EP0829927A1 - Dispositif de raccordement d'une barre de puissance à un organe de conduction électrique - Google Patents

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EP0829927A1
EP0829927A1 EP97401849A EP97401849A EP0829927A1 EP 0829927 A1 EP0829927 A1 EP 0829927A1 EP 97401849 A EP97401849 A EP 97401849A EP 97401849 A EP97401849 A EP 97401849A EP 0829927 A1 EP0829927 A1 EP 0829927A1
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Automobiles Peugeot SA
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5205—Sealing means between cable and housing, e.g. grommet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/70—Insulation of connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/223—Insulating enclosures for terminals

Definitions

  • the present invention relates to a device for connection of a power bar to a electrical conduction.
  • the present invention relates to such a device which makes it possible to connect a power bar connected to an electronic circuit power, arranged in a housing, to a conduction member electric, external to the housing, via connecting connector means arranged on the outer face of a wall of the housing.
  • clamping means comprise for example a screw-nut mechanism, adapted to be engaged in corresponding holes of these parts to fix them and connect to each other.
  • devices of this type have a certain number of drawbacks, particularly in terms of their tightness, on the one hand to humidity and on the other hand to heat and mechanical stress transmitted by the bar to the electronic circuit.
  • connections are made by cables copper electrical for example, insulated and cross-section important, at the end of which are crimped or brazed metal lugs.
  • connection of these terminals at the battery or traction motor is a good technique known.
  • This power chopper is made up of components power electronics assembled on a circuit printed according to known technology.
  • This printed circuit is connected to the rest of the vehicle circuits by power bars.
  • the current flowing in this chopper and the power bars can be for example of the order of 300 amps.
  • the object of the invention is therefore to resolve these problems.
  • the invention relates to a device for connecting a power bar, connected to an electronic power circuit, arranged in a housing, to an electrical conduction member, external to the housing, via connector means connection, arranged on the external face of a wall of the housing, characterized in that the means forming connector comprise, facing a passage of the housing, an imprint for receiving sealing means and a connecting piece fixed on the corresponding wall of the housing and provided with a housing for receiving the ends corresponding to the electrical conduction unit and the power bar, which extends across the passage of the corresponding wall of the housing and the sealing means, and means for clamping these ends of the member and of the bar, to fix and connect these to each other.
  • Figure 1 a device of connection of the state of the art, a bar of power designated by the general reference 1 on this figure, connected to a power electronic circuit 2 arranged in a housing 3, to an electrical conduction member, external to the housing and designated by the reference general 4, via connector means of connection, designated by the general reference 5.
  • connection means are arranged on the face external wall of this housing 3.
  • the housing 3 has a conventional structure of receiving for example a printed circuit board from power, on which portions are fixed or welded connection for example the, from the power 1.
  • connection connector means at one end corresponding to an electrical cable with a large cross section, constituting the electrical conduction member 4 described previously.
  • connection device which makes it possible to connect a bar of power, designated by the general reference 10 on these figures, connected for example to an electronic circuit of power arranged in a housing, to a conduction member electric, designated for example by the reference general 11 in these figures, external to the housing, by by means of connection connector means, designated by the general reference 12 on these figures, and provided on the external face of a wall of the housing, this being designated by the general reference 13 in these figures.
  • the connector means include next to a passage 14 of the housing 13, a cavity 15 adapted to receive sealing means 16 and a connecting piece 17, made of insulating material.
  • This connecting piece 17 is fixed to the corresponding wall of the housing, for example via screwing means 18 and 19 (Fig. 5) which will described in more detail later.
  • this connecting piece 17 is provided with a housing 20 for receiving the corresponding ends of the electrical conduction member 11 and of the power bar 10, which extends across the passage 14 of the corresponding wall of the housing 13 and the sealing means 16, and clamping means 21 of these ends of the member and of the bar, to fix and connect these to each other.
  • the imprint 15 formed on the external surface of the corresponding wall of the housing 13, has a seat-shaped portion, designated by the reference general 22 in this figure, provided around passage 14 of the housing wall and adapted to cooperate with sealing means 16.
  • sealing means are presented by example in the form of a ring or a washer in neoprene or other material, provided with a passage for the end matching the power bar 10 like this has was previously described.
  • the connecting piece 17 is fixed to the wall of the housing 13 by means of screwing means 18 and 19 (Fig. 5).
  • the clamping means extending into the housing 20 of the connecting piece 17, include as as previously stated, a screw-nut mechanism designated by the general reference 21.
  • This mechanism includes a screw designated by example by the general reference 23 in these figures, this screw being adapted to be engaged in a hole corresponding side 24 of the connecting piece 17 and to cooperate with a nut 25, for example a prisoner in the housing 20, after having passed through this housing 20 of the connecting piece transversely.
  • the electrical conduction unit designated by the general reference 11 can for example be presented under the shape of an electric cable whose end is provided of a terminal 26.
  • the corresponding ends of the power bar 10 and this terminal 26, can be provided with holes 27 and 28 respectively, for the passage of the screw 23 of the screw-nut mechanism of the means tightening 21.
  • the part connection 17 is fixed on the corresponding wall of the housing 13 by means of the screws 18 and 19, of so as to compress the seal 16 between this connecting piece 17 and the seat-shaped portion 22 of the corresponding imprint of the wall of the case.
  • the corresponding end of the bar power 10 crosses passage 14 of the corresponding wall of the housing 13 and the seal 16 and extends in the housing 20 of the connecting piece.
  • the corresponding end and more particularly the terminal 26 of the electrical conduction member 11 external to the housing, is also engaged in this housing 20 of the connecting piece, so that the holes 27 and 28 of these exhibits, on the one hand opposite one on the other and on the other hand opposite hole 24 of the screw 23 of the clamping means 21.
  • the power bar 10 can be fixed on a printed circuit board, arranged in the housing 13 in a conventional manner, for example by welding of corresponding studs thereof, as has has been described with reference to Figure 1.
  • connection device has a number of advantages over to devices of the state of the art.
  • these power bars are immobilized along the three axes. In addition, these are electrically isolated from the housing.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)
  • Insertion, Bundling And Securing Of Wires For Electric Apparatuses (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Connection Or Junction Boxes (AREA)

