Cavo ad alta tensione ISO 19642, XLFE 200°C, 1500 V DC

Il cablaggio ad alta tensione di un veicolo elettrico è l'unico punto di un'automobile in cui 1,500 V DC e 150 mm² di rame devono convivere entro un raggio di curvatura misurato in centimetri, accanto a un pacco batteria che lavora caldo, per quindici anni. ISO 19642 è la norma scritta esattamente per questo, e questo è il nostro cavo costruito secondo tale norma.

L'isolamento è un fluoroelastomero reticolato per irraggiamento (XLFE). La reticolazione mediante fascio di elettroni anziché per via chimica produce una parete sottile che non fonde, non fluisce sotto pressione a 150 °C e non risente del refrigerante, degli oli e delle sostanze chimiche presenti vicino alla batteria che aggrediscono il silicone e l'EPDM. È questo che permette di ottenere la classe di temperatura F a 200 °C come classificazione — 3,000 ore di invecchiamento a 200 °C senza screpolature e senza scariche — in una parete abbastanza sottile perché il cavo finito rientri ancora nel percorso di posa già progettato.

Due costruzioni coprono l'intero cablaggio. ISO 19642-5 è l'unipolare non schermato: dal pacco batteria all'inverter, dall'inverter al motore, terminali delle barre, ovunque la EMC sia gestita altrove. ISO 19642-9 è la versione rotonda, con guaina e schermata, con copertura della treccia di almeno 85 %, per i tratti in cui il cablaggio stesso deve restare silenzioso.

Le sezioni vanno da 3.0 mm² a 150 mm², con costruzioni maggiori fino a 250 mm² su richiesta, con tensione nominale 1,000 V AC / 1,500 V DC. Sono disponibili sia la cordatura ISO flessibile sia quella ISO standard, e questa scelta vale più di quanto sembri — vedere la scheda Dati tecnici.

Questo si distingue da tutto il resto nella nostra gamma di cavo per alte temperature in quanto è una norma automobilistica, non uno style UL AWM, ed è specificato tramite il numero di parte ISO anziché tramite il materiale. Se il materiale stesso è ancora da definire, la nostra panoramica su filo per alte temperature mette a confronto i fluoropolimeri, i siliconi e le poliolefine reticolate. Inviare il numero di parte, la sezione, schermato o non schermato, e la curva più stretta del percorso.

Due costruzioni condividono un unico sistema di isolamento. Ciò che cambia tra loro è tutto quanto sta all'esterno dell'isolamento, e ciò che questo costa sono diametro, peso e raggio di curvatura.

ISO 19642-5 — unipolare non schermato

1. Conduttore: rame nudo, a fili sottili, con cordatura ISO flessibile o ISO standard.
2. Isolamento: fluoroelastomero reticolato per irraggiamento (XLFE), parete sottile. Questo è l'intero cavo.

ISO 19642-9 — rotondo, con guaina e schermato

1. Conduttore: come sopra.
2. Isolamento primario: la stessa parete in XLFE.
3. Schermo: una treccia di rame stagnato con copertura minima 85 %.
4. Guaina: un secondo strato di XLFE sopra la treccia, così che l'esterno del cavo abbia lo stesso comportamento chimico e termico dell'interno.

Perché la reticolazione per irraggiamento e non una mescola reticolata chimicamente

Un termoplastico fonde e una gomma reticolata chimicamente viene vulcanizzata in un bagno o in un tubo, il che limita quanto la parete possa essere sottile e uniforme. La reticolazione con fascio di elettroni avviene dopo l'estrusione, sulla parete finita, così la parete può essere prima estrusa sottile e precisa e poi resa termoindurente. Il risultato è la combinazione di cui questa applicazione ha realmente bisogno: una parete che non fluisce sotto una fascetta a 150 °C, non si fessura a −40 °C, resiste al taglio dove il cablaggio passa su una staffa ed è ancora abbastanza sottile perché un'anima da 150 mm² finisca a circa 21 mm anziché 30.

