FR3080501A1 - Groupe moto-ventilateur pour vehicule automobile comprenant une carte electronique de commande d’un moteur electrique - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un groupe moto-ventilateur (GMV) pour véhicule automobile (V) comprenant un moteur électrique (MOT) et une carte électronique de commande (CD) dudit moteur électrique (MOT), ladite carte électronique de commande (CD) comprenant une face primaire (a1) et une face secondaire (a2), caractérisé en ce que : - ladite carte électronique de commande (CD) comprend au moins un composant électronique (CE) disposé sur ladite face primaire (a1) et/ou ladite face secondaire (a2) de ladite carte électronique de commande (CD); - ledit groupe moto-ventilateur (GMV) comprend en outre au moins un dissipateur de chaleur (HS) qui s'étend le long de tout ou partie de chacune des faces primaire (a1) et secondaire (a2) de ladite carte électronique de commande (CD) de sorte que ledit au moins un composant électronique (CE) soit refroidit sur chacune de ses faces.
Description
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention concerne un groupe moto-ventilateur pour véhicule automobile comprenant une carte électronique de commande d’un moteur électrique.
Elle trouve une application particulière, mais non limitative dans les véhicules automobiles.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
Un groupe moto-ventilateur pour véhicule automobile comprend de manière connue de l’homme du métier :
- un moteur électrique ;
- une carte électronique de commande dudit moteur électrique, ladite carte électronique de commande comprenant une face primaire et une face secondaire.
Ladite carte électronique de commande comprend :
- des composants électroniques disposés sur la face primaire de ladite carte électronique de commande ;
- un dissipateur de chaleur pour dissiper la chaleur émise par lesdits composants électroniques et disposé sur la face secondaire de ladite carte électronique de commande, côté moteur électrique.
Un inconvénient de cet état de la technique est que le moteur électrique est disposé à proximité de la carte électronique de commande. Les composants électroniques de la carte électronique de commande risquent donc d’être dégradés par la chaleur dégagée par le moteur électrique. Le dissipateur de chaleur n’est pas suffisant pour dissiper rapidement toute cette chaleur.
Dans ce contexte, la présente invention vise à résoudre l’inconvénient précédemment mentionné.
DESCRIPTION GENERALE DE L’INVENTION
A cette fin, l’invention propose un groupe moto-ventilateur pour véhicule automobile comprenant un moteur électrique et une carte électronique de commande dudit moteur électrique, ladite carte électronique de commande comprenant une face primaire et une face secondaire, caractérisé en ce que :
- ladite carte électronique de commande comprend au moins un composant électronique disposé sur ladite face primaire et/ou ladite face secondaire de ladite carte électronique de commande ;
- ledit groupe moto-ventilateur comprend en outre au moins un dissipateur de chaleur qui s’étend le long de tout ou partie de chacune des faces primaire et secondaire de ladite carte électronique de commande de sorte que ledit au moins un composant électronique soit refroidit sur chacune de ses faces.
Ainsi, comme on va le voir en détail ci-après, le fait d'avoir un ou plusieurs dissipateurs de chaleur en regard de chaque face de la carte électronique de commande améliore la convection thermique de la carte électronique de commande et va ainsi permettre l'intégration de ladite carte électronique de commande au plus proche du moteur électrique sans qu’elle ne soit dégradée par la chaleur dégagée par ledit moteur électrique.
Selon des modes de réalisation non limitatifs, le groupe motoventilateur peut comporter en outre une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires parmi les suivantes :
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit groupe motoventilateur comprend en outre une interface électrique isolante entre ledit au moins un composant électronique et ledit au moins un dissipateur de chaleur. Cela permet d’isoler électriquement ledit au moins un dissipateur de chaleur du composant électronique. Cela évite ainsi d’avoir un court-circuit sur le dissipateur de chaleur.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit groupe motoventilateur comprend en outre une interface thermique conductrice entre ledit au moins un dissipateur de chaleur et un potentiel stable sur ladite carte électronique de commande. Cela permet d’améliorer le blindage pour la compatibilité électromagnétique.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit au moins un composant électronique est un interrupteur MOSFET. Un interrupteur MOSFET dégage beaucoup de chaleur. Ledit au moins un dissipateur de chaleur permet de dissiper la chaleur dégagée par un tel composant électronique.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit au moins un composant électronique est un composant électronique double-faces. Cela favorise les échanges de chaleur sur le dessus du composant électronique.
