FR3041172A1 - Dispositif amovible anti-claquage - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif pour empêcher un claquage électrique entre deux connecteurs. Il comporte des moyens amovibles de fixation à au moins un des connecteurs et des moyens d'isolation mutuelle des connecteurs. Les moyens de fixation amovible et d'isolation mutuelle sont agencés de telle sorte que, lorsque les moyens de fixation amovibles sont fixés à l'au moins un connecteur, les moyens d'isolation mutuelle forment un obstacle entre les connecteurs, l'obstacle allongeant au-delà d'un seuil prédéfini la longueur du chemin de ligne de fuite entre les connecteurs. Application : tous domaines utilisant de la haute tension électrique

Description

DISPOSITIF AMOVIBLE ANTI-CLAQUAGE

La présente invention concerne le domaine des connecteurs pour les applications hautes tensions. Elle s’applique notamment, mais pas exclusivement, aux groupes motopropulseurs pour véhicules électriques ou hybrides.

Les applications impliquant des courants à des tensions et des intensités élevées, de l’ordre de 400 volts et 250 ampères par exemple, nécessitent l’utilisation de connecteurs spéciaux assurant un niveau élevé de qualité des contacts, notamment en termes de surface de contact. Ainsi, pour maximiser la surface de contact, des connecteurs du commerce comportent des broches pivotantes à extrémités aplaties comportant des orifices taraudés, de manière à conformer quasiment parfaitement les plans d’interface de connexion par serrage. Un exemple d’un tel connecteur selon l’art antérieur sera détaillé dans la suite de la présente demande.

Un inconvénient d’un tel connecteur est que ses broches pivotantes sont très proches l’une de l’autre, espacées d’une dizaine de millimètres à peine. Or la sévérisation permanente des normes en matière de prévention des claquages électriques, c’est-à-dire l’apparition d’arcs électriques entre des conducteurs séparés par un isolant, fait apparaître un risque potentiel de claquage entre ces bornes si celles-ci ne sont séparées que par de l’air comme isolant. Il s’agit là d’un problème que la présente invention se propose de résoudre.

La demande de brevet US20010049053, qui décrit une structure de connexion pour des terminaux de batterie, suggère d’aménager des logements pour les bornes dans la structure même de la batterie, qui est faite d’un matériau isolant, de sorte que les bornes soient intégralement séparées par ce matériau isolant. L’inconvénient de cette solution est que sa mise en oeuvre doit être prise en compte dès la conception de la batterie, compte-tenu des normes en vigueur en matière de prévention des claquages au moment de la conception : elle ne peut être mise en œuvre ultérieurement pour pallier à la sévérisation de la norme, sauf à revoir toute la conception de la batterie et éventuellement des organes périphériques, donc à un coût prohibitif. Il s’agit là encore d’un problème que la présente invention se propose de résoudre. L’invention a donc pour but de pallier les inconvénients précités, notamment de pallier à un coût acceptable la sévérisation des normes en matière de prévention des claquages électriques. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif pour empêcher un claquage électrique entre deux connecteurs. Il comporte des moyens amovibles de fixation à au moins un des connecteurs et des moyens d’isolation mutuelle des connecteurs. Les moyens de fixation amovible et d’isolation mutuelle sont agencés de telle sorte que, lorsque les moyens de fixation amovibles sont fixés à l’au moins un connecteur, les moyens d’isolation mutuelle forment un obstacle entre les connecteurs, l’obstacle allongeant au-delà d’un seuil prédéfini la longueur du chemin de ligne de fuite entre les connecteurs.

Dans un mode de réalisation, les moyens d’isolation mutuelle peuvent comprendre au moins un premier muret fait d’un matériau isolant électrique, la hauteur dudit muret étant fonction du seuil prédéfini. Les moyens d’isolation mutuelle peuvent également comprendre un deuxième muret identique et parallèle au premier muret, dont la distance de séparation au premier muret est fonction du seuil prédéfini.

Dans un mode de réalisation, les moyens de fixation peuvent comprendre un creux dans lequel l’au moins un connecteur est apte à s’emboîter.

Avantageusement, le dispositif peut comporter en outre des moyens pour isoler les connecteurs de la masse électrique d’un dispositif auquel lesdits connecteurs sont aptes à être connectés. Par exemple, les moyens pour isoler les connecteurs de la masse électrique peuvent être des murets faits d’un matériau isolant électrique et disposés de part et d’autre desdits connecteurs.

La présente invention a également pour objet un groupe motopropulseur comportant un tel dispositif.

La présente invention a enfin pour objet un véhicule électrique ou hybride comportant un tel groupe motopropulseur.

