EP4691196A1 - Ensemble formant une triple connexion entre une barre de conduction électrique, un connecteur, et un interconnecteur - Google Patents

Ensemble formant une triple connexion entre une barre de conduction électrique, un connecteur, et un interconnecteur

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Publication number
EP4691196A1
EP4691196A1 EP24719232.1A EP24719232A EP4691196A1 EP 4691196 A1 EP4691196 A1 EP 4691196A1 EP 24719232 A EP24719232 A EP 24719232A EP 4691196 A1 EP4691196 A1 EP 4691196A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
interconnector
screw
electrical conduction
conduction bar
assembly according
Prior art date
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Pending
Application number
EP24719232.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Paul Doublet
Pierre Gilles PAILLEUX
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.)
Nidec PSA Emotors SAS
Original Assignee
Nidec PSA Emotors SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Nidec PSA Emotors SAS filed Critical Nidec PSA Emotors SAS
Publication of EP4691196A1 publication Critical patent/EP4691196A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14329—Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for the configuration of power bus bars

Definitions

  • the present invention relates to the field of electrical and electronic equipment which comprises at least one electrical conduction bar and an electronic device, such as an electronic card, which must be electrically connected, for example for its power supply, to the electrical conduction bar.
  • This type of electrical equipment is particularly present in electric or hybrid vehicles whose propulsion uses at least one electric motor.
  • the present invention relates in particular, but not exclusively, to inverters particularly present in electric or hybrid vehicles.
  • Electric or hybrid vehicles have a power system powered by a high-voltage battery.
  • the high-voltage battery provides the energy required by the electric motor (or motors) to propel the vehicle.
  • an inverter which converts the direct current of the high-voltage battery into alternating current
  • a polyphase inverter for example three-phase, makes it possible to chop a direct voltage into a balanced polyphase (for example three-phase) sinusoidal voltage.
  • the inverters include power modules comprising electronic switches, for example IGBTs (IGBT meaning Insulated Gate Bipolar Transistor), the opening and closing of which are controlled appropriately.
  • IGBTs Insulated Gate Bipolar Transistor
  • This control is provided by an electronic power card or "driver” card.
  • the control functions of the inverter system, its monitoring and its protection are provided by a control card.
  • the control card and the power card can be combined into a single electronic card.
  • the electrical connections by which the electrical power passes through the inverter are made in the form of interconnection bars or electrical conduction bars (generally referred to by the English term “busbars”).
  • a connection between the electrical conduction bars and the control card may be necessary, in order to provide the electrical power supply to this card and/or to acquire information on the high-voltage circuit of the inverter and the system. This may allow, in particular, the observation of the voltage at the electrical conduction bars and/or the evaluation of the intensity of the currents flowing through them.
  • a connection between an electrical conduction bar and an electronic card may be required for other functions. Such a connection may also be necessary for other equipment.
  • connection can be complex. It must meet a certain number of constraints, starting with compliance with the relative position between the electrical conduction bar and the electronic card.
  • the physical connection between an electrical conduction bar and an electronic card located in different planes can cause mechanical stress on the electronic card that should be avoided.
  • Relative positioning defects between the electrical conduction bar and the electronic card, as well as variations in this relative positioning and mechanical stresses linked to thermal variations in the system can increase these mechanical stresses in the system.
  • connection area on the electrical conduction bar at the desired location, for example at the location closest to the corresponding connection point on the electronic board.
  • the present invention aims to remedy all or part of the drawbacks of the state of the art cited above.
  • the invention relates to an assembly comprising at least one electrical conduction bar, an electrical connector, and an interconnector intended to electrically connect the electrical conduction bar to an electronic device.
  • the interconnector is metallic. It comprises a first end shaped to be connected to the conduction bar using a first screw, and a second end shaped to be connected to the electronic device.
  • the assembly comprises the first screw and a tapped element, the first screw being adapted to be screwed into the tapped element.
  • the first end of the interconnector comprises an orifice adapted for the passage of the first screw and a rim around the orifice adapted to receive a head of said first screw in support.
  • the first screw passes through an orifice of the electrical conduction bar and an orifice of the electrical connector, such that the first screw being screwed into the tapped element, the head of the first screw bears on said rim of the first end of the interconnector and clamps the electrical connector and the electrical conduction bar together, thereby ensuring the mechanical fixing and the electrical connection between the interconnector, the electrical conduction bar, and the electrical connector.
  • a triple electrical connection is thus made between the interconnector, the electrical conduction bar, and the connector.
  • the present invention thus makes it possible to connect an electronic device, for example an electronic card such as a control card of an inverter, to electrical conduction bars, in a simple, optimized and economical manner. Because the connection between the interconnector and the electrical conduction bar is made jointly with the connection between an electrical connector and said electrical conduction bar, this triple connection can be made directly at the input of an inverter, in particular before any filtering component. This connection can nevertheless be made, according to various embodiments of the invention, in any position in the inverter.
  • a connection as close as possible to the input or output of the inverter allows obtaining incoming or outgoing information before filtering or pollution (disturbances of the power signal).
  • the interconnector may be formed, between its first end and its second end, of an elongated metal blade.
  • the interconnector extending in a so-called longitudinal direction, it may include a transverse fold configured to allow adaptation of the length of said interconnector and/or to limit the mechanical constraints between the electrical conduction bar and the electronic device.
  • the first end of the interconnector may be formed of a first planar portion
  • the second end of the interconnector may be formed of a second planar portion, the first planar portion and the second planar portion being parallel to each other but located in different planes.
  • the threaded element may be a reported insert. Alternatively, the threaded element may be formed by the connector.
  • the second end may be shaped to be connected to the electronic device using a second screw.
  • the second end may have a hole or slot allowing the second screw to pass through.