Selon un mode de réalisation non limitatif, une partie dudit au moins un dissipateur de chaleur se situe au niveau d’un canal d’air de refroidissement dudit groupe-moto-ventilateur. Cela permet d’optimiser le refroidissement puisqu’une partie dudit au moins un dissipateur de chaleur va être en contact avec un flux d’air traversant le canal d’air de refroidissement.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit au moins un dissipateur de chaleur est en aluminium. C’est un matériau léger et peu coûteux.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit groupe motoventilateur comprend un unique dissipateur de chaleur alvéolé recourbé présentant une courbure configurée pour entourer un bord de ladite carte électronique de commande. Un tel dissipateur de chaleur permet d’augmenter la surface de contact avec l’air et donc d’augmenter le refroidissement.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit groupe motoventilateur comprend un dissipateur de chaleur primaire et un dissipateur de chaleur secondaire qui s’étendent respectivement le long de tout ou partie de la face primaire et de la face secondaire de la carte électronique de commande. L’ensemble est facile à assembler.
Selon un mode de réalisation non limitatif, les dissipateurs de chaleur primaire et secondaire sont moulés. Un dissipateur moulé possède une meilleure capacité thermique qu’un dissipateur alvéolé, il refroidit mieux en convection naturelle. Il est aussi plus facile à assembler sur une carte électronique de commande.
Selon un mode de réalisation non limitatif, les dissipateurs de chaleur primaire et secondaire comportent au moins un trou. Cela permet de laisser échapper le surplus de l’interface électrique isolante qui se présente sous forme de pâte.
Selon un mode de réalisation non limitatif, les dissipateurs de chaleur primaire et secondaire comportent une bordure de maintien. Cela permet de maintenir l’interface électrique isolante de part et d’autre dudit au moins un composant électronique et sur les bords de la carte électronique de commande.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent :
- la figure 1 représente un schéma d’un groupe moto-ventilateur pour véhicule automobile comprenant un moteur électrique, une carte électronique de commande, ladite carte électronique de commande comprenant un composant électronique double-faces coopérant avec au moins un dissipateur de chaleur, selon un premier mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 2 représente un schéma d’un groupe moto-ventilateur pour véhicule automobile comprenant un moteur électrique, une carte électronique de commande, ladite carte électronique de commande comprenant un composant électronique double-faces coopérant avec au moins un dissipateur de chaleur, selon un deuxième mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 3 représente une vue de dessus de la carte électronique de commande des figures 1 et 2, selon un mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 4a représente une vue de dessus de la carte électronique de commande de la figure 1 comprenant un composant électronique doublefaces coopérant avec un unique dissipateur de chaleur, selon le premier mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 4b représente une vue de profil de la carte électronique de commande de la figure 4a ;
- la figure 5 représente un schéma de profil de la carte électronique de commande de la figure 2 comprenant un composant électronique doublefaces coopérant avec deux dissipateurs de chaleur, selon le deuxième mode de réalisation non limitatif.
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION
Les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
Un groupe moto-ventilateur GMV pour véhicule automobile V selon l’invention est décrit en référence aux figures 1 à 5 selon un mode de réalisation non limitatif.
Par véhicule automobile, on entend tout type de véhicule motorisé.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le groupe-moto-ventilateur GMV fait partie d’un pulseur d’air. Dans un mode de réalisation non limitatif, le pulseur d’air fait partie d’un dispositif de climatisation, de ventilation et/ou de chauffage (non illustré), appelé en anglais HVAC « Heating Ventilation and Air Conditioning >> pour véhicule automobile.
