FR3022729A1

FR3022729A1 - Systeme electrique avec blindage

Info

Publication number: FR3022729A1
Application number: FR1455743A
Authority: FR
Inventors: Guillaume Tramet; Mathieu Grenier
Original assignee: Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Current assignee: Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2015-12-25
Anticipated expiration: 2034-06-20
Also published as: FR3022729B1; WO2015193619A1

Abstract

Le système électrique (100) comporte : - un boîtier (104) comportant un corps de boîtier (106, 108) délimitant une ouverture (110), et un couvercle (114) destiné à obstruer l'ouverture (110) pour fermer le boîtier (104), le couvercle (114) comportant une paroi isolante (116); -un blindage électromagnétique (118) destiné à réduire les interférences électromagnétiques entre des composants électriques (122) destinés à être agencés dans le boîtier (104) et une carte électronique (128) de commande des composants électriques (122) du boîtier (104), la carte électronique de commande (128) étant destinée à s'étendre à l'extérieur du boîtier (104), en face du couvercle (114). Le couvercle (114) comporte le blindage électromagnétique (118) qui est directement fixé à la paroi isolante (116).

Description

1 TITRE SYSTEME ELECTRIQUE AVEC BLINDAGE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine du blindage électromagnétique de systèmes électriques. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Dans certains systèmes électriques, il est connu de commander un module électrique de puissance au moyen d'une carte électronique disposée contre le module électrique.

Or, le module électrique émet des ondes électromagnétiques qui risquent de perturber le fonctionnement de la carte électronique. Pour éviter ce problème, lors de l'assemblage du système électrique, il est connu d'intercaler, entre le module électrique de puissance et la carte électronique de commande, une pièce supplémentaire formant un blindage électromagnétique. Le blindage est par exemple formé d'une feuille de métal sensiblement plane. L'invention a pour but de proposer un système électrique dont la fabrication serait simplifiée et en particulier qui ne nécessiterait pas d'étape d'installation du blindage entre la carte électronique et le module électrique 20 de puissance. RÉSUMÉ DE L'INVENTION À cet effet, il est proposé un système électrique comportant : - un boîtier comportant : - un corps de boîtier délimitant une ouverture, et 3022729 2 - un couvercle destiné à obstruer l'ouverture pour fermer le boîtier, le couvercle comportant une paroi isolante, en particulier isolante électriquement, - un blindage électromagnétique destiné à réduire les interférences 5 électromagnétiques entre des composants électriques destinés à être agencés dans le boîtier et une carte électronique de commande des composants électriques du boîtier, la carte électronique de commande étant destinée à s'étendre à l'extérieur du boîtier, en face du couvercle, 10 le système électrique étant caractérisé en ce que le couvercle comporte le blindage électromagnétique qui est directement fixé à la paroi isolante. Grâce à l'invention, le couvercle du boîtier intègre le blindage électromagnétique de sorte qu'il n'est plus nécessaire de l'installer lorsque le module électrique et la carte électronique de commande sont assemblés 15 ensemble. De façon optionnelle, le blindage électromagnétique est fixé sur une face inférieure de la paroi isolante, cette face inférieure étant destinée à être orientée vers l'intérieur du boîtier lorsque le couvercle ferme le boîtier. De façon optionnelle également, le blindage électromagnétique comporte une plaque conductrice fixée à la paroi isolante. De façon optionnelle également, la plaque conductrice est fixée par collage, clippage, ou encore bouterollage, à la paroi isolante. De façon optionnelle également, la plaque conductrice est enrobée de matière isolante, la paroi isolante étant formée au moins en partie par cet 25 enrobage. De façon optionnelle également, le blindage électromagnétique comporte une couche de peinture conductrice revêtant la paroi isolante. De façon optionnelle également, le corps de boîtier comporte un fond dont au moins une partie est conductrice électriquement et destinée à former 30 une masse électrique du système électrique, et comportant en outre une connexion électrique de masse connectant la partie conductrice du fond du 3022729 3 boîtier au blindage électromagnétique afin de connecter électriquement le blindage électromagnétique à la masse électrique. De façon optionnelle également, le système électrique comporte en outre une broche de masse, distincte de la connexion électrique de masse, 5 partant du blindage électromagnétique et destinée à être connectée à la carte électronique de commande afin de connecter électriquement la carte électronique de commande à la masse électrique. De façon optionnelle également, le corps de boîtier comporte un fond dont au moins une partie est conductrice électriquement et destinée à former 10 une masse électrique du système électrique, et comportant en outre une broche de masse s'étendant depuis la partie conductrice du fond du boîtier et destinée à traverser le couvercle du boîtier pour être connectée à la carte de commande, afin de connecter électriquement la carte de commande à la masse électrique.

