides, des harmoniques très énergétiques sont émises dans la zone environnante. Le problème EMI peut être complètement résolu en utilisant des méthodes de blindage appropriées. Dans certains cas, une combinaison de différents types de blindage est nécessaire pour répondre à différentes exigences en matière d'efficacité du blind6. Développement de véhicules hybrides flexibles dans de nombreux cas, le défi est que les plates-formes de série existantes conçues à l'origine pour transporter uniquement le moteur à essence et ses composants ont de l'espace pour incorporer des composants électriques supplémentaires. On peut s'attendre à des contraintes d'espace même sans tenir compte du câblage. En outre, les câbles et les connecteurs traversés nécessitent également de l'espace. La conséquence habituelle est un rayon de flexion serré. En raison de la conception inhérente des câbles conventionnels, les forces de flexion élevées sont difficiles à surmonter. Pour résoudre ce problème, une grande flexibilité des câbles haute tension est essentielle. Si le moteur est situé à proximité d'une partie mobile du véhicule, ce qui provoque ensuite une vibration continue du câble HV connecté, il doit être conçu pour résister à une forte flexion cyclique afin d'assurer une bonne résistance à la flexion. 8 Marking en raison du risque accru d'applications dû à des tensions élevées, diverses normes définissent que les câbles HV doivent être distingués visuellement des câbles automobiles normaux, en précisant que la surface doit être colorée de façon éclatante. Les câbles HV doivent être facilement acheminés à travers le véhicule.7 résistance à la flexion si le moteur est situé à proximité d'une partie mobile du véhicule, ce qui provoque ensuite une vibration continue du câble HV connecté, il doit être conçu pour résister à une forte flexion cyclique afin d'assurer une bonne résistance à la flince8. Le câble doit se distinguer visuellement des câbles automobiles ordinaires, et la surface spécifiée doit être de couleur orange vif. Il est également possible d'imprimer des avertissements et des marquages spéciaux tels que « prudence! Haute tension 600V, foudre haute tension, etc.