EP4302053A1 - Ensemble capteurs de position et température - Google Patents

Ensemble capteurs de position et température

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EP4302053A1
EP4302053A1 EP22706597.6A EP22706597A EP4302053A1 EP 4302053 A1 EP4302053 A1 EP 4302053A1 EP 22706597 A EP22706597 A EP 22706597A EP 4302053 A1 EP4302053 A1 EP 4302053A1
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EP
European Patent Office
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sensor
sensor assembly
electric machine
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housing
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Pending
Application number
EP22706597.6A
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German (de)
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Gabriel KOPP
Albin LE SERGENT
Franck Menard
Philippe COUASSE
David Pradier
Aurelien Servettaz
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SC2N SAS
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SC2N SAS
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    • G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
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    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
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    • G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
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    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics

Definitions

  • the present invention relates to a set of sensors comprising an inductive technology position sensor and a temperature sensor.
  • This assembly is intended to measure the position and the temperature for an inverter of an electric machine used in a mobility device of the electric vehicle or electric-assisted bicycle type.
  • this type of assembly is composed on the one hand of an inductive sensor placed in a casing and on the other hand of a temperature sensor placed outside the casing.
  • Such an assembly requires the use either of two independent electrical harnesses, or of a complex electrical harness, with at least one connector connecting the temperature sensor, at least one connector connecting the position sensor, and at least one connector connecting the 'inverter. Using this set of beams increases the cost of the sensor set.
  • these sensor assemblies are required to be positioned close to a component or electrical element of the engine generating a large magnetic field such as an alternator, a motor, a reduction gear, or high-current electrical cables used for example for hybrid vehicles, and the presence of two beams increases the bulk of the assembly, which makes it difficult to integrate.
  • the object of the present invention is therefore to overcome one or more of the drawbacks of the assemblies of the prior art by proposing an improved position and temperature sensor assembly.
  • the present invention proposes a sensor assembly comprising a so-called inductive technology position sensor and at least one temperature sensor for an electric machine, the sensor assembly is arranged in a housing and a single group of connections emerges from the housing to achieve the connection with an inverter of the electric machine.
  • the group of connections reduces costs and also optimizes the compactness of the assembly, which is thus less bulky.
  • the so-called inductive technology position sensor is placed in the casing and connected to a first set of conductive outputs and at least one temperature sensor is placed in the casing and connected to a second set conductive outputs, these two sets are interconnected inside the casing, to form a single group of connections that emerges from the casing and allows connection to the inverter.
  • the group of connections comprises conductive wires.
  • the casing is made of plastic material.
  • At least one temperature sensor is a CTN.
  • At least one temperature sensor is a thermocouple.
  • the invention also relates to an electric machine comprising a sensor assembly according to the invention.
  • the invention also relates to the use of the sensor assembly according to the invention in a water-cooled electric machine.
  • the invention also relates to the use of the sensor assembly according to the invention in an air-cooled electric machine.
  • the invention also relates to the use of the sensor assembly according to the invention in an oil-cooled electric machine.
  • the invention also relates to the use of the sensor assembly according to the invention in a gearbox.
  • FIG. 1 is an exterior view of a sensor assembly according to the invention
  • FIG. 2 is a view of the inside of the box comprising an assembly according to one embodiment of the invention.
  • the invention relates to a sensor assembly intended to be used with an electric machine or an element of the transmission of a mobility device. More specifically, the sensor assembly comprises an inductive technology sensor 30, to measure the position of a rotating element, for example of a rotor relative to a stator, and a temperature sensor 40 to measure, for example, the temperature of the air and/or the winding of an electrical machine.
  • an inductive technology sensor 30 to measure the position of a rotating element, for example of a rotor relative to a stator
  • a temperature sensor 40 to measure, for example, the temperature of the air and/or the winding of an electrical machine.
  • the sensor assembly is arranged in a housing 10.
  • the case 10 illustrated [Fig. 2] is a housing 10 made of plastic material.
  • the housing 10 is made of any material allowing its integration into an engine or gearbox environment, that is to say in an environment with high temperatures and difficult conditions.
  • the box 10 includes a cover 11.
  • the housing 10 thus comprises an inductive position sensor 30 and a temperature sensor 40.
  • the fact of arranging the two sensors in the same housing makes it possible to optimize the compactness of the assembly.
  • the inductive technology sensor 30 is arranged in the housing 10 and connected to a first conductive output 31 u.
  • the temperature sensor 40 is placed in the casing and connected to a second conductive output 41.
  • the inductive technology sensor 30 is arranged in the housing 10 and connected to a first set 31 of conductive outputs and the temperature sensor 40 is arranged in the housing and connected to a second set 41 of outputs drivers.
  • These two outputs or sets of outputs 31, 41 are connected inside the housing 10, to form a single group of connections 21, comprising conducting wires, which emerges from the housing by a connector 20 or a set of conducting wires and allows connection to the inverter.
  • the sets 31, 41 of conductive outputs each comprise at least 2 outputs.
  • the group of connections 21 is formed by conductive outputs 41 of the temperature sensor 40 and conductive outputs 31 of the position sensor 31.
  • the group of connections 21 is composed of conductive metal tabs intended to be connected to the inverter.
  • the group of connections 21 is made up of the combination of metal tabs and conducting wires, intended to be connected to the inverter.
  • the casing 10 comprises elements allowing it to be fixed. Its elements are in the form of ears comprising an opening 51, 52, 53, 54.
  • the temperature sensor 40 is a CTN.
  • the temperature sensor 40 is a thermocouple.
  • the temperature sensor 40 measures the temperature of the surrounding air.
  • This type of configuration is for example used for an electric machine whose cooling is done with water.
  • the temperature sensor 40 measures the temperature of the winding. This measurement is carried out via contact with a thermally conductive blade. This type of configuration is for example used for an electric machine whose cooling is done with air or oil.
  • the temperature sensor 40 is used to measure the temperature of the busbar of the electrical machine.

