FR3070794B1 - Systeme de stockage d’energie pour vehicule hybride comportant des barres de connexion cintrees - Google Patents
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Abstract
Barre plate conductrice de connexion entre des dispositifs de stockage d'énergie électrique (32) pour la traction d'un véhicule automobile, présentant une section rectangulaire comportant deux plats (2) et deux côtés (4), cette barre comprenant un cintrage (34) reliant une première partie droite (20) à une deuxième partie droite (22) présentant entre elles des directions longitudinales perpendiculaires, cette barre étant remarquable en ce que le cintrage (34) comporte un enroulement du plat présentant une surface conique intérieure au cintrage formée sur un secteur angulaire de 270°.
Description
SYSTEME DE STOCKAGE D’ÉNERGIE POUR VÉHICULE HYBRIDE COMPORTANT DES BARRES DE CONNEXION CINTRÉES
La présente invention concerne une barre plate de connexion entre des dispositifs de stockage d’énergie électrique pour la traction d’un véhicule automobile, ainsi qu’un outillage de réalisation de cette barre plate, un système de stockage d’énergie comportant cette barre plate, et un véhicule automobile électrique ou hybride équipé d’un tel système de stockage d’énergie.
Les véhicules automobiles électriques ou hybrides comportent des dispositifs de stockage d’énergie pouvant comporter des batteries électrochimiques, des condensateurs de courant électrique, ou tout autre système de stockage délivrant un courant de puissance avec une tension élevée pour alimenter des machines électriques de traction.
Des barres de connexion conductrices rigides, notamment en cuivre, remplacent de plus en plus des câbles électriques souples pour conduire les courants de puissance, car ils présentent un encombrement réduit.
On utilise notamment des barres plates présentant une section transversale rectangulaire comprenant des plats disposés dans la largeur et des côtés disposés dans l’épaisseur, qui permettent certains pliages pour relier des connecteurs en s’adaptant à l’environnement.
Un type de barre de connexion connu, présenté notamment par le document FR-A1 -3021814, utilisé pour des connexions dans le domaine de la micro-électronique, comporte différents pliages permettant de relier deux connecteurs disposés dans des plans différents. D’une manière générale pour les barres de connexion de systèmes de stockage d’énergie pour la traction de véhicules automobiles, il est connu de réaliser des pliages comprenant le pliage simple dans l’épaisseur de la barre, les côtés restant dans un même plan, le cintrage dans la largeur de la barre, les plats restant dans un même plan, et la torsion pratiquée dans la longueur de la barre, les plats et les côtés changeants en même temps de plan. On a aussi le pliage portefeuille proche du pliage simple, présentant un pli dans l’épaisseur à 180° qui est incliné par rapport à lalargeur de la barre, les plats restant parallèles.
Ces types de plis sont couramment utilisés pour les systèmes de stockage d’énergie de traction de véhicules automobiles, avec des outillages connus correspondant aux sections des barres importantes nécessaires pour les courants de puissance de cette application.
Toutefois les véhicules automobiles présentent des contraintes particulières d’espace généralement très réduit, de masse limitée et de coût le plus faible possible, pour pouvoir produire et vendre en grande série des véhicules présentant une consommation d’énergie minimum afin d’améliorer l’autonomie et de réduire les émissions de gaz polluants.
De plus les véhicules automobiles présentent des contraintes mécaniques et électriques particulières, notamment en ce qui concerne la tenue aux vibrations, et les conditions climatiques comme la température et l’humidité.
Certains types de changement de direction pour des barres de connexion plates utilisées pour les véhicules, posent des problèmes de faisabilité des plis, notamment pour préserver l’espace à l’intérieur du pliage entre les deux parties droites.
Pour réaliser ces changements de directions il est connu de souder deux parties plates l’une sur l’autre, ce qui permet de choisir facilement les orientations de ces deux parties entre elles.
Toutefois la soudure de deux parties pour former une barre nécessite un outillage de soudure, un temps de réalisation de la soudure, et un capot de protection de cette soudure, ce qui représente des coûts d’outillage et des temps de main-d’œuvre.
