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Dimensionnement électrothermique d'une architecture électrique embarquée - Application aux faisceaux automobiles

Auteur(s) : Johann GRANDVUILLEMIN, Raynal GLISES, Christophe TIRABY, Didier CHAMAGNE

Date de publication : 10 nov. 2011

Relu et validé le 30 juil. 2021

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RÉSUMÉ

L’architecture électrique à bord des véhicules a considérablement pris de l’ampleur au cours des dernières décennies. Les développements de l’électronique expliquent en grande partie l’augmentation des organes électriques, sous le couvert de l’amélioration de la sécurité des occupants, d’une conduite plus confortable et même plus récemment du respect de l’environnement. Ainsi le dimensionnement de matière des nombreux faisceaux électriques et de leurs protections se doit d’être optimal, l’alimentation des systèmes embarqués ne devant pas en souffrir. Des méthodes de modélisation des différents modes de transfert viennent en aide aux équipementiers. Dans les années à venir, la généralisation de véhicules hybrides ou électriques devraient encore amplifier l’électrisation des véhicules.

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ABSTRACT

Electrothermal dimensioning of an embedded electrical architecture - application of automotive cables.

The electrical architecture in vehicles has gained considerable importance over the last decades. The developments of electronics are largely responsible for the increase in electrical components, under the cover of improving the security and driving comfort of users as well as recently even respecting the environment. The dimensioning of the matter of the numerous wiring harnesses therefore has to be optimal as the feeding of the embedded systems must not be impacted. Modeling methods for the various transfer modes are a precious help to equipment suppliers. In the years to come, the generalization of hybrid or electric vehicles is to accelerate even further the electrification of vehicles.

Auteur(s)

Johann GRANDVUILLEMIN : Ingénieur R, PSA Peugeot Citroën
Raynal GLISES : Maître de conférences HDR, Laboratoire Femto-ST (UMR CNRS 6174), Université de Franche-Comté
Christophe TIRABY : Chef de projet, PSA Peugeot Citroën
Didier CHAMAGNE : Professeur des universités, Laboratoire Femto-ST (UMR CNRS 6174), Université de Franche-Comté

INTRODUCTION

De nos jours, le transport d'énergie en général et électrique en particulier nécessite bien souvent un support matériel. Ainsi, les câbles électriques utilisés comme vecteur d'énergie entre la source et le lieu d'utilisation dans le domaine automobile demeurent donc toujours l'unique moyen de transporter de la puissance électrique.

L'utilisation massive et croissante de conducteurs électriques est due essentiellement aux développements de l'électronique à bord des véhicules qui n'a pas cessé de croître aux cours des dernières décennies ainsi qu'à la multiplication d'actionneurs électriques sur les modèles haut de gamme. Cette « électrification » des véhicules s'accompagne inévitablement d'un nombre croissant de faisceaux électriques, même si cette augmentation reste contenue grâce à l'apparition du multiplexage des signaux électriques. Les raisons qui ont motivé cette augmentation d'organes électriques et électroniques sont liées à de très nombreux impératifs :

améliorer la sécurité passive ou active des occupants ;
rendre la conduite plus confortable ;
être conforme à la législation du pays de commercialisation ;
être respectueux de l'environnement en limitant la consommation de carburant.

Cette incursion de l'électricité à bord des véhicules devrait, selon toute probabilité, s'intensifier dans les années à venir. En effet, d'une part et à l'instar du domaine aéronautique, on devrait assister à une électrification de plus en plus importante des actionneurs mécaniques, tendance connue sous l'appellation « drive-by-wire » (conduite par commandes électriques). D'autre part, la généralisation de véhicules hybrides ou intégralement électriques doit donner encore plus d'importance au réseau électrique de bord.

Cela démontre bien l'importance que revêt une architecture électrique automobile en termes d'amélioration de la qualité et de réduction des coûts de fabrication.

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - GRANDVUILLEMIN (J.), CHAMAGNE (D.), TIRABY (C.), GLISES (R.) - Étude des phénomènes électrothermique régissant les lignes d'alimentation automobiles. - Thèse de l'Université de France-Comté, avr. 2009.
(2) - SAULNIER (J.B.), ALEXANDRE (A.) - La modélisation thermique par la méthode nodale : ses principes, ses succès et doses limites. - Revue générale de thermique, vol. 24, no 280, p. 363-372 (1985).
(3) - NECATI ÖZISIK (M.) - Heat transfert. A basic approach. - Mc Graw-Hill, International Editions, Mechanical Engineering Series (1985).
(4) - TAINE (J.), PETIT (J.P.) - Transferts thermiques, introduction aux sciences des transferts. - Édition Dunod, 3e édition (2003).
(5) - ILGEVICIUS (A.) - Analytical and numerical analysis and simulation of heat transfer in electrical conductors and fuses. - Thèse, Universität der Bundeswehr München, Fakultät für Elektrotechnik und Informations technik (1998).
...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

NORMES

Norme internationale – Véhicules routiers – liaisons fusibles. Partie 3 : Liaisons fusibles à languette (type plat). Partie 4 : Liaisons fusibles avec contacts femelles (type A) et contacts boulonnés (type B) et leurs montages d'essai - ISO 8820 - 2010
Japan Automotive Standard – Selection of Fuse-links for automobile wiring, Society of Automotive Engineers of Japan (JSAE) - JASO D 610-93 - 1993
Norme internationale – Véhicules routiers – Câbles monoconducteurs de 60 V et 600 V – Dimensions, méthodes d'essais et exigences - ISO 6722 - 2006

1 Événements

IEEE Transactions on Power Delivery

IEEE Power Electronics in Transportation

IEEE Digital Amonics Systems Conference http://ieee.org/conferences_events/index.html

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2 Logiciels

SCILAB (édité par Digiteo) : logiciel libre de calcul numérique multiplate-forme pour des applications scientifiques

MATLAB (édité par Mathworks) à la fois langage de programmation et environnement de développement dédié au calcul numérique

HAUT DE PAGE

3 Sites Internet

http://www.auto-innovations.com

http://www.IEEExplore.ieee.org

http://fr.espacenet.com

http://www.sia.fr

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4 Brevets

FR2931595 Procédé de dimensionnement d'un câble...

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