Le guide ultime des faisceaux de câbles

Les faisceaux de câbles constituent le "système nerveux" des équipements et des véhicules et sont responsables de la distribution de l'énergie et de la transmission des signaux. Cette analyse couvre la classification des faisceaux de câbles, les matériaux de base, l'évaluation de la durée de vie et les principaux critères de sélection afin de permettre aux ingénieurs et aux utilisateurs de prendre des décisions précises.

Types de Faisceaux de câbles

1.1 Classification par application

• Faisceaux de câbles automobiles : Inclure les harnais du moteur, les harnais du tableau de bord, etc., avec des structures telles que le type H, le type T et le type E pour répondre aux différentes exigences en matière d'agencement.
• Harnais de commande industriels : Utilisé dans les nouveaux équipements énergétiques, les systèmes de sécurité, etc., mettant l'accent sur un contrôle stable du signal électrique.
• Harnais de commande électrique : Tels que les câbles d'alimentation à découpage, spécialisés dans la transmission efficace de l'énergie.
• Harnais de transmission de données : Y compris HDMI, USB, etc., garantissant un chargement et un téléchargement de signaux à grande vitesse.

1.2 Classification axée sur les fonctions

• Afficheur Harnais du conducteur : Spécialement conçu pour la conduite sur écran.
• Harnais blindés : Utilise des couches de blindage métallique pour éliminer les interférences électromagnétiques, ce qui convient aux systèmes de précision tels que les capteurs d'airbags.

1.3 Classification des niveaux de tension

• Harnais haute tension (≥300V) : Composants essentiels des véhicules à énergie nouvelle, transmettant la puissance d'entraînement.
• Harnais basse tension (≤60V) : Principalement pour la transmission de signaux à l'échelle du véhicule, généralement à 12V.

1.4 Classification standard de la certification

• Harnais aux normes nationales : Conforme aux normes nationales chinoises.
• Harnais German Standard : Conforme à la norme DIN 72550, connue pour son isolation fine et sa grande flexibilité.

En combinant les catégories ci-dessus, on peut obtenir des produits spécialisés tels que des harnais de connexion pour l'énergie éolienne et des harnais personnalisés pour les équipements de communication.

2. Analyse détaillée des matériaux des faisceaux de câblage

2.1 Conducteurs métalliques

• Cuivre et alliages : Le cuivre pur offre une conductivité optimale ; le laiton offre une grande résistance mécanique ; les bornes sont souvent étamées/argentées/dorées pour résister à l'oxydation.
• Aluminium et alliages : Préférés pour les applications légères, mais nécessitant des surfaces de section plus importantes pour compenser une conductivité plus faible.
• Métaux spéciaux : L'or et le nickel pour les scénarios à haute température ; le fer et l'acier comme matériaux de renforcement.

2.2 Isolation et revêtement

• PVC : Faible coût, résistant à 70-90°C, adapté aux environnements standards.
• XLPE (polyéthylène réticulé) : Résistant à la chaleur de 90 à 105°C, tolérance à court terme jusqu'à 130°C, convient pour les instruments et les contrôleurs.
• Caoutchouc de silicone/Fluoropolymères : Résiste à des températures supérieures à 150°C, idéal pour les salles des machines.
• Nylon/PBT : Résistant à l'abrasion et retardateur de flamme, largement utilisé pour les gaines et les boîtiers de connecteurs.

2.3 Matériaux de protection et d'étanchéité

• Conduits (tubes ondulés) : Fabriqués en PA ou en PVC, ils résistent à l'eau et à l'abrasion.
• Rubans d'étanchéité : Ruban adhésif en PVC, ruban adhésif en tissu pour l'emballage des harnais.
• Joints en caoutchouc : EPDM et caoutchouc de silicone pour une étanchéité durable.

2.4 Matériaux à fonction spéciale

• Câbles blindés : Feuille d'aluminium ou tresse pour lutter contre les interférences électromagnétiques.
• Câbles coaxiaux : Spécifiquement pour les signaux à haute fréquence comme le GPS, les caméras.

