Il futuro della gestione di cavi e fluidi negli EV

Il mercato dei veicoli elettrici sta crescendo a dismisura e le proiezioni indicano che tra soli dieci anni circa la metà di tutte le nuove auto vendute sarà completamente elettrica. La rapidità del passaggio ai sistemi ad alta tensione, insieme a una serie crescente di sensori, sta rendendo inevitabile un approccio più precoce e sistematico al fissaggio e all'instradamento dei cablaggi nell'architettura del veicolo.

Sebbene le sfide per i responsabili di prodotto e gli ingegneri non siano nuove, stanno sollevando nuovi ostacoli: utilizzo dello spazio, interferenze elettromagnetiche, rumore delle vibrazioni, ottimizzazione del peso, gestione termica e produzione automatizzata dei cablaggi. Le soluzioni praticabili si trovano spesso al punto di partenza della collaborazione con specialisti esterni della gestione dei cavi.

Il componente standard non va bene per tutti

Anche se le sfide tecnologiche sono universali, gli OEM perseguono filosofie diverse per quanto riguarda l'architettura delle loro piattaforme. Di conseguenza, i componenti di fissaggio di oggi devono rispondere a molte esigenze: peso minimo, controllo dei costi, orientamento flessibile del percorso, facilità di inserimento combinata con un'elevata forza di estrazione, semplicità o pre-assemblaggio, resistenza agli urti, alle alte e alle basse temperature, resistenza ai raggi UV e alle sostanze chimiche e, non da ultimo, scalabilità.

In qualità di partner collaborativo degli OEM e dei fornitori di primo livello, il nostro ruolo a breve termine è quello di facilitare lo sviluppo di parti di assemblaggio e fissaggio economicamente vantaggiose in una determinata architettura. Ma oltre a questo, secondo Harald Gottlieb, Automotive Director in HellermannTyton, l'aspirazione dell'azienda è quella di fornire soluzioni di componenti innovative che riducano al minimo i costi di assemblaggio su diverse piattaforme.

Ciò significa tenere gli occhi aperti per individuare i punti in comune tra una serie di progetti di sviluppo di parti isolate con direttive simili. E poi evolvere approcci standardizzati, laddove possibile. È un momento emozionante che richiede molta immaginazione, inventiva e, in ultima analisi, buone relazioni di lavoro con la clientela.

Gestire la questione termica

Tensioni più elevate e pacchi batteria più grandi richiedono un raffreddamento attivo all'ingresso della carica. Pertanto, il fissaggio di tubi per fluidi nell'ottica di una gestione termica ottimale sta assumendo una nuova importanza nel contesto dei veicoli elettrici (EV). La saldatura di elementi di fissaggio personalizzati consuma molto tempo e fatica. Per ovviare a questa situazione, HellermannTyton è tornata al tavolo da disegno e ha tenuto conto di tutti i requisiti per un assemblaggio più efficiente. Il risultato è Soft Grip, una fascetta di fissaggio progettata per risparmiare tempo, denaro e sforzi di sviluppo sul fluid management.

Questa esclusiva fascetta di fissaggio a 2-componenti è facilmente adattabile a una serie di requisiti applicativi. È stampata a iniezione in PA66HS stabilizzata al calore con uno strato interno in TPE morbido. Afferra tubi e fili senza danneggiarli, inibisce il movimento laterale e la rotazionale dei fasci lisci e ammortizza le vibrazioni. La testa della fascetta si inserisce in una serie di configurazioni di montaggio diverse. In questo modo, una fascetta di fissaggio Soft Grip può sostituire una varietà di diametri di p-clip e ridurre la necessità di molti elementi di fissaggio su misura. La parte di ancoraggio e la geometria del supporto possono essere facilmente regolati per adattarsi alle esigenze individuali,
rendendola una soluzione altamente versatile, economica e scalabile.

Passaggio verso HV clip standardizzate

Le diverse preferenze di instradamento per l'alta tensione da un produttore all'altro stanno producendo una varietà di requisiti specifici, come la distanza tra i conduttori e le aspettative sui materiali. Questi requisiti attualmente precludono l'adozione di soluzioni standard.

L'approccio a blocchi che HellermannTyton ha applicato ai supporti Soft Grip si traduce bene anche per le clip e i morsetti HV. Garantisce che gli stampi possano essere facilmente riconfigurati per una varietà di opzioni e geometrie di montaggio senza dover ricominciare da zero la progettazione e lo stampo.

La collaborazione con progettisti esperti di fissaggio che hanno questa mentalità aiuta gli OEM a raggiungere una progettazione ottimale e un'efficienza dei costi. Ad esempio, consideriamo ogni clip HV che sviluppiamo da tutte le prospettive, compresa la facilità di montaggio, l'affidabilità e la scalabilità su più piattaforme.

I clienti Automotive stanno già beneficiando delle nostre conoscenze acquisite nello sviluppo di componenti aerospaziali. Queste ci aiutano a trovare il giusto equilibrio tra peso, dimensioni, durata e prestazioni in termini di temperatura dei componenti. 

Automazione della produzione del cablaggio

Guardando al futuro, la buona notizia è che i sistemi di cablaggio HV, e in particolare i conduttori busbar flat, sono costruzioni relativamente semplici con poche diramazioni. Questo non solo semplifica la loro prefabbricazione manuale, ma ci porta anche a un passo dall'applicazione automatizzata dei dispositivi di fissaggio.

Esiste già un'ampia gamma di clip che possono essere applicate ai cavi tondi dagli strumenti di fascettatura HellermannTyton. Inutile dire che stiamo già testando l'applicazione automatica delle clip ai busbar per gli OEM che utilizzano questi "Autotool".

Rivolgendo l'attenzione ai sistemi a controllo elettronico nascosti dietro il rivestimento esterno di un veicolo, come radar, LiDAR, telecamere e sensori, riteniamo che la fascettatura automatizzata diventerà una necessità per assicurare e documentare tutte le parti del cablaggio coinvolte nel collegamento di decine di componenti elettrici a bassa tensione, in particolare quelli impiegati in sistemi ridondanti.
Questi collegamenti non sono più semplici fili a bassa tensione. Si tratta sempre più spesso di cavi coassiali o di cavi dati ad alta velocità che richiedono un fascio con forze di tensione ripetutamente precise e tracciabili.

Conclusione

Le componenti per i veicoli elettrici di oggi devono porre le basi per facilitare la scalabilità nella produzione di massa. Gli OEM non renderanno i veicoli più grandi per ospitare la tecnologia aggiunta e dovranno continuare a cercare modi per ridurre il peso, aumentare l'autonomia e massimizzare il volume di carico. La ricetta migliore per ottenere il risultato ideale non è sempre davanti a noi. Ma insieme stiamo scoprendo quali ingredienti e quali nuovi metodi sono giusti per instradare, proteggere e montare tutti quei collegamenti e ridurre ulteriormente il peso.