FN-QB-058 Cuivre dur (aluminium dur) et couche isolante - Protocole de test DV

La norme « FN-QB-058 Cuivre dur (aluminium dur) et couche isolante - Protocole d'essai DV » décrit la terminologie, le protocole d'essai DV et les méthodes d'essai des couches de cuivre dur (aluminium dur) et des couches isolantes de Farasis Energy (Ganzhou). Cette norme s'applique aux couches de cuivre dur (aluminium dur) et aux couches isolantes utilisées dans les modules et les packs de batteries lithium-ion de Farasis Energy (Ganzhou), qu'il s'agisse de matières premières ou de produits finis.

Aux fins de la présente norme, les définitions suivantes s'appliquent :

Composants de connexion électrique : Ces composants servent à connecter le circuit principal de la batterie, à protéger le courant de sortie externe du système et à assurer la conduction. On utilise couramment des câbles, des barres de cuivre souples et des barres omnibus en aluminium. Les matériaux conducteurs influent directement sur les performances de la connexion électrique ; le cuivre et l’aluminium sont les plus fréquemment employés. Selon les procédés de fabrication, on distingue les barres de cuivre souples, les barres omnibus rigides en cuivre, les barres d’aluminium souples, les câbles en cuivre et les câbles en aluminium. L’utilisation de câbles est généralement déconseillée en raison du rayon de courbure et du coût.
Protection de base : Il s’agit d’éviter tout contact direct avec les pièces sous tension dans des conditions normales.
Tension de tenue d'isolation : tension alternative ou continue maximale pouvant être appliquée en continu entre les bornes d'entrée et de sortie, les bornes d'entrée et le châssis, et les bornes de sortie et le châssis.
Barre omnibus rigide en cuivre : conducteur long en cuivre ou en alliage de cuivre, découpé dans des feuilles de cuivre rigides à section rectangulaire ou arrondie. Elle sert au transport du courant dans les circuits et au raccordement d’équipements électriques. Sa conductivité est conforme à la norme GB/T 5585.1.
Barre omnibus rigide en aluminium : conducteur long en aluminium ou en alliage d’aluminium, découpé dans des feuilles d’aluminium rigides à section rectangulaire ou arrondie. Elle sert au transport du courant dans les circuits et au raccordement d’équipements électriques. Sa conductivité est conforme à la norme GB/T 5585.2.
Gaine en PVC : polychlorure de vinyle, matériau possédant d’excellentes propriétés diélectriques et de bonnes propriétés mécaniques. Il ne possède pas de point de fusion fixe ; il commence à ramollir entre 80 et 85 °C.
Indice de cheminement comparatif : utilisé pour évaluer la résistance au cheminement des surfaces de matériaux isolants solides sous l’effet combiné d’un champ électrique et d’un environnement humide ou contaminé.

Les exigences de performance des matériaux ont été définies comme suit :

La couleur de la surface extérieure de la barre omnibus en cuivre doit être orange RAL2003-RAL2011, et il ne doit y avoir aucune différence de couleur notable sur la surface.
La barre omnibus en cuivre doit présenter un aspect général propre, exempte de taches de graisse, de saleté ou d'autres résidus susceptibles d'altérer son apparence.
La barre omnibus en cuivre doit paraître en bon état, sans rayures, bosses, dommages, fissures, déformations ni autres défauts de fabrication.
Les barres omnibus en cuivre nécessitent des étiquettes d'identification du produit sur la surface de l'emballage, comprenant le nom du produit, le code du matériau, le numéro de lot de production et les informations de qualification d'inspection en usine.
Les performances du cuivre dur (aluminium dur) et des matériaux de la couche isolante doivent être conformes aux exigences indiquées dans le tableau de la norme.