  • the second end may comprise a flap forming a connection plane orthogonal to a surface of the electronic device.
  • the assembly may comprise two electrical conduction bars and two interconnectors.
  • the assembly may further comprise the electronic device.
  • the electronic device may be an electronic card.
  • the invention also relates to an inverter comprising such an assembly, the electrical connector being a high voltage input connector of the inverter.
  • FIG. 1 is a partial schematic perspective view of an inverter comprising an assembly according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a partial schematic sectional view of the inverter of FIG. 1
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a first embodiment of an interconnector which can be used in an assembly according to the present invention
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of a second embodiment of an interconnector which can be used in an assembly according to the present invention
  • FIG. 1 is a partial schematic perspective view of an inverter comprising an assembly according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a partial schematic sectional view of the inverter of FIG. 1
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a first embodiment of an interconnector which can be used in an assembly according to the present invention
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of a second embodiment of an interconnector which can be used in an assembly according to the present invention
  • FIG. 1 is a partial schematic perspective view of an inverter comprising an assembly according to an
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of a third embodiment of an interconnector which can be used in an assembly according to the present invention
  • Figure 6 is a schematic perspective view of a fourth embodiment of an interconnector usable in an assembly according to the present invention
  • Figure 7 is a schematic perspective view of a fifth embodiment of an interconnector usable in an assembly according to the present invention
  • Figure 8 is a partial schematic perspective view of an inverter comprising an assembly according to an embodiment of the invention in which the interconnector of Figure 4 is used
  • Figure 9 is a partial schematic perspective view of an inverter comprising an assembly according to an embodiment of the invention in which the interconnector of Figure 7 is used.
  • Figure 10 represents, according to a schematic sectional view similar to that of Figure 2, an inverter comprising an assembly according to another embodiment of the invention.
  • Figure 1 is a partial perspective view of an inverter comprising an assembly according to an embodiment of the invention.
  • Figure 2 is a partial schematic sectional view of this inverter, and is described hereinafter in conjunction with Figure 1.
  • Figure 1 and Figure 2 represent in particular an inverter for an electric or hybrid electric motor vehicle.
  • the partial view of the inverter of Figure 1, as well as that of Figure 2 correspond to the area of the so-called high voltage input of the inverter, that is to say the area in which the inverter is connected to the high voltage circuit of the vehicle, which comprises a high voltage battery.
  • the inverter 1 comprises a housing 2 in which the various components of the inverter 1 are arranged.
  • the inverter here includes an input filter 3, namely an electromagnetic compatibility filter generally referred to as an “EMC filter” intended to prevent disturbances in equipment connected to the inverter power supply. This is called filtering the power signal.
  • EMC filter electromagnetic compatibility filter
  • the input filter 3 is thus generally formed from a combination of one or more electrical conduction bars 4, one or more inductors and one or more capacitors.
  • Each electrical conduction bar 4 must be connected to the high-voltage circuit, here respectively to the positive pole and the negative pole of this circuit and of the high-voltage battery. This connection ensures the electrical power supply of the inverter 1.
  • An electrical connector 5 which passes through a wall of the casing 2, thus allows the connection of the electrical conduction bars 4 to the high voltage circuit.
  • an electronic card 6 namely an electronic control card or an electronic card combining the functions of a control card and power card, must be electrically connected to the electrical conduction bars 4.
  • an electronic card 6 namely an electronic control card or an electronic card combining the functions of a control card and power card, must be electrically connected to the electrical conduction bars 4.
  • the invention is described here with reference to this particular application, it may relate more generally to any connection of an electrical conduction bar to an electronic device.
  • this connection is made using an interconnector 7 for each of the connections to be made.
  • the interconnector 7 is an electrically conductive element which has a first end 8 and a second end 9.
  • the first end 8 is fixed, and is mechanically and electrically connected, to one of the electrical conduction bars 4. This fixing is carried out using a first screw 10.
  • the first screw 10 also provides the connection between the electrical conduction bar 4 and the electrical connector 5.
  • the first screw 10 passes successively through: the first end 8 of the interconnector 7, which has an orifice 11 allowing the passage of the first screw 10; the electrical conduction bar 4, and the connector 5. A head 12 of the screw 10 thus comes to bear on the first end 8.
  • the first screw 10 is screwed into a tapped element, which has a thread adapted to said first screw 10.
  • the tapped element is here formed of an insert 13 which is attached to the assembly, in the example shown under the part of the connector to be connected to the electrical conduction bar.
  • any other suitable tapped element can be used.
  • the tapping can be formed directly in the connector 5.
  • the electrical conduction bar 4 and the connector 5 can be reversed in the assembly, so that the first screw 10 then successively passes through the first end 8 of the interconnector 7, the connector 5, and the electrical conduction bar 4.
  • the second end 9 is fixed, and is mechanically and electrically connected, to the electronic card 6. This fixing is carried out using a second screw 15.
  • the electronic card 6 comprises a connection member 16 welded to the rest of the electronic card, and which comprises a tapped orifice adapted to cooperate with the second screw for its screwing.
  • the connection between the interconnector 7 and the electrical conduction bar is made at the connection with the connector 5, that is to say at the input of the high-voltage circuit in the inverter, upstream of any filtering component. This guarantees the quality of the signals that can be recovered by the interconnector, for example for the purpose of determining at any time the intensity of the current flowing in the electrical conduction bars 4.
  • the interconnector 7 is preferably metallic.
  • the interconnector 7 may in particular be made of copper, for example tinned copper.
  • the interconnector 7 is in the example of the embodiment shown in the form of a blade.
  • blade is meant a thin and elongated part.
  • the interconnector 7 thus has a main direction of extension called “longitudinal”, according to its largest dimension called “length” L.
  • the interconnector 7 can thus comprise, between its first end 8 and its second end 9, a metal strip of small width I (dimension perpendicular to the length).