Le dispositif de climatisation, de ventilation et/ou de chauffage HVAC comprend en outre un boîtier et des conduits d’air (non illustrés) dans lesquels sont disposés un ou plusieurs échangeurs de chaleur qui vont permettre de conditionner thermiquement (c’est-à-dire réchauffer ou refroidir) un flux d’air les traversant. Ledit flux d’air est destiné à aboutir dans l’habitacle du véhicule automobile V par l’intermédiaire d’au moins une sortie d’air dudit boîtier. Un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation HVAC pour véhicule automobile est généralement disposé sous la planche du bord du véhicule automobile.
Le groupe moto-ventilateur GMV est monté sur le système de chauffage, ventilation et/ou climatisation HVAC au niveau d’une volute (non illustrée). La volute est par exemple définie par les parois du boîtier du système de chauffage, ventilation et/ou climatisation. La volute est ainsi un conduit d’air présentant une section variable qui guide l’écoulement d’un flux d’air. Une roue disposée dans la volute permet d’aspirer l’air axialement par l’entrée d’air de la volute (c’est-à-dire selon un axe sensiblement parallèle à l’axe de révolution de la roue) et de refouler radialement (c’est-à-dire selon un axe sensiblement orthogonal à l’axe de révolution de la roue) l’air ainsi aspiré par la sortie d’air de la volute.
L’ensemble « groupe moto-ventilateur et volute >> est généralement désigné par le terme « pulseur d’air >>.
Tel qu’illustré sur les figures 1 et 2, le groupe moto-ventilateur GMV comprend :
- un moteur électrique MOT ;
- une carte électronique de commande CD dudit moteur électrique MOT, ladite carte électronique de commande CD comprenant au moins un composant électronique CE ;
- au moins un dissipateur de chaleur HS.
Le groupe moto-ventilateur GMV comprend en outre :
- un support moteur SM dans lequel sont logés ledit moteur électrique MOT et une roue (non illustrée) de type centrifuge montée sur l’arbre moteur A du moteur électrique MOT ;
- un capot moteur CM dans lequel vient se loger ladite carte électronique de commande CD et qui est disposé sur le support moteur SM.
Le moteur électrique MOT est disposé à proximité de la carte électronique de commande CD.
Dans un mode de réalisation non limitatif, ledit groupe moto-ventilateur GMV comprend en outre un support SD de carte électronique de commande CD.
Dans un mode de réalisation non limitatif, ledit groupe moto-ventilateur GMV comprend en outre un support de balais moteur SB.
Dans un mode de réalisation non limitatif, ledit groupe moto-ventilateur GMV comprend en outre une interface électrique isolante 11 (illustrée sur les figures 4a à 5) entre ledit composant électronique CE et ledit au moins un dissipateur de chaleur HS. L’interface électrique isolante 11 est ainsi une couche intermédiaire qui sépare ledit composant électronique CE dudit au moins un dissipateur de chaleur HS.
Dans un mode de réalisation non limitatif, ledit groupe moto-ventilateur GMV comprend en outre une interface thermique conductrice I2 (illustrée sur les figures 4a à 5) entre ledit au moins un dissipateur de chaleur HS et un potentiel stable PM sur ladite carte électronique de commande CD. L’interface thermique conductrice I2 est ainsi une couche intermédiaire qui sépare ledit au moins un dissipateur de chaleur HS et ladite carte électronique de commande CD.
Les différents éléments du groupe moto-ventilateur GMV sont décrits en détail ci-après.
• Moteur électrique MOT
Le moteur électrique MOT est avec ou sans balais. Dans l’exemple non limitatif, il comporte des balais (non illustrés). Le moteur électrique MOT comprend un arbre moteur A, un rotor Rot et un stator (non illustré) et un roulement R. Le roulement R s’encastre dans le support SD et réalise la rotation de l’arbre moteur A.
Les balais sont proches du rotor Rot.
Le moteur électrique MOT est logé dans le support moteur SM.
Le moteur électrique MOT est disposé à proximité de la carte électronique de commande CD. Il dégage beaucoup de chaleur, notamment au niveau de ses balais lorsqu’il en comporte. Cela peut entraîner un stress thermique sur la carte électronique de commande CD, ce qui peut dégrader ses composants électroniques CE, et notamment le ou les composant(s) électronique(s) double-faces CEd décrit plus loin. Comme on va le voir cidessous, ledit au moins un dissipateur de chaleur HS va permettre de limiter la température des composants électroniques CE, notamment du composant électronique double-faces CEd et évite ainsi sa dégradation.
