EP4158673A1 - Dispositif de coupure a chambre plasma - Google Patents

Dispositif de coupure a chambre plasma

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EP4158673A1
EP4158673A1 EP21734192.4A EP21734192A EP4158673A1 EP 4158673 A1 EP4158673 A1 EP 4158673A1 EP 21734192 A EP21734192 A EP 21734192A EP 4158673 A1 EP4158673 A1 EP 4158673A1
Authority
EP
European Patent Office
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piston
cavity
conductive element
channel
receiving cavity
Prior art date
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Application number
EP21734192.4A
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German (de)
English (en)
Other versions
EP4158673C0 (fr
EP4158673B1 (fr
Inventor
Frédéric MARLIN
Romain LORENZON
Jean-François OEUVRARD
Guillaume LEMMEL
Patrice Fleureau
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ArianeGroup SAS
Original Assignee
ArianeGroup SAS
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Publication date
Application filed by ArianeGroup SAS filed Critical ArianeGroup SAS
Publication of EP4158673A1 publication Critical patent/EP4158673A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP4158673C0 publication Critical patent/EP4158673C0/fr
Publication of EP4158673B1 publication Critical patent/EP4158673B1/fr
Active legal-status Critical Current
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/006—Opening by severing a conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H2039/008—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current using the switch for a battery cutoff
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/342—Venting arrangements for arc chutes

Definitions

  • the present invention relates to the general field of electrical switching devices, and more particularly those of the pyrotechnic actuation type.
  • Pyrotechnic cutting devices comprising a body in which is present a pyrotechnic initiator configured to, when triggered, set in motion a piston provided with a relief in the direction of a conductive bar to be severed.
  • the invention provides a switching device comprising: a conductive element and a movable piston, the piston being able to move between a first position of passage of the current in the conductive element and a second position of current cut, the piston being configured to break the conductive element during its passage from its first position to its second position, the piston being positioned in a receiving cavity of a receiving element when said piston is in its second position , characterized in that the receiving element further comprises at least one additional cavity distinct from the receiving cavity and connected to said receiving cavity by means of at least one channel, said at least one channel being open when the conductive element breaks by the piston.
  • Such a cut-off device makes it possible to evacuate the plasma generated during the rupture of the conductive element towards the additional cavity, thus limiting the quantity of plasma in the receiving cavity which tends to slow down the piston and to ensure the electrical continuity between the broken ends of the conductive element.
  • the device is a pyrotechnic cut-off device comprising a pyrotechnic initiator, the piston being able to move following the actuation of the pyrotechnic initiator between its first position and its second position.
  • the at least one channel is closed off by the piston when said piston is in its second position.
  • the at least one channel is located in line with a breaking point of the conductive element.
  • the receiving element comprises at least two separate additional cavities each connected to the receiving cavity by at least one channel.
  • the conductive element is configured to be broken by the piston at two breaking points.
  • each additional cavity is connected to the receiving cavity by at least one channel located at the right of a breaking point of the conductive element, at least one channel being located at the right of each point of rupture of the conductive element.
  • the at least one additional cavity comprises a length at least equal to half the length of the receiving cavity.
  • the volume of the at least one additional cavity is greater than or equal to the volume of the receiving cavity.
  • the at least one channel opens into the receiving cavity on a portion of said receiving cavity having a conical surface of complementary shape to a portion of the piston.
  • the conductive element is configured to be broken at a point of failure and to be bent by the piston.
  • the invention relates to a secure electrical installation comprising a switching device according to any one of the possible characteristics and an electrical circuit connected to the conductive element of said device.
  • the invention relates to a vehicle comprising a secure electrical installation according to one of the possible characteristics.
  • Figure 1 is a schematic representation of a sectional view of a switching device according to one embodiment of the invention, the piston being in the first position.
  • FIG. 2 corresponds to the switching device of FIG. 1 in which the piston is in the second position.
  • FIG. 3 is a perspective view of a receiving element of the switching device according to a possible embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a schematic representation of a secure electrical circuit in which is present a switching device according to the invention.
  • Figure 5 is a schematic representation of a sectional view of a switching device according to a possible embodiment of the invention.
  • a switching device 100 comprises a body 10 inside which are installed a pyrotechnic initiator 20, a piston 30, and a conductive element 40.
