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Prévenir les rappels de véhicules électriques

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Faites le bon choix pour vos connecteurs

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L'industrie automobile continue de se positionner à l'avant-garde des développements technologiques et offre des orientations à de nombreuses autres industries. Les développements les plus récents sur le marché automobile se sont concentrés sur les avancées électroniques, que ce soit grâce à l'amélioration de l'expérience du conducteur et des passagers grâce à l'amélioration de l'IHM ou en raison de développements critiques en matière de sécurité et de fonctions de conduite semi-autonome telles que le freinage automatique et l'assistance au maintien de la trajectoire du conducteur, par exemple. Aujourd'hui, l'accent est mis sur l'abandon du moteur à combustion interne au profit d'alternatives respectueuses de l'environnement, notamment le véhicule électrique (VE) et diverses options hybrides (VHE). Ce changement s'accompagne de défis encore plus importants pour les circuits, les connecteurs et les contacts électriques.

Quel que soit le secteur d'activité, les lubrifiants pour contacts électriques sont utilisés pour améliorer les performances et la fiabilité des contacts et des connecteurs électriques. Inventée à l'origine en 1941 par le fondateur d'Electrolube pour améliorer les performances électriques et la fiabilité des commandes de volume, l'utilisation des lubrifiants de contact s'est largement répandue dans de nombreuses industries différentes et a été un facteur essentiel de la fiabilité des performances des composants automobiles pendant des décennies.

Les lubrifiants de contact sont des graisses et des huiles spécialement formulées, conçues pour réduire la friction et l'usure et améliorer les performances électriques des interfaces métalliques porteuses de courant, telles que celles que l'on trouve dans les interrupteurs et les connecteurs. Comme aucune interface métallique n'est entièrement uniforme et lisse, lorsqu'ils sont appliqués sur de telles surfaces en couches minces, ils comblent toutes les imperfections de surface, ce qui améliore les performances de contact et électriques et prolonge la durée de vie des contacts en réduisant les points chauds, le frettage et l'arc électrique.

En remplissant les espaces d'air entre les contacts, les lubrifiants de contact augmentent considérablement la surface effective, empêchant ainsi la formation d'arcs électriques et l'augmentation de température et d'oxyde qui en découlent. Ils constituent également une barrière contre la contamination atmosphérique et réduisent les effets de la friction en facilitant le mouvement en douceur. En outre, l'utilisation de lubrifiants de contact est généralement évaluée en fonction de leurs caractéristiques de "toucher", ce qui améliore la qualité du mouvement d'un interrupteur ou de simples contacts plastique-plastique, par exemple.

Qu'il s'agisse de composants intérieurs, tels que les volets de ventilation de la climatisation, de composants extérieurs, tels que le réglage des rétroviseurs latéraux, ou de contacts critiques dans le faisceau de câbles, les applications des lubrifiants de contact ne cessent de croître, en fonction des progrès des technologies CASE (Connected, Autonomous, Shared, Electric).

Les lubrifiants de contact sont utilisés de trois manières principales dans les applications automobiles :

Pour améliorer le transfert électrique et la fiabilité du contact

Comme nous l'avons déjà mentionné, les lubrifiants de contact augmentent les surfaces de contact en comblant les vides et en réduisant la résistance électrique. La technologie s'est étendue à des opérations plus critiques pour la sécurité à l'intérieur des véhicules et avec l'augmentation des rappels de véhicules dus aux composants électroniques, il est impératif que ces connexions critiques pour la sécurité soient maintenues correctement. Dans un rapport récent de AlixPartners, il est précisé que les rappels pour corriger les défaillances des systèmes électroniques ou électriques ont augmenté de 30 % par an ces dernières années. Ces défaillances comprennent des problèmes de logiciels et d'intégration de logiciels, mais la grande majorité des rappels sont en fait dus à des défaillances liées à des composants électriques intégrés. En tant que fournisseur de solutions électrochimiques approuvé par l'IATF 16949, Electrolube est souvent sollicité pour aider à prévenir de tels problèmes et à comprendre pleinement l'impact que de telles défaillances peuvent avoir sur les entreprises, avec des coûts provenant de tous les domaines, y compris l'effet sur la réputation de la marque pour le constructeur automobile. Il est donc extrêmement important que tous les aspects des systèmes électroniques soient pris en compte, y compris la connexion entre les appareils et le choix correct d'un lubrifiant de contact.Frettage

