Développée en étroite collaboration avec certains des plus grands constructeurs automobiles mondiaux, la gamme Power.S3 garantit sécurité, durabilité, fiabilité, légèreté et compacité – autant de critères essentiels pour les applications VE et HT. Les nouveaux produits FCI offrent également une compétitivité tarifaire primordiale pour les véhicules à faibles émissions ou zéro émission. La gamme Power.S3 comprend des prises de charge 16/32 A et des connecteurs haute tension 400/600 V pour des courants jusqu'à 230 A, spécialement conçus pour la nouvelle génération de véhicules hybrides et électriques alimentés par batteries rechargeables.
Le marché des véhicules électriques et hybrides prend forme.
Face à la hausse des prix du pétrole, aux préoccupations environnementales et à un ensemble de réglementations et d'incitations gouvernementales, ce marché poursuit sa croissance. Les principaux équipementiers automobiles commercialisent déjà des modèles à faibles émissions ou prévoient de le faire prochainement. Par ailleurs, plusieurs grandes entreprises lanceront la production en série de véhicules 100 % électriques d'ici deux ans.
Bien que le développement de véhicules à faibles émissions ou à émissions nulles soit crucial, l'adoption de cette nouvelle technologie par les consommateurs reste incertaine. Les prévisions estiment que ces véhicules représenteront entre 1 % et 10 % du marché automobile mondial d'ici 2015-2020. Toutefois, même en se basant sur l'estimation basse, ces véhicules constituent un segment de marché important, porteur de défis et d'opportunités uniques pour tous les acteurs de leur conception et de leur fabrication.
Malgré l'engagement des grands constructeurs automobiles en faveur des véhicules à faibles émissions ou à émissions nulles, les débats persistent quant aux technologies spécifiques que devraient adopter les véhicules électriques et hybrides. Les constructeurs du monde entier suivent des voies de développement différentes. Ainsi, dans les deux à trois prochaines années, les consommateurs auront accès à une gamme encore plus large de modèles de véhicules électriques et hybrides. Celle-ci comprendra un large éventail d'hybrides, notamment les hybrides légers (où le moteur thermique s'arrête automatiquement à l'arrêt et redémarre au démarrage du véhicule), les hybrides à faibles émissions (comme la Toyota Prius), les hybrides complets (où le véhicule est propulsé à la fois par un moteur électrique et un moteur thermique) et les hybrides rechargeables (c'est-à-dire des hybrides complets dont la batterie peut également être rechargée indépendamment sur une borne de recharge). Le modèle Chevrolet Volt, bientôt disponible, offre une perspective légèrement différente, puisqu'il est équipé d'une batterie offrant une autonomie de 65 km, complétée par un moteur thermique classique à plus grande autonomie.
Les plans de production à grande échelle de véhicules électriques (alimentés exclusivement par une batterie rechargeable) sont également bien avancés. Parmi les modèles prévus figure une nouvelle Renault/Nissan, attendue en 2011, avec une autonomie de 160 km.
Au-delà des performances des véhicules eux-mêmes, l'évolution du marché des véhicules électriques et hybrides dépend également des progrès technologiques réalisés en matière de batteries (poids, coût et efficacité énergétique), ainsi que du développement rapide des infrastructures de recharge. En effet, même si les véhicules électriques seront probablement utilisés comme second véhicule pour des trajets relativement courts, l'autonomie reste un facteur limitant. Ce problème ne sera pleinement résolu que lorsque les consommateurs auront facilement accès à des bornes de recharge rapide. Imaginez l'angoisse d'un conducteur qui n'a plus que 8 litres de carburant dans une voiture traditionnelle, soit l'autonomie équivalente d'un véhicule électrique… Face
aux nouvelles exigences liées à l'interconnexion et aux points de recharge, il est crucial de relever le défi
L'un des points communs entre ces différentes conceptions de véhicules électriques et hybrides réside dans l'utilisation de batteries au lithium de grande capacité, avec des tensions de fonctionnement de 400 à 600 V, soit vingt fois supérieures à celles des batteries au plomb standard de 12/14 V des voitures traditionnelles. Cette augmentation de tension a nécessité le développement d'une large gamme de solutions d'interconnexion et de bornes de recharge dédiées.