  • the piston 30 is mounted so as to be movable between a first storage position and a second broken position, the piston 30 being moved from its first position to its second position by the actuation of the initiator. pyrotechnic 20.
  • the function of the piston 30 is to break the conductive element 40 during its passage from its first position to its second position, thus cutting off the flow of electric current passing through the conductive element 40.
  • the device 100 comprises a first 41 and a second 42 electrical terminals intended to be connected to an electrical circuit to be cut and which correspond here to two ends of the conductive element 40.
  • the conductive element 40 here takes the form of an electrically conductive bar or tab .
  • the device 100 can comprise a plurality of conductive elements.
  • An example of an installation comprising an electrical circuit connected to terminals 41 and 42 will be described in connection with FIG. 4.
  • the conductive element 40 comprises at least one zone of weakness 43 which is intended to form a point of rupture of the conductive element 40.
  • the conductive element 40 comprises two zones of weaknesses 43, thus making it possible to ensure a break of the 'conductive element 40 at two breaking points and detach a sacrificial portion 44 from the rest of the conductive element 40.
  • the body 10 may have a cylindrical shape with the main axis Z, as shown in the figures, other shapes are however possible.
  • the body 10 is formed by a storage element 11 and a receiving element 12 which are assembled together.
  • the storage element 11 has a storage cavity 11a in which the piston 30 is located when the piston 30 is in its first position.
  • the receiving element 12 has a receiving cavity 12a which is aligned with the storage cavity 11a and which communicates with said storage cavity 11a.
  • the receiving cavity 12a is intended to receive the piston 30 when said piston 30 is in its second position, as illustrated in FIG. 2.
  • the storage cavity 11a and the receiving cavity 12a form a housing in which can move. the piston 30 and which passes through the conductive portion 40.
  • the pyrotechnic initiator 20 comprises a pyrotechnic charge connected to connectors 21.
  • the pyrotechnic charge is, when it is initiated for example with the aid of a current passing through the connectors 21, capable of generating a pressurization gas by its combustion.
  • the conductive elements 21 can be connected to a control device C (FIG. 4) configured to actuate the pyrotechnic initiator 20 when an anomaly is detected.
  • the piston 30 has, in this example, a shape of revolution about the Z axis.
  • the Z axis corresponds to the axis of movement of the piston 30.
  • the piston 30 comprises a circumferential groove in which a seal d
  • the seal 31, for example an O-ring, is housed.
  • the piston 30 can move in a direction of movement A along the Z axis inside the body 10 between a high position (first position) as in Figure 1, and a low position (second position) as in FIG. 2. As long as the pyrotechnic initiator 20 has not been triggered, the piston 30 is in its first position.
  • the receiving element 12 comprises at least one additional cavity 50 located around the receiving cavity 12a which is placed in communication with said receiving cavity 12a by at least one channel 51
  • the receiving element 12 comprises a plurality of additional cavities 50.
  • the additional cavities 50 are cavities distinct from the receiving cavity 12a, in particular the piston 30 does not penetrate into the cavities. Additional 50 when said piston 30 is positioned in the receiving cavity 12a.
  • the channels 51 which connect the additional cavities 50 to the receiving cavity 12a are open when the piston 30 breaks the conductive element 40, and are closed by the piston 30 when said piston 30 is in its second position.
  • Such additional cavities 50 make it possible to receive the plasma generated during the rupture of the conductive element 40, the plasma thus being evacuated from the receiving cavity 12a towards the additional cavity or cavities 50 via the channel or channels 51. has in fact realized that the fact that the plasma stagnates in the receiving cavity 12a tends on the one hand to slow down the movement of the piston 30, and on the other hand tends to allow the flow of electric current despite the rupture of the conductive element 40.
  • the fact of moving the plasma out of the receiving cavity 12a thus enables the device 100 to cut off more quickly and more efficiently the flow of an electric current between the two terminals 41 and 42 of the conductive element , 40 and this despite the fact that the tension and the intensity of the electric current is high (in particular a voltage greater than 500V and an intensity greater than 10kA) and cause the generation of plasma when the conductive element 40 breaks.
  • the piston 30 closes the channel or channels 51, thus maintaining the plasma in the additional cavities 50, which thus limits the risk that the current continues to flow despite the cutting of the conductive element 40.
