EP4540844A1 - Module de condensateur de liaison de courant continu partiellement enrobé et convertisseur de tension - Google Patents

Module de condensateur de liaison de courant continu partiellement enrobé et convertisseur de tension

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Publication number
EP4540844A1
EP4540844A1 EP23733692.0A EP23733692A EP4540844A1 EP 4540844 A1 EP4540844 A1 EP 4540844A1 EP 23733692 A EP23733692 A EP 23733692A EP 4540844 A1 EP4540844 A1 EP 4540844A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
waterproof cover
capacitor
direct current
protective resin
link capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23733692.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Lothar Seif
Christophe LOPES
Aurélien POUILLY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Electrification SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Electrification SAS filed Critical Valeo Electrification SAS
Publication of EP4540844A1 publication Critical patent/EP4540844A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/224—Housing; Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/08—Cooling arrangements; Heating arrangements; Ventilating arrangements
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    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/10—Housing; Encapsulation
    • H01G2/106—Fixing the capacitor in a housing
    • H—ELECTRICITY
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    • H01G4/228—Terminals
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    • H01G4/002—Details
    • H01G4/258—Temperature compensation means
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/40—Structural combinations of fixed capacitors with other electric elements, the structure mainly consisting of a capacitor, e.g. RC combinations
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections

Definitions

  • the invention relates to a direct current link capacitor module, to a voltage converter, in particular an inverter, comprising such a direct current link capacitor module.
  • the invention also relates to a method of manufacturing such a direct current link capacitor module.
  • a voltage converter especially inverters, includes a DC link capacitor module for filtering a DC voltage supplied by a DC voltage source. It is known from patent application US20140286064A1, a direct current link capacitor module comprising:
  • capacitor cell comprising a capacitor element comprising a first metallized film and a second metallized film wound together; and a first contact terminal connected to the first metallized film and a second contact terminal connected to the second metallized film,
  • Such a direct current link capacitor module has the disadvantage of requiring the use of a significant quantity of resin. Since the cost of the resin and its implementation is high, the cost of the DC link capacitor module is also high.
  • the present invention aims to resolve all or part of these drawbacks.
  • the invention relates to a direct current link capacitor module comprising:
  • At least one capacitor cell comprising a capacitor element, a first contact terminal and a second contact terminal
  • the at least one capacitor cell being at least partially immersed in the bowl
  • a waterproof cover comprising a bottom and a peripheral wall, the waterproof cover covering the condenser element
  • a protective resin in particular an epoxy resin, cast in the bowl, in which a first part of F at least one capacitor cell is immersed in the protective resin over a first height and a second part of the at least one capacitor cell, distinct from the first part, is outside the protective resin on a second height, and the peripheral wall comprising an uninterrupted end zone immersed in the protective resin protection on a third height so that the second part of the at least one capacitor cell is protected in a sealed manner by the waterproof cover.
  • Such a direct current link capacitor module makes it possible to reduce the quantity of protective resin used while ensuring good protection of the capacitor cell.
  • such a reduced quantity of resin makes it possible to reduce the time required for polymerization of the resin. The cost of the direct current link capacitor is thus reduced.
  • the first contact terminal and the second contact terminal respectively have a first contact end and a second contact end, the first contact end and the second contact end being outside the resin so as to be capable of being electrically connected to a plurality of controllable switches of an electronic power module.
  • a positioning relief is formed in the housing, the relief being in contact with a guide part formed in the peripheral edge.
  • Such a positioning relief and such a guide part allows precise positioning of the waterproof cover in the housing.
  • the manufacture of the direct current link capacitor module is thus simplified.
  • the guide part is formed in the uninterrupted end zone of the peripheral wall.
  • a connection by complementarity of shapes, in particular by clipping, is made between the at least one capacitor cell and the waterproof cover.
  • the uninterrupted end zone comprises at least one opening so as to allow the presence of resin inside the sealed cover up to the level of the opening.
  • the at least one capacitor cell is in thermal contact with a first interior surface of the bottom of the waterproof cover by via a first thermal conductive block, in particular a thermal interface material, for example a thermal paste or a thermal pad.
  • thermal contact via a thermal block makes it possible to improve the cooling of the capacitor cell.
  • the reliability of the direct current link capacitor module is thus improved.
  • a first exterior surface of the bottom of the waterproof cover opposite the first interior surface of the bottom of the waterproof cover, has first cooling fins.
  • Such cooling fins make it possible to improve the cooling of the condenser cell.
  • the bottom of the waterproof cover is at least partially metallic, in particular the first cooling fins, and the first thermal conductor block is electrically insulating.
  • the capacitor element comprises a first metallized film and a second metallized film wound together, the first contact terminal being connected to the first metallized film and the second contact terminal being connected to the second metallized film.
  • the direct current link capacitor module comprises a plurality of capacitor cells.
  • the invention also relates to a voltage converter, in particular an inverter, comprising a direct current link capacitor module as described above and a power module comprising a plurality of controllable switches electrically connected to the first contact terminal and second contact terminal.
  • the voltage converter comprises a casing, the casing being formed of material in the casing.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a direct current link capacitor module as described above comprising the following steps:
  • a third step of providing a waterproof cover comprising a bottom and a peripheral wall
  • a protective resin in particular an epoxy resin
  • the method of manufacturing a direct current link capacitor module comprises a step of creating depression relative to atmospheric pressure before the pouring step and a step of reducing the depression, in particular bringing to atmospheric pressure, after the pouring step but before the polymerization step.
  • Such a depression step and such a vacuum reduction step make it possible to increase the quantity of protective resin penetrating inside the sealed cover. Thanks to this increased quantity of protective resin inside the waterproof cover, the fixing of the cover and the fixing of the capacitor cell by the resin are improved.
  • the method of manufacturing a direct current link capacitor module comprises a step of putting excess pressure relative to atmospheric pressure after the pouring step and a step of reducing the overpressure, in particular bringing it to atmospheric pressure, after the polymerization step.
  • Such an overpressure step and such an overpressure reduction step make it possible to increase the quantity of protective resin penetrating inside the sealed cover. Thanks to this increased quantity of protective resin inside the waterproof cover, the fixing of the cover and the fixing of the capacitor cell by the resin are improved.
  • the pressure inside the sealed cover remains high, substantially at the level at which it was during the overpressure step. This high pressure inside the cover makes it possible to limit or even eliminate a possible problem of gas diffusion from the outside of the sealed cover to the inside of the sealed cover. The interior of the waterproof cover is thus protected from pollution coming from outside the waterproof cover.
  • the rotor can comprise any number of pairs of poles, for example six or eight pairs of poles.
  • the rotating electrical machine may have a stator having a polyphase electrical winding, for example formed by wires or by conductive bars connected to each other.
  • the rotating electrical machine may comprise an electronic power component, capable of being connected to the on-board network of a vehicle.
  • This electronic power component includes for example an inverter/rectifier allowing, depending on whether the rotating electric machine operates as a motor or generator, to charge an on-board network of the vehicle or to be electrically supplied from this network.