• Carte électronique de commande CD
La carte électronique de commande CD est illustrée sur les figures 1 à 5.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la carte électronique de commande CD est une carte à circuit imprimé dite PCBA « Printed Circuit Board Assembly >> en anglais.
Tel qu’illustré sur les figures 1 et 2, dans un mode de réalisation non limitatif, la carte électronique de commande CD est disposée sous le capot moteur CM et au dessus du moteur électrique MOT le long d’un axe moteur passant par ledit arbre moteur A.
Tel qu’illustré sur les figures 3 à 5, la carte électronique de commande CD comprend une face primaire a1 et une face secondaire a2.
La carte électronique de commande CD comprend une pluralité de composants électroniques CE.
Dans un mode de réalisation non limitatif, au moins un des composants électroniques CE est un interrupteur MOSFET.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la carte électronique de commande CD comprend une pluralité de composants électroniques CE dont au moins un composant électronique double-faces CEd.
Ledit au moins un composant électronique double-faces CEd est disposé sur l’une des deux faces primaire a1 ou secondaire a2 de la carte électronique de commande CD. Tel qu’illustré sur l’exemple non limitatif des figures 3 à 5, il est disposé sur la face primaire a1. Ledit au moins un composant électronique double-faces CE comporte deux faces c1 et c2. Ainsi, dans l’exemple non limitatif illustré, sa face c2 se trouve directement en regard de la face primaire a1 de la carte électronique de commande CD.
Dans un mode de réalisation non limitatif non illustré, la carte électronique de commande CD comprend une pluralité de composants électroniques doublefaces CE qui sont disposés sur l’une et/ou l’autre des deux faces primaire a1 ou secondaire a2.
Un composant électronique double-faces CEd comprend deux pastilles métalliques Pd, appelées « pad » en anglais, illustrée sur la figure 3, l’une sur sa face cl, autrement appelée face supérieure cl, en regard du dissipateur HS et l’autre sur sa face c2, autrement appelée face inférieure c2, en regard de la carte électronique de commande CD. Ces pastilles métalliques Pd sont à usage thermique et électrique. Par rapport à un composant électronique CE simple-face qui ne comporte qu’une seule pastille métallique Pd sur sa face inférieure c2, le fait d’avoir deux pastilles métalliques Pd permet d’amener un autre potentiel sur le composant électronique double-faces CEd via la pastille métallique Pd sur la face supérieure c1. Du fait de cette pastille métallique Pd supplémentaire sur la face supérieure d, cela permet d’avoir une meilleure conductivité thermique et électrique sur le dessus dudit composant électronique double-faces CEd.
On favorise ainsi les échanges de chaleur sur la face supérieure c1 et sur la face inférieure c2 dudit composant électronique double-faces CEd de sorte à évacuer plus de chaleur qu’avec un composant électronique CE avec une unique pastille métallique Pd ou avec aucune pastille métallique Pd. Ainsi :
- à puissance égale, le refroidissement du composant électronique double-faces CEd sera plus important, ce qui augmentera la durée de vie dudit composant ; ou
- comme on augmente la surface de dissipation thermique avec la pastille métallique Pd supplémentaire (par rapport à un composant électronique simple-face) ou avec les deux pastilles métalliques Pd (par rapport à un composant électronique sans aucune pastille métallique Pd), on peut augmenter le courant électrique qui traverse le composant électronique double-faces CEd et donc sa puissance puisqu’on peut mieux évacuer la chaleur.
On notera que la figure 3 n’illustre qu’une seule pastille métallique Pd.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le composant électronique double-faces CE est un interrupteur MOSFET. Ce mode de réalisation non limitatif est pris comme exemple dans la suite de la description.
Un interrupteur MOSFET est un composant électronique de puissance qui dégage beaucoup de chaleur.