Rispetto ai due materiali che di solito sostituisce: è più tenace del silicone, che è flessibile ma si strappa e si taglia facilmente e ha bisogno di una treccia per sopravvivere a un percorso di cablaggio; e sopporta la temperatura molto meglio rispetto a EPDM, che è al massimo un materiale da 150 °C. È inoltre resistente ai raggi UV, il che conta sui tratti sottoscocca e sulle infrastrutture di ricarica.

Lo schermo è una struttura a strati, non un ripensamento

Applicare una treccia costa all'incirca 3 mm di diametro e un terzo di peso in più a 35 mm², e fa aumentare il raggio di curvatura minimo di circa un quarto. È un costo reale in termini di ingombro, quindi schermare i tratti che richiedono schermatura anziché l'intero cablaggio per impostazione predefinita. Dove il pacco batteria, l'inverter e le carcasse del motore formano già un involucro schermato continuo, il cavo non schermato secondo la parte 5 all'interno di tale involucro è la soluzione più leggera, più economica e più facile da posare.

Cordatura: flessibile o standard

L'ISO definisce entrambe. Sono elettricamente identiche a parità di sezione — stessa resistenza del conduttore, diametro finito quasi identico — ma la cordatura flessibile impiega fili molto più numerosi e molto più sottili e affronta una curva assai più stretta. I valori sono nella scheda Dati tecnici e costituiscono la leva meno sfruttata di questo prodotto.

Questa è una norma per veicoli stradali, e il cavo è stato progettato attorno all'unico problema che un cablaggio ad alta tensione di un veicolo elettrico presenta e che nessun altro cablaggio ha: rame di sezione molto grande, tensione continua molto elevata, un pacco batteria caldo e uno spazio di posa definito dalla scocca grezza molto prima che qualcuno scegliesse un cavo.

Dove si utilizza

• Dal pacco batteria all'inverter — le sezioni più grandi del veicolo e di solito le curve più strette.
• Dall'inverter al motore di trazione — tre fasi, corrente di ripple elevata e un problema di EMC che decide tra schermato e non schermato.
• All'interno del pacco batteria — interconnessioni dei moduli, terminali di contattore e fusibile, cablaggio del sezionatore di servizio, dove la classe 200 °C riguarda il caso di guasto e non il ciclo di lavoro.
• Dalla presa di ricarica DC al pacco batteria — il tratto che deve portare l'intera corrente di ricarica con il veicolo fermo e senza flusso d'aria.
• Accumulo di energia stazionario — terminali delle barre in rack e container, collegamenti PCS e involucri BESS che adottano la norma automobilistica perché più severa di quella industriale.
• Elettrificazione di veicoli commerciali e macchine off-highway — autobus, autocarri, macchine minerarie e agricole, dove sia le vibrazioni sia la temperatura sono peggiori che in un'automobile.
• Banchi di prova e sistemi HIL — dove i cavi vengono continuamente riposizionati e la cordatura flessibile ripaga il suo costo.

Schermato o non schermato: la decisione

La regola onesta è che lo schermo va dove l'involucro schermante è interrotto. Un'uscita di inverter che esce da una carcassa schermata e raggiunge una carcassa motore schermata attraverso l'aria libera richiede un cavo schermato e una terminazione a 360° a entrambe le estremità. Lo stesso conduttore all'interno di un unico pacco sigillato, dove l'involucro è già continuo, non lo richiede — e schermarlo costa diametro e raggio di curvatura che potreste non avere.

Due punti da definire prima di specificare: come viene terminato lo schermo (un pigtail vanifica gran parte del beneficio alle frequenze che contano) e se l'obiettivo EMC è condotto o irradiato. Uno schermo scelto senza una risposta a nessuna delle due domande è peso di ingombro acquistato sulla fiducia.