15 De façon optionnelle également, la broche de masse traverse le blindage électromagnétique en contactant le blindage électromagnétique de manière à connecter électriquement le blindage électromagnétique à la masse électrique. Il est également proposé un procédé de fabrication d'un système 20 électrique selon l'invention, comportant : - la pose d'un couvercle dans une ouverture présentée par un corps de boîtier, pour obstruer cette ouverture et fermer le boîtier, le couvercle comportant une paroi isolante et un blindage électromagnétique directement fixé à la paroi isolante. DESCRIPTION DES FIGURES Des modes de réalisation de l'invention vont à présent être décrits à titre d'exemple uniquement, en référence aux figures suivantes. La figure 1 est une vue en coupe d'un premier système électrique selon l'invention.

3022729 4 La figure 2 est une vue éclatée en trois dimensions du premier système électrique de la figure 1. La figure 3 est un schéma-blocs des étapes d'un procédé de fabrication du premier système électrique de la figure 1.

5 Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe de respectivement de deuxième et troisième systèmes électriques selon l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE En référence aux figures 1 et 2, un premier système électrique 100 selon l'invention va à présent être décrit. Le système électrique 100 est par 10 exemple compris dans un onduleur ou plus généralement dans un convertisseur de tension. Le système électrique 100 comporte tout d'abord un module électrique 102. Le module électrique 102 comporte tout d'abord un boîtier 104.

15 Le boîtier 104 comporte tout d'abord un fond 106 dont au moins une partie est conductrice électriquement. Dans l'exemple décrit, le fond 106 est formé entièrement de la partie conductrice. La partie conductrice comporte par exemple une plaque en métal, par exemple en nickel ou en cuivre, plane et rectangulaire, et présentant par exemple une épaisseur comprise entre 1 20 et 5 millimètres. La partie conductrice du fond 106 est destinée à former une masse électrique du système électrique 100, ainsi qu'une plaque froide pour la dissipation de chaleur. Le boîtier 104 comporte en outre des parois latérales 108 qui sont isolantes, par exemple en matière plastique, et s'élèvent du fond 106. Les 25 parois latérales 108 délimitent, à l'opposé du fond 106, une ouverture 110 du boîtier 104. Les parois latérales 108 présentent des doigts 112 s'étendent vers le haut, c'est-à-dire à l'opposé du fond conducteur 106 du boîtier 104. Les doigts 112 sont destinés à supporter une carte électronique qui sera décrite plus loin.

30 Le fond 106 et les parois latérales 108 forment un corps de boîtier.

3022729 5 Le boîtier 104 comporte en outre un couvercle 114 destiné à obstruer l'ouverture 110 pour fermer le boîtier 104. Le couvercle 114 peut par exemple être clippé aux parois latérales 108, ou bien encore être collé à ces parois latérales 108.

5 Le couvercle 114 comporte une paroi 116 isolante, par exemple en matière plastique, et un blindage électromagnétique 118 directement fixé à la paroi 116. Ainsi, le blindage 118 fait partie du couvercle 114 est fixé à la paroi isolante même lorsque le couvercle 114 est séparé du corps du boîtier. Par exemple, le blindage 118 est fixé directement sur l'une des faces de la 10 paroi 116: sur la face inférieure de la paroi 116, c'est-à-dire celle orientée vers l'intérieur du boîtier 104 (c'est-à-dire vers le fond 106 du boîtier 104) lorsque le couvercle 114 ferme le boîtier 104, ou bien sur la face supérieure de la paroi 116, c'est-à-dire celle orientée vers l'extérieur du boîtier 104 lorsque le couvercle 114 ferme le boîtier 104.