Abstract

Ce dispositif de raccordement d'une barre reliée à un circuit disposé dans un boítier, à un organe de conduction électrique, externe au boítier, par l'intermédiaire de moyens formant connecteur de raccordement disposés sur la face externe d'une paroi du boítier, est caractérisé en ce que les moyens formant connecteur (12) comportent, en regard d'un passage (14) du boítier (13), une empreinte (15) de réception de moyens d'étanchéité (16) et d'une pièce de raccordement (17), fixée sur la paroi du boítier (13) et munie d'un logement (20) de réception des extrémités correspondantes de l'organe de conduction (11) et de la barre (10), celle-ci s'étendant à travers le passage (14) de la paroi du boítier (13) et les moyens d'étanchéité (16), et de moyens de serrage (21) de ces extrémités de l'organe et de la barre, pour fixer et raccorder celles-ci l'une à l'autre.

Description

La présente invention concerne un dispositif de raccordement d'une barre de puissance à un organe de conduction électrique.
Plus particulièrement, la présente invention concerne un tel dispositif qui permet de raccorder une barre de puissance reliée à un circuit électronique de puissance, disposé dans un boítier, à un organe de conduction électrique, externe au boítier, par l'intermédiaire de moyens formant connecteur de raccordement disposés sur la face externe d'une paroi du boítier.
On connaít déjà dans l'état de la technique, des dispositifs de ce type, dans lesquels une extrémité de la barre de puissance fait saillie à l'extérieur du boítier et est adaptée pour être reliée à une extrémité correspondante d'un organe de conduction électrique par l'intermédiaire par exemple de moyens de serrage.
Ces moyens de serrage comprennent par exemple un mécanisme à vis-écrou, adapté pour être engagé dans des trous correspondants de ces pièces pour les fixer et les raccorder l'une à l'autre.
Cependant, les dispositifs de ce type présentent un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau de leur étanchéité, d'une part à l'humidité et d'autre part à la chaleur et des contraintes mécaniques transmises par la barre au circuit électronique.
On sait en effet que les deux contraintes les plus importantes concernant un système électronique embarqué, par exemple à bord d'un véhicule automobile, et notamment un circuit électronique de puissance, sont l'humidité et la chaleur.
L'humidité s'infiltre dans les composants et amène progressivement leur destruction. La chaleur réduit également la durée de vie de ces composants, par exemple de moitié, tous les 10°C.
Ceci a donc conduit à enfermer les composants dans des boítiers, étanches afin de supprimer l'humidité et métalliques afin de dissiper les calories émises par les composants.
A cela s'ajoutent sur des véhicules électriques par exemple, des problèmes de connexions électriques des différents éléments de puissance, c'est à dire par exemple la batterie, le moteur de traction, le boítier électronique de commande, etc...
Ces connexions sont réalisées par des câbles électriques en cuivre par exemple, isolés et de section importante, à l'extrémité desquels sont serties ou brasées des cosses métalliques.
Le raccordement de ces cosses au niveau de la batterie ou du moteur de traction, est une technique bien connue.
Cependant, le raccordement de ces câbles aux composants de puissance dans un boítier, est une technique relativement complexe et peu développée actuellement dans la mesure où il est nécessaire d'assurer une continuité électrique entre des câbles de section importante et des petits composants électroniques disposés sur une plaque de circuit imprimé dans un boítier.
A titre d'exemple, on citera la commande des moteurs des véhicules électriques qui est actuellement réalisée par un hâcheur de puissance, dont la fonction est de réguler le courant d'alimentation du moteur, permettant ainsi de contrôler la vitesse de rotation du moteur et donc la vitesse de déplacement du véhicule.
Ce hacheur de puissance est constitué de composants électroniques de puissance assemblés sur un circuit imprimé selon une technologie connue.
Ce circuit imprimé est relié au reste des circuits du véhicule par des barres de puissance.
Le courant circulant dans ce hacheur et les barres de puissance peut être par exemple de l'ordre de 300 ampères.
On conçoit alors qu'il est relativement complexe d'assurer le raccordement de tels composants de taille très réduite à des câbles de section importante et ce de façon simple et fiable, tout en assurant une bonne étanchéité du boítier dans lequel est disposé le circuit.
Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de raccordement d'une barre de puissance, reliée à un circuit électronique de puissance, disposé dans un boítier, à un organe de conduction électrique, externe au boítier, par l'intermédiaire de moyens formant connecteur de raccordement, disposés sur la face externe d'une paroi du boítier, caractérisé en ce que les moyens formant connecteur comportent, en regard d'un passage du boítier, une empreinte de réception de moyens d'étanchéité et d'une pièce de raccordement fixée sur la paroi correspondante du boítier et munie d'un logement de réception des extrémités correspondantes de l'organe de conduction électrique et de la barre de puissance, celle-ci s'étendant à travers le passage de la paroi correspondante du boítier et les moyens d'étanchéité, et de moyens de serrage de ces extrémités de l'organe et de la barre, pour fixer et raccorder celles-ci l'une à l'autre.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
  • la Fig.1 représente une vue schématique en coupe d'un dispositif de raccordement de l'état de la technique;
  • la Fig.2 représente une vue en perspective éclatée et en coupe partielle d'un dispositif de raccordement selon l'invention;
  • la Fig.3 représente une vue de dessus de ce dispositif;
  • la Fig.4 représente une vue de côté et en coupe partielle d'un tel dispositif de raccordement, dans un état monté; et
  • la Fig.5 représente une vue de dessus de ce dispositif.
On a représenté sur la figure 1, un dispositif de raccordement de l'état de la technique, d'une barre de puissance désignée par la référence générale 1 sur cette figure, reliée à un circuit électronique de puissance 2 disposé dans un boítier 3, à un organe de conduction électrique, externe au boítier et désigné par la référence générale 4, par l'intermédiaire de moyens formant connecteur de raccordement, désignés par la référence générale 5. Ces moyens de raccordement sont disposés sur la face externe d'une paroi de ce boítier 3.
Le boítier 3 présente une structure classique de réception par exemple d'une plaque de circuit imprimé de puissance, sur laquelle sont fixées ou soudées des portions de raccordement par exemple la, de la barre de puissance 1.
L'une des extrémités de cette barre de puissance désignée par exemple par la référence 1b sur cette figure, fait saillie au-delà de la paroi correspondante du boítier, à travers un passage de celle-ci et est reliée par exemple par l'intermédiaire d'un mécanisme à vis-écrou, désigné par la référence générale 6, constituant les moyens formant connecteur de raccordement, à une extrémité correspondante d'un câble électrique de section importante, constituant l'organe de conduction électrique 4 décrit précédemment.
Comme on l'a indiqué précédemment, une telle structure présente un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau de son étanchéité vis-à-vis de l'humidité et de la chaleur et de sa résistance mécanique aux contraintes.
On a représenté sur les figures 2 à 5, un exemple de réalisation d'un dispositif de raccordement selon l'invention, qui permet de relier une barre de puissance, désignée par la référence générale 10 sur ces figures, reliée par exemple à un circuit électronique de puissance disposé dans un boítier, à un organe de conduction électrique, désigné par exemple par la référence générale 11 sur ces figures, externe au boítier, par l'intermédiaire de moyens formant connecteur de raccordement, désignés par la référence générale 12 sur ces figures, et prévus sur la face externe d'une paroi du boítier, celui-ci étant désigné par la référence générale 13 sur ces figures.
Selon l'invention, les moyens formant connecteur comprennent en regard d'un passage 14 du boítier 13, une empreinte 15 adaptée pour recevoir des moyens d'étanchéité 16 et une pièce de raccordement 17, en matériau isolant.
Cette pièce de raccordement 17 est fixée sur la paroi correspondante du boítier, par exemple par l'intermédiaire de moyens de vissage 18 et 19 (Fig.5) qui seront décrits plus en détail par la suite.
De plus, cette pièce de raccordement 17 est munie d'un logement 20 de réception des extrémités correspondantes de l'organe de conduction électrique 11 et de la barre de puissance 10, celle-ci s'étendant à travers le passage 14 de la paroi correspondante du boítier 13 et les moyens d'étanchéité 16, et de moyens de serrage 21 de ces extrémités de l'organe et de la barre, pour fixer et raccorder celles-ci l'une à l'autre.