  • the channel (s) 51 are located in line with a breaking point of the conductive element 40. In fact, the plasma is generated at the breaking point of the conductive element 40.
  • the channel or channels 51 are preferably located close to a breaking point of the conductive element 40, thus allowing better evacuation of the plasma to the additional cavity or cavities 50.
  • the channel or channels are located at a distance less than or equal to 5mm from a breaking point of the conductive element 40.
  • the size of the additional cavity or cavities 50 is advantageously large enough compared to the size of the receiving cavity 12a.
  • the additional cavity or cavities 50 have a length which is at least equal to the length of the receiving cavity 12a. Even more advantageously, the total volume of the additional cavity (s) 50 is greater than or equal to the volume of the receiving cavity 12a. Preferably, the total volume of the additional cavity (s) 50 is greater than the volume of the receiving cavity 12a.
  • the receiving element 12 comprises a plurality of additional cavities 50 in order to create isolated pockets of plasma.
  • the receiving element 12 may for example include four additional cavities 50, as in the example of Figure 3.
  • the channels 51 open into the receiving cavity 12a on a portion P of said cavity of reception 12a which has a conical surface.
  • the shape of the conical surface of the portion P of the receiving cavity 12a is complementary to the shape of a portion of the piston 30, thus making it possible to improve the tightness of the closure of the channels 51 by the piston 30.
  • the conductive element 40 comprises a zone of weakness 43 and is broken at a point of failure.
  • the sacrificial portion 44 is not detached from the rest of the conductive element 40 but is bent by the piston 30 into the receiving cavity 12a.
  • FIG. 4 schematically shows an example of a secure electrical installation 300 implementing the switching device 100 according to the invention.
  • the secure electrical installation 300 comprises a secure power supply system 310 comprising the switching device 100 (shown very schematically) and a power supply circuit 311.
  • the power supply circuit 311 here comprises an electric generator G connected to the second terminal 42 of the conductive portion 40 of the switching device 100.
  • the electric generator G can be for example a battery or an alternator.
  • the secure power system 310 further comprises a control element C configured to actuate the pyrotechnic initiator 20 when an anomaly is detected.
  • the control element C is connected to the pyrotechnic initiator 20 via the connectors 21.
  • the anomaly in response to which the control element C can trigger the pyrotechnic initiator 20 may be an electrical anomaly, such as an electrical fault. current threshold exceeded in the circuit, or a non-electrical anomaly such as the detection of a shock, for example a sudden deceleration of the control element, a change in temperature, pressure, etc. If an anomaly is detected, the control element C is able to send an electric current to the pyrotechnic initiator 20 for its triggering in order to cut off the current, as described above.
  • the secure electrical installation 300 finally includes an electrical device
  • a motor vehicle can include a secure electrical installation 300.
  • the channels 51 may be located in a lower part of the receiving cavity 12a, the embodiment illustrated in Figures 1 and 2 comprising the channels 51 in the upper part of the receiving cavity 12.
  • the receiving cavity 12a in fact comprises an upper part located at a first end and which opens into the storage cavity 11a and a lower part which is located at a second end, which is closed and which receives the sacrificial portion 44 once detached from the conductive element 40.
  • the plasma applies pressure on the walls 200 of the additional cavities 50, thus strengthening the tightness of the male cone 201 formed by the piston 30 with the female cone 202 formed by the receiving cavity 12a.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de coupure comprenant :, un élément conducteur (40) et un piston (30) mobile, le piston (30) étant apte à se déplacer entre une première position de passage du courant dans l'élément conducteur (40) et une deuxième position de coupure du courant, le piston (30) étant configuré pour rompre l'élément conducteur (40) lors de son passage de sa première position à sa deuxième position, le piston (30) étant positionné dans une cavité de réception (12a) d'un élément de réception (12) lorsque ledit piston (30) est dans sa deuxième position, caractérisé en ce que l'élément de réception (12) comprend en outre au moins une cavité additionnelle (50) distincte de la cavité de réception (12a) et reliée à ladite cavité de réception (12a) par au moins un canal (51), ledit au moins un canal (51) étant ouvert lors de la rupture de l'élément conducteur (40) par le piston (30).

