Solutions de connecteurs et d'interconnexions par broches pour l'automobile
Les connexions électriques automobiles sont soumises à des vibrations constantes, à des cycles thermiques allant de -40 °C à +125 °C (jusqu’à +200 °C à proximité du compartiment moteur) et à une exposition aux huiles, aux carburants et au sel de déneigement. Les groupes motopropulseurs des véhicules électriques ajoutent des circuits de 400 à 800 V CC aux systèmes traditionnels de 12 V, 24 V et 48 V. Un connecteur ou une interconnexion à broches ne peut être validé pour la production qu’une fois que des données d’essais documentées dans ces conditions ont été fournies — et non pas sur la base des seules indications figurant dans une fiche technique.
SM Contact conçoit et fabrique les interconnexions à broches, les contacts à emboîtement par pression et les cosses à sertir utilisées dans les assemblages de circuits imprimés automobiles, les faisceaux de câbles, les enroulements de bobines et les modules de puissance IGBT, en intégrant les essais de qualification dès la phase d’ingénierie plutôt que de les ajouter a posteriori.
Exigences relatives aux matériaux et aux revêtements des connecteurs
- Alliages de cuivre alliant conductivité et force de retenue élastique : bronze, laiton, CuFe₂P, CuMg₀,₁ , CuNi₃SiMg, CuNiSi, Staku30.
- Revêtements : sous-couche à base de Ni (1,3–3 µm) avec une finition en Ag, Au ou Sn, sélectionnée pour sa stabilité à long terme de la résistance de contact et sa résistance à la corrosion par frottement.
- Isolants/boîtiers : PBT, PA66, LCP, généralement spécifiés pour leur stabilité dimensionnelle lors du refusionnement et à la température de fonctionnement continue.
Exigences relatives aux connecteurs automobiles : référence technique
Performances électriques, durabilité mécanique et environnementale
- Résistance de contact : les connecteurs automobiles sont généralement spécifiés à moins de 10 mΩ ; les broches à emboîtement par pression SM Contact sont homologuées pour une variation de résistance (ΔRc) inférieure à 0,5 mΩ, conformément à la norme EN 60352-5.
- Plage de tension : 12 V/24 V/48 V pour les systèmes conventionnels ; jusqu’à 800 V CC sur les architectures haute tension des véhicules électriques, dans la plage de 60 à 1 000 V couverte par les normes USCAR-2 et LV215.
- Tenue diélectrique : généralement 1 000 V CA / 1 minute sans claquage.
- Vibrations : essais de vibrations aléatoires selon la norme ISO 16750-3, de 10 à 2 000 Hz sur 3 axes.
- Cycles thermiques : de -40 °C à +125 °C, ce qui correspond à la plage générale du secteur automobile ; la qualification EN 60352-5 de SM Contact prévoit 10 cycles à -40 °C/+85 °C avec un temps de maintien de 30 minutes.
- Séquence climatique (EN 60352-5) : +85 °C pendant 16 h, puis +25 °C/+55 °C à 90–95 % d’humidité relative, puis -40 °C pendant 2 h.
- Limites de déformation (EN 60352-5) : absence de fissures ; déformation du contour des trous percés (a) < 70 µm ; épaisseur résiduelle du placage (b) > 8 µm ; déformation de la couche externe (c) < 50 µm.
- Étanchéité : IP67/IP68/IP6K9K pour les boîtiers de connecteurs exposés aux projections d’eau et au lavage sous pression.
Ce que SM Contact propose aux constructeurs automobiles
1. Broches à emboîtement — Conformes à la norme EN 60352-5
La zone élastique de type « œil d’aiguille » (EON) permet d’établir une connexion fiable sans soudure, grâce à une compression mécanique plutôt qu’à un refusion. Disponibles en dimensions 0,50 × 0,40 mm, 0,64 × 0,64 mm, 0,6 × 1,0 mm, 0,6 × 1,5 mm et 0,8 × 1,5 mm, avec des forces d’insertion (Fin) et de retenue (Fout) spécifiées par taille et des diamètres de trous de circuit imprimé allant de Ø 0,60 à Ø 1,25 mm.
2. Connecteurs à broches adaptés à la géométrie des embouts OEM
Types de broches lisses, en étoile et à ailettes/harpon, chacun adapté à un substrat différent : lisses pour les armatures de bobines et les trous percés, en étoile pour les trous de circuits imprimés métallisés et les composants en plastique, à ailettes/harpon pour les trous carrés dans les corps de connecteurs en plastique.
3. Bornes de connecteurs O-PIN — Interconnexions de modules de puissance IGBT
Conçues pour les modules IGBT dans les onduleurs de véhicules électriques (VE) et hybrides (HEV), les chargeurs embarqués et les convertisseurs CC-CC, où les bornes à manchon en cuivre à insertion présentent un risque d’endommagement des broches, un désalignement dû aux tolérances et des rebuts liés à l’inclinaison.
4. P-iN — Raccordement de fil magnétique pour les enroulements de moteurs de traction
Une alternative brevetée aux bornes à déplacement d’isolation (IDC) standard pour les connexions de bobines en fil magnétique, destinée aux enroulements de stator des moteurs de traction et aux bobines d’actionneurs où un raccordement sans soudure et étanche aux gaz doit résister à des vibrations continues et à des cycles thermiques. Fiche technique disponible sur demande.
5. Sertissage des épissures et validation du contrôle qualité
Équipement de sertissage d’épissures destiné aux applications de bornes de faisceaux de câbles, s’appuyant sur les instruments de contrôle qualité propres à SM Contact — testeurs de résistance de contact, testeurs de force de traction, mesure de la hauteur de sertissage — utilisés pour générer les rapports de qualification mentionnés ci-dessus, plutôt que de faire appel à un laboratoire tiers pour chaque lot