  • the interconnector 7 comprises a fold 17, according to several transverse folds
  • the bending 17 gives the interconnector 7 a certain adaptability, beyond the intrinsic flexibility of the blade, in particular a certain capacity to adapt in length to the distance between the connection made between on the one hand said interconnector 7, the electrical conduction bar 4, and the connector 5, and on the other hand between said interconnector 7 and the electronic card 6. This limits the mechanical forces caused by the interconnector 7 on the card, both when connecting the interconnector 7 to the card and when using it. This makes it possible in particular to compensate for the expansion and retraction of the interconnector when it undergoes thermal variations.
  • Figures 3 to 7 show variants of interconnectors 7 that can be implemented in the context of the present invention.
  • the first end 8 of the interconnector 7 is formed of a first flat portion
  • the second end 9 of the interconnector is formed of a second flat portion.
  • the first flat portion and the second flat portion are substantially parallel to each other but located in different planes. This makes it possible to connect together an electrical conduction bar 4 and an electronic card 6 (or other electronic device) which are also located in different planes. We can thus speak of components installed at different heights in the inverter 1.
  • the angle a between the electrical conduction bar 4 and the middle portion 25 (which is also the angle between the first end 8 and the middle portion 25) can be between 0° and 120°, in particular between 40° and 100°, for example 43° or 95°.
  • An angle a greater than 90° allows a significant overlap between the electrical conduction bar 4 and the electronic card 6.
  • An exemplary embodiment in which the angle a is 95° is shown in FIG. 10.
  • the interconnector 7 of Figure 3 is the one used in the assembly shown in Figure 1 and Figure 2.
  • the first end 8 has a round orifice 11, which is surrounded by a rim 14 also round, which forms a disk that has the function of a washer in the screwed assembly that connects the electrical connector 5 to the electrical conduction bar 4.
  • a rim 14 also round, which forms a disk that has the function of a washer in the screwed assembly that connects the electrical connector 5 to the electrical conduction bar 4.
  • Other rim shapes can be envisaged, as long as the rim allows the support of the head 12 to have the washer function.
  • the washer function makes it possible to improve the screwing operation because it increases the distribution of the contact force of the screw. A better distribution of the contact force of the screw makes it possible to guarantee better electrical contact, and therefore better passage of current.
  • the second end 9 comprises a rectangular portion comprising a hole 18 for the passage of the second screw 15.
  • This rectangular shape makes it possible to maximize the contact surface between the second end 9 and the connection member 16.
  • Other shapes can be used for the portion forming the second end, if it allows a sufficient contact surface to ensure a good electrical connection.
  • the first end is formed in the same manner as the first end of the interconnector of Figure 3.
  • the second end 9 has a slot 19 instead of a hole 18.
  • the slot 19 allows the second end 9 to slide under the head of the second screw while it is screwed but not tightened into the connecting member 16.
  • the first end is formed in the same manner as the first end of the interconnector of Figures 3 and 4.
  • the second end 9 has a hole 18, but could have a slot instead.
  • the second end 9 has wings 20 which, by interaction with the connecting member 16, provide an anti-rotation function.
  • the second end 9 is formed in the same manner as the second end of the interconnector of Figure 3.
  • the first end of the interconnector of Figure 6 comprises a round orifice 11 which is surrounded by a rim formed on the base of a round rim truncated on either side laterally so as to form flat areas 22.
  • the first end 8 is formed in the same manner as the second end of the interconnector of Figures 3 to 5.
  • the second end 9 comprises a flap 23.
  • the flap 23 is orthogonal to the remainder of the second end 9. The flap 23 allows, in certain embodiments, as illustrated in Figure 9, to make the electrical connection at a suitable connector.
  • FIG 8 is a partial schematic perspective view of an inverter comprising an assembly according to an embodiment of the invention in which the interconnector of Figure 4 is used.
  • the electronic card 6 When the electronic card 6 is put in place during the assembly of the inverter 1, it can be provided with the second screws 15 prepositioned in the connection members 16. The second ends of the interconnectors 7 are then put in place by sliding them under the heads of the second screws 15.
  • Figure 8 also shows how the connection of the electronic card to the electrical conduction bars 4 is made as close as possible to the input into the inverter of the high voltage circuit.
  • Figure 8 shows in particular the input of the electrical connector 5 into the inverter 1, via insulating sheaths 21.
  • FIG. 9 is a partial schematic perspective view of an inverter, similar to the view of Figure 8.
  • the interconnector of Figure 7 is used.
  • the flap 23 of the second end 9 of the interconnector 9 is inserted into the slot of a connector 24 of the electronic card 6.
  • the connector 24 is thus adapted to receive the flap 23.
  • the flap 24 is inserted into the connector 24 perpendicular to the extension plane of the electronic card 6, that is to say perpendicular to one of its surfaces.
  • the connector 24 may comprise elastic strips which make a clean contact with the flap 23, and ensure that the flap 24 and therefore the second end 9 are held in place by friction.
  • an assembly for connecting an electrical conduction bar and an electronic device using an interconnector, in which a triple screwed connection is made between a connector, the electrical conduction bar, and the interconnector.
  • the interconnector advantageously plays the role of a washer in this connection. This simplifies the connection and the assembly range, and limits the number of parts in the assembly.
  • the configuration of the interconnector can allow the connection of components located in different planes, and/or by causing little mechanical stress on the connected electronic device.