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Abstract

La présente invention concerne un ensemble capteurs comportant un capteur inductif (30,31) et au moins un capteur de température (40,41) pour machine électrique, l'ensemble capteur est disposé dans un boîtier (10, 51, 52, 53, 54) et un seul groupe de connexions (21) débouche du boîtier (10, 20) pour réaliser la connexion avec un onduleur de la machine électrique.

Description

Description
Titre de l'invention : Ensemble capteurs de position et température La présente invention concerne un ensemble de capteurs comportant un capteur de position à technologie inductive et un capteur de température. Cet ensemble est destiné à mesurer la position et la température pour un onduleur d'une machine électrique utilisée dans un engin de mobilité du type véhicule électrique ou vélo à assistance électrique.
Habituellement ce type d'ensemble est composé d'une part d'un capteur inductif disposé dans un boîtier et d'autre part d'un capteur de température disposé à l'extérieur du boîtier. Un tel ensemble nécessite l'utilisation soit de deux faisceaux électriques indépendants, soit d'un faisceau électrique complexe, avec au moins un connecteur reliant le capteur de température, au moins un connecteur reliant le capteur de position, et au moins un connecteur reliant l'onduleur. L'utilisation de cet ensemble de faisceaux augmente le coût de l'ensemble capteur.
De plus, dans les moteurs de véhicule, ces ensembles capteurs sont amenés à être positionnés près d'un organe ou élément électrique du moteur générant un champ magnétique important tel un alternateur, un moteur, un réducteur, ou des câbles électriques à forte intensité utilisés par exemple pour les véhicules hybrides, et la présence de deux faisceaux augmente l'encombrement de l'ensemble, ce qui rend difficile son intégration.
La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des ensembles de l'art antérieur en proposant un ensemble capteurs de position et température amélioré.
Pour cela la présente invention propose un ensemble capteurs comportant un capteur de position à technologie dite inductive et au moins un capteur de température pour machine électrique, l'ensemble capteur est disposé dans un boîtier et un seul groupe de connexions débouche du boîtier pour réaliser la connexion avec un onduleur de la machine électrique.
Le groupe de connexions diminue les coûts et optimise également la compacité de l'ensemble, qui est ainsi moins encombrant.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le capteur de position à technologie dite inductive est disposé dans le boîtier et relié à un premier ensemble de sorties conductrices et au moins un capteur de température est disposé dans le boîtier et relié à un deuxième ensemble de sorties conductrices, ces deux ensembles sont reliés entre eux à l'intérieur du boîtier, pour former un seul groupe de connexions qui débouche du boîtier et permet la connexion à l'onduleur.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le groupe de connexions comporte des fils conducteurs.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le boîtier est en matière plastique.
Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins un capteur de température est une CTN.
Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins un capteur de température est un thermocouple.
L'invention concerne également, une machine électrique comportant un ensemble capteur selon l'invention.
L'invention concerne également, l'utilisation de l'ensemble capteurs selon l'invention dans une machine électrique refroidie à eau.
L'invention concerne également, l'utilisation de l'ensemble capteurs selon l'invention dans une machine électrique refroidie à air.
L'invention concerne également, l'utilisation de l'ensemble capteurs selon l'invention dans une machine électrique refroidie à l'huile.
L'invention concerne également, l'utilisation de l'ensemble capteurs selon l'invention dans une boite de vitesse.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles:
- la [Fig. 1] est une vue extérieure d'un ensemble capteurs selon l'invention,
- la [Fig. 2] est une vue de l'intérieur du boîtier comportant un ensemble selon un mode de réalisation de l'invention.
L'invention concerne un ensemble capteurs destiné à être utilisé avec une machine électrique ou un élément de la transmission d'un engin de mobilité. Plus précisément, l'ensemble capteurs comporte un capteur à technologie inductive 30, pour mesurer la position d'un élément tournant, par exemple d'un rotor par rapport à un stator et un capteur de température 40 pour mesurer par exemple la température de l'air et/ ou du bobinage d'une machine électrique.
Comme illustré [Fig. 1], l'ensemble capteurs est disposé dans un boîtier 10. Selon un mode de réalisation de l'invention, le boîtier 10 illustré [Fig. 2] est un boîtier 10 en matière plastique. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le boîtier 10 est en toute matière permettant son intégration dans un environnement moteur ou boite de vitesse, c'est-à-dire dans un environnement avec des températures hautes et des conditions difficiles.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le boîtier 10 comporte un couvercle 11.