Description

Description
Titre de l'invention : Dispositif de coupure à chambre plasma
Domaine Technique [0001] La présente invention se rapporte au domaine général des dispositifs de coupure électrique, et plus particulièrement ceux du type à actionnement pyrotechnique.
Technique antérieure
[0002] On connaît des dispositifs de coupure pyrotechnique comprenant un corps dans lequel est présent un initiateur pyrotechnique configuré pour, lorsqu’il est déclenché, mettre en mouvement un piston muni d’un relief en direction d’une barre conductrice à sectionner.
[0003] On connaît par exemple le document déposé sous le numéro FR1908466 qui décrit un dispositif de coupure pyrotechnique. Le dispositif présenté dans le document FR1908466 connus permet d’obtenir des résultats satisfaisants, notamment pour des tensions supérieures à 500V et intensités supérieures à 10kA. Toutefois, la Demanderesse s’est aperçue que la génération de plasma provoquée lors de la rupture de la barre conductrice tend à limiter la coupure électrique. [0004] Ainsi, il existe ainsi un besoin pour un dispositif de coupure qui soit plus fiable à des tensions et à des intensités élevées.
Exposé de l’invention
[0005] A cet effet, l’invention propose un dispositif de coupure comprenant: un élément conducteur et un piston mobile, le piston étant apte à se déplacer entre une première position de passage du courant dans l’élément conducteur et une deuxième position de coupure du courant, le piston étant configuré pour rompre l’élément conducteur lors de son passage de sa première position à sa deuxième position, le piston étant positionné dans une cavité de réception d’un élément de réception lorsque ledit piston est dans sa deuxième position, caractérisé en ce que l’élément de réception comprend en outre au moins une cavité additionnelle distincte de la cavité de réception et reliée à ladite cavité de réception par au moins un canal, ledit au moins un canal étant ouvert lors de la rupture de l’élément conducteur par le piston.
[0006] Un tel dispositif de coupure permet d’évacuer le plasma généré lors de la rupture de l’élément conducteur vers la cavité additionnelle, limitant ainsi la quantité de plasma dans la cavité de réception qui tend à ralentir le piston et à assurer la continuité électrique entre les extrémités rompues de l’élément conducteur.
[0007] Selon une caractéristique possible, le dispositif est un dispositif de coupure pyrotechnique comprenant un initiateur pyrotechnique, le piston étant apte à se déplacer suite à l’actionnement de l’initiateur pyrotechnique entre sa première position et se deuxième position.
[0008] Selon une caractéristique possible, le au moins un canal est obturé par le piston lorsque ledit piston est dans sa deuxième position.
[0009] Selon une caractéristique possible, le au moins un canal est situé au droit d’un point de rupture de l’élément conducteur.
[0010] Selon une caractéristique possible, l’élément de réception comprend au moins deux cavités additionnelles distinctes chacune reliée à la cavité de réception par au moins un canal.
[0011] Selon une caractéristique possible, l’élément conducteur est configuré pour être rompu par le piston en deux points de rupture.
[0012] Selon une caractéristique possible, chaque cavité additionnelle est reliée à la cavité de réception par au moins un canal situé au droit d’un point de rupture de l’élément conducteur, au moins un canal étant situé au droit de chaque point de rupture de l’élément conducteur.
[0013] Selon une caractéristique possible, la au moins une cavité additionnelle comprend une longueur au moins égale à la moitié de la longueur de la cavité de réception.
[0014] Selon une caractéristique possible, le volume de la au moins une cavité additionnelle est supérieur ou égal au volume de la cavité de réception. [0015] Selon une caractéristique possible, le au moins un canal débouche dans la cavité de réception sur une portion de ladite cavité de réception présentant une surface conique de forme complémentaire à une portion du piston.
[0016] Selon une caractéristique possible, l’élément conducteur est configuré pour être rompu en un point de rupture et être plié par le piston.
[0017] Selon un deuxième aspect, l’invention concerne une installation électrique sécurisée comprenant un dispositif de coupure selon l’une quelconque des caractéristiques possibles et un circuit électrique relié à l’élément conducteur dudit dispositif.
[0018] Selon un troisième aspect, l’invention concerne un véhicule comprenant une installation électrique sécurisée selon l’une des caractéristiques possibles.
Brève description des dessins
[0019] [Fig. 1] La figure 1 est une représentation schématique d’une vue en coupe d’un dispositif de coupure selon un mode de réalisation de l’invention, le piston étant en première position.