  • Figure 1 represents an electrical diagram of an electrical voltage converter assembly according to the invention
  • Figure 2 represents a partial schematic sectional view of a direct current link capacitor module according to a first embodiment
  • Figure 3 represents a partial schematic sectional view of a direct current link capacitor module according to a second embodiment
  • Figure 4 represents a partial schematic sectional view of a direct current link capacitor module according to a third embodiment
  • Figure 5 represents a partial schematic sectional view of a direct current link capacitor module according to a fourth embodiment
  • Figure 6 represents a partial schematic sectional view of a direct current link capacitor module according to a fifth embodiment
  • Figure 7 represents a partial schematic sectional view of a direct current link capacitor module according to a sixth embodiment
  • Figure 8 represents a partial schematic sectional view of a voltage converter according to the invention
  • Figure 9 represents a flowchart of the different stages of a first variant of a method of manufacturing a direct current link capacitor module according to the invention
  • Figure 10 represents a flowchart of the different stages of a second variant of a method of manufacturing a direct current link capacitor module according to the invention.
  • identical elements or elements performing the same function bear the same reference numbers.
  • the following achievements are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference relates to the same embodiment or that the characteristics only apply to a single embodiment. Single features of different embodiments may also be combined or interchanged to provide other embodiments.
  • Figure 1 represents an electrical assembly 100 in which the invention can be implemented.
  • the electrical assembly 100 is for example intended to be installed in a motor vehicle.
  • the electrical assembly 100 firstly comprises an electrical power source 102 designed to provide a direct voltage U.
  • the electrical power source 102 comprises for example a battery.
  • the electrical assembly 100 further comprises a rotating electric machine 130 comprising several phase windings (not shown) intended to present respective phase voltages.
  • the electrical assembly 100 further comprises an electronic system 104.
  • the electronic system 104 is a voltage converter 104.
  • the assembly can provide a different function.
  • the voltage converter 104 is connected between the electrical power source 102 and the rotating electrical machine 130 to convert between the direct voltage U and the phase voltages.
  • the voltage converter 104 firstly comprises a positive electrical line 106 and a negative electrical line 108 intended to be connected to the electrical power source 102 to receive the direct voltage U, the positive electrical line 106 receiving a high electrical potential and the negative electric line 108 receiving a low electric potential.
  • the voltage converter 104 further comprises at least one electronic power module 110 comprising one or more phase electrical lines 122 intended to be respectively connected to one or more phases of the rotating electrical machine 130, to provide their respective phase voltages.
  • the voltage converter 104 comprises three electronic power modules 110 each comprising two phase electrical lines 122 connected to two phases of the electrical machine 130.
  • the electrical machine 130 comprises two three-phase systems each comprising three phases, and intended to be electrically out of phase by 120° with respect to each other.
  • the first phase electrical lines 122 of the electronic power modules 110 are respectively connected to the three phases of the first three-phase system, while the second phase electrical lines 122 of the electronic power modules 110 are respectively connected to the three phases of the second three-phase system.
  • Each electronic power module 110 comprises, for each phase electrical line 122, a first controllable switch 112 connected between the positive electrical line 106 and the phase electrical line 122 and a second controllable switch 114 connected between the phase electrical line 122 and the negative electrical line 108.
  • the controllable switches 112, 114 are arranged to form a chopping arm, in which the electrical phase line 122 forms a midpoint.
  • Each controllable switch 112, 114 comprises first and second main terminals 116, 118 and a control terminal 120 intended to selectively open and close the controllable switch 112, 114 between its two main terminals 116, 118 as a function of a control signal. command applied to it.
  • the controllable switches 112, 114 are preferably transistors, for example Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) transistors having a gate forming the control terminal 120, and a drain and a source respectively forming the terminals.
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • controllable switches 112, 114 each have the shape of a plate, for example substantially rectangular, having an upper face and a lower face.
  • the first main terminal 116 extends on the lower face, while the second main terminal 118 extends on the upper face.
  • the underside forms a heat dissipation surface.
  • the voltage converter 104 further comprises a filtering capacitor 124 having a first terminal 126 and a second terminal 128 respectively connected to the positive electrical line 106 and to the negative electrical line 108.
  • a capacitance filtering capacity 124 is associated with each electronic power module 110.
  • the filtering capacity is associated with several electronic power modules.
  • Figure 2 represents a partial schematic sectional view of a direct current link capacitor module 1 according to a first embodiment.
  • the direct current link capacitor module 1 includes:
  • At least one capacitor cell 2 comprising a capacitor element 3, a first contact terminal 4 and a second contact terminal 5,
  • a waterproof cover 9 comprising a bottom 10 and a peripheral wall 11, the waterproof cover 9 covering the capacitor element 3,
  • a first part of T at least one capacitor cell 2 is immersed in the protective resin 12 over a first height 13.
  • a second part of T at least one capacitor cell 2, distinct from the first part, is outside the resin of protection 12 on a second height 14.
  • the peripheral wall 11 comprises an uninterrupted end zone 15 immersed in the protective resin 12 on a third height 16 so that the second part of T at least one capacitor cell 2 is protected in a sealed manner by the waterproof cover 9.
  • the uninterrupted end zone 15 is uninterrupted in that the protective resin 12 is made of contact with the peripheral wall 11 over a fourth non-zero height 33 from the surface 34 of the protective resin 12.
  • the first contact terminal 4 and the second contact terminal 5 are for example respectively electrically connected to the positive electrical line 106 and to the negative electrical line 108.
  • the direct current link capacitor module 1 ensures the function of the filter capacity 124.
  • the first contact terminal 4 and the second contact terminal 5 may respectively have a first contact end 17 and a second contact end 18.
  • the first contact end 17 and the second contact end 18 are for example outside the resin so as to be capable of being electrically connected to a plurality of controllable switches 112, 114 of an electronic power module 110.
  • the first contact end 17 and the second contact end 18 are respectively welded to a first bus bar and a second bus bar of the electronic power module 110.
  • Figure 3 represents a partial schematic sectional view of a direct current link capacitor module 1 according to a second embodiment.
  • the uninterrupted end zone 15 comprises at least one opening 22 so as to allow the presence of resin inside the sealed cover up to the level of the opening 22.
  • the uninterrupted end zone 15 is uninterrupted in that the protective resin 12 is in contact with the peripheral wall 11 over a non-zero depth from the surface of the protective resin 12.
  • the end zone uninterrupted 15 is for example uninterrupted on a fourth height 33 between the opening 22 and the surface 34 of the protective resin 12.
  • the uninterrupted end zone comprises at least one slot-shaped opening so as to allow the presence of resin inside the sealed cover up to the bottom of the form. niche.
  • Figure 4 represents a partial schematic sectional view of a direct current link capacitor module 1 according to a third embodiment of the invention.
  • the third embodiment of the invention is similar to the first and second embodiment of the invention.
  • a positioning relief 19 is formed in the housing 7, the relief being in contact with a guide part 20 formed in the peripheral edge 11.
  • the positioning relief 19 comprises a cavity and the guide part 20 comprises a tenon, the tenon penetrating into the cavity.
  • the guide part is held in the relief, for example thanks to a clip connection.