Outre de pallier à moindre coût toute sévérisation inattendue des normes en matière de prévention des claquages électriques, la présente invention a encore pour principal avantage qu’elle est très facile à démonter / remonter lors d’interventions en après-vente. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent : - la figure 1, par une vue en perspective, un exemple de connecteur haute tension à broches pivotantes selon l’art antérieur; - les figures 2, 3 et 4, par des vues en perspective, un exemple de mise en œuvre de l'invention.

La figure 1 illustre un exemple de connecteur 1 selon l’art antérieur comportant deux broches 11 et 12 libres en rotation. Il s’agit d’un connecteur conçu pour des applications de type groupe motopropulseur pour véhicule électrique ou hybride. Il peut par exemple permettre de connecter les modules d’une batterie 400 volts entre eux ou encore pour connecter cette batterie à son chargeur, comme illustré par la figure 4 détaillée par la suite. Chacune des broches 11 et 12 comporte notamment une base 111 et 121 respectivement de forme sensiblement cylindrique. Chacune des broches 11 et 12 comporte également un terminal 112 et 122 respectivement, chacun des terminaux 112 et 122 comportant une partie sensiblement cylindrique et une extrémité de forme aplatie. Chacun des terminaux 112 et 122 comporte en outre un orifice taraudé 1121 et 1221 respectivement disposé sensiblement au centre de son extrémité aplatie, de manière à autoriser le vissage de vis de serrage non illustrées sur la figure 1. Les broches 11 et 12 sont disposées de telle sorte que leurs axes respectifs An et A12 sont sensiblement parallèles. Comme illustré par la figure 1, les broches 11 et 12 sont aptes à pivoter librement autour de leurs axes respectifs An et A12 dans le sens horaire comme dans le sens antihoraire, de manière à ce que les extrémités aplaties des terminaux 112 et 122 puissent se conformer sensiblement à des plans d’interface avec d’autres éléments de connexion comme illustré par la figure 2.

Sur la figure 2, les autres éléments de connexion aux plans d’interface desquels se conforment les extrémités aplaties des terminaux 112 et 122 sont, par exemple, des plaques de connexion 21 et 22 respectivement d’un chargeur 2 contenu dans un carter en aluminium, celui-ci contenant en outre un boîtier de fusibles 24. Le connecteur 1 n’apparaît que vu partiellement du dessus sur la figure 2, les broches 11 et 12 n’étant pas visibles du tout: leurs bases 111 et 121 sont masquées par le chargeur 2, dont elles traversent le carter par un orifice dédié, non visible sur la figure 2, et leurs terminaux 112 et 122 sont quant à eux masqués par les plaques de connexion 21 et 22 respectivement. Il faut donc bien comprendre que les terminaux 112 et 122 sont disposés juste en dessous des plaques de connexion 21 et 22 respectivement, à leur contact électrique. Les plans d’interface des terminaux 112 et 122 sont conformés quasiment parfaitement aux plans d’interface des plaques de connexion 21 et 22 par serrage de vis 25 et 26 respectivement. Un dispositif amovible d’isolation 23 selon l’invention est disposé sur les vis 25 et 26, de sorte que les têtes des vis 25 et 26 sont partiellement masquées par le dispositif 23.

La figure 3 illustre plus en détails le dispositif amovible d’isolation 23 selon l’invention dans un repère orthonormé direct (Χ,Υ,Ζ) où X désigne la dimension longitudinale du dispositif 23, Y désigne la dimension transversale du dispositif 23 et Z désigne la dimension verticale du dispositif 23. Il s’agit d’une seule et unique pièce en plastique, obtenue par exemple par moulage de polypropylène PA66. Ne supportant aucun effort, il n’est pas nécessaire de renforcer la pièce, par ajout de fibre de verre par exemple. Elle comporte une base plane 230 s’étendant sensiblement dans le plan (Y,Z). S’étendant à partir de deux de ses bords opposés transversalement, la base 230 supporte deux premiers murets à angles droits 237 et 238 s’étendant sensiblement dans le plan (X,Z). Dans le présent exemple de réalisation, les murets 237 et 238 sont de même hauteur H et ils sont séparés par une distance d. S’étendant à partir d’une zone sensiblement médiane de la base 230, celle-ci supporte deux seconds murets à angles droits 233 et 234 s’étendant eux aussi sensiblement dans le plan (X,Z). S’étendant à partir du bord supérieur de la base 230 relativement à la direction verticale, la base 230 supporte deux éléments 231 et 232 formant des cylindres creux et ouverts par le dessous relativement à la direction verticale, de manière à former des logements pour les têtes des vis 25 et 26 respectivement, ce qui explique que celles-ci sont partiellement masquées sur la figure 2. Avantageusement, le diamètre des logements est sensiblement égal au diamètre des têtes des vis 25 et 26, de manière à maintenir en place le dispositif 23 par simple emboîtement des têtes des vis 25 et 26 dans les éléments 231 et 232 respectivement. Les éléments 231 et 232 sont disposés respectivement entre le muret 237 et le muret 233 et entre le muret 238 et le muret 234. S’étendant à partir du bord inférieur de la base 230 relativement à la direction verticale, la base 230 comporte enfin deux ouvertures 235 et 236 disposée en regard des éléments 231 et 232 respectivement.