Les principales méthodes d'essai définies dans cette norme sont :

test de résistance au feu des matériaux de la couche isolante
Test de conductivité
résistance à l'abrasion de la couche isolante
Essai de rigidité diélectrique
test de dureté du revêtement en poudre
essai d'isolation
Test de force
test d'élévation de température
Test comparatif de l'indice de suivi de la couche isolante
Allongement de la couche isolante à la rupture
Test de coupe transversale
Essai à basse température
test de chaleur humide constante
Test de choc thermique
Vieillissement de la couche isolante
test au brouillard salin neutre

Ces tests vérifient que la couche isolante peut supporter une certaine tension élevée sans défaillance, garantissant ainsi la sécurité électrique, la prévention des fuites et la fiabilité en cas de surtension (par exemple, de pics de tension). Ils détectent les défauts de l'isolation entourant les conducteurs rigides en cuivre ou en aluminium, tels que les entailles, les zones d'amincissement, les contaminants ou les défauts de fabrication.

Les conducteurs rigides à traction sont utilisés pour une résistance accrue dans les câbles aériens ou électriques, mais ce test de validation de conception se concentre principalement sur les performances d'isolation.

Les méthodes d'essai définies dans la norme FN-QB-058 sont généralement conformes aux normes telles que UL 1581, IEC 60502 ou aux méthodes ASTM. Ces essais suivent essentiellement le processus suivant :

Préparation des échantillons : On utilise des échantillons de câbles traités (généralement de 5 à 10 mètres de long). Les extrémités sont dénudées pour exposer les conducteurs. Pour les méthodes d’immersion (courantes pour les câbles), la partie centrale est immergée dans un bain d’eau (l’eau salée est une option pour améliorer la conductivité), les extrémités restant exposées. L’eau sert d’électrode de terre.
Dispositif de test : Le conducteur (en cuivre massif ou en aluminium) est relié à une source de haute tension. Sa surface extérieure est mise à la terre (par bain d’eau, feuille métallique enroulée autour de l’isolant ou blindage, le cas échéant). Pour les câbles multiconducteurs, le test est effectué entre le conducteur et la terre/le blindage, ou entre phases si nécessaire.
Application de la tension : tension alternative ou continue (la tension alternative est plus courante en production, la tension continue convient mieux aux interventions sur site ou après assemblage). Tensions typiques :
Câbles basse tension (maximum 1 kV) : 1-5 kV (par exemple, 2 à 3 fois la tension nominale + 1000 V).
Moyenne tension : plus élevée en fonction de l’épaisseur/valeur de l’isolation.

La tension doit être augmentée progressivement (par exemple, à raison de 500 V/s) jusqu'à l'obtention du niveau de test. Le temps de maintien est généralement de 1 minute (ou 60 secondes pour le courant alternatif, et plus long pour certains tests en courant continu).

Critères d'acceptation : absence de défaillance diélectrique (décharge éclair, arc électrique ou claquage). Le courant de fuite doit être inférieur à la limite (par exemple, 1 à 10 mA selon la norme). Absence d'effet corona excessif ou de décharges partielles. Un contrôle visuel de l'état du circuit et, en option, une vérification de la résistance d'isolement sont effectués après les essais.
Sécurité et équipement : Un appareil de test de rigidité diélectrique avec coupure de courant est utilisé. Le test est réalisé en environnement contrôlé (température ambiante, environnement sec sauf indication contraire). Les protocoles de sécurité doivent être respectés (espace clos, mise à la terre).

Les principales différences entre le cuivre dur et l'aluminium dur sont les suivantes :

Le matériau conducteur influe sur la conductivité et les propriétés mécaniques, mais n'affecte pas directement la tension d'essai DV (qui dépend du type/de l'épaisseur de l'isolant).
L'aluminium peut nécessiter des sections transversales plus importantes et une isolation potentiellement plus épaisse pour une capacité de transport de courant équivalente, mais la procédure de test reste similaire.

Depuis de nombreuses années, notre organisation, forte de son personnel compétent et expérimenté, comprend les besoins de ses clients, leur fournit les services d'essais avancés requis et les accompagne dans la mise en place, l'application et l'amélioration de leurs systèmes de gestion. Dans ce cadre, nous proposons également des services d'essais aux entreprises, conformément à la norme « FN-QB-058 Cuivre dur (aluminium dur) et couche isolante - Essais de tension continue ».