[0020] [Fig. 2] La figure 2 correspond au dispositif de coupure de la figure 1 dans lequel le piston est en deuxième position.
[0021] [Fig. 3] La figure 3 est une en perspective d’un élément de réception du dispositif de coupure selon un mode de réalisation possible de l’invention.
[0022] [Fig. 4] La figure 4 est une représentation schématique d’un circuit électrique sécurisé dans lequel est présent un dispositif de coupure selon l’invention.
[0023] [Fig. 5] La figure 5 est une représentation schématique d’une vue en coupe d’un dispositif de coupure selon un mode de réalisation possible de l’invention.
Description des modes de réalisation
[0024] Comme cela est illustré sur les figures 1 et 2, un dispositif 100 de coupure selon un mode de réalisation comprend un corps 10 à l’intérieur duquel sont installés un initiateur pyrotechnique 20, un piston 30, et un élément conducteur 40. Le piston 30 est monté de sorte à être mobile entre une première position de stockage et une deuxième position de rupture, le piston 30 étant déplacé depuis sa première position vers sa deuxième position par l’actionnement de l’initiateur pyrotechnique 20. Le piston 30 a pour fonction de rompre l’élément conducteur 40 lors de son passage de sa première position vers sa deuxième position, coupant ainsi la circulation du courant électrique traversant l’élément conducteur 40. [0025] Le dispositif 100 comprend une première 41 et une deuxième 42 bornes électriques destinées à être reliées à un circuit électrique à couper et qui correspondent ici à deux extrémités de l’élément conducteur 40. L’élément conducteur 40 prend ici la forme d’une barre ou languette conductrice électriquement. Dans un mode de réalisation non illustré, le dispositif 100 peut comprendre une pluralité d’éléments conducteurs. Un exemple d’installation comprenant un circuit électrique relié aux bornes 41 et 42 sera décrit en lien avec la figure 4. Afin de faciliter la rupture de l’élément conducteur 40 par le piston 30, l’élément conducteur 40 comprend au moins une zone de faiblesse 43 qui est destinée à former un point de rupture de l’élément conducteur 40. Dans les exemples de réalisation illustrés sur les figures, l’élément conducteur 40 comprend deux zones de faiblesses 43, permettant ainsi d’assurer une cassure de l’élément conducteur 40 en deux points de rupture et de détacher une portion sacrificielle 44 du reste de l’élément conducteur 40.
[0026] Le corps 10 peut présenter une forme cylindrique d’axe principal Z, comme cela est illustré sur les figures, d’autres formes sont cependant possibles. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures, le corps 10 est formé par un élément de stockage 11 et un élément de réception 12 qui sont assemblés ensemble. L’élément de stockage 11 présente une cavité de stockage 11a dans laquelle le piston 30 est situé lorsque le piston 30 est dans sa première position. L’élément de réception 12 présente une cavité de réception 12a qui est alignée avec la cavité de stockage 11 a et qui communique avec ladite cavité de stockage 11 a.
La cavité de réception 12a est destinée à recevoir le piston 30 lorsque ledit piston 30 est dans sa deuxième position, comme cela est illustré sur la figure 2. La cavité de stockage 11a et la cavité de réception 12a forme un logement dans lequel peut se déplacer le piston 30 et qui est traversée par la portion conductrice 40.
[0027] L’initiateur pyrotechnique 20 comprend une charge pyrotechnique reliée à des connecteurs 21. La charge pyrotechnique est, lorsqu’elle est initiée par exemple à l’aide d’un courant traversant les connecteurs 21 , apte à générer un gaz de pressurisation par sa combustion. Les éléments conducteurs 21 peuvent être reliés à un dispositif de contrôle C (figure 4) configuré pour actionner l’initiateur pyrotechnique 20 lorsqu’une anomalie est détectée.
[0028] Le piston 30 présente, dans cet exemple, une forme de révolution autour de l’axe Z. L’axe Z correspond à l’axe de déplacement du piston 30. Le piston 30 comprend une gorge circonférentielle dans laquelle un joint d’étanchéité 31 , par exemple un joint torique, est logé. Le piston 30 peut se déplacer selon une direction de déplacement A le long de l’axe Z à l’intérieur du corps 10 entre une position haute (première position) comme sur la figure 1 , et une position basse (deuxième position) comme sur la figure 2. Tant que l’initiateur pyrotechnique 20 n’a pas été déclenché, le piston 30 est dans sa première position.
