Analyse de cas comprenant de multiples contraintes dans un seul banc d’essai automatisé chez HUBER + SUHNER

Qu’elle soit ferroviaire ou routière, la mobilité de demain sera électrique au regard la transition énergétique. Dans le cas des réseaux ferroviaires à alimentation électrique, les trains dominent. Sur la route, on croise de plus en plus de véhicules hybrides et électriques. Au niveau aérien également, on note une hausse des avions électriques. Les moyens de transport électriques se caractérisent par leur rentabilité énergétique, leur sécurité et leur confort, un fait qui est rendu possible grâce à la technologie de connexion haut de gamme de HUBER + SUHNER (H + S).

La société HUBER + SUHNER conçoit et produit des câbles, des connecteurs et des systèmes de câbles visant la transmission de données et d’énergie, de façon à fournir à partir d’une même source des technologies haute fréquence, basse fréquence et des articles en fibre optique.

Problème

Les câbles des bornes de recharge électrique doivent résister à toute une série de contraintes tout en restant fiables pendant un long moment.

Solution

Le leader mondial des technologies d’interconnexion HUBER + SUHNER recourt à des bancs d’essai automatisés de pointe intégrant des robots afin de tester ses câbles, pouvant ainsi évaluer toute une palette de contraintes. Il utilise la chaîne de mesure complète de HBK pour acquérir les données dont il a besoin, dans le respect de ses exigences de volumes de données importants et de précision pointue.

Résultat

Le concept moderne d’essai des câbles permet des analyses fiables et exactes, sur toute leur durée de vie, des câbles intégrés aux bornes de recharge — une contribution à part, mais importante, à l’électromobilité de demain.

Câbles et raccords dans un bloc de glace — Les câbles et raccords des stations de recharge sont exposés à des conditions extrêmes.

Câbles HUBER + SUHNER RADOX® et leur emploi dans le système de recharge haute puissance HPC

Dans les stations de recharge, les câbles et leurs raccords sont exposés à de fortes vibrations, à des températures extrêmes et à des fluides agressifs pendant toute leur durée de vie. Les câbles et systèmes utilisés sont soumis à des exigences assez importantes sur le plan de la qualité, de la longévité et de la résistance aux températures. Les câbles multicœur RADOX® présentent une haute résistance générale ainsi qu’à la chaleur. Ils ont été conçus spécialement pour la construction de matériel haute performance, compact et léger.

Afin d’assurer leur utilisation fiable dans les bornes de recharge électrique, les câbles sont mis sous tension pour être testés sur un banc de torture, et sont soumis à des millions de cycles de charge.

Configuration du banc d’essai

Des robots ultramodernes paramètrent les câbles aux charges prédéfinies. Pour cela, différents profils de charge sont appliqués à différentes températures ambiantes dans une chambre climatisée. Les câbles font en outre l’objet d’une inspection visuelle pendant l’essai, afin de détecter d’éventuels changements à la surface de la gaine isolante.

La chaîne de mesure complète de HBK, des capteurs précis à l’acquisition de données en passant par le logiciel intuitif qui analyse de gros volumes de données en quelques clics à peine, est utilisée pour les essais à long terme, afin d’obtenir des données de mesure stables et traçables. Ainsi est garantie une chaîne de mesure fiable, dépourvue de toute interruption.

Selon M. T.-M. Schmid, technicien chez H + S, cela ouvre de nouvelles perspectives pour l’emploi de robots modernes ainsi que pour leur degré d’autonomie dans le cadre du banc d’essai. Ainsi, plusieurs types de contraintes peuvent être couverts, qu’il s’agisse d’un essai de flexion, de torsion ou de la simulation intégrale, 1:1, de mouvements, tous ces cas pouvant être réalisés sur une machine en fonctionnement.

La difficulté consiste à identifier et enregistrer les points et valeurs de mesure adéquats afin de détecter tout changement matériel des câbles. Des capteurs de force, de couple, d’angle de rotation et de température sont utilisés à cet effet. Pour l’acquisition et l’analyse de données, il est fait appel au système d’acquisition de données QuantumX ainsi qu’au logiciel catman® de HBK.

Analyse de la fatigue par catman® : Méthode de classification (analyse pic/creux)

Pour les long essais dans la durée, les forces ou couples maximum se produisant doivent être déterminés avec précision à chaque fois. Pour cela, les signaux de réception analogiques sont numérisés et enregistrés de manière extrêmement précise et dynamique. Vu que la mesure s’étire sur plusieurs mois, il faut analyser d’énormes volumes de données brutes.

Grâce à un système intelligent de réduction des données intégré au logiciel d’acquisition de données catman®, seuls les minima et maxima pertinents des signaux du capteur sont enregistrés, ce qui entraîne une réduction considérable des données. En parallèle court un compteur de cycles, qui évalue les minima et maxima. L’essai peut être arrêté après un nombre donné de cycles (par des déclencheurs intelligents). Ensuite, la tendance statistique des valeurs minimales et maximales des signaux est elle aussi analysée en ligne et reprise dans le suivi des événements ou des alarmes. Dans la configuration la plus simple, les alarmes peuvent modifier la couleur du signal (bleu -> rouge) ou générer des actions comme une inscription dans le journal, l’envoi d’un message à un téléphone portable, l’activation d’une caméra, l’enregistrement de données brutes, etc.

Pendant la mesure, les données sont régulièrement protégées dans un environnement temporel sécurisé défini. Ceci n’affecte pas le compteur. Pour arrêter la mesure, on prend comme déclencheur un changement maximum défini des valeurs minimales ou maximales. La durée de vie des câbles est déterminée par le nombre de cycles réels de charge accomplis. Il ne faut aucune connaissance en programmation pour réaliser cette mission exigeante de mesure et d’essai. La mobilité électrique nécessite des solutions intelligentes. H + S compte apporter une contribution majeure dans ce domaine. HBK soutient ce processus par des instruments de qualité destinés à l’évaluation métrologique des essais. De plus, HBK ouvre d’autres opportunités en matière à la fois d’essais électriques et d’analyse de la performance et de l’efficacité des batteries.

Le client

HUBER + SUHNER - Excellence in Connectivity Solutions