En effet on peut utiliser des barres conductrices comportant une gaine isolante, produite de manière continue sur la longueur avec un coût réduit. Il faut alors rapporter un capot de protection particulier sur la zone de soudure qui a perdu cette gaine isolante.
De plus les soudures entraînent des risques de défauts sur la conduction électrique ainsi que sur la tenue mécanique de l’ensemble, en particulier avec les contraintes particulières du véhicule automobile.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur.
Elle propose à cet effet une barre plate conductrice de connexion entre des dispositifs de stockage d’énergie électrique pour la traction d’un véhicule automobile, présentant une section rectangulaire comportant deux plats et deux côtés, cette barre comprenant un cintrage reliant une première partie droite à une deuxième partie droite présentant entre elles des directions longitudinales perpendiculaires, cette barre étant remarquable en ce que le cintrage comporte un enroulement du plat présentant une surface conique intérieure au cintrage formée sur un secteur angulaire de 270°.
Un avantage de cette barre est que l'enroulement du plat de la barre sur une surface conique avec un angle de 270°, permet entre les deux parties droites, de manière simple, rapide et en une seule opération, sans utiliser de soudure, de former un angle droit entre leurs directions longitudinales, les plats des deux parties droites étant perpendiculaires entre eux, et de dégager entièrement l’espace intérieur se trouvant dans l’angle entre ces deux parties droites.
Le dégagement de l’espace intérieur dans l’angle permet en particulier de disposer la barre au plus près du dispositif de stockage, et de réduire l’encombrement du système de stockage.
La barre plate conductrice selon l’invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement, un côté de la deuxième partie droite est en appui sur un plat de la première partie droite. De cette manière on obtient un encombrement minimum de la barre de connexion dans la direction perpendiculaire au plan formé par les parties droites.
En particulier, la deuxième partie droite peut comporter des perçages prévus pour recevoir des vis de fixation sur une connexion du dispositif de stockage. L’invention a aussi pour objet un outillage pour la réalisation d’une barre de connexion d’un système de stockage comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, remarquable en ce qu'il comporte un cône de cintrage correspondant à la surface intérieure conique du cintrage, et une rainure recevant de manière ajustée la première partie droite dans sa largeur.
Avantageusement, l’outillage comporte une rainure recevant de manière ajustée la barre de connexion dans sa largeur.
Dans ce cas, avantageusement le cône est tangent avec le fond de la rainure. On obtient une continuité du rayon de cintrage.
Avantageusement, le cône comporte une pointe qui est longitudinalement ajustée au fond de la rainure et sur un côté de cette rainure.
Avantageusement, le rebord de la rainure se trouvant du côté de la pointe, se termine par un appui d’extrémité recevant à la fin du cintrage l’appui d’un côté d’une partie droite. De cette manière on réalise un calage précis de la position des deux parties droites l’une par rapport à l’autre. L’invention a aussi pour objet un système de stockage d’énergie pour la traction d’un véhicule automobile, comportant des dispositifs de stockage d’énergie électrique, et des barres plates conductrices reliant ces dispositifs de stockage, remarquable en ce qu’il comporte au moins une barre plate comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes. L’invention a de plus pour objet un véhicule automobile électrique ou hybride équipé d’un système de stockage comportant des dispositifs de stockage d’énergie électrique et des barres de connexion, comprenant les caractéristiques précédentes. L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - les figures 1,2, 3 et 4 présentent des pliages connus de barres plates de connexion ; - la figure 5 présente une barre de connexion selon l’art antérieur, comportant deux parties soudées ; - la figure 6 présente en variante une barre de connexion selon l’invention, comportant un cintrage ; - les figures 7 et 8 présentent respectivement en vue de face et en vue de côté, le cintrage de cette barre de connexion ; - la figure 9 présente un pliage similaire d’une barre de connexion selon l’art antérieur ; et -les figures 10, 11 et 12 présentent sur un outillage trois étapes successives du cintrage d’une barre de connexion selon l’invention.
La figure 1 présente une barre plate métallique de connexion présentant une section transversale rectangulaire comportant deux plats 2 et deux côtés 4, comprenant un pliage simple 6 reliant deux parties droites, donnant un angle de 90° entre les directions longitudinales de ces parties qui conserve les côtés dans un même plan. En particulier, la barre de connexion peut être réalisée dans un alliage conducteur de cuivre ou d’aluminium.