Dove la specifica di solito sbaglia

• Il raggio di curvatura viene verificato per ultimo. È determinato dal diametro finito e, su un cavo schermato da 95 mm², è di 58 mm minimo in condizioni statiche. Se la staffa consente 40 mm, nessuna trazione potrà rimediare — ma passare alla cordatura flessibile forse sì.
• 200 °C viene interpretata come la temperatura di esercizio. La classe F è una capacità, provata fino a 3,000 h. Si acquista per il caso di guasto, per il margine di declassamento e per i quindici anni di vita, non perché il cablaggio funzioni a 200 °C.
• Viene citata la parte ISO sbagliata. La parte 5 e la parte 9 sono documenti diversi per cavi diversi. Citare soltanto “ISO 19642” non dice quasi nulla a un fornitore — vedere la scheda Norme.
• Nella richiesta si confondono alluminio e rame. L'ISO li tratta in parti separate. Se qualcuno propone l'alluminio per risparmiare peso, si tratta delle parti 6 e 10, non della 5 e della 9.
• La terminazione è trattata come un problema di qualcun altro. Un conduttore da 150 mm² con 4,788 fili richiede un processo di crimpatura qualificato per esso. Indicateci il capocorda e vi diremo se la cordatura scelta è adatta.

Distinzione da altre tipologie di cavo

• Non è uno style UL AWM. ISO 19642 è una norma automobilistica. Se la vostra apparecchiatura viene certificata secondo un percorso nordamericano per apparecchi o per l'industria, uno style AWM come filo di cablaggio UL PFA è il documento giusto, non questo.
• Non è un cavo di ricarica per veicoli elettrici. Il cavo dalla wallbox all'automobile è coperto da EN 50620 / IEC 62893 e richiede una costruzione completamente diversa.
• Non è un sostituto delle barre collettrici. Oltre 250 mm² la risposta è di solito una barra laminata, non più rame in una guaina.
• Non adatto a flessioni dinamiche ripetute come cavo per catene portacavi. La cordatura ISO flessibile è pensata per la posa e per le vibrazioni, non per un servizio a festone da milioni di cicli.

Valori nominali

ISO 19642-5 non schermato — dimensioni tipiche, cordatura ISO flessibile

Le misure intermedie — 4, 5, 8, 12, 20, 30, 40, 60 e 85 mm² — sono anch'esse standard e sono omesse qui solo per mantenere leggibile la tabella. * 120 e 150 mm² non sono misure a parete sottile definite nella ISO 19642; si tratta di una costruzione speciale realizzata con gli stessi materiali e lo stesso regime di prova. Preferiamo dirlo piuttosto che lasciarvelo scoprire in sede di riesame del progetto.

ISO 19642-9 schermato — quanto costano la treccia e la guaina

La resistenza del conduttore non cambia con la schermatura — leggerla dalla tabella qui sopra. A 35 mm² la treccia e la guaina aggiungono 3.0 mm di diametro, 33 % di peso e 9 mm di raggio di curvatura. Mettetelo a budget prima che i disegni delle staffe siano rilasciati, non dopo.

Classe di cordatura: il raggio di curvatura libero

La cordatura ISO flessibile e la ISO standard danno la stessa resistenza del conduttore e un diametro finito quasi identico. Ciò che cambia è quanto stretta è la curva che il cavo affronta:

Circa 40 % in meno sul raggio di curvatura minimo, senza variazioni di sezione, resistenza o classe di tensione. Se un percorso non rientra negli ingombri, questa è la prima cosa da provare — molto prima che qualcuno proponga di scendere di una sezione accettando la caduta di tensione. Il compromesso è che i fili più sottili costano di più e richiedono un processo di crimpatura qualificato per essi, quindi confermate contemporaneamente il capocorda e l'attrezzatura.

Quale parte della ISO 19642 è il vostro cavo?

“ISO 19642” da sola non è una specifica. È una famiglia in dieci parti, e il numero di parte comunica al fornitore la classe di tensione, la forma e il metallo del conduttore in un unico codice.

Le due righe in grassetto sono quelle trattate da questa pagina. Si noti che -5 e -9 non sono semplicemente “non schermato e schermato”: la parte 9 riguarda i cavi rotondi con guaina, schermati oppure non schermati, ed è tanto la guaina quanto la treccia a collocare un cavo nella parte 9. Se il vostro disegno dice “ISO 19642 schermato”, il numero di parte che vi serve è -9.