[0029] Comme visible sur les figures 1 à 3, l’élément de réception 12 comprend au moins une cavité additionnelle 50 située autour de la cavité de réception 12a qui est mise en communication avec ladite cavité de réception 12a par au moins un canal 51. Dans les exemples de réalisation illustrés sur les figures, l’élément de réception 12 comprend une pluralité de cavités additionnelles 50. Les cavités additionnelles 50 sont des cavités distinctes de la cavité de réception 12a, notamment le piston 30 ne pénètre pas dans les cavités additionnelles 50 lorsque ledit piston 30 est positionné dans la cavité de réception 12a. Les canaux 51 qui relient les cavités additionnelles 50 à la cavité de réception 12a sont ouverts lorsque le piston 30 vient rompre l’élément conducteur 40, et sont obturés par le piston 30 lorsque ledit piston 30 est dans sa deuxième position. De telles cavités additionnelles 50 permettent de recevoir le plasma généré lors de la rupture de l’élément conducteur 40, le plasma étant ainsi évacué depuis la cavité de réception 12a vers la ou les cavités additionnelles 50 par le ou les canaux 51.. La Demanderesse s’est en effet rendue compte que le fait que le plasma stagne dans la cavité de réception 12a tend d’une part à ralentir le mouvement du piston 30, et d’autre part tend à permettre la circulation du courant électrique malgré la rupture de l’élément conducteur 40. Le fait de déplacer le plasma hors de la cavité de réception 12a permet ainsi au dispositif 100 de couper plus rapidement et plus efficacement la circulation d’un courant électrique entre les deux bornes 41 et 42 de l’élément conducteur, 40 et ce malgré le fait que la tension et l’intensité du courant électrique soit élevées (notamment une tension supérieure à 500V et une intensité supérieure à 10kA) et provoquent la génération de plasma à la rupture de l’élément conducteur 40.
[0030] De manière préférentielle, une fois l’élément conducteur 40 rompu, le piston 30 vient ensuite obturer le ou les canaux 51 , maintenant ainsi le plasma dans les cavités additionnelles 50, ce qui limite ainsi le risque que le courant continue de circuler malgré la coupure de l’élément conducteur 40.
[0031] Selon une caractéristique préférentielle permettant une meilleure évacuation du plasma vers la ou les cavités additionnelles 50, le ou les canaux 51 sont situés au droit d’un point de rupture de l’élément conducteur 40. En effet, le plasma est généré au niveau du point de rupture de l’élément conducteur 40.
[0032] Le ou les canaux 51 sont de préférence situés proches d’un point de rupture de l’élément conducteur 40, permettant ainsi une meilleure évacuation du plasma vers la ou les cavités additionnelles 50. Ainsi, le ou les canaux sont situés à une distance inférieure ou égale à 5mm d’un point de rupture de l’élément conducteur 40.
[0033] Afin de minimiser la quantité de plasma restant dans la cavité de réception 12a, la taille de la ou des cavités additionnelles 50 est avantageusement suffisamment importante par rapport à la taille de la cavité de réception 12a.
Ainsi, la ou les cavités additionnelles 50 présentent une longueur qui est au moins égale à la longueur de la cavité de réception 12a. De manière encore plus avantageuse, le volume totale de la ou des cavités additionnelles 50 est supérieur ou égal au volume de la cavité de réception 12a. De manière préférentielle, le volume totale de la ou des cavités additionnelles 50 est supérieur au volume de la cavité de réception 12a.
[0034] Selon une caractéristique préférentielle permettant d’obtenir une meilleure isolation, l’élément de réception 12 comprend une pluralité de cavités additionnelles 50 afin de créer des poches isolées de plasma. L’élément de réception 12 peut par exemple comprendre quatre cavités additionnelles 50, comme dans l’exemple de la figure 3.