La figure 2 présente une barre plate de connexion comportant un cintrage 8 donnant un angle de 90° entre les directions longtudinales des parties droites, conservant les plats 2 dans un même plan. Le cintrage 8 réalisé dans la largeur de la barre, nécessite une déformation plastique importante du métal de la barre.
La figure 3 présente une barre plate de connexion comportant un pliage portefeuille 10, comprenant un pliage simple sur 180°, réalisé avec un angle de 45° par rapport à la direction longitudinale desparties droites.
Le pliage portefeuille 10 donne un angle de 90° ente les directions longitudinales des parties droites, mais avec un petit décalage de ces parties qui se superposent, contrairement au cintrage 8 où elles restent dans un même plan.
La figure 4 présente une torsion 12 réalisée dans la longueur de la barre, conservant une même direction longitudinale, qui tourne les plats 2 et les côtés 4 de 90° autour de l’axe de cette direction.
La figure 5 présente une barre de connexion d’un système de stockage d’énergie comportant un dispositif de stockage d’énergie électrique 32, comprenant deux parties droites 20, 22 perpendiculaires entre elles.
Une première partie droite 20 est disposée verticalement sur une face avant du dispositif de stockage 32, la deuxième partie droite 22 venant à plat au-dessus d’une connexion 26 de ce dispositif, comporte des perçages 24 recevant des vis de fixation sur cette connexion.
La première partie droite 20 comporte un pliage simple 6 tourné dans la direction arrière indiquée par la flèche AR, pour former un plat supérieur 30 fixé par une soudure 28 sur le plat supérieur 2 de la deuxième partie droite 22.
On obtient deux parties droites 20, 22 formant un angle de 90° entre leurs directions longitudinales, les plats 2 et les côtés 4 ayant aussi tourné de 90°.
Cette liaison nécessite une soudure 28 entraînant des coûts et des risques de qualité, et nécessite un capotage particulier si on veut la couvrir pour l’isoler électriquement.
De plus on obtient une distance minimum D1 entre le plat arrière 2 de la première partie droite 20 et le côté avant 4 de la deuxième partie droite 22, correspondant au rayon intérieur du pliage simple 6, ce qui entraîne un certain éloignement de cette première partie droite par rapport au dispositif de stockage 32.
Les figures 6, 7 et 8 présentent un cintrage conique 34, comportant un enroulement de la barre dans son épaisseur, vers l’arrière, autour d’une forme conique suivant un angle de 270°. L’angle d’ouverture du cône de la forme conique est calculé pour que les deux parties droites 20, 22 présentent des directions longitudinales perpendiculaires.
La figure 8 présente le côté avant 4 de la deuxième partie droite 22 en appui sur le plat arrière 2 de la première partie droite 20. On obtient dans la direction arrière un encombrement minimum du cintrage conique 34, comprenant l’épaisseur E de la barre, sa largeur L, et un complément minimum R relatif au rayon d’enroulement de ce cintrage. L’enroulement de la barre sur une forme conique se fait facilement, avec un rayon minimum pas trop réduit donnant une contrainte de déformation plastique du matériau relativement basse.
Le contact des deux parties droites 20, 22 dans la direction arrière, venant en appui l’une sur l’autre, donne la plus grande proximité possible de la première partie droite 20 avec le dispositif de stockage d’énergie 32, ce qui réduit au maximum l’encombrement extérieur du système de stockage.
De plus l’espace en dessous de la deuxième partie droite 22 est entièrement libéré ce qui permet d’intégrer dans cet espace des éléments comme des vis de fixation venant dans des perçages 36 de connexion du dispositif de stockage 32 disposés juste en dessous.
Par comparaison, la figure 9 présente un pliage d’une barre de connexion donnant un résultat similaire, avec des pliages habituellement utilisés.
On a successivement en partant de la première partie droite 20, un pliage simple 6 vers l’arrière, puis un pliage portefeuille 10 vers la gauche.
