L'architecture du véhicule est actuellement dans une période critique de transformation. Avec la montée en puissance des véhicules électriques, il y a une percée importante dans la conception d'architecture, qui représente une excellente occasion de repenser la conception d'architecture électrique et électronique. Parallèlement, en raison de la grande quantité de contenu existant encore présent dans les véhicules de moteur à combustion hybride et interne, l'adoption de méthodes innovantes est devenue tout aussi importante. La tendance de la transition de 12 V à 48 V sur tous les modèles de véhicules, offrant une occasion de réexaminer les fils et les connecteurs utilisés tout au long du processus.
Dans ce contexte, les câbles plats sont devenus un choix clé pour les connexions d'alimentation et de signal dans des situations spécifiques. Les câbles plats flexibles et les circuits imprimés flexibles sont les deux types principaux, qui présentent des avantages uniques en taille, en poids, en dissipation de chaleur et en automatisation. Pour utiliser pleinement ces avantages, de nouvelles technologies de fabrication, des composants et des systèmes de connexion sont nécessaires, et les développer ouvrira de nouveaux horizons de flexibilité de conception.
Lors de l'examen de la structure interne des véhicules électriques de batterie d'aujourd'hui, la caractéristique aplatie de leur construction peut être clairement observée, principalement en raison des modules de pack de batteries disposés étroitement sous le plancher du cockpit d'une manière de type carreau. Dans le même temps, l'interconnexion de divers composants à travers un grand nombre de lignes électriques, de lignes de signal et de lignes de données est particulièrement importante.
En combinant les deux facteurs ci-dessus, il n'est pas difficile de comprendre pourquoi les constructeurs automobiles se concentrent de plus en plus sur la stratégie d'utilisation de câbles plats dans la conception d'architecture électrique / électronique.
L'application de la technologie des câbles plates dans l'industrie automobile n'est pas un phénomène nouveau. Depuis les années 1960, cette technologie a été utilisée dans la connectivité automobile, visant à réduire l'occupation de l'espace. Cependant, avec la popularité des fils et des terminaux à jauge fin, les fabricants d'équipements d'origine (OEM) ont tendance à utiliser des fils circulaires pour répondre à la plupart de leurs besoins.
À l'heure actuelle, afin de soutenir les véhicules avec des fonctions riches et une électrification, les exigences de densité pour le câblage et les connexions dans l'industrie ont atteint des hauteurs sans précédent. Dans ce contexte, les câbles plats démontrent leurs avantages uniques, notamment la réduction du poids, la rétrécissement du volume, l'amélioration de l'efficacité de la dissipation de la chaleur et le soutien des niveaux d'automatisation plus élevés.
Classification et caractéristiques des câbles plats
Les câbles plats sont principalement divisés en deux catégories: des câbles plats flexibles (FFC) et des cartes de circuits imprimées flexibles (FPC), chacune avec des avantages et des limitations différents.
Câble plat flexible
Les câbles plats flexibles (FFC) sont composés de plusieurs conducteurs en cuivre ou en aluminium droits disposés parallèles, qui sont isolés en extrudant des matériaux d'isolation thermoplastique tels que le polyuréthane ou la stratification avec des matériaux de revêtement tels que le polyéthylène téréphtalate. Par la suite, la technologie laser est utilisée pour couper le matériau laminé pour exposer les points de contact sur le conducteur. Compte tenu de la nature linéaire des FFC, ils sont souvent pliés pour former la forme souhaitée.
Le processus de production continu des FFC permet une personnalisation arbitraire de leur longueur. L'épaisseur du conducteur peut atteindre plus de 1 mm, mais les conducteurs plus épais rendront les FFC plus rigides. La largeur d'un seul conducteur ne dépasse généralement pas 16 mm, tandis que la largeur maximale des FFC dépend du processus de production. La production de FFCS est la méthode la plus rapide et la plus rentable pour fabriquer des câbles plats.
Circuit de circuit imprimé flexible
Les FPC sont faits de stratifiés flexibles vêtus de cuivre. Selon le modèle souhaité, le cuivre est retiré par le masquage et la gravure chimique, suivi par l'application d'un matériau de couverture avec une coupe pour exposer la zone de contact du conducteur.
Les FPC peuvent non seulement remplacer les fils traditionnels, mais également remplacer les circuits imprimés rigides traditionnels. Ils prennent en charge les conducteurs multicouches et peuvent intégrer des composants électroniques avec des dispositifs de montage de surface, des fusibles et des intersections. Par rapport aux FFC, les FPC sont plus durables et prennent en charge une largeur maximale de 600 mm.
Les FPC sont généralement limités à une épaisseur de 2 onces de cuivre et une longueur de 1,2 mètre, et le processus de gravure chimique génère des déchets de matériaux importants. En plus des FFC et des FPC, d'autres technologies de câble plat sont développées pour des applications automobiles potentielles, et l'innovation dans ce domaine devrait accélérer.
Par rapport aux faisceaux de câbles traditionnels, l'utilisation de câbles plats présente plusieurs avantages significatifs.
Taille et poids: La technologie plate à câble permet d'utiliser des conducteurs plus fins tout en maintenant la résistance et la durabilité mécaniques, entraînant généralement une réduction de poids allant jusqu'à 40% et une réduction de volume allant jusqu'à 35% pour le système global de faisceau de câbles. Cela comprend une considération complète de tous les composants connexes tels que les connecteurs, les luminaires et les sangles.
La conception structurelle unique des câbles plats est la clé pour réaliser ces réductions significatives. Pour les fils circulaires traditionnels, toute réduction de taille est limitée par le fait qu'un seul câble et ses bornes doivent être capables de résister à toute contrainte ou déformation ressentie par les points de connexion et les faisceaux de câblage. En revanche, les câbles plats sont composés de plusieurs couches, qui non seulement fournissent un soulagement de la contrainte, mais assurent également la fermeté des connexions terminales - permettant l'utilisation de conducteurs plus fins dans de nombreux scénarios d'application.
Performances de dissipation de chaleur: Par rapport aux fils circulaires, les câbles plats présentent d'excellentes performances thermiques. Plus précisément, les câbles plats ont une surface plus grande dans des conditions de volume égal, favorisant efficacement la dissipation de chaleur et permettant aux conducteurs du même volume de transporter des courants plus élevés.
Flexibilité dans la conception: les câbles plats présentent de multiples avantages significatifs. Ils conviennent particulièrement aux applications avec des structures planes, telles qu'elles sont intégrées dans les modules de batterie. Sa haute flexibilité en fait un choix idéal pour s'adapter aux environnements sportifs ou à petit rayon de flexion, comme dans les airbags de roue. Les câbles plats peuvent être fixés avec des adhésifs sans avoir besoin de luminaires mécaniques et sans avoir besoin de sangles ou de couches de protection supplémentaires, qui sont généralement nécessaires pour protéger les faisceaux de câbles traditionnels.