15 De préférence, le blindage 118 recouvre au moins 80% de la face de la paroi 116 sur laquelle il est fixé. De préférence, le blindage 118 est fixé sur la face inférieure de la paroi 116. Le blindage 118 est par exemple sous la forme d'une plaque 20 conductrice collée contre la paroi 116. De manière alternative, la plaque conductrice peut être clippée sur la paroi 116. Dans ce cas, les clips sont par exemple portés par la paroi 116 et insérés avec déformation dans des trous percés dans la plaque conductrice. De manière alternative encore, la plaque conductrice peut être 25 bouterollée à la paroi 116. Dans ce cas, les pions de bouterollage sont par exemple portés par la paroi 116 et insérés dans des trous percés dans la plaque de blindage avant d'être écrasés. De manière alternative encore, le blindage 118 peut être sous la forme d'une couche de peinture (c'est-à-dire d'une couche n'ayant pas de structure 30 solide propre) revêtant la face inférieure ou supérieure de la paroi 116. Le module électrique 102 comporte en outre une broche de masse 120 connectée au blindage 118 et traversant la paroi 116 pour déboucher 3022729 6 vers le haut à l'extérieur du boîtier 104. La broche de masse 120 est par exemple soudée au blindage 118, ou fixée à ce dernier par tout procédé de fusion de matière. La broche de masse 120 peut encore être venue de matière avec le blindage 118. La broche de masse 120 est destinée à être 5 connectée électriquement à la masse électrique comme cela sera expliqué plus loin. Le module électrique 102 comporte en outre des composants 122 électriques agencés dans le boîtier 104. Les composants 122 sont par exemple des composants de puissance, c'est-à-dire destinés à être parcouru 10 par des courants électriques supérieurs à 1 ampère. Dans l'exemple décrit, le module électrique 102 comporte une carte électronique de support 124 des composants 122. La carte électronique de support 124 est disposée dans le boîtier 104, par exemple contre le fond 106 du boîtier 104. Les composants 122 sont montés sur la carte électronique de 15 support 124, par exemple sur sa face supérieure, c'est-à-dire celle orientée vers l'intérieur du boîtier 104, à l'opposé du fond conducteur 106 du boîtier 104. La carte électronique de support 124 présente, sur sa face supérieure, une première couche conductrice (non représentée) formant des connexions électriques entre les composants 122. La carte électronique de support 124 20 comporte en outre, sur sa face inférieure, c'est-à-dire celle plaquée contre le fond 106 du boîtier 104, une seconde couche conductrice (non représentée) au contact de la partie conductrice du fond 106 du boîtier 104. Cette seconde couche conductrice est connectée électriquement à certaines des connexions électriques de la face supérieures de manière à ce que les 25 composants 122 soient électriquement connectés à la masse électrique. Le module électrique 102 comporte en outre des broches de commande 126 connectées aux composants 122 et destinées à traverser le couvercle 114 pour déboucher à l'extérieur du boîtier 104. À cet effet, le couvercle 114 est percé d'ouvertures de passage des broches de commande 30 126. La paroi 116 présente, autour de chacune de ces ouvertures, une couronne s'étendant vers le bas de manière à s'intercaler entre les broches 3022729 7 de commande 126 et le blindage 118, afin d'éviter des faux contacts entre les broches de commande 126 et la masse électrique. Le système électrique 100 comporte en outre une carte électronique de commande 128 des composants 122 du boîtier 104. La carte électronique 5 de commande 128 est destinée à venir reposer sur les doigts 112 du boîtier 104 de manière à s'étendre à l'extérieur du boitier 104, en face du couvercle 114. La carte électronique de commande 128 est connectée aux broches de commande 126 et à la broche de masse 120 sortant du couvercle 114.