  • several positioning reliefs are formed in the housing, each positioning relief being in contact with a guide part formed in the peripheral edge.
  • the guide part 20 is formed in the uninterrupted end zone 15 of the peripheral wall 11.
  • Figure 5 represents a partial schematic sectional view of a direct current link capacitor module 1 according to a fourth embodiment of the invention.
  • the fourth embodiment of the invention is similar to the embodiments of the invention previously described.
  • a connection by complementarity of shapes 21 is made between the at least one capacitor cell 3 and the waterproof cover 9.
  • the connection by complementarity of shapes 21 is a connection by clipping.
  • the connection by clipping is made between the first contact terminal 4 and the waterproof cover 9.
  • two connections by complementarity of shapes 21 are made.
  • the connection by clipping is made thanks to a tab formed in the first contact terminal 4 penetrating into a notch formed in the waterproof cover 9.
  • a connection by complementarity of shapes, in particular by clipping, is made between the second contact terminal and the waterproof cover.
  • a connection by complementarity of shapes, in particular by clipping is made between the first contact terminal and the waterproof cover and a connection by complementarity of shapes, in particular by clipping, is made between the second contact terminal and the waterproof cover.
  • Figure 6 represents a partial schematic sectional view of a direct current link capacitor module 1 according to a fifth embodiment of the invention.
  • the fifth embodiment of the invention is similar to the embodiments of the invention previously described.
  • the at least one capacitor cell 2 is in thermal contact with a first interior surface 23 of the bottom 10 of the waterproof cover 9 via a first thermal conductor block 24.
  • the first thermal conductor block 24 is a thermal interface material (Thermal Interface Material or TIM in English), in particular a thermal paste or a thermal pad.
  • a first exterior surface 25 of the bottom of the waterproof cover 9, opposite the first interior surface 23 of the bottom 10 of the waterproof cover 9, has first cooling fins 26.
  • the bottom 10 of the waterproof cover 9 is at least partially metallic and the first thermal conductor block 24 is for example an electrical insulator.
  • the first cooling fins 26 are metallic, in particular aluminum.
  • the lid waterproof 9 comprises a non-metallic part, in particular plastic.
  • the metal part of the bottom 10 of the waterproof cover 9 is overmolded in the non-metallic part.
  • the first cooling fins are made of a thermally conductive plastic material, for example a plastic material with a filler, for example a metallic filler in particular a silver filler (Ag). .
  • the waterproof cover is made entirely of a thermally conductive plastic material, for example a plastic material with a filler, for example a metallic filler in particular a silver filler (Ag).
  • a first exterior surface of the bottom of the waterproof cover, opposite the first interior surface of the bottom of the waterproof cover, has first cooling fins.
  • FIG. 7 represents a partial schematic sectional view of a direct current link capacitor module 1 according to a sixth embodiment of the invention.
  • the sixth embodiment of the invention is similar to the embodiments of the invention previously described.
  • at least one capacitor cell 2 is in thermal contact with a second interior surface 29 of the housing 7 via a second thermal conductor block 28.
  • the second conductor block thermal 28 is a thermal interface material, in particular a thermal paste or a thermal pad.
  • a second exterior surface 30 of the housing 7, opposite the second interior surface 29 of the housing 7, has second cooling fins 31.
  • the housing 7 is metallic, in particular aluminum.
  • the housing 7 is made of a thermally conductive plastic material, for example a plastic material with a filler, for example a metallic filler in particular a silver filler (Ag).
  • the capacitor element 3 may comprise a first metallized film and a second metallized film wound together.
  • the first contact terminal 4 is for example connected to the first metallized film and the second contact terminal 5 is for example connected to the second metallized film.
  • the capacitor element 3 is of ceramic, tantalum, electrolytic or polymer type.
  • the direct current link capacitor module 1 may comprise a plurality of capacitor cells 2.
  • FIG 8 represents a partial schematic sectional view of the voltage converter 104 according to the invention.
  • the voltage converter 104 comprises a direct current link capacitor module 1 and a power module 110 comprising a plurality of controllable switches 112, 114 electrically connected to the first contact terminal 4 and second contact terminal 5.
  • the voltage converter 104 can also include a casing 27.
  • the casing 7 is for example formed from material in the casing 27.
  • Figure 9 represents a flowchart of the different stages of a first variant of a manufacturing process 200 of the direct current link capacitor module according to the invention.
  • the manufacturing process 200 comprises the following steps:
  • the uninterrupted end zone 15 is uninterrupted in that the protective resin 12 is in contact with the peripheral wall 11 on a fourth non-zero height 33 from the surface 34 of the protective resin 12.
  • the step of holding in position 206 is carried out thanks to a preliminary fixing step, for example screwing or clipping the cover 9, in particular screwing or clipping the cover 9 onto the housing 7.
  • a preliminary fixing step for example screwing or clipping the cover 9, in particular screwing or clipping the cover 9 onto the housing 7.
  • the position holding step 206 is carried out by position holding tools, in particular a robot manipulator arm.
  • the first variant of the method 200 may further comprise a step of creating depression 208 relative to atmospheric pressure before the pouring step 207 and a step of reducing the depression 209, in particular bringing it to atmospheric pressure, after the pouring step 207. the pouring step 207 but before the polymerization step 210.
  • Figure 10 represents a flowchart of the different stages of a second variant of a manufacturing process 300 of the direct current link capacitor module according to the invention.
  • the second variant of the process 300 is similar to the first variant of the process 200.
  • the second variant of the process 300 comprises a step of increasing pressure 211 relative to atmospheric pressure after the pouring step 207 and a step of reducing the pressure. overpressure 212, in particular bringing it to atmospheric pressure, after the polymerization step 210.

Landscapes

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  • Inverter Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

L'invention porte sur un module de condensateur de liaison de courant continu (1) comprenant : - au moins une cellule de condensateur (2) comprenant un élément condensateur (3), - un boitier (7) formant une cuvette (8), l'au moins une cellule de condensateur (2) étant au moins partiellement plongée dans la cuvette (8), - un couvercle étanche (9) comprenant un fond (10) et une paroi périphérique (11), le couvercle étanche (9) recouvrant l'élément condensateur (3), - une résine de protection (12), coulée dans la cuvette (8), dans lequel une première partie de l'au moins une cellule de condensateur (2) est immergée dans la résine de protection (12) sur une première hauteur (13) et une deuxième partie de l'au moins une cellule de condensateur (2), distincte de la première partie, est hors de la résine de protection (12) sur une deuxième hauteur (14), et la paroi périphérique (11) comprenant une zone d'extrémité ininterrompue (15) immergée dans la résine de protection sur une troisième hauteur (16) de manière à ce que la deuxième partie de l'au moins une cellule de condensateur (2) est protégée de manière étanche par le couvercle étanche (9). L'invention porte également sur un convertisseur de tension équipé d'un tel module de condensateur de liaison de courant continu (1) et un procédé de fabrication d'un tel module de condensateur de liaison de courant continu (1).