Exemple d'application : Les faisceaux haute tension des véhicules à énergie nouvelle utilisent souvent un conducteur en aluminium et un isolant en caoutchouc de silicone, ce qui permet d'équilibrer la légèreté et la résistance aux températures élevées.

3. Durée de vie du faisceau de câbles

3.1 Méthodes d'identification du vieillissement

• Inspection visuelle : Fissuration, durcissement ou décoloration de l'isolation ; oxydation du conducteur (cuivre noirci, taches blanches sur l'aluminium).
• Tests fonctionnels :
  • Vérification de la résistance : Une augmentation anormale suggère une rupture interne.
  • Résistance de l'isolation : Nécessite un remplacement immédiat si elle est inférieure à 0,5 MΩ.
• Phénomènes anormaux : Difficultés de démarrage, augmentation soudaine de la consommation de carburant, surchauffe des fils ou étincelles.

3.2 Facteurs influençant la durée de vie

• Environnement d'utilisation : Les températures élevées, l'humidité et la corrosion chimique accélèrent le vieillissement.
• Qualité des matériaux : Les conducteurs en cuivre pur et l'isolation résistante aux hautes températures prolongent considérablement la durée de vie.
• Conditions de charge : Le fonctionnement en surcharge réduit considérablement la durée de vie.

3.3 Mesures de base pour l'allongement de la durée de vie

• Sélection des matériaux : Gaine en cuivre sans oxygène de haute pureté, XLPE ou PUR.
• Protection renforcée : Conduits et canaux de protection des fils pour réduire l'usure mécanique.
• Entretien régulier : Contrôler la résistance de l'isolation tous les trimestres ; pulvériser un agent de protection sur les harnais de la baie du moteur tous les ans.
• Installation correcte : Éviter les surcharges ; optimiser l'acheminement pour minimiser les vibrations.

Référence à la durée de vie :

• Harnais automobiles : Durée de vie théorique ~10 ans, nécessite une inspection clé après 3-5 ans.
• Harnais industriels : Les produits de qualité peuvent durer toute la vie de l'équipement ; les produits de qualité inférieure peuvent ne durer que 1 à 5 ans.

4. Faisceau de câblage Guide de sélection

4.1 Principes de sélection des conducteurs

• Fils de cuivre : Préférence pour les harnais haute tension des nouvelles énergies (cuivre sans oxygène) ; les harnais basse tension peuvent utiliser des fils de cuivre toronnés.
• Fils en aluminium : Ils conviennent aux applications légères mais nécessitent des procédés tels que le soudage au laser pour garantir la fiabilité de la connexion.

4.2 Matrice de sélection des isolants et des revêtements

4.3 Exigences de conformité (par exemple, ISO 6722-1)

• Chef d'orchestre : Cuivre exempt d'oxygène de haute pureté, surface de section conforme.
• Matériaux d'isolation : Réussir les tests d'ignifugation (temps d'extinction de la flamme ≤70s).
• Essais environnementaux : Résiste aux cycles de températures élevées/basses (-40°C à 150°C) et à la corrosion par brouillard salin.
• Efficacité du blindage : Couverture ≥85%, conforme à la compatibilité électromagnétique.

4.4 Considérations particulières concernant les véhicules à énergie nouvelle

• Harnais haute tension : Résistent à une tension de 600V/900V, l'épaisseur de la paroi est plus importante et les matériaux doivent passer des tests d'endurance à 150°C.
• Conception légère : Le conducteur en aluminium + XLPE à paroi mince peut réduire le poids de 40%, mais nécessite une validation rigoureuse de la fiabilité de la connexion.

5. Arbre de décision pour l'entretien et le remplacement des faisceaux de câbles

1. Léger vieillissement (fissures locales, légère oxydation) :
   • Nettoyer les connexions, appliquer de la pâte conductrice.
   • Envelopper avec du ruban isolant résistant aux hautes températures (par exemple, 3M série 2228).
2. Vieillissement modéré (isolation durcie, résistance anormale) :
   • Remplacer la section du faisceau local et ajouter un conduit de protection.
3. Vieillissement sévère (rupture d'isolation, conducteur exposé) :
   • Remplacement complet immédiat, préférer les types de harnais OEM ou améliorés.