Comme illustré par la figure 4 qui montre l’agencement du dispositif amovible 23 relativement au connecteur 1, le chargeur 2 ayant été volontairement omis pour des raisons de clarté, les ouvertures 235 et 236 forment des logements pour les terminaux 112 et 122. Sur cette figure 4, il apparaît clairement que, avantageusement, les murets 233 et 234 forment un obstacle qui augmente la longueur du chemin de ligne de fuite entre les terminaux 112 et 122, c’est-à-dire le chemin le plus court à l’air libre entre ces deux terminaux, diminuant ainsi le risque de formation d’un arc électrique entre les connecteurs 112 et 122. Ce sont les normes en matière de prévention des claquages électriques qui fixent la longueur minimum de ce chemin, et qui permettent donc de déduire la hauteur minimum des murets 233 et 234 et la distance qui les sépare. Ainsi, plus ces norme deviennent sévères et plus il faut augmenter la hauteur H et la distance d. Il est donc très simple de l’adapter aux évolutions de la norme en matière de prévention des claquages électriques. De même, le muret 237 forme un obstacle qui augmente la longueur du chemin de ligne de fuite entre le terminal 112 et la masse du chargeur 2 et le muret 238 forme un obstacle qui augmente la longueur du chemin de ligne de fuite entre le terminal 122 et la masse du chargeur 2, diminuant également le risque de formation d’un arc électrique entre l’un des connecteurs et la masse du chargeur 2.

Très facile à fabriquer par les techniques classiques de moulage plastique, compatible de l’assemblage à la chaîne et n’impactant en rien la géométrie des organes périphériques, la présente invention a donc bien pour principal avantage de pallier à moindre coût toute sévérisation inattendue des normes en matière de prévention des claquages électriques. Mais l’invention a également pour avantage que, en cas de chute d’un outil ou d’une vis qui échapperait des mains d’un opérateur en après-vente, elle forme une barrière qui permet de récupérer facilement l’objet et surtout qui l’empêche de mettre en contact les terminaux qu’elle isole, limitant ainsi les risques encourus par l’opérateur.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif (23) pour empêcher un claquage électrique entre deux connecteurs (112, 122), le dispositif étant caractérisé en ce qu’il comporte : - des moyens amovibles de fixation (231, 232) à au moins un desdits connecteurs, et ; - des moyens d’isolation mutuelle (233, 234) desdits connecteurs ; lesdits moyens de fixation amovible et d’isolation mutuelle étant agencés de telle sorte que, lorsque les moyens de fixation amovibles sont fixés à l’au moins un connecteur, les moyens d’isolation mutuelle forment un obstacle entre les connecteurs, l’obstacle allongeant au-delà d’un seuil prédéfini la longueur du chemin de ligne de fuite entre les connecteurs.
2. 2. Dispositif (23) selon la revendication 1, les moyens d’isolation mutuelle comprenant au moins un premier muret (233) fait d’un matériau isolant électrique, la hauteur (H) dudit muret étant fonction du seuil prédéfini.
3. 3. Dispositif (23) selon la revendication 2, les moyens d’isolation mutuelle comprenant un deuxième muret (234) identique et parallèle au premier muret (233), dont la distance (d) de séparation au premier muret est fonction du seuil prédéfini
4. 4. Dispositif (23) selon la revendication 1, les moyens de fixation (231, 232) comportant un creux dans lequel l’au moins un connecteur (112, 122) est apte à s’emboîter.
5. 5. Dispositif (23) selon la revendication 1, comportant en outre des moyens pour isoler les connecteurs (112, 122) de la masse électrique d’un dispositif (2) auquel lesdits connecteurs sont aptes à être connectés.
6. 6. Dispositif (23) selon la revendication 5, les moyens pour isoler les connecteurs (112, 122) de la masse électrique étant des murets (237, 238) faits d’un matériau isolant électrique et disposés de part et d’autre desdits connecteurs.
7. 7. Groupe motopropulseur comportant un dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes.
8. 8. Véhicule électrique ou hybride comportant un groupe motopropulseur selon la revendication précédente.