Description

Description
Titre de l'invention : MODULE DE CONDENSATEUR DE LIAISON DE COURANT CONTINU PARTIELLEMENT ENROBÉ ET CONVERTISSEUR DE TENSION
L’invention porte sur un module de condensateur de liaison de courant continu, sur un convertisseur de tension, notamment un onduleur, comprenant un tel module de condensateur de liaison de courant continu. L’invention porte également sur un procédé de fabrication d’un tel module de condensateur de liaison de courant continu.
Un convertisseur de tension, notamment les onduleurs, comprend un module de condensateur de liaison de courant continu pour filtrer une tension continue fournie par une source de tension continue. Il est connu de la demande de brevet US20140286064A1, un module de condensateur de liaison de courant continu comprenant :
- une cellule de condensateur comprenant un élément condensateur comprenant un premier film métallisé et un deuxième film métallisé enroulés ensemble ; et un premier terminal de contact connecté au premier film métallisé et un deuxième terminal de contact connecté au deuxième film métallisé,
- un boitier formant une cuvette, l’au moins une cellule de condensateur étant entièrement plongée dans la cuvette,
- une résine de protection coulée dans la cuvette et recouvrant entièrement l’au moins une cellule de condensateur.
Un tel module de condensateur de liaison de courant continu présente l’inconvénient de nécessiter l’utilisation d’une quantité importante de résine. Le coût de la résine et de sa mise en œuvre étant élevé, le coût du module de condensateur de liaison de courant continu est également élevé.
La présente invention vise à résoudre tout ou partie de ces inconvénients.
L’invention porte sur un module de condensateur de liaison de courant continu comprenant :
- au moins une cellule de condensateur comprenant un élément condensateur, un premier terminal de contact et un deuxième terminal de contact,
- un boitier formant une cuvette, l’au moins une cellule de condensateur étant au moins partiellement plongée dans la cuvette,
- un couvercle étanche comprenant un fond et une paroi périphérique, le couvercle étanche recouvrant l’élément condensateur,
- une résine de protection, notamment une résine époxyde, coulée dans la cuvette, dans lequel une première partie de F au moins une cellule de condensateur est immergée dans la résine de protection sur une première hauteur et une deuxième partie de l’au moins une cellule de condensateur, distincte de la première partie, est hors de la résine de protection sur une deuxième hauteur, et la paroi périphérique comprenant une zone d’extrémité ininterrompue immergée dans la résine de protection sur une troisième hauteur de manière à ce que la deuxième partie de l’au moins une cellule de condensateur est protégée de manière étanche par le couvercle étanche.
Un tel module de condensateur de liaison de courant continu permet de réduire la quantité de résine de protection utilisée tout en assurant une bonne protection de la cellule de condensateur. De plus une telle quantité de résine réduite permet de réduire la durée nécessaire à la polymérisation de la résine. Le coût du condensateur de liaison de courant continu est ainsi réduit.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le premier terminal de contact et le deuxième terminal de contact présentent respectivement une première extrémité de contact et une deuxième extrémité de contact, la première extrémité de contact et la deuxième extrémité de contact étant hors de la résine de manière à être apte à être reliés électriquement à une pluralité d’interrupteurs contrôlables d’un module électronique de puissance.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, un relief de positionnement est formé dans le boitier, le relief étant en contact avec une partie de guidage formée dans le bord périphérique.
Un tel relief de positionnement et une telle partie de guidage permet un positionnement précis du couvercle étanche dans le boitier. La fabrication du module de condensateur de liaison de courant continu est ainsi simplifiée.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la partie de guidage est formée dans la zone d’extrémité ininterrompue de la paroi périphérique.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, une liaison par complémentarité de formes, notamment par clipsage, est réalisée entre l’au moins une cellule de condensateur et le couvercle étanche.
Une telle liaison par complémentarité de forme permet par exemple un assemblage du couvercle étanche et la cellule de condensateur avant leur positionnement dans la cuvette formée par le boitier. Un seul sous-ensemble étant manipulé pendant ce positionnement, la fabrication est simplifiée. L’utilisation de cette liaison par complémentarité de forme ainsi que des reliefs de positionnement et partie de guidage décrits précédemment permet une fabrication encore plus simple en permettant le positionnement du couvercle étanche et de la cellule de condensateur dans le boitier en même temps. Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la zone d’extrémité ininterrompue comprend au moins une ouverture de manière à permettre la présence de résine à l’intérieur du couvercle étanche jusqu’au niveau de l’ouverture.
Une telle ouverture permet de faire pénétrer une partie de la résine de protection à l’intérieur du couvercle étanche sur une partie de la troisième hauteur non nulle et strictement inférieure à la troisième hauteur. Le maintien du couvercle étanche dans la résine de protection est ainsi amélioré. Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, l’au moins une cellule de condensateur est en contact thermique avec une première surface intérieure du fond du couvercle étanche par l’intermédiaire d’un premier bloc conducteur thermique notamment un matériau d’interface thermique, par exemple une pâte thermique ou un coussinet thermique.
Un tel contact thermique par l’intermédiaire d’un bloc thermique permet d’améliorer le refroidissement de la cellule de condensateur. La fiabilité du module de condensateur de liaison de courant continu est ainsi améliorée.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, une première surface extérieure du fond du couvercle étanche, opposée à la première surface intérieure du fond du couvercle étanche, présente des premières ailettes de refroidissement.
De telles ailettes de refroidissement permettent d’ améliorer le refroidissement de la cellule de condensateur.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le fond du couvercle étanche est au moins partiellement métallique, notamment les premières ailettes de refroidissement, et le premier bloc conducteur thermique est isolant électrique.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, l’élément condensateur comprend un premier film métallisé et un deuxième film métallisé enroulés ensemble, le premier terminal de contact étant connecté au premier film métallisé et le deuxième terminal de contact étant connecté au deuxième film métallisé.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le module de condensateur de liaison de courant continu comprend une pluralité de cellules de condensateur.
L’invention porte également sur un convertisseur de tension, notamment un onduleur, comprenant un module de condensateur de liaison de courant continu tel que décrit précédemment et un module de puissance comprenant une pluralité d’interrupteurs contrôlables reliés électriquement aux premier terminal de contact et deuxième terminal de contact.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le convertisseur de tension comprend un carter, le boitier étant formé de matière dans le carter.
L’invention porte également sur un procédé de fabrication d’un module de condensateur de liaison de courant continu tel que décrit précédemment comprenant les étapes suivantes :
- une première étape de fourniture d’au moins une cellule de condensateur comprenant un élément condensateur, un premier terminal de contact et un deuxième terminal de contact,
- une deuxième étape de fourniture d’un boitier formant une cuvette,
- une troisième étape de fourniture d’un couvercle étanche comprenant un fond et une paroi périphérique,
- une étape de positionnement de l’au moins une cellule de condensateur dans la cuvette de manière à ce que l’au moins une cellule de condensateur soit au moins partiellement plongée dans la cuvette,
- une étape de montage du couvercle étanche sur l’élément condensateur de manière à ce que le couvercle étanche recouvre l’élément condensateur, - une étape de maintien en position du couvercle étanche,
- pendant l’étape de maintien en position du couvercle étanche, une étape de versement d’une résine de protection, notamment une résine époxyde, dans la cuvette de manière à immerger une première partie de F au moins une cellule de condensateur dans la résine de protection sur une première hauteur et de manière à laisser hors de la résine de protection une deuxième partie de F au moins une cellule de condensateur sur une deuxième hauteur et de manière à ce qu’une zone d’extrémité ininterrompue de la paroi périphérique soit immergée dans la résine de protection sur une troisième hauteur,
- suite à l’étape de versement, une étape de polymérisation de la résine de protection.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le procédé de fabrication d’un module de condensateur de liaison de courant continu comprend une étape de mise en dépression par rapport à la pression atmosphérique avant l’étape de versement et une étape de réduction de la dépression, notamment de mise à la pression atmosphérique, après l’étape de versement mais avant l’étape de polymérisation.