  • the invention is of particular interest in an inverter, in particular an inverter used in an electric or hybrid motor vehicle. In particular, this triple connection can be used to power a control card of the inverter.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

L'invention concerne un ensemble comportant au moins une barre de conduction électrique (4), un connecteur électrique (5), et un interconnecteur (7) pour relier électriquement la barre de conduction électrique à un dispositif électronique. L'interconnecteur (7) comporte une première extrémité (8) conformée pour être connectée à la barre de conduction électrique (4) à l'aide d'une première vis (10), et une deuxième extrémité (9) conformée pour être connectée au dispositif électronique. La première vis (10) est adaptée à être vissée dans un élément taraudé de l'ensemble. La première extrémité (8) de l'interconnecteur (7) comporte un orifice adapté au passage de la première vis (10). La première vis (10) traverse un orifice de la barre de conduction électrique (4) et un orifice du connecteur électrique (5), de sorte que la première vis (10) étant vissée dans l'élément taraudé, une triple fixation et une triple connexion est réalisée entre l'interconnecteur (7), la barre de conduction électrique (4) et le connecteur électrique (5). L'application préférentiel concerne la connexion entre des barres de conduction électrique la carte de contrôle d'un onduleur (1), par exemple dans un véhicule électrique.

Description

Ensemble formant une triple connexion entre une barre de conduction électrique, un connecteur, et un interconnecteur
[001] La présente invention revendique la priorité de la demande française 2302893 déposée le 27 mars 2023 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[002] La présente invention concerne le domaine des équipements électriques et électroniques qui comportent au moins une barre de conduction électrique et un dispositif électronique, tel qu’une carte électronique, devant être relié électriquement, par exemple pour son alimentation, à la barre de conduction électrique.
[003] Ce type d’équipement électrique est notamment présent dans les véhicules électriques ou hybrides dont la propulsion met en œuvre au moins un moteur électrique. La présente invention vise en particulier, mais non exclusivement, les onduleurs notamment présents dans les véhicules électriques ou hybrides.
[004] La présente invention est ainsi expliquée ci-après en détail dans le cadre de cette application préférentielle, mais est bien évidemment applicable dans de nombreuses autres applications.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
[005] Les véhicules électriques ou hybrides comportent un système de motorisation alimenté par une batterie haute tension. La batterie haute tension fournit l'énergie nécessaire au moteur électrique (ou aux moteurs électriques) pour la propulsion du véhicule.
[006] Pour commander le moteur, l'utilisation d'un onduleur, qui convertit le courant continu de la batterie haute tension en courant alternatif, est bien connue. En particulier, un onduleur polyphasé, par exemple triphasé, permet de hacher une tension continue en une tension sinusoïdale polyphasée (par exemple triphasée) équilibrée.
[007] Les onduleurs comportent pour cela des modules de puissance comportant des interrupteurs électroniques, par exemple des IGBT (IGBT signifiant transistor bipolaire à grille isolée, de l’anglais « Insulated Gate Bipolar Transistor »), dont les ouvertures et les fermetures sont commandées de manière appropriée.
[008] Cette commande est assurée par une carte électronique de puissance ou carte « driver ». Les fonctions de contrôle du système d’onduleur, sa surveillance et sa protection sont assurées par une carte de contrôle. Dans certaines applications, la carte de contrôle et la carte de puissance peuvent être réunies en une seule carte électronique. [009] Les liaisons électriques par lesquelles la puissance électrique traverse l’onduleur sont réalisées sous la forme de barres d'interconnexion ou barres de conduction électrique (généralement désignées par le terme anglophone « busbars »).
[010] Dans ce contexte, il peut être nécessaire de réaliser une ou plusieurs liaisons électriques, ou connexions, entre le circuit haute tension et une carte électronique. Par exemple, une connexion entre les barres de conduction électrique et la carte de contrôle peut être nécessaire, afin d’assurer l’alimentation électrique de cette carte et/ou pour l’acquisition d’informations sur le circuit haute tension de l’onduleur et du système. Cela peut permettre, notamment, l’observation de la tension au niveau des barres de conduction électrique et/ou l’évaluation de l’intensité des courants qui les traversent.
[011] Une connexion entre une barre de conduction électrique et une carte électronique peut être à réaliser pour d’autres fonctions. Une telle connexion peut également être nécessaire pour d’autres équipements.
[012] La réalisation d’une telle connexion peut être complexe. Elle doit répondre à un certain nombre de contraintes, à commencer par le respect de la position relative entre la barre de conduction électrique et la carte électronique. Notamment, la liaison physique entre une barre de conduction électrique et une carte électronique situées dans des plans différents peut entraîner une contrainte mécanique sur la carte électronique qu’il convient d’éviter. Les défauts de positionnement relatif entre la barre de conduction électrique et la carte électronique, ainsi que les variations dans ce positionnement relatif et les contraintes mécaniques liées aux variations thermiques dans le système peuvent augmenter ces contraintes mécaniques dans le système.
[013] La réalisation d’une liaison filaire, qui apparait comme la solution la plus simple, est cependant industriellement complexe. Une telle liaison filaire ne peut pas être réalisée par des moyens automatisés. La fiabilité dans le temps d’une telle liaison filaire est également incertaine.
[014] En outre, dans un environnement complexe et encombré d’un onduleur, il peut être difficile de ménager une zone de connexion sur la barre de conduction électrique à l’endroit souhaité, par exemple à l’endroit le plus proche du point de connexion correspondant sur la carte électronique.
[015] Il existe donc le besoin de développer un dispositif de connexion entre une barre de conduction électrique et une carte électronique (ou tout autre dispositif électronique) qui résolve tout ou partie des problématiques évoquées ci-dessus.
EXPOSÉ DE L’INVENTION [016] La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique cités ci-dessus.