La performance électrique d'un lubrifiant pour contacts est généralement évaluée en mesurant la chute de tension en mV des contacts/interrupteurs sur un nombre de cycles déterminé. Ce nombre est généralement supérieur à 20 000 cycles d'utilisation. Les performances des différents lubrifiants de contact peuvent varier en fonction de la formulation et de l'utilisation finale prévue. Par exemple, certains matériaux présentent une chute de tension plus stable et plus faible sur un grand nombre de cycles, mais leur compatibilité avec les plastiques est compromise, comme le montre la figure 1 ci-dessous. Dans d'autres cas, l'application peut nécessiter une consistance particulière du lubrifiant de contact, en combinaison avec de bonnes propriétés électriques. Une graisse "plus rigide" ou "plus dure" peut être choisie afin de rester en place pendant l'action mécanique de l'interrupteur. Dans ce cas, la pénétration du cône à différentes températures ou les tests d'usure des lubrifiants peuvent aider à la sélection du produit. Inversement, une graisse très molle ou une huile de contact peut être nécessaire dans les applications où la force de contact est très faible et, dans ce cas, l'action mécanique de l'interrupteur doit être testée avec une gamme de lubrifiants pour déterminer si elle convient. Il est donc important de prendre en compte toutes les exigences électriques, la compatibilité des matériaux et les influences environnementales lors du choix du lubrifiant approprié.

Figure 1 : Comparaison des propriétés électriques et de la compatibilité des plastiques

Traditionnellement, l'amélioration des propriétés électriques des interrupteurs et des connecteurs dans les véhicules se concentrait sur les interrupteurs basse tension et passait à des applications plus critiques à mesure que le développement des applications électroniques progressait. Avec le changement des VE, une série de défis supplémentaires ont été posés, notamment un plus grand nombre de connexions électriques et surtout, des tensions beaucoup plus élevées transférées autour du véhicule. Fort de son expérience dans des secteurs tels que les appareillages de commutation à moyenne et haute tension, la galvanoplastie et les relais, Electrolube dispose d'une gamme de produits pour répondre aux nouvelles exigences du marché des véhicules électriques.

Réduire les effets des influences extérieures, en diminuant la corrosion et l'usure

Agissant comme le système nerveux central du véhicule, le faisceau de câbles contient de nombreuses connexions pour faciliter la communication d'une multitude d'appareils. En raison de la complexité des applications électroniques dans un véhicule, le faisceau représente également un poids important. C'est pourquoi différents matériaux sont utilisés, tels que l'aluminium et, dans certains cas, différents métaux peuvent être utilisés dans le même faisceau. Tout en réduisant le poids, l'utilisation de l'aluminium pose d'autres problèmes, notamment la formation de couches d'oxyde dures et la corrosion électrochimique en présence d'humidité et de métaux différents. Les lubrifiants de contact peuvent être utilisés pour protéger les contacts fraîchement accouplés qui sont exposés aux conditions environnementales, mais cela ne constitue qu'une partie du problème. Pendant la durée de vie de ces contacts, la corrosion causée par l'usure de contact est courante et l'utilisation d'un lubrifiant de contact pour empêcher l'exposition de tout matériau de base sur les contacts ou les pièces en aluminium peut réduire considérablement le taux de défaillance des contacts et des connecteurs.

Les influences environnementales peuvent inclure les changements de température, l'exposition à l'humidité et les atmosphères corrosives. Les changements de température peuvent affecter la consistance du lubrifiant de contact. Par exemple, un lubrifiant peut avoir une valeur de pénétration du cône de 320 sur 25˚C mais lorsqu'il est exposé à des températures de -40˚C ou moins, cette valeur peut diminuer considérablement, ce qui donne une consistance de graisse beaucoup plus dure. Les environnements humides sont également courants et la plupart des lubrifiants de contact résistent à une humidité élevée pendant des périodes prolongées. Lorsque l'humidité élevée est combinée à des environnements corrosifs, des différences entre les produits peuvent être constatées. Electrolube a conçu une série de tests pour illustrer ces différences et fournir une aide supplémentaire pour une sélection correcte des produits. Ces tests comprennent l'humidité de mouillage suivie de tests de brouillard salin, de tests de résistance au chlore et de la prise en compte de différents matériaux de contact.