On obtient à la fois un décalage dans la direction arrière D2 entre les deux parties droites 20, 22, et un décalage en hauteur D3 entre le dessous de la deuxième partie droite 22, et la première partie droite 20. L’espace en dessous de la deuxième partie droite 22 n’est pas entièrement libéré.
La figure 10 présente un outillage de cintrage conique allongé 40, de section transversale carrée, comportant sur une face une rainure longitudinale 42 comprenant des rebords 44, 46 ajustés pour recevoir la barre de connexion dans sa largeur. L’extrémité supérieure de l’outillage 40 comporte un cône 48 venant tangentiellement sur le fond de la rainure 42, se terminant par une pointe 50 ajustée sur le fond du côté gauche de cette rainure. 8
Le côté droit de la rainure 42 comporte un petit rebord 44 qui se termine à la base du cône 48. Le côté gauche de la rainure 42 comporte un grand rebord 46 qui se termine par un appui perpendiculaire 52 près de la pointe 50.
La figure 11 présente une barre de connexion ajustée dans la rainure 42, sa partie supérieure prévue pour former la première partie droite 20, dépassant au-dessus du cône 48.
La figure 12 présente le cintrage de la barre de connexion, son extrémité inférieure étant maintenue dans la rainure 42 pour former la deuxième partie droite 22, son centre s’enroulant autour du cône 48 pour former le cintrage conique 34, et son extrémité supérieure formant la première partie droite 20.
Le côté inférieur 4 de la première partie droite 20 vient en appui sur l’appui supérieur 52 du grand rebord 46, pour positionner ce côté.
On peut ensuite réaliser les perçages 24 sur la deuxième partie droite 22 pour terminer cette partie droite.
On obtient de manière simple et rapide, avec un cintrage qui peut être fait à la main ou avec une presse, un cintrage conique précis grâce aux différents appuis et guidage de l’outillage 40. En particulier la section rectangulaire de la barre de connexion peut présenter une largeur d’environ 14mm et une épaisseur d’environ 4mm.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1 - Barre plate conductrice de connexion entre des dispositifs de stockage d’énergie électrique (32) pour la traction d’un véhicule automobile, présentant une section rectangulaire comportant deux plats (2) et deux côtés (4), cette barre comprenant un cintrage (34) reliant une première partie droite (20) à une deuxième partie droite (22) présentant entre elles des directions longitudinales perpendiculaires, caractérisée en ce que le cintrage (34) comporte un enroulement du plat présentant une surface conique intérieure au cintrage formée sur un secteur angulaire de 270°.
- 2 - Barre plate selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’un côté (4) de la deuxième partie droite (22) est en appui sur un plat (2) de la première partie droite (20).
- 3 - Barre plate selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la deuxième partie droite (22) comporte des perçages (24) prévus pour recevoir des vis de fixation sur une connexion (26) du dispositif de stockage (32).
- 4 - Outillage pour la réalisation d’une barre de connexion d’un système de stockage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un cône de cintrage (48) correspondant à la surface intérieure conique du cintrage (34), et une rainure (42) recevant de manière ajustée la première partie droite (20) dans sa largeur.
- 5 - Outillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le cône (48) est tangent avec le fond de la rainure (42).
- 6 - Outillage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le cône (48) comporte une pointe (50) qui est longitudinalement ajustée au fond de la rainure (42) et sur un côté de cette rainure (42).
- 7 - Outillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le rebord (46) de la rainure (42) se trouvant du côté de la pointe (50), se termine par un appui d’extrémité (52) recevant à la fin du cintrage l’appui d’un côté (4) d’une partie droite (20).
- 8 - Système de stockage d’énergie pour la traction d’un véhicule automobile, comportant des dispositifs de stockage d’énergie électrique (32), et des barres plates conductrices reliant ces dispositifs de stockage (32), caractérisé en ce qu’il comporte au moins une barre plate selon l’une quelconque des revendications 1 à 3.
- 9 - Véhicule automobile électrique ou hybride équipé d’un système de stockage comportant des dispositifs de stockage d’énergie électrique (32) et des barres de connexion, caractérisé en ce que ce système de stockage est selon la revendication 8.
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