Une telle étape de mise en dépression et une telle étape de réduction de la dépression permettent d’augmenter la quantité de résine de protection pénétrant à l’intérieur du couvercle étanche. Grâce à cette quantité de résine de protection augmentée à l’intérieur du couvercle étanche, la fixation du couvercle et la fixation de la cellule de condensateur par la résine sont améliorées.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le procédé de fabrication d’un module de condensateur de liaison de courant continu comprend une étape de mise en surpression par rapport à la pression atmosphérique après l’étape de versement et une étape de réduction de la surpression, notamment de mise à la pression atmosphérique, après l’étape de polymérisation.
Une telle étape de mise en surpression et une telle étape de réduction de la surpression permettent d’augmenter la quantité de résine de protection pénétrant à l’intérieur du couvercle étanche. Grâce à cette quantité de résine de protection augmentée à l’intérieur du couvercle étanche, la fixation du couvercle et la fixation de la cellule de condensateur par la résine sont améliorées. De plus, après l’étape de réduction de la surpression, la pression à l’intérieur du couvercle étanche reste élevée, sensiblement au niveau à laquelle elle était lors de l’étape de mise en surpression. Cette pression élevée à l’intérieur du couvercle permet de limiter voire supprimer un éventuel problème de diffusion de gaz de l’extérieur du couvercle étanche vers l’intérieur du couvercle étanche. L’intérieur du couvercle étanche est ainsi protégé d’une pollution venant de l’extérieur du couvercle étanche. Dans tout ce qui précède, le rotor peut comprendre un nombre de paires de pôles quelconque, par exemple six ou huit paires de pôles.
Dans tout ce qui précède, la machine électrique tournante peut avoir un stator ayant un bobinage électrique polyphasé, par exemple formé par des fils ou par des barres conductrices reliées les unes les autres. La machine électrique tournante peut comprendre un composant électronique de puissance, apte à être connecté au réseau de bord d’un véhicule. Ce composant électronique de puissance comprend par exemple un onduleur/redresseur permettant, selon que la machine électrique tournante fonctionne en moteur ou en génératrice, de charger un réseau de bord du véhicule ou d’ être électriquement alimenté depuis ce réseau.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci et à l’examen du dessin annexé sur lequel :
- [Fig.l] la figure 1 représente un schéma électrique d’un ensemble électrique convertisseur de tension selon l’invention,
- [Fig.2] la figure 2 représente une vue schématique partielle en section d’un module de condensateur de liaison courant continu selon un premier mode de réalisation,
- [Fig.3] la figure 3 représente une vue schématique partielle en section d’un module de condensateur de liaison courant continu selon un deuxième mode de réalisation,
- [Fig.4] la figure 4 représente une vue schématique partielle en section d’un module de condensateur de liaison courant continu selon un troisième mode de réalisation,
- [Fig.5] la figure 5 représente une vue schématique partielle en section d’un module de condensateur de liaison courant continu selon un quatrième mode de réalisation,
- [Fig.6] la figure 6 représente une vue schématique partielle en section d’un module de condensateur de liaison courant continu selon un cinquième mode de réalisation,
- [Fig.7] la figure 7 représente une vue schématique partielle en section d’un module de condensateur de liaison courant continu selon un sixième mode de réalisation,
- [Fig.8] la figure 8 représente une vue schématique partielle en section d’un convertisseur de tension selon l’invention,
- [Fig.9] la figure 9 représente un organigramme des différentes étapes d’une première variante d’un procédé de fabrication d’un module de condensateur de liaison courant continu selon l’invention,
- [Fig.10] la figure 10 représente un organigramme des différentes étapes d’une deuxième variante d’un procédé de fabrication d’un module de condensateur de liaison courant continu selon l’invention. Sur toutes les figures, les éléments identiques ou assurant la même fonction portent les mêmes numéros de référence. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’ autres réalisations.
Les adjectifs numéraux ordinaux sont utilisés pour différencier les caractéristiques. Ils ne définissent pas la position d'une caractéristique. Par conséquent, par exemple, une troisième caractéristique d'un produit ne signifie pas que le produit possède une première et/ou une deuxième caractéristique. La figure 1 représente un ensemble électrique 100 dans lequel peut être mis en œuvre l’invention. L’ensemble électrique 100 est par exemple destiné à être implanté dans un véhicule automobile. L’ensemble électrique 100 comporte tout d’abord une source d’alimentation électrique 102 conçue pour fournir une tension continue U. La source d’alimentation électrique 102 comporte par exemple une batterie.
L’ensemble électrique 100 comporte en outre une machine électrique tournante 130 comportant plusieurs enroulements de phase (non représentés) destinées à présenter des tensions de phase respectives.
L’ensemble électrique 100 comporte en outre un système électronique 104.
Dans les différents modes de réalisation représentés sur les figures le système électronique 104 est un convertisseur de tension 104. Cependant dans d’autres modes de réalisation non représentés l’ensemble peut assurer une fonction différente.
Le convertisseur de tension 104 est connecté entre la source d’alimentation électrique 102 et la machine électrique tournante 130 pour effectuer une conversion entre la tension continue U et les tensions de phase.
Le convertisseur de tension 104 comporte tout d’abord une ligne électrique positive 106 et une ligne électrique négative 108 destinées à être connectées à la source d’alimentation électrique 102 pour recevoir la tension continue U, la ligne électrique positive 106 recevant un potentiel électrique haut et la ligne électrique négative 108 recevant un potentiel électrique bas.
Le convertisseur de tension 104 comporte en outre au moins un module électronique de puissance 110 comportant une ou plusieurs lignes électriques de phase 122 destinées être respectivement connectées à une ou plusieurs phases de la machine électrique tournante 130, pour fournir leurs tensions de phase respectives.
Dans l’exemple décrit, le convertisseur de tension 104 comporte trois modules électroniques de puissance 110 comportant chacun deux lignes électriques de phase 122 connectées à deux phases de la machine électrique 130.
Plus précisément, dans l’exemple décrit, la machine électrique 130 comporte deux systèmes triphasés comportant chacun trois phases, et destinés à être électriquement déphasés de 120° l’un par rapport à l’autre. De préférence, les premières lignes électriques de phase 122 des modules électroniques de puissance 110 sont respectivement connectées aux trois phases du premier système triphasé, tandis que les deuxièmes lignes électriques de phase 122 des modules électroniques de puissance 110 sont respectivement connectées aux trois phases du deuxième système triphasé.