Les tests combinés d'humidité et de brouillard salin ont soumis les lubrifiants à une humidité de 90 % sur 35˚C pendant 3 semaines, suivie d'une semaine sur 35˚C dans la chambre à brouillard salin. La protection des substrats en cuivre et en acier a été évaluée visuellement après ce test. En règle générale, les lubrifiants synthétiques, tels que Electrolube CTG, offraient la meilleure protection dans cet environnement. En plus de ce test, des contacts en or et en argent protégés par divers lubrifiants ont également été soumis à l'environnement de brouillard salin. Les résultats ont encore renforcé les conclusions précédentes, soulignant que certains lubrifiants à base minérale en particulier ne sont pas adaptés à la protection de ces matériaux dans des environnements difficiles. Enfin, comme test extrême, un environnement oxydant contenant du chlore a été créé et maintenu sur 35˚C pendant 2 mois et les résultats ont de nouveau montré qu'Electrolube CTG offrait une protection exceptionnelle, suivi de près par Electrolube CG53A et CG60.

Améliorer la qualité, le toucher et la force d'insertion/le fonctionnement des connecteurs et des interrupteurs.

Les lubrifiants de contact sont également largement utilisés dans de nombreuses applications pour améliorer la "sensation" d'un interrupteur, donnant ainsi une impression de haute qualité. Cela est également vrai pour de nombreuses applications à l'intérieur des véhicules, garantissant que les contacts métal-métal, plastique-métal et plastique-plastique ont une bonne connexion entre les pièces, réduisant ainsi le bruit et le mouvement lorsqu'ils sont soumis aux vibrations causées par le fonctionnement normal du véhicule. Avec l'évolution vers des véhicules plus silencieux, les améliorations de la technologie des pneus et l'avenir des VE, l'intérieur des véhicules est un endroit beaucoup plus silencieux et, à ce titre, la qualité de ces contacts et l'amortissement global du bruit sont essentiels pour garantir une expérience de conduite de haute qualité.

Contrôles dans une voiture

Des produits tels que le CG60 et le SPG d'Electrolube sont utilisés pour de telles applications automobiles depuis de nombreuses années et conviennent à l'étanchéité future de l'intérieur des véhicules, garantissant un confort de conduite optimal. Dans certains cas, un lubrifiant fluoré, tel que l'EGF d'Electrolube, peut être nécessaire pour offrir de meilleures performances dans ces domaines et notamment dans le cas de la réduction des forces d'insertion lors de l'accouplement des connecteurs. Cela nous amène à nouveau à une discussion sur le faisceau de câbles et, avec l'augmentation du nombre de composants électroniques et de connecteurs à mesure que nous nous rapprochons des VE, le besoin de lubrifiants tels que le CG60, le CTG ou l'EGF d'Electrolube pour améliorer la fabrication et la protection en cours d'utilisation est également fortement accru. En fait, dans une étude de Research and Markets, il est indiqué que, selon les composants, la connexion de l'électronique dans les véhicules par des faisceaux de câbles devrait connaître la croissance la plus rapide jusqu'en 2025 en raison du développement de technologies avancées dans le domaine automobile, notamment les systèmes d'assistance au conducteur et les dispositifs de sécurité.

L'industrie automobile est dans une période de changement et d'évolution constante. En passant aux véhicules électriques hybrides et électriques, une nouvelle série de défis pour les connecteurs, les interrupteurs et les dispositifs électriques sont mis en avant et continueront également à évoluer pendant les années à venir. Les développements de la technologie des batteries et des interfaces utilisateurs, les sources de carburant alternatives et le marché de la conduite autonome en constante expansion, viendront s'ajouter à ces défis. En s'attaquant à la tâche apparemment minime qui consiste à garantir des connexions de haute qualité, fiables et protégées, les lubrifiants de contact contribueront à répondre à ces nouvelles exigences. Le groupe motopropulseur des VE est en moyenne deux fois et demie plus cher que les groupes motopropulseurs classiques (AlixPartners), ce qui fait que le coût est un autre obstacle à la croissance de ce marché. Ce coût diminuera naturellement au fil du temps grâce aux économies d'échelle et aux améliorations technologiques. Ceci, combiné à la réduction des coûts globaux résultant du maintien de niveaux de qualité élevés et à la diminution des rappels de véhicules en raison de défaillances de connecteurs, est la raison pour laquelle les fabricants doivent placer le choix des lubrifiants de contact en tête de leurs programmes de développement, maintenant et pour de nombreuses années à venir.