Ces nouvelles interconnexions et bornes de recharge doivent relever plusieurs défis majeurs. La sécurité est primordiale, compte tenu des tensions de fonctionnement de 400 à 600 V et des courants de 50 à 300 A, voire plus. Les utilisateurs devront inévitablement accéder fréquemment au moteur pour recharger ou remplacer la batterie, ce qui rend indispensables des mesures de sécurité robustes afin de prévenir tout risque d'électrocution. Ces niveaux de puissance engendrent également un problème important : les interférences électromagnétiques, sans compter le risque d'arcs électriques lors du branchement et du débranchement des connecteurs. Ces arcs peuvent endommager non seulement les utilisateurs, mais aussi les bornes, les appareils électriques et tous les composants d'interconnexion.
La présence d'une batterie lithium-ion de grande capacité accroît le risque d'incendie, tandis que le poids et l'efficacité énergétique demeurent des priorités absolues. En effet, l'amélioration de l'autonomie d'un véhicule électrique et de sa batterie doit s'accompagner d'une réduction du poids de tous les composants. La maîtrise des coûts est également essentielle, car la nouvelle génération de véhicules électriques est principalement destinée au grand public. Le coût de la batterie à lui seul peut atteindre plusieurs milliers d'euros, ce qui accentue la pression et l'incitation à réduire les coûts de fabrication de tous les autres éléments du véhicule.
Approche collaborative pour le développement de prises d'interconnexion et de recharge :
FCI est idéalement positionnée pour créer de nouveaux produits de prises d'interconnexion et de recharge pour le marché des véhicules électriques et hybrides. L'entreprise possède une connaissance approfondie des technologies d'interconnexion et des exigences spécifiques du secteur automobile. De plus, FCI bénéficie d'une longue expérience dans la conception et la fabrication de nouvelles solutions en collaboration avec les principaux équipementiers automobiles. Ceci est particulièrement important pour le marché des véhicules électriques et hybrides, où le recours à des normes établies n'est pas envisageable. Le succès repose donc sur une véritable collaboration. Après plusieurs années de travail en étroite collaboration avec les grands constructeurs automobiles, l'entreprise propose désormais en production de série une gamme de solutions éprouvées, Power.S3, composée de prises de recharge et de connecteurs haute tension : des bornes haute performance et des boîtiers innovants et compacts.
Prises de recharge Power.S3 16/32 A.
Alors que les véhicules hybrides légers et à faibles émissions sont déjà disponibles sur le marché, la prochaine étape pour les véhicules à faibles et zéro émissions est le lancement des véhicules électriques et hybrides rechargeables. Afin de répondre aux besoins en nouvelles solutions de recharge pour ces véhicules, FCI a collaboré avec REMA, fabricant spécialisé dans les prises et fiches pour chariots élévateurs électriques. Le premier produit issu de cette collaboration est une prise de recharge monophasée 16/32 A, entièrement conforme aux normes internationales SAE J1772 et IEC62192-1 pour les applications de recharge lente des véhicules électriques et hybrides. Ces produits permettent de recharger la batterie lithium-ion d'un véhicule en quatre à huit heures, que ce soit sur une borne de recharge publique ou à domicile.
Grâce à l'expertise de REMA en matière de recharge de batteries haute tension et à la connaissance du marché de l'interconnexion automobile de FCI, ces produits bénéficient de plusieurs caractéristiques uniques et innovantes. Ces produits comprennent notamment des bornes femelles multifaisceaux équipées d'un ressort calibré pour un contrôle plus précis des forces de couplage et de découplage, permettant des milliers de cycles de couplage/découplage. Conçus pour une protection IP67 contre la poussière et l'eau, ils répondent aux exigences élevées en matière de sécurité et d'isolation. Ils intègrent également une nouvelle protection contre le gel et des canaux spécifiques pour l'évacuation des fluides et des poussières. Une attention particulière a été portée à l'ergonomie afin de garantir confort et facilité d'utilisation.
Pour que les véhicules électriques et hybrides rechargeables soient acceptés par les consommateurs, une capacité de recharge rapide sera indispensable, permettant une charge complète en quelques minutes seulement grâce à des bornes de recharge spécialisées. FCI et REMA finalisent actuellement le développement d'une prise de recharge rapide 16/63 A. Cette prise a été conçue conformément à la norme IEC 62196-2-2 (bien qu'elle soit encore en cours de finalisation). Fonctionnant en monophasé, biphasé ou triphasé, elle offre une protection intégrée et des performances de charge/décharge identiques à celles du dispositif 16/32 A.
Power.S3 – Une gamme complète de bornes.