De manière connue de l’homme du métier, un signal à modulation de largeur d’impulsion, appelé en anglais « Puise Width Modulation », est envoyé par un microcontrôleur (non illustré) à des interrupteurs MOSFET de sorte à réguler notamment la tension moteur du moteur électrique MOT et par conséquent sa vitesse. Le pilotage du moteur électrique MOT est ainsi effectué. L’ensemble microcontrôleur et interrupteurs MOSFET forment un dispositif de pilotage appelé en anglais «driver». Le pilotage d’un moteur électrique MOT étant bien connu de l’homme du métier, il n’est pas décrit ici. Dans un mode de réalisation non limitatif, pour l’application non limitative de pilotage du moteur électrique MOT, la carte électronique de commande CD comprend une pluralité de composants électroniques double-faces CEd qui sont des interrupteurs MOSFET. Par souci de simplification, un seul composant double-face CEd est illustré sur les figures.
Comme on va le voir plus loin, ledit au moins un dissipateur de chaleur HS va permettre de dissiper la chaleur du composant électronique(s) doublefaces CE.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la carte électronique de commande CD comprend en outre un potentiel stable PM.
Dans une variante de réalisation non limitative, le potentiel stable PM correspond au potentiel de masse moteur.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le potentiel stable PM est reproduit par une piste P1 sur chacune de ses faces primaire a1 et secondaire a2. Sur la figure 3, une piste P1 est illustrée sur la face primaire a1.
Une piste P1 est ainsi configurée pour être en contact avec ledit au moins un dissipateur de chaleur HS. Dans le cas d’un potentiel de masse moteur, une piste P1 est alors une piste de masse moteur.
Dans un mode de réalisation non limitatif non illustré, une piste P1 est située sur tout le contour de la carte électronique de commande CD. Cela permet de créer un anneau de garde pour améliorer la compatibilité électromagnétique dite CEM sur la carte électronique de commande CD.
Une piste P1 est dimensionnée en fonction du courant moteur. Dans un exemple non limitatif, pour un courant moteur de 30 ampères, une piste P1 est de 105 micromètres d’épaisseur et de largeur 12 millimètres. Une telle piste P1 est relativement large. Cela permet de passer la puissance nécessaire pour commander les interrupteurs MOSFET. Cela augmente la surface de contact entre la piste P1 et ledit au moins un dissipateur de chaleur HS.
Dans un exemple non limitatif, lorsqu’une piste P1 est une piste de masse moteur, elle correspond à la tension moteur plus ou moins 0,7Volts.
Pour la suite de la description, le mode de réalisation non limitatif du composant électronique CE qui est un composant électronique double-faces CEd est pris comme exemple non limitatif.
• Interfaces électrique isolante 11 et interface thermique conductrice I2 o Interface électrique isolante 11
Le composant électronique double-faces CEd comprend un potentiel électrique qui n’est pas à la masse.
Aussi, l’interface électrique isolante 11 permet d’isoler électriquement ledit au moins un dissipateur de chaleur HS de la face supérieure c1, autrement appelée châssis, du composant électronique double-faces CEd. Cela évite au composant électronique double-faces CEd d’être en contact direct avec ledit au moins un dissipateur de chaleur HS et cela évite donc que ce dernier ne soit en court-circuit.
Comme on peut le voir sur les figures 4b et 5, l’interface électrique isolante 11 se situe en partie sur la face supérieure c1 du composant électronique double-faces CEd, sur la face primaire a1 et sous la face secondaire a2 de la carte électronique de commande CD (dans le repère cartésien x, y z illustré). On notera que l’interface électrique isolante 11 se situe également sous la face secondaire a2 pour éviter que ledit au moins un dissipateur de chaleur HS ne soit en contact avec des pistes (non illustrées) situées sur la face secondaire a2 de la carte électronique de commande CD, et ne soit ainsi en court-circuit. Ledit au moins un dissipateur de chaleur HS risque d’être en contact avec les pistes via des billes de soudure dans un exemple non limitatif. Afin d’éviter tout contact, dans un mode de réalisation non limitatif, l’interface électrique isolante 11 comprend une épaisseur de 0,4mm (millimètres) plus ou moins 0,2mm. Ainsi, grâce à l’interface électrique isolante 11 on obtient un espace suffisant entre ledit au moins un dissipateur de chaleur HS et la face secondaire a2 pour éviter un tel contact avec lesdites billes de soudure.