[017] À cet effet, l’invention vise un ensemble comportant au moins une barre de conduction électrique, un connecteur électrique, et un interconnecteur destiné à relier électriquement la barre de conduction électrique à un dispositif électronique. L’interconnecteur est métallique. Il comporte une première extrémité conformée pour être connectée à la barre de conduction à l’aide d’une première vis, et une deuxième extrémité conformée pour être connectée au dispositif électronique. L’ensemble comporte la première vis et un élément taraudé, la première vis étant adaptée à être vissée dans l’élément taraudé. La première extrémité de l’interconnecteur comporte un orifice adapté au passage de la première vis et un rebord autour de l’orifice adapté à recevoir en appui une tête de ladite première vis. La première vis traverse un orifice de la barre de conduction électrique et un orifice du connecteur électrique, de sorte que la première vis étant vissée dans l’élément taraudé, la tête de la première vis est en appui sur ledit rebord de la première extrémité de l’interconnecteur et serre entre eux le connecteur électrique et la barre de conduction électrique, assurant ainsi la fixation mécanique et la connexion électrique entre l’interconnecteur, la barre de conduction électrique, et le connecteur électrique.
[018] Une triple connexion électrique est ainsi réalisée entre l’interconnecteur, la barre de conduction électrique, et le connecteur. La présente invention permet ainsi de connecter un dispositif électronique, par exemple une carte électronique telle qu’une carte de contrôle d’un onduleur, à des barres de conduction électrique, de manière simple, optimisée et économique. Du fait que la connexion entre l’interconnecteur et la barre de conduction électrique est réalisée conjointement avec la connexion entre un connecteur électrique et ladite barre de conduction électrique, cette triple connexion peut être réalisée directement à l’entrée d’un onduleur, notamment avant tout composant de filtrage. Cette connexion peut néanmoins être réalisée, selon divers modes de réalisation de l’invention, en toute position dans l’onduleur.
[019] Une connexion au plus proche de l’entrée ou la sortie de l’onduleur permet l’obtention d’informations entrantes ou sortantes avant filtrage ou pollution (perturbations du signal de puissance).
[020] L’interconnecteur peut être formé, entre sa première extrémité et sa deuxième extrémité, d’une lame métallique allongée.
[021] L’ interconnecteur s’étendant selon une direction dite longitudinale, il peut comporter un pliage transversal configuré pour permettre une adaptation de la longueur dudit interconnecteur et/ou pour limiter les contraintes mécaniques entre la barre de conduction électrique et le dispositif électronique.
[022] La longueur est mesurée selon la direction longitudinale. [023] La première extrémité de l’interconnecteur peut être formée d’une première portion plane, la deuxième extrémité de l’interconnecteur peut être formée d’une deuxième portion plane, la première portion plane et la deuxième portion plane étant parallèles entre elles mais situées dans des plans différents.
[024] L’ élément taraudé peut être un insert rapporté. Alternativement, l’élément taraudé peut être formé par le connecteur.
[025] La deuxième extrémité peut être conformée pour être connectée au dispositif électronique à l’aide d’une deuxième vis. La deuxième extrémité peut comporter un trou ou une fente permettant le passage de la deuxième vis.
[026] La deuxième extrémité peut comporter un rabat formant un plan de connexion orthogonal à une surface du dispositif électronique.
[027] L’ ensemble peut comporter deux barres de conduction électrique et deux interconnecteurs.
[028] L’ensemble peut comporter en outre le dispositif électronique. Le dispositif électronique peut être une carte électronique.
[029] L’invention porte aussi sur un onduleur comportant un tel ensemble, le connecteur électrique étant un connecteur haute tension d’entrée de l’onduleur.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
[030] D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier des dispositifs et procédés objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique partielle en perspective d’un onduleur comportant un ensemble conforme à un mode de réalisation de l’invention ; la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe de l’onduleur de la figure 1 ; la figure 3 est une vue schématique en perspective d’un premier mode de réalisation d’un interconnecteur pouvant être utilisé dans un ensemble conforme à la présente invention ; la figure 4 est une vue schématique en perspective d’un second mode de réalisation d’un interconnecteur pouvant être utilisé dans un ensemble conforme à la présente invention ; la figure 5 est une vue schématique en perspective d’un troisième mode de réalisation d’un interconnecteur pouvant être utilisé dans un ensemble conforme à la présente invention ; la figure 6 est une vue schématique en perspective d’un quatrième mode de réalisation d’un interconnecteur pouvant être utilisé dans un ensemble conforme à la présente invention ; la figure 7 est une vue schématique en perspective d’un cinquième mode de réalisation d’un interconnecteur pouvant être utilisé dans un ensemble conforme à la présente invention ; la figure 8 est une vue schématique partielle en perspective d’un onduleur comportant un ensemble conforme à un mode de réalisation de l’invention dans lequel l’interconnecteur de la figure 4 est utilisé ; la figure 9 est une vue schématique partielle en perspective d’un onduleur comportant un ensemble conforme à un mode de réalisation de l’invention dans lequel l’interconnecteur de la figure 7 est utilisé.
La figure 10 représente, selon une vue schématique en coupe analogue à celle de la figure 2, un onduleur comportant un ensemble conforme à un autre mode de réalisation de l’invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION
[031] La présente description est donnée à titre d’exemple de réalisation non limitatif.
[032] La figure 1 est une vue partielle en perspective d’un onduleur comportant un ensemble conforme à un mode de réalisation de l’invention. La figure 2 est une vue schématique partielle en coupe de cet onduleur, et est décrite ci-après conjointement avec la figure 1. La figure 1 et la figure 2 représentent en particulier un onduleur pour un véhicule automobile électrique ou hybride électrique. La vue partielle de l’onduleur de la figure 1 , ainsi que celle de la figure 2, correspondent à la zone de l’entrée dite haute tension de l’onduleur, c’est-à-dire la zone dans laquelle l’onduleur est relié au circuit haute tension du véhicule, qui comprend une batterie haute tension.
[033] L’onduleur 1 comporte un carter 2 dans lequel les différents composants de l’onduleur 1 sont disposés.
