Avec le développement rapide des technologies des véhicules à énergies nouvelles, divers constructeurs automobiles ont lancé une gamme de véhicules à énergies nouvelles, notamment des véhicules 100 % électriques, des véhicules hybrides et des véhicules à hydrogène, en réponse aux politiques gouvernementales de promotion des véhicules propres. La technologie des véhicules à énergies nouvelles s'améliore progressivement et le remplacement des carburants traditionnels par l'énergie électrique comme source d'énergie est une tendance forte. Le faisceau de câbles haute tension constitue le principal système de connexion et de transmission de l'énergie nécessaire au fonctionnement du véhicule. En raison de la haute tension utilisée dans les véhicules à énergies nouvelles, la conception des faisceaux de câbles haute tension présente des défis en termes de solutions de conception et d'agencement.
I. Solutions de conception pour les faisceaux de câbles haute tension
- Conception de faisceau à double voie
La conception du faisceau de câbles haute tension des véhicules à énergies nouvelles repose sur un système à double voie. La tension de sortie de la batterie étant élevée et dépassant le seuil de sécurité pour l'homme, la carrosserie du véhicule ne peut servir de point de masse pour ce faisceau. Dans ce système, le circuit haute tension à courant continu doit impérativement respecter cette conception à double voie. Les faisceaux de câbles haute tension courants comprennent les câbles haute tension du système de propulsion, de la batterie, du port de charge, du compresseur de climatisation et de la pompe de direction assistée. - Sélection et conception des connecteurs haute tension
Les connecteurs haute tension assurent la connexion et la transmission de l'électricité à haute tension et à courant élevé et sont des composants essentiels pour la sécurité des personnes à bord des véhicules. Par conséquent, lors du choix de ces connecteurs, il est impératif de prendre en compte des facteurs tels que la résistance haute tension, le niveau de protection, le verrouillage des boucles et les capacités de blindage. Actuellement, les fournisseurs leaders et fiables du secteur, tels que AVIC Optoelectronics, TE Connectivity, Yonggui, Amphenol et Ruike Da, sont les plus sollicités pour la sélection de connecteurs haute tension.
- Conception du blindage pour les faisceaux de câbles haute tension
Les faisceaux de câbles haute tension génèrent de fortes interférences électromagnétiques lors du transport de l'électricité à haute tension. C'est pourquoi on utilise des câbles à blindage tressé. Lors du choix des connecteurs, on privilégie les modèles blindés afin d'établir une connexion en boucle fermée avec la couche de blindage du faisceau de câbles haute tension, et ainsi supprimer les interférences électromagnétiques générées par ce dernier.
Vue en coupe d'un faisceau de câbles haute tension
II. Conception de l'agencement des faisceaux de câbles haute tension
- Principes de conception des faisceaux de câbles haute tension
a) Principe de proximité : lors de la conception des faisceaux de câbles haute tension pour les véhicules à énergies nouvelles, l’objectif est de minimiser la longueur des trajets des câbles. Cette approche évite les chutes de tension excessives dues à des trajets trop longs et s’inscrit dans les principes de conception visant à réduire les coûts et le poids.
b) Principe de sécurité : Outre la proximité, l’agencement des faisceaux de câbles haute tension doit également tenir compte de principes tels que la dissimulation, la conformité aux normes de sécurité et de prévention des collisions, ainsi que la facilité d’entretien. Des mesures de protection efficaces pour les faisceaux de câbles haute tension sont également nécessaires. Un agencement inadéquat de ces faisceaux peut entraîner des fuites électriques, des incendies et des risques pour les occupants. - Types de schémas de câblage haute tension
Actuellement, deux types courants d'agencement de faisceaux de câbles haute tension sont utilisés : l'agencement en couches et l'agencement parallèle. Ces deux types visent à séparer les faisceaux de câbles haute et basse tension afin de réduire les interférences électromagnétiques entre les communications haute et basse tension.
a) Conception en couches : Comme son nom l’indique, les faisceaux de câbles haute et basse tension sont séparés par une certaine distance dans la conception en couches, empêchant ainsi les interférences électromagnétiques du système haute tension de perturber l’alimentation et la transmission des signaux de l’unité de commande basse tension. Le schéma ci-dessous illustre cette conception.
b) Conception à faisceaux parallèles : Dans une configuration à faisceaux parallèles, les faisceaux de câbles suivent le même cheminement, mais sont fixés en parallèle au châssis ou à la carrosserie du véhicule. Cette configuration permet de séparer les faisceaux haute et basse tension et d’éviter tout croisement. Le schéma ci-dessous illustre un exemple de configuration à faisceaux parallèles, avec le faisceau haute tension sur le châssis gauche et le faisceau basse tension sur le châssis droit.
En raison des différences de structure des véhicules, de la disposition des composants électriques et des limitations spatiales, une combinaison de ces deux types de disposition est couramment utilisée dans la conception des faisceaux de câbles des véhicules à énergies nouvelles afin de minimiser ou d'éviter les interférences entre la communication haute tension et basse tension.
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Date de publication : 25 décembre 2023