Par ailleurs, l’interface électrique isolante 11 se situe de chaque côté du composant électronique double-faces CEd de sorte à bien l’isoler dudit au moins un dissipateur de chaleur HS.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’interface électrique isolante 11 est une pâte thermique adhésive. Dans une variante de réalisation non limitative, c’est une pâte éthoxy.
o Interface thermique conductrice I2
L’interface thermique conductrice I2 permet d’améliorer le blindage électromagnétique, autrement appelée blindage CEM, pour la carte électronique de commande CD. Ainsi, elle atténue les émissions électromagnétiques du composant électronique double-faces CEd vers l’extérieur, à savoir vers les autres composants électroniques CE de la carte électronique de commande CD et vers le moteur électrique MOT, et elle atténue les émissions électromagnétiques du moteur électrique MOT (qui se trouve à proximité de la carte électronique de commande CD) vers ledit composant électronique double-faces CEd.
Par ailleurs, l’interface thermique conductrice I2 permet une bonne conduction thermique de la chaleur dégagée par le composant électronique double-faces CEd vers ledit au moins un dissipateur de chaleur HS. Ainsi, la dissipation de chaleur est améliorée.
Ledit au moins un dissipateur de chaleur HS étant disposé le long de tout ou partie de chacune des faces primaire a1 et secondaire a2 de la carte électronique de commande CD et donc en regard desdites faces primaire a1 et secondaire a2, l’interface thermique conductrice I2 est déposée en partie sur chacune desdites faces primaire a1 et secondaire a2. On a ainsi l’interface thermique conductrice I2 qui se situe entre ledit au moins un dissipateur de chaleur HS et une partie de chaque face primaire a1 et secondaire a2 de la carte électronique de commande CD. L’interface thermique conductrice I2 est ainsi prise en sandwich entre ledit au moins un dissipateur de chaleur HS et la carte électronique de commande CD.
L’interface thermique conductrice I2 est en contact avec le potentiel stable PM de la carte électronique de commande CD via les pistes P1 décrites précédemment. L’interface thermique conductrice I2 est également électriquement conductrice.
Grâce à l’interface thermique conductrice I2, le potentiel stable PM est appliqué sur ledit au moins un dissipateur de chaleur HS. On obtient ainsi le même potentiel sur ledit au moins un dissipateur de chaleur HS que sur la carte électronique de commande CD. On a ainsi un même potentiel sur tout ledit au moins un dissipateur de chaleur HS. On évite ainsi les fluctuations de tensions ce qui permet de confiner les émissions électromagnétiques rayonnées par notamment le composant électronique double-faces CEd.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’interface thermique conductrice I2 est en contact avec l’interface électrique isolante 11.
Dans des modes de réalisation non limitatifs, l’interface thermique conductrice I2 est une colle thermique conductrice, une pastille (appelée « pad >> en anglais ») thermique dopé en carbone ou une soudure à l’étain. Le carbone et l’étain sont de bons conducteurs thermiques et électriques.
• Dissipateur de chaleur HS
Dans un mode de réalisation non limitatif, ledit au moins un dissipateur de chaleur HS est en aluminium. C’est un matériau léger et peu coûteux.
Ledit au moins un dissipateur de chaleur HS permet de dissiper :
- la chaleur dégagée par la carte électronique de commande CD, en particulier celle dégagée par ledit au moins un composant électronique CE, et ce sur chacune de ces deux faces c1, c2.
Ainsi, la carte électronique de commande CD peut être disposée à proximité du moteur électrique MOT de sorte à avoir un groupe moto-ventilateur GMV compact, et ce sans que la carte électronique de commande CD ne soit impactée par la chaleur dégagée par le moteur électrique MOT. . Tel qu’illustré sur les figures 1 et 2, ledit au moins dissipateur de chaleur HS est disposé au dessus du moteur électrique MOT.