[034] L’ onduleur comporte ici un filtre d’entrée 3, à savoir un filtre de compatibilité électromagnétique généralement désigné « filtre CEM » destiné à éviter les perturbations dans les équipements connectés à l’alimentation de l’onduleur. On parle alors de filtrage du signal de puissance.
[035] Le filtre d’entrée 3 est ainsi généralement formé d'une combinaison d’une ou plusieurs barres de conduction électrique 4, d'une ou plusieurs inductances et d'un ou plusieurs condensateurs.
[036] Chaque barre de conduction électrique 4 doit être connectée au circuit haute tension, ici respectivement au pôle positif et au pôle négatif de ce circuit et de la batterie haute tension. Cette connexion assure l’alimentation électrique de l’onduleur 1.
[037] Un connecteur électrique 5, qui traverse une paroi du carter 2, permet ainsi la connexion des barres de conduction électrique 4 au circuit haute tension.
[038] Dans l’ensemble ici représenté, une carte électronique 6, à savoir une carte électronique de contrôle ou une carte électronique réunissant les fonctions de carte de contrôle et de carte de puissance, doit être connectée électriquement aux barres de conduction électrique 4. Bien que l’invention soit ici décrite en référence à cette application particulière, elle peut concerner plus généralement toute connexion d’une barre de conduction électrique à un dispositif électronique.
[039] Selon la présente invention, cette connexion est réalisée en utilisant un interconnecteur 7 pour chacune des connexions à réaliser.
[040] L’interconnecteur 7 est un élément conducteur électrique qui présente une première extrémité 8 et une deuxième extrémité 9.
[041] La première extrémité 8 est fixée, et est reliée mécaniquement et électriquement, à l’une des barres de conduction électrique 4. Cette fixation est réalisée à l’aide d’une première vis 10.
[042] De manière remarquable, la première vis 10 assure également la connexion entre la barre de conduction électrique 4 et le connecteur électrique 5.
[043] Pour cela, dans l’exemple ici représenté, la première vis 10 traverse successivement : la première extrémité 8 de l’interconnecteur 7, qui présente un orifice 11 permettant le passage de la première vis 10 ; la barre de conduction électrique 4, et le connecteur 5. Une tête 12 de la vis 10 vient ainsi en appui sur la première extrémité 8.
[044] La première vis 10 est vissée dans un élément taraudé, qui comporte un filetage adapté à ladite première vis 10.
[045] L’élément taraudé est ici formé d’un insert 13 qui est rapporté à l’assemblage, dans l’exemple représenté sous la partie du connecteur devant être connectée à la barre de conduction électrique. Alternativement, tout autre élément taraudé adapté peut être utilisé. Encore alternativement, le taraudage peut être formé directement dans le connecteur 5.
[046] Selon un mode de réalisation alternatif, la barre de conduction électrique 4 et le connecteur 5 peuvent être inversés dans l’assemblage, de sorte que la première vis 10 traverse alors successivement la première extrémité 8 de l’interconnecteur 7, le connecteur 5, et la barre de conduction électrique 4.
[047] Le vissage de la première vis 10 dans l’élément taraudé, la tête 12 appuyant sur un rebord 14 formé autour de l’orifice 11 de la première extrémité 8 de l’interconnecteur 7, crée un assemblage serré et une triple connexion électrique entre l’interconnecteur 7, la barre de conduction électrique 4, et le connecteur électrique 5.
[048] La deuxième extrémité 9 est fixée, et est reliée mécaniquement et électriquement, à la carte électronique 6. Cette fixation est réalisée à l’aide d’une deuxième vis 15. Pour la réalisation de cette connexion entre la deuxième extrémité 9 et la carte électronique 6, la carte électronique 6 comporte un organe de connexion 16 soudé au reste de la carte électronique, et qui comporte un orifice taraudé adapté à coopérer avec la deuxième vis pour son vissage. [049] Il est remarquable que, dans l’exemple représenté, la liaison entre l’interconnecteur 7 et la barre de conduction électrique est réalisée au niveau de la connexion avec le connecteur 5, c’est-à-dire à l’entrée du circuit haute tension dans l’onduleur, en amont de tout composant de filtrage. Cela garantit la qualité des signaux pouvant être récupérés par l’interconnecteur, par exemple dans le but de déterminer à tout instant l’intensité du courant qui circule dans les barres de conduction électrique 4.
[050] L’interconnecteur 7 est préférentiellement métallique. L’interconnecteur 7 peut notamment être en cuivre, par exemple en cuivre étamé.
[051] L’ interconnecteur 7 se présente dans l’exemple du mode de réalisation représenté sous la forme d’une lame. Par « lame » il est entendu une pièce fine et allongée. Comme cela est visible à la figure 3, l’interconnecteur 7 présente ainsi une direction principale d’extension dite « longitudinale », selon sa plus grande dimension appelée « longueur » L. L’interconnecteur 7 peut ainsi comporter, entre sa première extrémité 8 et sa deuxième extrémité 9, une bande métallique de faible largeur I (dimension perpendiculaire à la longueur). [052] L’ interconnecteur 7 comporte un pliage 17, selon plusieurs plis transversaux
(orthogonaux à la direction longitudinale). Le pliage 17 confère à l’interconnecteur 7 une certaine adaptabilité, au-delà de la souplesse intrinsèque de la lame, en particulier une certaine capacité à s’adapter en longueur à la distance entre la liaison réalisée entre d’une part ledit interconnecteur 7, la barre de conduction électrique 4, et le connecteur 5, et d’autre part entre ledit interconnecteur 7 et la carte électronique 6. Cela limite les efforts mécaniques provoqués par l’interconnecteur 7 sur la carte, tant lors de la connexion de l’interconnecteur 7 sur la carte que lors de son utilisation. Cela permet notamment de compenser la dilatation et la rétraction de l’interconnecteur lorsqu’il subit des variations thermiques.