Le boîtier 10 comprend ainsi un capteur inductif 30 de position et un capteur de température 40. Le fait de disposer les deux capteurs dans un même boîtier permet d'optimiser la compacité de l'ensemble.
Dans le cadre de l'invention, le capteur à technologie inductive 30 est disposé dans le boîtier 10 et relié à une première sortie conductrice 31 u. Le capteur de température 40 est disposé dans le boîtier et relié à une deuxième sortie conductrice 41.
Selon une variante de l'invention, le capteur à technologie inductive 30 est disposé dans le boîtier 10 et relié à un premier ensemble 31 de sorties conductrices et le capteur de température 40 est disposé dans le boîtier et relié à un deuxième ensemble 41 de sorties conductrices.
Ces deux sorties ou ensembles de de sorties 31, 41 sont reliés à l'intérieur du boîtier 10, pour former un seul groupe de connexions 21, comportant des fils conducteurs, qui débouche du boîtier par un connecteur 20 ou un ensemble de fils conducteurs et permet la connexion à l'onduleur.
Les ensembles 31, 41 de sorties conductrices comportent chacun au moins 2 sorties.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le groupe de connexions 21 est formé par des sorties conductrices 41 du capteur de température 40 et des sorties conductrices 31 du capteur de position 31.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le groupe de connexions 21 est composé de languettes métalliques conductrices destinées à être connectées à l'onduleur.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le groupe de connexions 21 est composé de l'association de languettes métalliques et de fils conducteurs, destinés à être connectés à l'onduleur.
Le groupe de connexions21 diminue les coûts et optimise également la compacité de l'ensemble, qui est ainsi moins encombrant. Selon un mode de réalisation de l'invention, le boîtier 10 comporte des éléments permettant sa fixation. Ses éléments sont la forme d'oreilles comportant une ouverture 51, 52, 53, 54. Selon un mode de réalisation de l'invention, le capteur de température 40 est une CTN.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le capteur de température 40 est un thermocouple.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le capteur de température 40 mesure la température de l'air environnant. Ce type de configuration est par exemple utilisée pour une machine électrique dont le refroidissement est fait avec de l'eau.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le capteur de température 40 mesure la température du bobinage. Cette mesure est réalisée via le contact avec une lame thermiquement conductrice. Ce type de configuration est par exemple utilisée pour une machine électrique dont le refroidissement est fait avec de l'air ou de l'huile.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le capteur de température 40 est utilisé pour mesurer la température du barre bus de la machine électrique. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble capteurs comportant un capteur de position à technologie dite inductive (30) et au moins un capteur de température (40) pour machine électrique, caractérisé en ce que l'ensemble capteur est disposé dans un boîtier (10) et en ce que un seul groupe de connexions (21) débouche du boîtier (10) pour réaliser la connexion avec un onduleur de la machine électrique.
2. Ensemble capteurs selon la revendication 1, dans lequel le capteur de position à technologie dite inductive (30) est disposé dans le boîtier (10) et relié à une première (31) sortie conductrice et au moins un capteur de température (40) est disposé dans le boîtier et relié à une deuxième (41) sortie conductrice, ces deux sorties sont reliées entre elles à l'intérieur du boîtier, pour former un seul groupe de connexions (21) qui débouche du boîtier et permet la connexion à un onduleur.
3. Ensemble capteurs selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le boîtier (10) est en matière plastique.
4. Ensemble capteurs selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel au moins un capteur de température (40à est une CTN.
5. Ensemble de capteurs selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel au moins un capteur de température (40à est un thermocouple.
6. Machine électrique comportant un ensemble capteur selon une des revendications 1 à 5.
7. Utilisation de l'ensemble capteurs selon une des revendications 1 à 5 dans une machine électrique refroidie à eau.
8. Utilisation de l'ensemble capteurs selon une des revendications 1 à 5 dans une machine électrique refroidie à air.
9. Utilisation de l'ensemble capteurs selon une des revendications 1 à 5 dans une machine électrique refroidie à l'huile.
10. Utilisation de l'ensemble capteurs selon une des revendications 1 à 5 dans une boite de vitesse.
EP22706597.6A 2021-03-02 2022-02-17 Ensemble capteurs de position et température Pending EP4302053A1 (fr)

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FR2102005A FR3120448A1 (fr) 2021-03-02 2021-03-02 Ensemble capteurs de position et température
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