[0035] Dans les modes de réalisation illustrés sur les figures 1 à 3, les canaux 51 débouchent dans la cavité de réception 12a sur une portion P de ladite cavité de réception 12a qui présente une surface conique. La forme de la surface conique de la portion P de la cavité de réception 12a est complémentaire à la forme d’une portion du piston 30, permettant ainsi d’améliorer l’étanchéité de la fermeture des canaux 51 par le piston 30. [0036] Selon un mode de réalisation possible qui n’est pas illustré sur les figures, l’élément conducteur 40 comprend une zone de faiblesse 43 et est rompue en un point de rupture. La portion sacrificielle 44 n’est pas détachée du reste de l’élément conducteur 40 mais est pliée par le piston 30 dans la cavité de réception 12a. [0037] La figure 4 montre schématiquement un exemple d’installation électrique sécurisée 300 mettant en oeuvre le dispositif 100 de coupure selon l’invention.
[0038] L’installation électrique sécurisée 300 comprend un système d’alimentation sécurisé 310 comprenant le dispositif de coupure 100 (représenté de façon très schématique) et un circuit d’alimentation 311. Le circuit d’alimentation 311 comprend ici un générateur électrique G relié à la deuxième borne 42 de la portion conductrice 40 du dispositif de coupure 100. Le générateur électrique G peut être par exemple une batterie ou un alternateur.
[0039] Le système d’alimentation sécurisé 310 comprend en outre un élément de contrôle C configuré pour actionner l’initiateur pyrotechnique 20 lorsqu’une anomalie est détectée. L’élément de contrôle C est connecté à l’initiateur pyrotechnique 20 par l’intermédiaire des connecteurs 21. L’anomalie en réponse à laquelle l’élément de contrôle C peut déclencher l’initiateur pyrotechnique 20 peut être une anomalie électrique, comme un dépassement de seuil de courant dans le circuit, ou une anomalie non-électrique comme la détection d’un choc, par exemple une décélération brusque de l’élément de contrôle, d’un changement de température, de pression, etc. En cas de détection d’une anomalie, l’élément de contrôle C est apte à envoyer un courant électrique à l’initiateur pyrotechnique 20 pour son déclenchement afin de couper le courant, comme décrit précédemment. [0040] L’installation électrique sécurisée 300 comprend enfin un dispositif électrique
D relié ici à la première borne 41 de la portion conductrice 40 du dispositif de coupure 100 pour être alimenté par le système d’alimentation sécurisé 310. [0041] A titre d’exemple, un véhicule automobile peut comprendre une installation électrique sécurisée 300.
[0042] Selon un mode de réalisation possible illustré sur la figure 5, les canaux 51 peuvent être situés dans une partie basse de la cavité de réception 12a, le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2 comprenant les canaux 51 en partie haute de la cavité de réception 12. La cavité de réception 12a comprend en effet une partie haute située à une première extrémité et qui débouche dans la cavité de stockage 11 a et une partie basse qui est située à une deuxième extrémité, qui obturée et qui reçoit la portion sacrificielle 44 une fois détachée de l’élément conducteur 40. Le plasma applique une pression sur les parois 200 des cavités additionnelles 50, renforçant ainsi l’étanchéité du cône mâle 201 formé par le piston 30 avec le cône femelle 202 formé par la cavité de réception 12a.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif (100) de coupure comprenant : un élément conducteur (40) et un piston (30) mobile, le piston (30) étant apte à se déplacer entre une première position de passage du courant dans l’élément conducteur (40) et une deuxième position de coupure du courant, le piston (30) étant configuré pour rompre l’élément conducteur (40) lors de son passage de sa première position à sa deuxième position, le piston (30) étant positionné dans une cavité de réception (12a) d’un élément de réception (12) lorsque ledit piston (30) est dans sa deuxième position, caractérisé en ce que l’élément de réception (12) comprend en outre au moins une cavité additionnelle (50) distincte de la cavité de réception (12a) et reliée à ladite cavité de réception (12a) par au moins un canal (51), ledit au moins un canal (51) étant ouvert lors de la rupture de l’élément conducteur (40) par le piston (30), le au moins un canal (51) étant obturé par le piston (30) lorsque ledit piston (30) est dans sa deuxième position.
[Revendication 2] Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel le dispositif est un dispositif de coupure pyrotechnique comprenant un initiateur pyrotechnique (20), le piston (30) étant apte à se déplacer suite à l’actionnement de l’initiateur pyrotechnique (20) entre sa première position et se deuxième position.