[053] Les figures 3 à 7 représentent des variantes d’interconnecteurs 7 pouvant être mis en œuvre dans le cadre de la présente invention. Dans les variantes d’interconnecteurs représentées, la première extrémité 8 de l’interconnecteur 7 est formée d’une première portion plane, la deuxième extrémité 9 de l’interconnecteur est formée d’une deuxième portion plane. La première portion plane et la deuxième portion plane sont sensiblement parallèles entre elles mais situées dans des plans différents. Cela permet de relier entre elles une barre de conduction électrique 4 et une carte électronique 6 (ou autre dispositif électronique) qui sont situées également dans des plans différents. On peut ainsi parler de composants installés à des hauteurs différentes dans l’onduleur 1.
[054] Comme cela est bien visible à la figure 2, la première extrémité et la deuxième extrémité de l’interconnecteur 7 sont reliées par une portion médiane 25 de l’interconnecteur sensiblement droite, en faisant abstraction du pliage 17. [055] L’angle a entre la barre de conduction électrique 4 et la portion médiane 25 (qui est aussi l’angle entre la première extrémité 8 et la portion médiane 25) peut être compris entre 0° et 120°, notamment entre 40° et 100°, par exemple 43° ou 95°.
[056] Un angle a supérieur à 90° permet une superposition importante entre la barre de conduction électrique 4 et la carte électronique 6. Un exemple de mode de réalisation dans lequel l’angle a est de 95° est représenté à la figure 10.
[057] L’ interconnecteur 7 de la figure 3 est celui utilisé dans l’ensemble représenté à la figure 1 et à la figure 2. La première extrémité 8 comporte un orifice 11 rond, qui est entouré d’un rebord 14 rond également, qui forme un disque qui a la fonction de rondelle dans l’assemblage vissé qui connecte le connecteur électrique 5 à la barre de conduction électrique 4. D’autres formes de rebord peuvent être envisagées, dès lors que le rebord permet l’appui de la tête 12 pour avoir la fonction de rondelle. La fonction de rondelle permet d’améliorer l’opération de vissage car cela augmente la répartition de l’effort de contact de la vis. Une meilleure répartition de l’effort de contact de la vis permet de garantir un meilleur contact électrique, et donc un meilleur passage du courant.
[058] Dans le mode de réalisation de la figure 3, la deuxième extrémité 9 comporte une portion rectangulaire comportant un trou 18 pour le passage de la deuxième vis 15. Cette forme rectangulaire permet de maximiser la surface de contact entre la deuxième extrémité 9 et l’organe de connexion 16. D’autres formes peuvent être utilisées pour la portion formant la deuxième extrémité, si elle permet une surface de contact suffisante pour assurer une bonne connexion électrique.
[059] Dans le mode de réalisation de la figure 4, la première extrémité est formée de la même manière que la première extrémité de l’interconnecteur de la figure 3.
[060] La deuxième extrémité 9 comporte une fente 19 au lieu d’un trou 18. La fente 19 permet de glisser la deuxième extrémité 9 sous la tête de la deuxième vis tandis qu’elle est vissée mais n’est pas serrée dans l’organe de connexion 16.
[061] Dans le mode de réalisation de la figure 5, la première extrémité est formée de la même manière que la première extrémité de l’interconnecteur des figures 3 et 4. La deuxième extrémité 9 comporte un trou 18, mais pourrait comporter une fente à la place. La deuxième extrémité 9 comporte des ailes 20 qui, par interaction avec l’organe de connexion 16, assurent une fonction anti-rotation.
[062] Dans le mode de réalisation de la figure 6, la deuxième extrémité 9 est formée de la même manière que la deuxième extrémité de l’interconnecteur de la figure 3. Tout comme la première extrémité de l’interconnecteur de la figure 3, la première extrémité de l’interconnecteur de la figure 6 comporte un orifice 11 rond qui est entouré d’un rebord formé sur la base d’un rebord rond tronqué de part et d’autre latéralement de sorte à former des aplats 22. [063] Dans le mode de réalisation de la figure 7, la première extrémité 8 est formée de la même manière que la deuxième extrémité de l’interconnecteur des figures 3 à 5. La deuxième extrémité 9 comporte un rabat 23. Le rabat 23 est orthogonal au reste de la deuxième extrémité 9. Le rabat 23 permet, dans certains modes de réalisation, comme illustré à la figure 9, de réaliser la connexion électrique au niveau d’un connecteur adapté.
[064] Bien évidemment, les configurations des différentes extrémités des interconnecteurs des figures 3 à 7 peuvent être utilisées pour former d’autres interconnecteurs. D’autre configurations d’extrémités sont encore possibles.
[065] La figure 8 est une vue schématique partielle en perspective d’un onduleur comportant un ensemble conforme à un mode de réalisation de l’invention dans lequel l’interconnecteur de la figure 4 est utilisé. Lorsque la carte électronique 6 est mise en place lors de l’assemblage de l’onduleur 1 , elle peut être apportée avec les deuxièmes vis 15 prépositionnées dans les organes de connexion 16. Les deuxièmes extrémités des interconnecteurs 7 sont alors mises en place en les glissant sous les têtes des deuxièmes vis 15.
[066] La figure 8 montre également comment la connexion de la carte électronique sur les barres de conductions électrique 4 est réalisée au plus près de l’entrée dans l’onduleur du circuit haute tension. La figure 8 montre notamment l’entrée du connecteur électrique 5 dans l’onduleur 1 , via des gaines isolantes 21.
