Câbles flexibles fiables pour véhicules automobiles et industriels

Des voitures particulières aux engins de chantier et agricoles, les véhicules modernes sont truffés de composants électroniques complexes, et tous ces systèmes requièrent des interconnexions compactes mais fiables. Les blocs-batteries des véhicules électriques (VE) en sont un parfait exemple. Avec l'augmentation de la densité des batteries, les concepteurs sont contraints de trouver des interconnexions qui permettent d'économiser de l'espace et de simplifier l'assemblage. Ce n'est pas chose aisée, car les connecteurs doivent toujours garantir une fiabilité à long terme dans des conditions difficiles.

Les véhicules industriels et agricoles sont confrontés à des exigences similaires. Prenons l'exemple des tracteurs autonomes guidés par satellite : en cas de défaillance d'un connecteur, l'immobilisation du véhicule pour une inspection peut s'avérer être la seule réponse sûre. Cependant, les cultures et les conditions météorologiques n'attendent pas l'arrivée des techniciens de maintenance, et les temps d'arrêt imprévus peuvent entraîner une perte de revenus, voire une perte totale des récoltes.

Le défi du câblage d'un véhicule moderne

Ces applications présentent un défi commun : à mesure que l'électronique des véhicules devient plus complexe, le nombre d'interconnexions augmente. L'augmentation du nombre d'interconnexions s'accompagne d'un encombrement accru, de points de défaillance supplémentaires et de nouveaux défis en matière de routage des fils et d'installation.

Pour répondre à ces préoccupations, les concepteurs ont besoin de systèmes d'interconnexion qui offrent les éléments suivants :

• Empreinte compacte et facile à intégrer, adaptée aux conceptions à espace restreint
• Contacts mécaniquement robustes et résistants aux vibrations pour garantir la fiabilité
• Fonctions de manipulation sécurisées permettant d'éviter les chocs et les erreurs de connexion pendant les opérations de maintenance

Dans les applications grand public, les circuits imprimés flexibles (FPC) et les câbles plats flexibles (FFC) sont depuis longtemps les solutions de choix pour les interconnexions à espace restreint et à nombre élevé de conducteurs. Dans les applications automobiles, ces interconnexions, communément appelées câbles plats, ont été accueillies avec scepticisme. Les concepteurs de systèmes automobiles ont plutôt tendance à privilégier les faisceaux de câbles traditionnels, dont les caractéristiques de fiabilité sont bien connues.

Conscient de cette situation, Hirose a créé la série TB4 de connecteurs FPC/FFC-à-carte hautes performances. Ces dispositifs améliorent considérablement la robustesse des interconnexions de câbles flexibles, offrant la fiabilité des faisceaux de câbles traditionnels tout en étant ultra-compacts et faciles à assembler.

Une approche efficace pour les interconnexions de véhicules

Le système d'interconnexion série TB4 (Figure 1) est un assemblage en trois parties comprenant un« prise montée sur la carte, une fiche à verrouillage central qui garantit une connexion sécurisée sans attaches supplémentaires, et un dispositif de retenue orange qui verrouille le câble FPC ou FFC en place. Cette conception est exceptionnellement compacte : la hauteur après raccordement des connecteurs horizontaux n'est que de 4,5 mm, et le pas de contact de 1 mm minimise la largeur totale.

Figure 1 : Le système d'interconnexion série TB4 se caractérise par une construction simple en trois parties, offrant des interconnexions robustes dans les véhicules avec un profil ultra-plat. (Source de l'image : Hirose)

La série TB4 est répertoriée pour 1,0 A et 100 V, prenant en charge un large éventail d'exigences en matière d'interconnexions de véhicules. Au-delà de ces spécifications électriques, la conception répond aux principales préoccupations liées à l'utilisation de câbles flexibles en environnements exigeants. Les fonctionnalités incluent :

• Un mécanisme de contact plaqué or à deux points dans chaque prise pour une haute intégrité des signaux, même en cas de cyclages thermiques et de vibrations
• Un profil de raccordement unidirectionnel qui évite les erreurs d'insertion et améliore la sécurité pendant la maintenance
• Guides de protection contribuant à empêcher tout contact accidentel avec les doigts, réduisant ainsi le risque de choc
• Construction conforme aux normes RoHS3, d'exemption d'halogène et d'inflammabilité UL94V-0, et répondant aux exigences USCAR-2 pour les systèmes de connecteurs électriques automobiles
• Deux types de codes de détrompage (noir et gris) permettant d'éviter les erreurs de connexion lorsque plusieurs assemblages TB4 sont utilisés à proximité l'un de l'autre

Cette combinaison de fonctionnalités permet des connexions de câbles flexibles d'une fiabilité équivalente à celle des faisceaux traditionnels, tout en offrant un encombrement beaucoup plus réduit.

Présentation des connecteurs série TB4

La série TB4 est disponible dans une variété de tailles et de configurations pour s'adapter à différentes applications. Lorsque des interconnexions importantes sont requises, la prise 26-TB4-30S-1H(800) (Figure 2) fournit 30 positions dans une empreinte compacte de 8,75 mm × 37,9 mm. Cette prise comporte un petit repère de polarisation qui aide les techniciens de maintenance à vérifier l'orientation correcte du raccordement. La fiche correspondante porte une marque similaire.

Figure 2 : Toutes les prises TB4, y compris la prise 26-TB4-30S-1H(800) à 30 positions, comportent un repère de polarisation pour faciliter le raccordement. (Source de l'image : Hirose)

La fiche 26-TB4-10P-1F(800) est l'un des plus petits composants de la série. Ce modèle offre 10 positions de contact avec une largeur de seulement 17,9 mm. Comme toutes les fiches TB4, il intègre également une languette permettant la déconnexion sans outil.

Figure 3 : Le 26-TB4-10P-1F(800) à 10 positions est la plus petite fiche de la gamme TB4. (Source de l'image : Hirose)

Le dernier élément du système TB4 est un dispositif de retenue qui sécurise le câble plat en place. Le dispositif de retenue 26-TB4-16RP-1(800) (Figure 4) de milieu de la gamme est destiné à la fiche à 16 positions. L'assemblage ainsi obtenu présente une largeur de 23,9 mm.

Figure 4 : Le dispositif de retenue 26-TB4-16RP-1(800) garantit un maintien sûr lors de l'insertion d'un câble FPC ou FFC dans la fiche série TB4 correspondante. (Source de l'image : Hirose)

Conclusion

Les véhicules automobiles, les engins de chantier et les machines agricoles dépendent tous d'interconnexions spécialisées pour garantir un fonctionnement fiable et sûr dans des conceptions de plus en plus complexes. La série TB4 de Hirose offre les avantages de gain de place des interconnexions FPC et FFC dans ces environnements exigeants, réduisant de manière significative la taille des interconnexions tout en respectant les normes critiques requises pour la sécurité et la fiabilité des systèmes de véhicules.