L'empreinte 15 ménagée sur la surface externe de la paroi correspondante du boítier 13, comporte une portion en forme de siège, désignée par la référence générale 22 sur cette figure, prévue autour du passage 14 de la paroi du boítier et adaptée pour coopérer avec les moyens d'étanchéité 16.
Ces moyens d'étanchéité se présentent par exemple sous la forme d'une bague ou d'une rondelle en néoprène ou autre, munie d'un passage pour l'extrémité correspondante de la barre de puissance 10 comme cela a été décrit précédemment.
Comme cela a été mentionné précédemment, la pièce de raccordement 17 est fixée sur la paroi du boítier 13 par l'intermédiaire de moyens de vissage 18 et 19 (Fig.5).
Ceux-ci sont par exemple constitués par des vis disposées symétriquement de part et d'autre du logement 20 de cette pièce de raccordement 17, ces vis étant adaptées pour coopérer avec des trous taraudés de la paroi correspondante du boítier 13, comme cela est visible plus clairement sur la figure 5.
La fixation de cette pièce de raccordement sur la paroi correspondante du boítier permet alors de comprimer les moyens d'étanchéité 16 entre cette pièce de raccordement 17 et la portion en forme de siège 22 de l'empreinte 15 de cette paroi du boítier 13.
Les moyens de serrage s'étendant dans le logement 20 de la pièce de raccordement 17, comprennent comme cela a été indiqué précédemment, un mécanisme à vis-écrou désigné par la référence générale 21.
Ce mécanisme comporte une vis désignée par exemple par la référence générale 23 sur ces figures, cette vis étant adaptée pour être engagée dans un trou latéral correspondant 24 de la pièce de raccordement 17 et pour coopérer avec un écrou 25, par exemple prisonnier dans le logement 20, après avoir traversé ce logement 20 de la pièce de raccordement de façon transversale.
L'organe de conduction électrique désigné par la référence générale 11 peut par exemple se présenter sous la forme d'un câble électrique dont l'extrémité est munie d'une cosse 26.
On notera que les extrémités correspondantes de la barre de puissance 10 et de cette cosse 26, peuvent être munies de trous respectivement 27 et 28, pour le passage de la vis 23 du mécanisme à vis-écrou des moyens de serrage 21.
Comme cela a été expliqué précédemment et comme cela ressort plus clairement des figures 4 et 5, la pièce de raccordement 17 est fixée sur la paroi correspondante du boítier 13 par l'intermédiaire des vis 18 et 19, de manière à comprimer le joint d'étanchéité 16 entre cette pièce de raccordement 17 et la portion en forme de siège 22 de l'empreinte correspondante de la paroi du boítier.
L'extrémité correspondante de la barre de puissance 10 traverse le passage 14 de la paroi correspondante du boítier 13 et le joint d'étanchéité 16 et s'étend dans le logement 20 de la pièce de raccordement.
L'extrémité correspondante et plus particulièrement la cosse 26 de l'organe de conduction électrique 11 externe au boítier, est également engagée dans ce logement 20 de la pièce de raccordement, de manière que les trous 27 et 28 de ces pièces, soient d'une part en regard l'un de l'autre et d'autre part en regard du trou 24 de passage de la vis 23 des moyens de serrage 21.
Une fois cette vis engagée dans la pièce de raccordement et les trous de ces pièces, il est alors possible d'utiliser ce mécanisme à vis-écrou 21 pour assurer la fixation et le raccordement électrique des extrémités de la barre et de l'organe de conduction électrique.
On notera également que la barre de puissance 10 peut être fixée sur une plaque de circuit imprimé, disposée dans le boítier 13 de façon classique, par exemple par soudage de plots correspondants de celle-ci, comme cela a été décrit en regard de la figure 1.
On conçoit alors qu'un tel dispositif de raccordement présente un certain nombre d'avantages par rapport aux dispositifs de l'état de la technique.
En effet, un tel dispositif permet d'obtenir une très bonne étanchéité du boítier et notamment des passages de celui-ci pour les barres de puissance.
Par ailleurs, ces barres de puissance sont immobilisées selon les trois axes. De plus, celles-ci sont isolées électriquement par rapport au boítier.
Les contraintes éventuellement appliquées sur l'organe de conduction électrique ne sont plus transmises à la plaque de circuit imprimé, par l'intermédiaire de la barre, mais sont reprises sur la paroi correspondante du boítier, par la pièce de raccordement.
Il va de soi bien entendu que différents modes de réalisation de ce dispositif peuvent être envisagés.