10 Les broches de commande 126 permettent ainsi à la carte électronique de commande 128 de commander les composants 122. La broche de masse 120 permet à la carte électronique de commande 128 d'être connectée à la masse électrique comme cela sera expliqué plus loin. Le blindage 118 est destiné à réduire les interférences 15 électromagnétiques entre, d'une part, la carte électronique de commande 128 et, d'autre part, les composants électriques 122 et la carte électronique de support 124. Par exemple, le blindage 118 permet de diminuer de 50% les rayonnements électromagnétiques reçus par la carte électronique de commande 128 en provenance des composants 122.

20 Le module électrique 102 comporte en outre une connexion électrique de masse 130 entre la partie conductrice du fond 106 du boîtier 104 et le blindage 118. La connexion électrique de masse 128 s'étend à l'intérieur du boîtier 104 et connecte électriquement le blindage 118 à la masse électrique. Ainsi, la broche de masse 120 est également connectée électriquement à la 25 masse électrique, par l'intermédiaire du blindage 118, ce qui permet de connecter électriquement la carte électronique de commande 128 à la masse électrique. Dans l'exemple décrit, la connexion électrique de masse 130 atteint le fond 106 du boîtier 104 en passant par une ouverture ménagée dans la carte 30 électronique de support 124. Dans l'exemple décrit, la connexion électrique de masse 130 comporte un tube conducteur 132 s'étendant dans le boîtier 104 et 3022729 8 présentant une extrémité inférieure passant dans l'ouverture de la carte électronique de support 124 pour venir au contact de la partie conductrice du fond 106. Le tube conducteur 132 comporte en outre une extrémité supérieure venant au contact du blindage 118. Le module électrique 102 5 comporte en outre une vis 134 insérée dans une ouverture ménagée dans la paroi 116 du couvercle 114 et visée dans l'extrémité supérieure du tube conducteur 132 de sorte que la tête de la vis 134 repose sur le blindage électromagnétique et serre ce dernier contre l'extrémité supérieure du tube conducteur 132. De préférence, le système électrique 100 comporte en outre 10 une gaine isolante 136 entourant le tube conducteur 132. Le système électrique 100 comporte en outre un carter 138 dans lequel le module électrique 102 est disposé. Le carter 138 comporte un fond 140 contre lequel le fond 106 du 15 boîtier 104 est fixé. En outre, une conduite 142 est ménagée dans le fond 140 du carter 138, en particulier en-dessous du fond 106 du boîtier 104. Un liquide de refroidissement, comme de l'eau, est destiné à parcourir cette conduite 142 pour refroidir le fond 140 du carter 138, et ainsi le fond 106 du boîtier 104.

20 En référence à la figure 3, un procédé de fabrication du système électrique 100 va à présent être décrit. Au cours d'une étape 302, lorsque le blindage 118 comporte une plaque conductrice, la broche de masse 120 est fixée à la plaque conductrice 25 du blindage 118. Au cours d'une étape 304, le blindage 118 est fixé directement à la paroi 116 pour former le couvercle 114. En particulier, lorsque la broche de masse a été fixée à l'étape 302 à la plaque conductrice du blindage, la broche de masse 120 est passée dans une ouverture de la paroi 116 prévue 30 à cet effet. Au cours d'une étape 306, le corps de boîtier est assemblé. Le corps de boîtier comporte le fond 106 et les parois latérales 108 du boîtier 104.