En outre, ledit au moins un dissipateur de chaleur HS s’étend le long de tout ou partie de chacune des faces primaire a1 et secondaire a2 de ladite carte électronique de commande CD de sorte que ledit au moins un composant électronique CE soit refroidit sur chacune de ses faces c1, c2. Ledit au moins un dissipateur de chaleur HS est ainsi disposé en regard de tout ou partie de chacune des faces primaire a1 et secondaire a2 de ladite carte électronique de commande CD.
Tel qu’illustré sur les figures 4a à 5, ledit au moins un dissipateur de chaleur HS entoure en partie la carte électronique de commande CD et complètement ledit au moins un composant électronique CE.
Ledit au moins un composant électronique CE et la carte électronique de commande CD sont ainsi pris en sandwich par ledit au moins un dissipateur de chaleur HS. La carte électronique de commande CD est prise en partie en sandwich par ledit au moins un dissipateur de chaleur HS. Ledit au moins un composant électronique CE est pris complètement en sandwich par ledit au moins un dissipateur de chaleur HS. Ledit au moins un dissipateur de chaleur HS se trouve ainsi au dessus et en dessous dudit au moins un composant électronique CE (dans le repère cartésien x, y z illustré).
Lorsque ledit au moins un composant électronique CE est un composant électronique double-faces CEd, la combinaison avec au moins un dissipateur de chaleur HS au dessus et en dessous du composant électronique doublefaces CEd permet de passer plus de puissance sur une carte électronique de commande CD qui peut être ainsi plus compacte qu’une carte électronique de commande CD avec un composant électronique simple-face ou sans aucune pastille métallique Pd. Grâce au composant électronique doublefaces CEd, et audit au moins dissipateur de chaleur HS disposé des deux côtés dudit composant électronique double-faces CEd, on double ainsi la surface pour dissiper une même puissance qu’avec un dissipateur de chaleur HS qui s’étendrait uniquement le long de tout ou partie d’une seule face a1 ou a2 de la carte électronique de commande CD.
Dans un mode de réalisation non limitatif illustré sur les figures 1 et 2, une partie dudit au moins un dissipateur de chaleur HS se situe directement au niveau d’un canal d’air de refroidissement CA dudit groupe-motoventilateur GMV. Cela permet d’optimiser le refroidissement du composant électronique double-faces CEd puisque ledit au moins un dissipateur de chaleur HS est placé directement au niveau du flux d’air F1 circulant dans le canal d’air de refroidissement CA. Cela permet également d’optimiser l’évacuation de la chaleur dégagée par le moteur électrique MOT. Dans une variante de réalisation non limitative, ledit au moins un dissipateur de chaleur HS se situe dans le canal d’air de refroidissement CA.
Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, le canal d’air de refroidissement CA est formé par des parois du capot moteur CM et permet de diriger un flux d’air F1 vers la carte électronique de commande CE et plus particulièrement vers ledit au moins un dissipateur de chaleur HS. Ce dernier au contact du flux d’air F1 va ainsi refroidir efficacement ledit composant électronique double-faces CEd. On notera que le flux d’air F1 permet également de refroidir le moteur électrique MOT du groupe moto-ventilateur GMV. Les flèches indiquent la circulation du flux d’air F1. Comme on peut le voir le flux d’air F1 va passer au dessus dudit moteur électrique MOT jusqu’à arriver au niveau de sont rotor Rot et donc au niveau de ses balais s’il en possède.
Ledit au moins un dissipateur de chaleur HS est décrit ci-après selon deux modes de réalisation non limitatifs illustrés sur les figures 4a à 5.
o Premier mode de réalisation non limitatif
Tel qu’illustré sur les figures 4a et 4b, dans un premier mode de réalisation non limitatif, ledit groupe moto-ventilateur GMV comprend un unique dissipateur de chaleur HS alvéolé recourbé présentant une courbure C1 configurée pour entourer un bord b1 de ladite carte électronique de commande CD.
On a ainsi un seul élément qui permet d’évacuer la chaleur dégagée par le composant électronique double-faces CE. Le dissipateur de chaleur HS présente ainsi un retour qui lui permet d’entourer tout ou partie la face supérieure a1 de la carte électronique de commande CD.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le dissipateur de chaleur HS est formé par une feuille en aluminium pliée. Cela permet d’avoir un dissipateur de chaleur HS plus léger que s’il était moulé avec des nervures.