La classe F è una classe di temperatura, non una classe di conduttore

Questo punto genera una confusione reale, perché due norme diverse usano la stessa lettera per cose diverse.

• In ISO 19642 / ISO 6722, la lettera di classe è la classe di temperatura: A 85 °C, B 100, C 125, D 150, E 175, F 200, G 225, H 250 — ciascuna dimostrata con 3,000 ore di invecchiamento a lungo termine.
• In IEC 60228, la classe 5 e la classe 6 descrivono la flessibilità del conduttore e non dicono nulla sulla temperatura.

Quindi un cavo può essere di classe ISO F e avere comunque un conduttore relativamente rigido, e un conduttore di classe 6 può trovarsi dentro un isolamento da 90 °C. Quando specificate, indicate entrambi: la classe di temperatura ISO e la cordatura desiderata. Una richiesta che dice soltanto “classe F flessibile” è ambigua, e la differenza è il 40 % del vostro raggio di curvatura.

Ciò che la ISO 19642 fa effettivamente superare al cavo

Questa norma vale la pena di essere citata perché il regime di qualifica è insolitamente specifico. In sintesi, per la classe 1,000/1,500 V:

Leggendo insieme la riga della pressione a temperatura e quella dei cicli di umidità si ottiene in una riga l'argomento a favore di una parete termoindurente: il cavo viene schiacciato da una fascetta a caldo, poi sottoposto a cicli con un'escursione di 190 °C a umidità elevata, e deve comunque tenere 3 kV.

Sulle approvazioni OEM

I costruttori di veicoli sovrappongono le proprie specifiche di materiale alla ISO 19642, e l'approvazione di un fornitore rispetto a una di esse appartiene a quel fornitore, per quello stabilimento e quella mescola. Non rivendichiamo le approvazioni OEM di un'altra azienda, e non dovrebbe farlo nessuno di coloro che vi quotano. Se il vostro programma richiede una specifica OEM nominata, indicateci quale in fase di richiesta, così che il percorso di qualifica possa essere concordato prima dell'attrezzaggio anziché scoperto al PPAP.

Dati necessari per il preventivo

• Parte ISO: -5 oppure -9, e schermato o non schermato se parte 9
• Sezione e se la misura è fissata oppure determinata da un obiettivo di corrente e di caduta di tensione
• Cordatura: ISO flessibile o ISO standard — oppure indicateci la curva più stretta del percorso e lasciate scegliere a noi
• Classe di temperatura richiesta e se è determinata dal servizio o dal caso di guasto
• Colore (l'arancione è convenzionale per l'alta tensione, ma fa fede il disegno), marcatura e confezionamento
• Terminazione: numero di parte del capocorda o del connettore e il processo di crimpatura che avete già qualificato
• Eventuale specifica di materiale OEM secondo cui è sviluppato il programma

Certificazione TEBAOFLEX

La fonte cita per Jiangsu TEBAOFLEX Special Cable Co., Ltd il certificato UL UL-US-2449012-0 e il certificato cUL UL-CA-2437036-0, entrambi datati 27 dicembre 2024 nel rapporto E542560-20241225, e il certificato VDE 40060055 datato 28 marzo 2025. Si tratta di certificazioni a livello aziendale, distinte dalla qualifica secondo ISO 19642, che è un regime di prove di tipo rispetto alla norma. Inviate la parte, la classe e la misura che intendete ordinare e confermeremo le evidenze di prova applicabili prima del vostro impegno.

Documentazione fornita con l’ordine

• Disegno costruttivo con conduttore, cordatura, spessore della parete, schermo e dimensioni finite
• Rapporto di prova di tipo rispetto alla parte ISO 19642 e alla classe di temperatura concordate
• Verbali delle prove di routine del lotto di produzione, inclusa la tensione di tenuta e la prova di scintillio
• Certificato di conformità con riferimento alla parte e alla classe ISO
• Distinta bobine e imballi con marcatura e lunghezze

Per l'ambito di una parte specifica consultare direttamente l'ente emittente — ISO.