3022729 9 Au cours d'une étape 310, la partie inférieure du tube 132 de la connexion de masse 130 est fixée à la partie conductrice du fond 106. Au cours d'une étape 312, la carte électronique de support 124, les composants 122, les broches de commande 126 et la connexion de masse 5 130 sont disposés dans le corps de boîtier. En particulier, la connexion de masse 130 est passée dans une ouverture de la carte électronique de support 124 prévue à cet effet. Au cours d'une étape 314, le couvercle 114 est posé dans l'ouverture 110 pour l'obstruer. En particulier, les broches de commande 126 (et de 10 masse 120) sont passées dans des ouvertures respectives du couvercle 114 prévues à cet effet. Au cours d'une étape 316, le couvercle 114 est vissé à la connexion de masse 130 au moyen de la vis 134. Au cours d'une étape 318, la carte électronique de commande 128 est 15 rapportée sur les doigts 112 et fixée au boîtier 104. En particulier, les broches de commande 126 et de masse 120 sont passées dans des ouvertures respectives de la carte de commande 126 prévues à cet effet. Au cours d'une étape 320, les broches de commande 126 sont connectées à la carte électronique de commande 128 pour que cette 20 dernière puisse commander les composants électriques 122. En outre, la broche de masse 120 est connectée à la carte électronique de commande 128 pour que cette dernière soit connectée électriquement à la masse électrique. Au cours d'une étape 322, le fond 106 du boîtier 104 est fixé contre le 25 fond 140 du carter 138. En référence à la figure 4, un deuxième système électrique 400 selon l'invention va à présent être décrit. Le système électrique 400 est identique à celui de la figure 1, si ce 30 n'est que le couvercle 114 comporte une seconde paroi 402 isolante enserrant avec la première paroi 116 le blindage 118.

3022 72 9 10 Par exemple, le blindage 118 comporte une plaque conductrice enrobée de matière isolante, par exemple de matière plastique. La matière isolante recouvrant une face de la plaque conductrice forme la première paroi 116 et la matière isolante recouvrant l'autre face de la plaque 5 conductrice forme la seconde paroi 402. De préférence, la plaque conductrice du blindage 118 est percée, avant l'enrobage, d'ouvertures de passage des broches de commande 126. De manière alternative, la seconde paroi 402 est fixée à la plaque conductrice du blindage électromagnétique 118 par collage, clippage ou 10 bouterollage comme cela a été décrit plus haut pour la première paroi 116. Par ailleurs, la tête de la vis 134 repose sur la première paroi 116 du couvercle 114 et de manière à enserrer le couvercle 114 entre la tête de la vis 134 et l'extrémité supérieure du tube conducteur 132. La tige de de la vis 134 est au contact du tube conducteur 132 et au contact du blindage 118 de 15 manière à les connecter électriquement. Le procédé de fabrication du second système électrique 400 est similaire à celui du premier système électrique 100. En référence à la figure 5, un troisième système électrique 500 selon 20 l'invention va à présent être décrit. Le système électrique 500 est identique à celui de la figure 1, si ce n'est qu'il ne comporte pas la connexion électrique de masse 130 car la fonction de connexion électrique du blindage électromagnétique 118 à la masse électrique est réalisée par la broche de masse 120. La broche de 25 masse 120 part ainsi de la partie conductrice du fond 106 du boîtier 104 et s'étend vers le haut pour traverser la carte électronique de support 124 et le couvercle 114 et atteindre la carte électronique de commande 128. En particulier, la broche de masse 120 traverse le blindage électromagnétique 118 en étant en contact avec ce dernier, de manière à ce que le blindage 30 électromagnétique 118 soit relié à la masse électrique. La broche de masse 120 est connectée électriquement à la partie conductrice du fond 106 par tout moyen. La broche de masse 120 est par exemple fixée à la partie 3022729 11 conductrice du fond 106 du boîtier 104, notamment par vissage, soudage ou bien par tout procédé de fusion de matière. La broche 120 peut être intégrée dans le couvercle 114, par exemple surmoulée dans le couvercle 114. En particulier, la broche 120 peut être 5 venue de matière avec le blindage 118. Le procédé de fabrication du système électrique 500 est similaire à celui du système électrique 100, si ce n'est que l'étape 308 est omise. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation 10 décrits précédemment, mais est au contraire définie par les revendications qui suivent. Il sera en effet apparent à l'homme du métier que des modifications peuvent y être apportées. En particulier, chacun des modes de réalisation décrits précédemment peut être modifié pour incorporer des caractéristiques d'autres modes de 15 réalisation. Par ailleurs, les termes utilisés dans les revendications ne doivent pas être compris comme limités aux éléments des modes de réalisation décrits précédemment, mais doivent au contraire être compris comme couvrant tous les éléments équivalents que l'homme du métier peut déduire à partir de ses 20 connaissances générales.