Claims (8)

  1. Dispositif de raccordement d'une barre de puissance, reliée à un circuit électronique de puissance disposé dans un boítier, à un organe de conduction électrique, externe au boítier, par l'intermédiaire de moyens formant connecteur de raccordement, disposés sur la face externe d'une paroi du boítier, caractérisé en ce que les moyens formant connecteur (12) comportent, en regard d'un passage (14) du boítier (13), une empreinte (15) de réception de moyens d'étanchéité (16) et d'une pièce de raccordement (17), fixée sur la paroi correspondante du boítier (13) et munie d'un logement (20) de réception des extrémités correspondantes de l'organe de conduction électrique (11) et de la barre de puissance (10), celle-ci s'étendant à travers le passage (14) de la paroi correspondante du boítier (13) et les moyens d'étanchéité (16), et de moyens de serrage (21) de ces extrémités de l'organe et de la barre, pour fixer et raccorder celles-ci l'une à l'autre.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'empreinte (15) comporte une portion en forme de siège (22) autour du passage (14) de la paroi du boítier, pour coopérer avec les moyens d'étanchéité (16).
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité (16) comprennent une pièce en néoprène, munie d'un passage pour l'extrémité correspondante de la barre de puissance (10).
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de raccordement (17) est fixée sur la paroi correspondante du boítier (13), par l'intermédiaire de moyens de vissage (18,19) disposés symétriquement de part et d'autre du logement (20) de celle-ci.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de serrage (21) comprennent un mécanisme à vis-écrou (23,25) adapté pour s'étendre transversalement dans le logement (20) de la pièce de raccordement (17), dans des trous correspondants (27,28) des extrémités de la barre de puissance (10) et de l'organe de conduction électrique (11).
  6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'écrou (25) du mécanisme à vis-écrou est prisonnier dans le logement (20).
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de conduction électrique se présente sous la forme d'un câble électrique (11) dont l'extrémité est munie d'une cossé (26).
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la barre de puissance (10) est reliée à une plaque de circuit imprimé de puissance par fixation de portions de celle-ci sur cette plaque.
EP19970401849 1996-09-11 1997-07-31 Dispositif de raccordement d'une barre de puissance à un organe de conduction électrique Expired - Lifetime EP0829927B1 (fr)

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