[067] La figure 9 est une vue schématique partielle en perspective d’un onduleur, analogue à la vue de la figure 8. Dans ce mode de réalisation, l’interconnecteur de la figure 7 est utilisé. Le rabat 23 de la deuxième extrémité 9 de l’interconnecteur 9 est inséré dans la fente d’un connecteur 24 de la carte électronique 6. Le connecteur 24 est ainsi adapté à recevoir le rabat 23. En particulier, le rabat 24 est inséré dans le connecteur 24 perpendiculairement au plan d’extension de la carte électronique 6, c’est-à-dire perpendiculairement à l’une de ses surfaces. Le connecteur 24 peut comporter des lamelles élastiques qui réalisent un contact franc avec le rabat 23, et assurent un maintien du rabat 24 et donc de la deuxième extrémité 9 par friction.
[068] Il est ainsi proposé, dans le cadre de la présente invention, un ensemble permettant la connexion entre une barre de conduction électrique et un dispositif électronique à l’aide d’un interconnecteur, dans lequel une triple connexion vissée est réalisée entre un connecteur, la barre de conduction électrique, et l’interconnecteur. L’interconnecteur joue avantageusement le rôle de rondelle dans cette connexion. Cela simplifie la connexion et la gamme d’assemblage, et limite le nombre de pièces dans l’assemblage. La configuration de l’interconnecteur peut permettre la connexion de composant situés dans des plans différents, et/ou en entrainant peu de contraintes mécaniques sur le dispositif électronique connecté. [069] L’invention présente un intérêt particulier dans un onduleur, notamment un onduleur utilisé dans un véhicule automobile électrique ou hybride. En particulier, cette triple connexion peut être utilisée pour alimenter une carte de contrôle de l’onduleur. En réalisant cette triple connexion à l’entrée de l’onduleur, au niveau du connecteur électrique avec le circuit haute tension, le signal de puissance qui peut être récupéré via l’interconnecteur (ou les interconnecteurs) n’est pas perturbé par des composants, par exemple de filtrage, situés dans l’onduleur en aval de la connexion.
[070] Nomenclature :
1 : onduleur
2 : carter
3 : filtre d’entrée
4 : barre de conduction électrique
5 : connecteur électrique
6 : carte électronique
7 : interconnecteur
8 : première extrémité
9 : deuxième extrémité
10 : première vis
11 : orifice
12 : tête
13 : insert
14 : rebord
15 : deuxième vis
16 : organe de connexion
17 : pliage
18 : trou
19 : fente
20 : ailes
21 : gaines isolantes
22 : aplat
23 : rabat
24 : connecteur
25 : portion médiane.

Claims

Revendications
1. Ensemble comportant au moins une barre de conduction électrique (4), un connecteur électrique (5), et un interconnecteur (7) destiné à relier électriquement la barre de conduction électrique (4) à un dispositif électronique, l’interconnecteur (7) étant métallique et comportant une première extrémité (8) conformée pour être connectée à la barre de conduction électrique (4) à l’aide d’une première vis (10), et une deuxième extrémité (9) conformée pour être connectée au dispositif électronique, l’ensemble comportant la première vis (10) et un élément taraudé, la première vis (10) étant adaptée à être vissée dans ledit élément taraudé, l’ensemble étant caractérisé en ce que, la première extrémité (8) de l’interconnecteur (7) comporte un orifice (11) adapté au passage de la première vis (10) et un rebord (14) autour de l’orifice (11) adapté à recevoir en appui une tête (12) de ladite première vis (10), et en ce que la première vis (10) traverse un orifice de la barre de conduction électrique (4) et un orifice du connecteur électrique (5), de sorte que la première vis (10) étant vissée dans l’élément taraudé, la tête (12) de la première vis (10) est en appui sur ledit rebord (14) de la première extrémité (8) de l’interconnecteur (7), ledit rebord ayant la fonction de rondelle, et serre entre eux le connecteur électrique (5) et la barre de conduction électrique (4), assurant ainsi la fixation mécanique et la connexion électrique entre l’interconnecteur (7), la barre de conduction électrique (4), et le connecteur électrique (5).
2. Ensemble selon la revendication 1 , dans lequel l’interconnecteur (7) est formé, entre sa première extrémité (8) et sa deuxième extrémité (9), d’une lame métallique allongée.
3. Ensemble selon la revendication 2, dans lequel l’interconnecteur (7) s’étend selon une direction dite longitudinale et comporte un pliage (17) transversal configuré pour permettre une adaptation de la longueur de l’interconnecteur (7) et/ou de limiter les contraintes mécaniques entre la barre de conduction électrique (4) et le dispositif électronique.
4. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la première extrémité (8) de l’interconnecteur (7) est formée d’une première portion plane, la deuxième extrémité (9) de l’interconnecteur (7) est formée d’une deuxième portion plane, la première portion plane et la deuxième portion plane étant parallèles entre elles mais situées dans des plans différents.
5. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’élément taraudé est un insert (13) rapporté.
6. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’élément taraudé est formé par le connecteur.
7. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, la deuxième extrémité (9) est conformée pour être connectée au dispositif électronique à l’aide d’une deuxième vis (15).
8. Ensemble selon la revendication 7 dans lequel la deuxième extrémité (9) comporte un trou (18) ou une fente (19) permettant le passage de la deuxième vis.
9. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la deuxième extrémité comporte un rabat (23) formant un plan de connexion orthogonal à une surface du dispositif électronique.
10. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, comportant deux barres de conduction électrique (4) et deux interconnecteurs (7).
11 . Ensemble selon l’une des revendications précédentes, comportant en outre ledit dispositif électronique et dans lequel ledit dispositif électronique est une carte électronique (6).
12. Onduleur (1) comportant un ensemble selon la revendication 11 , dans lequel le connecteur électrique (5) est un connecteur haute tension d’entrée de l’onduleur (1).
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