Claims

REVENDICATIONS1. Système électrique (100 ; 400 ; 500) comportant : - un boîtier (104) comportant : - un corps de boîtier (106, 108) délimitant une ouverture (110), et - un couvercle (114) destiné à obstruer l'ouverture (110) pour fermer le boîtier (104), le couvercle (114) comportant une paroi isolante (116), - un blindage électromagnétique (118) destiné à réduire les interférences électromagnétiques entre des composants électriques (122) destinés à être agencés dans le boîtier (104) et une carte électronique (128) de commande des composants électriques (122) du boîtier (104), la carte électronique de commande (128) étant destinée à s'étendre à l'extérieur du boîtier (104), en face du couvercle (114), le système électrique (100) étant caractérisé en ce que le couvercle (114) comporte le blindage électromagnétique (118) qui est directement fixé à la paroi isolante (116).
2. Système électrique (100 ; 400 ; 500) selon la revendication 1, dans lequel le blindage électromagnétique (118) est fixé sur une face inférieure de la paroi isolante (116), cette face inférieure étant destinée à être orientée vers l'intérieur du boîtier (104) lorsque le couvercle (114) ferme le boîtier (104).
3. Système électrique (100 ; 400 ; 500) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le blindage électromagnétique (118) comporte une plaque conductrice fixée à la paroi isolante (116).
4. Système électrique (100 ; 500) selon la revendication 3, dans lequel la plaque conductrice est fixée par collage, clippage, ou encore bouterollage, à la paroi isolante (116). 3022729 13
5. Système électrique (400) selon la revendication 3, dans lequel la plaque conductrice est enrobée de matière isolante, la paroi isolante (116) étant formée au moins en partie par cet enrobage.
6. Système électrique (100 ; 500) selon la revendication 1 ou 2, dans 5 lequel le blindage électromagnétique (118) comporte une couche de peinture conductrice revêtant la paroi isolante (116).
7. Système électrique (100 ; 400) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le corps de boîtier (106, 108) comporte un fond (106) dont au moins une partie est conductrice électriquement et 10 destinée à former une masse électrique du système électrique (100), et comportant en outre une connexion électrique de masse (130) connectant la partie conductrice du fond (106) du boîtier (104) au blindage électromagnétique (118) afin de connecter électriquement le blindage électromagnétique (118) à la masse électrique. 15
8. Système électrique (100 ; 400) selon la revendication 7, comportant en outre une broche de masse (120), distincte de la connexion électrique de masse (130), partant du blindage électromagnétique (118) et destinée à être connectée à la carte électronique de commande (128) afin de connecter électriquement la carte électronique de commande (128) à la masse 20 électrique.
9. Système électrique (500) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le corps de boîtier (106, 108) comporte un fond (106) dont au moins une partie est conductrice électriquement et destinée à former une masse électrique du système électrique (100), et comportant en outre une 25 broche de masse (120) s'étendant depuis la partie conductrice du fond (106) du boîtier (104) et destinée à traverser le couvercle (114) du boîtier (104) pour être connectée à la carte de commande (128), afin de connecter électriquement la carte de commande (128) à la masse électrique. 3022729 14
10. Système électrique (500) selon la revendication 9, dans lequel la broche de masse (120) traverse le blindage électromagnétique (118) en contactant le blindage électromagnétique (118) de manière à connecter électriquement le blindage électromagnétique (118) à la masse électrique. 5
11. Procédé de fabrication d'un système électrique (100 ; 400 ; 500) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comportant : - la pose d'un couvercle (114) dans une ouverture (110) présentée par un corps de boîtier (106, 108), pour obstruer cette ouverture (110) et fermer le boîtier (104), 10 le couvercle (114) comportant une paroi isolante (116) et un blindage électromagnétique (118) directement fixé à la paroi isolante (116).