Dans le domaine des véhicules à énergies nouvelles (VE, VHR, VHE), le choix des matériaux pour les câbles haute tension est crucial pour la sécurité, la durabilité et les performances du véhicule. Le polyéthylène réticulé (XLPE) et le caoutchouc de silicone sont deux des matériaux isolants les plus courants, mais ils présentent des différences significatives en termes de performances à haute température, de propriétés d'isolation, de résistance mécanique, etc.
Dans l’ensemble, les deuxXLPELe caoutchouc de silicone et le caoutchouc de silicone sont largement utilisés dans les câbles intérieurs automobiles. Alors, quel matériau est le plus adapté aux câbles haute tension des véhicules à énergies nouvelles ?
Pourquoi les câbles haute tension pour les véhicules à énergie nouvelle nécessitent-ils des matériaux isolants haute performance ?
Les câbles haute tension dans les véhicules à énergie nouvelle sont principalement utilisés pour la batterie, le moteur, le système de contrôle électronique et le système de charge, avec des tensions de fonctionnement allant de 600 V à 1 500 V, voire plus.
Cela nécessite que les câbles aient :
1) Excellentes performances d'isolation pour éviter les pannes électriques et assurer la sécurité.
2) Résistance exceptionnelle aux hautes températures pour résister aux environnements de fonctionnement difficiles et éviter la dégradation de l'isolation.
3) Forte résistance aux contraintes mécaniques, à la flexion, aux vibrations et à l'usure.
4) Bonne résistance à la corrosion chimique pour s'adapter aux environnements complexes et prolonger la durée de vie.
Actuellement, les couches isolantes des câbles haute tension des véhicules à énergie nouvelle utilisent principalement du XLPE ou du caoutchouc silicone. Nous allons comparer ces deux matériaux en détail ci-dessous.
D'après le tableau, on peut voir que le XLPE est plus performant en termes de résistance à la tension, de résistance mécanique, de résistance au vieillissement et de contrôle des coûts, tandis que le caoutchouc de silicone présente des avantages en termes de résistance aux hautes températures et de flexibilité.
Pourquoi le XLPE est-il le matériau privilégié pour les câbles haute tension dans les véhicules à énergie nouvelle ?
1) Isolation renforcée : Le matériau isolant XLPE présente une rigidité diélectrique supérieure (≥ 30 kV/mm), ce qui lui confère une meilleure résistance aux risques de claquage électrique dans les environnements haute tension que le caoutchouc de silicone. De plus, il présente une faible perte diélectrique, garantissant des performances stables à long terme, ce qui le rend idéal pour les systèmes d'alimentation des véhicules à énergie nouvelle.
2) Meilleures propriétés mécaniques : Pendant la conduite, les vibrations de la carrosserie peuvent exercer des contraintes mécaniques sur les câbles. Le XLPE offre une résistance à la traction supérieure, une meilleure résistance à l'usure et une meilleure résistance aux coupures, ce qui le rend plus adapté à une utilisation à long terme et réduit les coûts de maintenance par rapport au caoutchouc de silicone.
3) Meilleure résistance au vieillissement : L'isolant XLPE offre une excellente résistance au vieillissement dû à l'eau, garantissant la stabilité du câble dans des environnements à forte humidité et à champs électriques intenses. Ceci est crucial pour les véhicules à énergies nouvelles, notamment pour les applications à forte charge telles que les batteries haute tension et les systèmes de charge rapide.
4) Flexibilité modérée pour répondre aux exigences de câblage : Comparé au caoutchouc de silicone, le XLPE offre une flexibilité modérée, alliant souplesse de câblage et résistance mécanique. Il est particulièrement performant dans des applications telles que les faisceaux de câbles haute tension embarqués, les lignes de commande de moteurs et les connexions de batteries.
5) Plus économique : Le XLPE est plus économique que le caoutchouc de silicone, ce qui facilite la production de masse. Il est devenu le matériau principal pour les câbles haute tension des véhicules à énergies nouvelles.
Analyse de scénario d'application : XLPE vs caoutchouc de silicone
Le XLPE, avec son excellente résistance à la tension, sa résistance mécanique et ses avantages en termes de coût, est plus compétitif dans l'application de câbles haute tension pour les véhicules à énergie nouvelle.
À mesure que la technologie des véhicules à énergie nouvelle continue de progresser, les matériaux XLPE sont également mis à niveau pour répondre aux exigences plus élevées des scénarios d'application :
1) XLPE résistant aux hautes températures (150℃-200℃) : Convient aux systèmes d'entraînement électrique à haut rendement de nouvelle génération.
2) Polyéthylène réticulé sans halogène à faible émission de fumée (LSZH) : Conforme aux normes environnementales pour les véhicules à énergie nouvelle.
3) Couche de blindage optimisée : améliore la résistance aux interférences électromagnétiques (EMI) et améliore la compatibilité électromagnétique globale (CEM) du véhicule.
Globalement, le XLPE occupe une position dominante dans le secteur des câbles haute tension pour véhicules à énergies nouvelles grâce à ses excellentes performances d'isolation, sa résistance à la tension, sa résistance mécanique et son faible coût. Si le caoutchouc de silicone est adapté aux environnements à températures extrêmement élevées, son coût plus élevé le rend adapté à des besoins spécifiques. Pour les câbles haute tension courants des véhicules à énergies nouvelles, le XLPE est le meilleur choix et peut être largement utilisé dans des domaines clés tels que les faisceaux de câbles de batterie, les câbles moteurs haute tension et les câbles de charge rapide.
Dans le contexte du développement rapide de l'industrie des véhicules à énergie nouvelle, les entreprises doivent prendre en compte des facteurs tels que les scénarios d'application, les exigences de résistance à la température et les budgets de coûts lors de la sélection des matériaux de câbles haute tension pour garantir la sécurité et la durabilité des câbles.
Date de publication : 28 février 2025