Chaque module électronique de puissance 110 comporte, pour chaque ligne électrique de phase 122, un premier interrupteur commandable 112 connecté entre la ligne électrique positive 106 et la ligne électrique de phase 122 et un deuxième interrupteur commandable 114 connecté entre la ligne électrique de phase 122 et la ligne électrique négative 108. Ainsi, les interrupteurs commandables 112, 114 sont agencés de manière à former un bras de hachage, dans lequel la ligne électrique de phase 122 forme un point milieu.
Chaque interrupteur commandable 112, 114 comporte des première et deuxième bornes principales 116, 118 et une borne de commande 120 destinée à sélectivement ouvrir et fermer l’interrupteur commandable 112, 114 entre ses deux bornes principales 116, 118 en fonction d’un signal de commande qui lui est appliqué. Les interrupteurs commandables 112, 114 sont de préférence des transistors, par exemple des transistors bipolaires à grille isolée (en anglais Insulated Gate Bipolar Transistor ou IGBT) présentant une grille formant la borne de commande 120, et un drain et une source formant respectivement les bornes principales 116, 118.
Par exemple, les interrupteurs commandables 112, 114 ont chacun la forme d’une plaque, par exemple sensiblement rectangulaire, présentant une face supérieure et une face inférieure. La première borne principale 116 s’étend sur la face inférieure, tandis que la deuxième borne principale 118 s’étend sur la face supérieure. En outre, la face inférieure forme une surface de dissipation thermique.
Le convertisseur de tension 104 comporte en outre une capacité de filtrage 124 présentant une première borne 126 et une deuxième borne 128 respectivement connectées à la ligne électrique positive 106 et à la ligne électrique négative 108. Dans le convertisseur de tension de la figure 1 une capacité de filtrage 124 est associé à chaque module électronique de puissance 110. Dans une autre mode de réalisation de l’invention non représenté la capacité de filtrage est associé à plusieurs modules électroniques de puissance.
La figure 2 représente une vue partielle schématique en section d’un module de condensateur de liaison courant continu 1 selon un premier mode de réalisation. Le module de condensateur de liaison courant continu 1 comprend :
- au moins une cellule de condensateur 2 comprenant un élément condensateur 3, un premier terminal de contact 4 et un deuxième terminal de contact 5,
- un boitier 7 formant une cuvette 8, Tau moins une cellule de condensateur 2 étant au moins partiellement plongée dans la cuvette 8,
- un couvercle étanche 9 comprenant un fond 10 et une paroi périphérique 11, le couvercle étanche 9 recouvrant l’élément condensateur 3,
- une résine de protection 12, notamment une résine époxyde, coulée dans la cuvette 8.
Une première partie de T au moins une cellule de condensateur 2 est immergée dans la résine de protection 12 sur une première hauteur 13. Une deuxième partie de Tau moins une cellule de condensateur 2, distincte de la première partie, est hors de la résine de protection 12 sur une deuxième hauteur 14. La paroi périphérique 11 comprend une zone d’extrémité ininterrompue 15 immergée dans la résine de protection 12 sur une troisième hauteur 16 de manière à ce que la deuxième partie de Tau moins une cellule de condensateur 2 est protégée de manière étanche par le couvercle étanche 9. La zone d’extrémité ininterrompue 15 est ininterrompue en ce que la résine de protection 12 est en contact avec la paroi périphérique 11 sur une quatrième hauteur 33 non nulle à partir de la surface 34 de la résine de protection 12.
Le premier terminal de contact 4 et le deuxième terminal de contact 5 sont par exemple respectivement connectées électriquement à la ligne électrique positive 106 et à la ligne électrique négative 108. Par exemple, le module de condensateur de liaison courant continu 1 assure la fonction de la capacité de filtrage 124.
Le premier terminal de contact 4 et le deuxième terminal de contact 5 peuvent présenter respectivement une première extrémité de contact 17 et une deuxième extrémité de contact 18. La première extrémité de contact 17 et la deuxième extrémité de contact 18 sont par exemple hors de la résine de manière à être apte à être reliés électriquement à une pluralité d’interrupteurs contrôlables 112, 114 d’un module électronique de puissance 110. Par exemple, la première extrémité de contact 17 et la deuxième extrémité de contact 18 sont respectivement soudées à une première barre omnibus et une deuxième barre omnibus du module électronique de puissance 110.
La figure 3 représente une vue partielle schématique en section d’un module de condensateur de liaison courant continu 1 selon un deuxième mode de réalisation. Dans le deuxième mode de réalisation, la zone d’extrémité ininterrompue 15 comprend au moins une ouverture 22 de manière à permettre la présence de résine à l’intérieur du couvercle étanche jusqu’au niveau de l’ouverture 22. Comme dans le premier mode de réalisation, la zone d’extrémité ininterrompue 15 est ininterrompue en ce que la résine de protection 12 est en contact avec la paroi périphérique 11 sur une profondeur non nulle à partir de la surface de la résine de protection 12. La zone d’extrémité ininterrompue 15 est par exemple ininterrompue sur une quatrième hauteur 33 entre l’ouverture 22 et la surface 34 de la résine de protection 12.
Dans un autre mode de réalisation non représenté de l’invention, la zone d’extrémité ininterrompue comprend au moins une ouverture en forme de créneau de manière à permettre la présence de résine à l’intérieur du couvercle étanche jusqu’au fond de la forme de créneau.
La figure 4 représente une vue partielle schématique en section d’un module de condensateur de liaison courant continu 1 selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Le troisième mode de réalisation de l’invention est similaire au premier et au deuxième mode de réalisation de l’invention. Dans le troisième mode de réalisation de l’invention, un relief de positionnement 19 est formé dans le boitier 7, le relief étant en contact avec une partie de guidage 20 formée dans le bord périphérique 11. Par exemple le relief de positionnement 19 comprend une cavité et la partie de guidage 20 comprend un tenon, le tenon pénétrant dans la cavité.
Dans une variante non représentée du troisième mode de réalisation de l’invention, la partie de guidage est maintenue dans le relief, par exemple grâce à une liaison par clipsage. Dans une variante non représentée du troisième mode de réalisation de l’invention, plusieurs reliefs de positionnement sont formés dans le boitier, chaque relief de positionnement étant en contact avec une partie de guidage formée dans le bord périphérique.
Par exemple la partie de guidage 20 est formée dans la zone d’extrémité ininterrompue 15 de la paroi périphérique 11.
La figure 5 représente une vue partielle schématique en section d’un module de condensateur de liaison courant continu 1 selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. Le quatrième mode de réalisation de l’invention est similaire aux modes de réalisation de l’invention précédemment décrits. Dans le quatrième mode de réalisation de l’invention une liaison par complémentarité de formes 21 est réalisée entre l’au moins une cellule de condensateur 3 et le couvercle étanche 9. Par exemple la liaison par complémentarité de formes 21 est une liaison par clipsage. Par exemple, la liaison par clipsage est réalisée entre le premier terminal de contact 4 et le couvercle étanche 9. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, deux liaisons par complémentarité de formes 21 sont réalisées. Par exemple, la liaison par clipsage est réalisée grâce à une patte formée dans le premier terminal de contact 4 pénétrant dans une encoche formée dans la couvercle étanche 9.