[Revendication 3] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 ou
2, dans lequel le au moins un canal (51 ) est situé au droit d’un point de rupture de l’élément conducteur (40).
[Revendication 4] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à
3, dans lequel l’élément de réception (12) comprend au moins deux cavités additionnelles (50) distinctes chacune reliée à la cavité de réception (12a) par au moins un canal (51).
[Revendication 5] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’élément conducteur (40) est configuré pour être rompu par le piston (30) en deux points de rupture.
[Revendication 6] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel chaque cavité additionnelle (50) est reliée à la cavité de réception (12a) par au moins un canal (51 ) situé au droit d’un point de rupture de l’élément conducteur (40), au moins un canal (51) étant situé au droit de chaque point de rupture de l’élément conducteur (40).
[Revendication 7] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la au moins une cavité additionnelle (50) comprend une longueur au moins égale à la moitié de la longueur de la cavité de réception (12a).
[Revendication 8] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le volume de la au moins une cavité additionnelle (50) est supérieur ou égal au volume de la cavité de réception (12a).
[Revendication 9] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le au moins un canal (51) débouche dans la cavité de réception (12a) sur une portion (P) de ladite cavité de réception (12a) présentant une surface conique de forme complémentaire à une portion du piston (30).
[Revendication 10] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, ou 6 à 9, dans lequel l’élément conducteur (40) est configuré pour être rompu en un point de rupture et être plié par le piston (30).
[Revendication 11] Installation électrique sécurisée (300) comprenant un dispositif de coupure (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 et un circuit électrique relié à l’élément conducteur (40) dudit dispositif. Il
[Revendication 12] Véhicule comprenant une installation électrique sécurisée (300) selon la revendication 11.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023211955A1 (fr) * 2022-04-27 2023-11-02 Tesla, Inc. Interrupteur de circuit pyrotechnique pour systèmes de véhicules électriques

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4224487A (en) * 1978-02-23 1980-09-23 Simonsen Bent P Fast acting explosive circuit interrupter
JPS5746433A (en) * 1980-09-02 1982-03-16 Poozu Shimonsun Bento Breaker
DE4422177A1 (de) * 1994-06-28 1996-01-04 Dynamit Nobel Ag Pyrotechnisches Hochstromsicherungselement
EP1464544B1 (fr) * 2003-04-03 2010-09-15 Delphi Technologies, Inc. Boîtier avec une barre conductrice pour un dispositif de sectionnement
WO2012090384A1 (fr) * 2010-12-27 2012-07-05 ダイキン工業株式会社 Dispositif de coupe
JP2012138231A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Daikin Ind Ltd 切断装置
JP5874583B2 (ja) * 2012-08-29 2016-03-02 豊田合成株式会社 導通遮断装置
FR3017240B1 (fr) * 2014-02-04 2016-01-29 Ncs Pyrotechnie Et Tech Sas Coupe-circuit pyrotechnique
EP2996133B8 (fr) * 2014-09-09 2017-08-23 ArianeGroup SAS Coupe-circuit pyrotechnique comprenant une structure améliorée pour recevoir une barre omnibus et son procédé d'assemblage
DE102014117280A1 (de) * 2014-11-25 2016-05-25 Pilz Gmbh & Co. Kg Sicherheitsschaltgerät zum Ein- und sicheren Ausschalten eines elektrischen Verbrauchers
JP6406189B2 (ja) * 2015-09-11 2018-10-17 豊田合成株式会社 導通遮断装置
US10424448B2 (en) * 2016-02-04 2019-09-24 Tesla, Inc. Pyrotechnic disconnect with arc splitter plates
FR3064107B1 (fr) * 2017-03-17 2023-03-10 Livbag Sas Interrupteur pyrotechnique avec moyens fusibles
US10622176B2 (en) * 2017-10-11 2020-04-14 Key Safety Systems, Inc. High voltage electric line cutter device
US20190244778A1 (en) * 2018-02-05 2019-08-08 Ge Aviation Systems Llc Conductor severing circuit breaker
FR3081255B1 (fr) * 2018-05-21 2020-05-29 Arianegroup Sas Dispositif de coupure pyrotechnique
FR3099287B1 (fr) * 2019-07-25 2023-06-30 Arianegroup Sas Dispositif de coupure pyrotechnique

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