La gamme de bornes FCI répond aux besoins variés des applications spécifiques aux véhicules électriques et hybrides. L'Apex-280 a été spécialement conçue pour satisfaire aux exigences de 35 A des sous-systèmes tels que la climatisation, le chauffage et l'interconnexion de la prise de recharge du véhicule, tandis que la RCS-800 gère les connexions CC/CC haute tension et à courant élevé pour la batterie, la boîte de jonction et l'onduleur, par exemple. L'Apex-950 se positionne entre les deux produits mentionnés ci-dessus et offre un courant admissible maximal de 150 A.
Apex-280 : fiche mâle rectangulaire 2,8 mm, 35 A à 70 °C (câble de 4 mm²).
Apex-950 : fiche mâle rectangulaire 9,5 mm, 150 A à 70 °C (câble de 35 mm²).
RCS-800 : fiche mâle ronde 8 mm, 230 A à 70 °C (câble de 50 mm²).
Cette gamme présente des innovations notables, telles que les bornes RCS-800. Ces bornes rondes de 8 mm offrent un nouveau concept permettant une utilisation plus compacte de l'espace que les bornes carrées équivalentes. Elles disposent également d'un grand nombre de points de contact et peuvent fonctionner jusqu'à 230 A, voire plus, selon les spécifications du client. Des traitements de surface spéciaux protègent le produit des dommages causés par les arcs électriques, tandis que le capuchon en plastique offre une protection IP2-x, prévenant ainsi les risques d'électrocution.
Power.S3 – Solutions de boîtier innovantes.
Pour les interconnexions APEX-280 et RCS-800, FCI a également développé des solutions de boîtier innovantes. Parmi les aspects les plus révolutionnaires figurent un dispositif de réglage breveté qui coupe l'alimentation dès que le connecteur est déconnecté, et un processus de déconnexion unique en deux étapes qui laisse suffisamment de temps au dispositif de réglage pour s'activer. Ainsi, la déconnexion est impossible sous tension : l'utilisateur doit effectuer deux mouvements indépendants et dispose d'un délai de cinq secondes entre la coupure de l'alimentation et le retrait du connecteur. Ces dispositifs de sécurité innovants complètent de nombreuses autres caractéristiques. Les bornes sont protégées par une grille en plastique qui empêche tout contact physique, tandis que le système de couplage axial ErgoMate de FCI permet une solution plus compacte qui réduit considérablement les forces d'accouplement. Une fois connecté, un dispositif de sécurité de position du connecteur doit être activé pour garantir une connexion parfaitement sécurisée. De plus, le blindage (80 dB) et l'étanchéité sont élevés, le tout dans un format compact et un profil remarquablement bas.
Le développement sur mesure reste la norme.
Le marché des véhicules électriques et hybrides est en constante évolution. Tous les acteurs impliqués dans la conception et la fabrication de ces nouveaux véhicules se trouvent à un tournant décisif et ont encore beaucoup à apprendre sur le comportement de leurs produits en conditions réelles. FCI continue de participer activement au développement de nouveaux produits. Outre les prises de recharge rapide mentionnées précédemment, les nouveaux produits comprennent :
un connecteur à 2 voies/90°. Compte tenu de l’épaisseur des câbles généralement utilisés dans les véhicules électriques et hybrides, ce type de connecteur est souvent préférable au pliage des câbles ;
une prise de test à 2 voies avec interrupteur d’isolement intégré permettant de déconnecter manuellement le chargeur de la batterie pour la maintenance, les réparations ou en cas d’urgence.
Avec le lancement de la gamme Power.S3, FCI s'est positionnée comme un leader mondial, proposant un portefeuille complet de solutions prêtes à l'emploi et économiques pour le marché des véhicules électriques et hybrides. Cependant, dans un avenir proche, ce marché sera également marqué par un besoin de développement sur mesure. Chaque constructeur automobile ayant sa propre stratégie, la volonté de FCI de collaborer avec ses clients pour créer des solutions personnalisées et commercialement viables constitue un atout concurrentiel majeur dans ce secteur technologique en pleine expansion. Dans ce domaine, les facteurs clés de succès sont l'orientation client, les compétences en gestion de projet et, bien sûr, l'expertise technique associée à des outils de conception prédictive. Ces outils et cette méthodologie permettent à FCI et à ses partenaires de concevoir des connecteurs haute performance et de prédire, dès la phase de conception, le niveau de performance qu'ils atteindront. Dans ces domaines technologiques hautement innovants, cette prédiction de performance est primordiale pour les concepteurs de véhicules électriques et hybrides.
Auteur
FCI