Dans une variante de réalisation non représentée de l’invention, une liaison par complémentarité de formes, notamment par clipsage, est réalisée entre le deuxième terminal de contact et le couvercle étanche.
Dans une variante de réalisation non représentée de l’invention, Une liaison par complémentarité de formes, notamment par clipsage, est réalisée entre le premier terminal de contact et le couvercle étanche et une liaison par complémentarité de formes, notamment par clipsage, est réalisée entre le deuxième terminal de contact et le couvercle étanche.
La figure 6 représente une vue partielle schématique en section d’un module de condensateur de liaison courant continu 1 selon un cinquième mode de réalisation de l’invention. Le cinquième mode de réalisation de l’invention est similaire aux modes de réalisation de l’invention précédemment décrits. Dans le cinquième mode de réalisation de l’invention, l’au moins une cellule de condensateur 2 est en contact thermique avec une première surface intérieure 23 du fond 10 du couvercle étanche 9 par l’intermédiaire d’un premier bloc conducteur thermique 24. Par exemple le premier bloc conducteur thermique 24 est un matériau d’interface thermique (Thermal Interface Material ou TIM en anglais) notamment une pâte thermique ou un coussinet thermique.
Par exemple, une première surface extérieure 25 du fond du couvercle étanche 9, opposée à la première surface intérieure 23 du fond 10 du couvercle étanche 9, présente des premières ailettes de refroidissement 26.
Par exemple, le fond 10 du couvercle étanche 9 est au moins partiellement métallique et le premier bloc conducteur thermique 24 est par exemple un isolant électrique. Par exemple, les premières ailettes de refroidissement 26 sont métalliques, notamment en aluminium. Par exemple le couvercle étanche 9 comprend une partie non métallique, notamment en plastique. Par exemple la partie métallique du fond 10 du couvercle étanche 9 est surmoulé dans la partie non métallique. Dans un autre mode de réalisation non représenté de l’invention, les premières ailettes de refroidissement sont réalisées dans un matériau plastique conducteur thermique, par exemple un matériau plastique avec une charge, par exemple une charge métallique notamment une charge d’argent (Ag).
Dans un autre mode de réalisation non représenté de l’invention, le couvercle étanche est entièrement réalisé dans un matériau plastique conducteur thermique, par exemple un matériau plastique avec une charge, par exemple une charge métallique notamment une charge d’argent (Ag). Par exemple, une première surface extérieure du fond du couvercle étanche, opposée à la première surface intérieure du fond du couvercle étanche, présente des premières ailettes de refroidissement.
La figure 7 représente une vue partielle schématique en section d’un module de condensateur de liaison courant continu 1 selon un sixième mode de réalisation de l’invention. Le sixième mode de réalisation de l’invention est similaire aux modes de réalisation de l’invention précédemment décrits. Dans le sixième mode de réalisation de l’invention, Pau moins une cellule de condensateur 2 est en contact thermique avec une deuxième surface intérieure 29 du boitier 7 par l’intermédiaire d’un deuxième bloc conducteur thermique 28. Par exemple le deuxième bloc conducteur thermique 28 est un matériau d’interface thermique notamment une pâte thermique ou un coussinet thermique. Par exemple une deuxième surface extérieure 30 du boitier 7, opposée à la deuxième surface intérieure 29 du boitier 7, présente des deuxièmes ailettes de refroidissement 31. Par exemple le boitier 7 est métallique, notamment en aluminium. Dans un autre exemple, le boitier 7 est réalisé dans un matériau plastique conducteur thermique, par exemple un matériau plastique avec une charge, par exemple une charge métallique notamment une charge d’argent (Ag).
Dans les différents modes de réalisation de l’invention, l’élément condensateur 3 peut comprendre un premier film métallisé et un deuxième film métallisé enroulés ensemble. Le premier terminal de contact 4 est par exemple connecté au premier film métallisé et le deuxième terminal de contact 5 est par exemple connecté au deuxième film métallisé.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention, l’élément condensateur 3 est de type céramique, au tantale, électrolytique ou polymère.
Le module de condensateur de liaison de courant continu 1 peut comprendre une pluralité de cellules de condensateur 2.
La figure 8 représente une vue schématique partielle en section du convertisseur de tension 104 selon l’invention. Le convertisseur de tension 104 comprend un module de condensateur de liaison de courant continu 1 et un module de puissance 110 comprenant une pluralité d’interrupteurs contrôlables 112, 114 reliés électriquement aux premier terminal de contact 4 et deuxième terminal de contact 5. Le convertisseur de tension 104 peut également comprendre un carter 27. Le boitier 7 est par exemple formé de matière dans le carter 27.
La figure 9 représente un organigramme des différentes étapes d’une première variante d’un procédé de fabrication 200 du module de condensateur de liaison courant continu selon l’invention. Le procédé de fabrication 200 comprend les étapes suivantes :
- une première étape de fourniture 201 d’au moins une cellule de condensateur 2 comprenant un élément condensateur 3, un premier terminal de contact 4 et un deuxième terminal de contact 5,
- une deuxième étape de fourniture 202 d’un boitier 7 formant une cuvette 8,
- une troisième étape de fourniture 203 d’un couvercle étanche 9 comprenant un fond 10 et une paroi périphérique 11,
- une étape de positionnement 204 de l’au moins une cellule de condensateur 2 dans la cuvette de manière à ce que F au moins une cellule de condensateur 2 soit au moins partiellement plongée dans la cuvette 8,
- une étape de montage 205 du couvercle étanche 9 sur l’élément condensateur 3 de manière à ce que le couvercle étanche 9 recouvre l’élément condensateur,
- une étape de maintien en position 206 du couvercle étanche 9,
- pendant l’étape de maintien en position 206 du couvercle étanche 9, une étape de versement 207 d’une résine de protection 12, notamment une résine époxyde, dans la cuvette 8 de manière à immerger une première partie de l’au moins une cellule de condensateur 2 dans la résine de protection 12 sur une première hauteur 13 et de manière à laisser hors de la résine de protection 12 une deuxième partie de l’au moins une cellule de condensateur 2 sur une deuxième hauteur 14 et de manière à ce qu’une zone d’extrémité ininterrompue 15 de la paroi périphérique 11 soit immergée dans la résine de protection 12 sur une troisième hauteur 16,
- suite à l’étape de versement 207, une étape de polymérisation 210 de la résine de protection 12. Comme vu précédemment, la zone d’extrémité ininterrompue 15 est ininterrompue en ce que la résine de protection 12 est en contact avec la paroi périphérique 11 sur une quatrième hauteur 33 non nulle à partir de la surface 34 de la résine de protection 12.
Par exemple, l’étape de maintien en position 206 est réalisée grâce à une étape préalable de fixation, par exemple un vissage ou un clipsage du couvercle 9, notamment un vissage ou un clipsage du couvercle 9 sur le boitier 7. Dans un autre exemple l’étape de maintien en position 206 est réalisée par un outillage de maintien en position notamment un bras manipulateur de robot.
La première variante du procédé 200 peut comprendre en outre une étape de mise en dépression 208 par rapport à la pression atmosphérique avant l’étape de versement 207 et une étape de réduction de la dépression 209, notamment de mise à la pression atmosphérique, après l’étape de versement 207 mais avant l’étape de polymérisation 210. La figure 10 représente un organigramme des différentes étapes d’une deuxième variante d’un procédé de fabrication 300 du module de condensateur de liaison courant continu selon l’invention.
La deuxième variante du procédé 300 est similaire à la première variante du procédé 200. Cependant la deuxième variante du procédé 300 comprend une étape de mise en surpression 211 par rapport à la pression atmosphérique après l’étape de versement 207 et une étape de réduction de surpression 212, notamment de mise à la pression atmosphérique, après l’étape de polymérisation 210.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Module de condensateur de liaison de courant continu (1) comprenant : a. au moins une cellule de condensateur (2) comprenant un élément condensateur (3), un premier terminal de contact (4) et un deuxième terminal de contact (5), b. un boitier (7) formant une cuvette (8), l’au moins une cellule de condensateur (2) étant au moins partiellement plongée dans la cuvette (8), c. un couvercle étanche (9) comprenant un fond (10) et une paroi périphérique (11), le couvercle étanche (9) recouvrant l’élément condensateur (3), d. une résine de protection (12), notamment une résine époxyde, coulée dans la cuvette (8), dans lequel une première partie de F au moins une cellule de condensateur (2) est immergée dans la résine de protection (12) sur une première hauteur (13) et une deuxième partie de l’au moins une cellule de condensateur (2), distincte de la première partie, est hors de la résine de protection (12) sur une deuxième hauteur (14), et la paroi périphérique (11) comprenant une zone d’extrémité ininterrompue (15) immergée dans la résine de protection (12) sur une troisième hauteur (16) de manière à ce que la deuxième partie de l’au moins une cellule de condensateur (2) est protégée de manière étanche par le couvercle étanche (9).
[Revendication 2] Module de condensateur de liaison de courant continu (1) selon la revendication précédente dans lequel le premier terminal de contact (4) et le deuxième terminal de contact (5) présentent respectivement une première extrémité de contact (17) et une deuxième extrémité de contact (18), la première extrémité de contact (17) et la deuxième extrémité de contact (18) étant hors de la résine de manière à être apte à être reliés électriquement à une pluralité d’interrupteurs contrôlables (112, 114) d’un module électronique de puissance (110).
[Revendication 3] Module de condensateur de liaison de courant continu (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel un relief de positionnement (19) est formé dans le boitier (7), le relief étant en contact avec une partie de guidage (20) formée dans le bord périphérique (11).
[Revendication 4] Module de condensateur de liaison de courant continu (1) selon la revendication précédente dans lequel la partie de guidage (20) est formée dans la zone d’extrémité ininterrompue (15) de la paroi périphérique (11).
[Revendication 5] Module de condensateur de liaison de courant continu (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel une liaison par complémentarité de formes (21), notamment par clipsage, est réalisée entre l’au moins une cellule de condensateur (3) et le couvercle étanche (9).
[Revendication 6] Module de condensateur de liaison de courant continu (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel la zone d’extrémité ininterrompue (15) comprend au moins une ouverture (22) de manière à permettre la présence de résine à l’intérieur du couvercle étanche jusqu’au niveau de l’ouverture (22).
[Revendication 7] Module de condensateur de liaison de courant continu (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’au moins une cellule de condensateur (2) est en contact thermique avec une première surface intérieure (23) du fond (10) du couvercle étanche (9) par l’intermédiaire d’un premier bloc conducteur thermique (24) notamment un matériau d’interface thermique, par exemple une pâte thermique ou un coussinet thermique.
[Revendication 8] Module de condensateur de liaison de courant continu (1) selon la revendication précédente dans lequel une première surface extérieure (25) du fond du couvercle étanche, opposée à la première surface intérieure (23) du fond (10) du couvercle étanche (9), présente des premières ailettes de refroidissement (26).
[Revendication 9] Module de condensateur de liaison de courant continu (1) selon la revendication précédente dans lequel le fond (10) du couvercle étanche (9) est au moins partiellement métallique, notamment les premières ailettes de refroidissement (26), et le premier bloc conducteur thermique (24) est isolant électrique.
[Revendication 10] Convertisseur de tension (104), notamment un onduleur, comprenant un module de condensateur de liaison de courant continu (1) selon l’une des revendications précédentes et un module de puissance (110) comprenant une pluralité d’interrupteurs contrôlables (112, 114) reliés électriquement aux premier terminal de contact (4) et deuxième terminal de contact (5), notamment le convertisseur de tension (104) comprend un carter (27), le boitier (7) étant formé de matière dans le carter (27).
[Revendication 11] Procédé de fabrication (200, 300) d’un module de condensateur de liaison de courant continu (1) selon l’une des revendications 1 à 9 comprenant les étapes suivantes : a. une première étape de fourniture (201) d’au moins une cellule de condensateur (2) comprenant un élément condensateur (3), un premier terminal de contact (4) et un deuxième terminal de contact (5), b. une deuxième étape de fourniture (202) d’un boitier (7) formant une cuvette (8), c. une troisième étape de fourniture (203) d’un couvercle étanche (9) comprenant un fond (10) et une paroi périphérique (11), d. une étape de positionnement (204) de l’au moins une cellule de condensateur (2) dans la cuvette de manière à ce que F au moins une cellule de condensateur (2) soit au moins partiellement plongée dans la cuvette (8), e. une étape de montage (205) du couvercle étanche (9) sur l’élément condensateur (3) de manière à ce que le couvercle étanche (9) recouvre l’élément condensateur (3), f. une étape de maintien en position (206) du couvercle étanche (9), g. pendant l’étape de maintien en position (206) du couvercle étanche (9), une étape de versement (207) d’une résine de protection (12), notamment une résine époxyde, dans la cuvette (8) de manière à immerger une première partie de l’au moins une cellule de condensateur (2) dans la résine de protection (12) sur une première hauteur (13) et de manière à laisser hors de la résine de protection (12) une deuxième partie de l’au moins une cellule de condensateur (2) sur une deuxième hauteur (14) et de manière à ce qu’une zone d’extrémité ininterrompue (15) de la paroi périphérique (11) soit immergée dans la résine de protection (12) sur une troisième hauteur (16), h. suite à l’étape de versement (207), une étape de polymérisation (210) de la résine de protection (12).
[Revendication 12] Procédé de fabrication (200) selon la revendication précédente comprenant une étape de mise en dépression (208) par rapport à la pression atmosphérique avant l’étape de versement (207) et une étape de réduction de la dépression (209), notamment de mise à la pression atmosphérique, après l’étape de versement (207) mais avant l’étape de polymérisation (210).
[Revendication 13] Procédé de fabrication (300) selon la revendication 11 comprenant une étape de mise en surpression (211) par rapport à la pression atmosphérique après l’étape de versement (207) et une étape de réduction de surpression (212), notamment de mise à la pression atmosphérique, après l’étape de polymérisation (210).
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