Il comprend des ailettes A1 formées par la feuille en aluminium pliée. Ces ailettes A1 permettent d’augmenter la surface de contact avec le flux d’air F1 et d’augmenter la convection de l’air. Par conséquent le refroidissement est amélioré.
On notera que les ailettes A1 permettent de compenser le surplus de l’interface électrique isolante 11, notamment lorsque cette dernière est sous forme de pâte. La pâte rentre en effet dans les ailettes A1 et maintient ainsi assemblé l’ensemble dissipateur de chaleur HS et carte électronique de commande CD lorsqu’elle sèche.
Dans un mode de réalisation non limitatif illustré, le dissipateur de chaleur HS comprend :
- une partie primaire hs1 qui s’étend le long d’une partie de la face primaire a1 de la carte électronique de commande CE de sorte à recouvrir tout le composant électronique double-face CEd. Cela permet de dissiper la chaleur dégagée par le composant électronique doublefaces CEd du côté de sa face supérieure c1.
- une partie secondaire hs2 qui s’étend le long de toute ou partie de la face secondaire a2 de la carte électronique de commande CD. Cela permet dissiper la chaleur dégagée par le composant électronique double-faces CEd du côté de son autre face inférieure c2.
Comme on peut le voir sur la figure 4b :
- la partie primaire hs1 est disposée en regard de la face primaire a1 et en regard de la face supérieure c1 du composant électronique double-faces CEd. L’interface électrique isolante 11 est disposée entre ladite partie primaire hs1 et ladite face primaire a1, et entre ladite partie primaire hs1 et ladite face supérieure c1. Par ailleurs, l’interface thermique conductrice I2 est disposée entre ladite partie primaire hs1 et ladite face primaire a1et touche un bord du composant électronique double-faces CEd pour permettre une meilleure dissipation thermique ;
- la partie secondaire hs2 est disposée en regard de la face secondaire a2. L’interface électrique isolante 11 et l’interface thermique conductrice I2 sont disposées entre ladite partie secondaire hs2 et ladite face secondaire a2. La partie de l’interface thermique conductrice I2 qui se situe sous la face secondaire a2 se trouve sous la partie de l’interface thermique conductrice I2 qui se trouve sur la face primaire a1 de la carte électronique de commande CD.
Ainsi, dans un plan défini par les axes x et y du repère cartésien, passant par ledit composant électronique double-faces CEd, on a un empilement des couches suivantes :
- partie primaire hs1 du dissipateur de chaleur HS ;
- interface électrique isolante 11 ;
- composant électronique double-faces CEd ;
- carte électronique de commande CD ;
- interface électrique isolante 11 ;
- partie secondaire hs2 du dissipateur de chaleur HS.
Le composant électronique double-faces CEd est ainsi placé en sandwich entre les deux parties primaire hs1 et secondaire hs2 du dissipateur de chaleur HS unique. Ses deux faces c1, c2 sont ainsi bien refroidies.
o Deuxième mode de réalisation non limitatif
Tel qu’illustré sur la figure 5, dans un deuxième mode de réalisation non limitatif, ledit groupe moto-ventilateur GMV comprend un dissipateur de chaleur primaire HS1 et un dissipateur de chaleur secondaire HS2 qui s’étendent respectivement le long de tout ou partie de la face primaire a1 et de la face secondaire a2 de la carte électronique de commande CD.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le dissipateur de chaleur primaire HS1 et le dissipateur de chaleur secondaire HS2 sont moulés. Ils sont ainsi simples à fabriquer et à assembler sur la carte électronique de commande CD. Par ailleurs, un dissipateur de chaleur moulé présente une meilleure capacité thermique et refroidit mieux en convection naturelle qu’un dissipateur de chaleur alvéolé.
Comme on peut le voir sur la figure 5 :
- le dissipateur de chaleur primaire HS1 est disposé en regard de la face primaire a1 de la carte électronique de commande CD et en regard de la face supérieure c1 du composant électronique double-faces CEd. L’interface électrique isolante 11 est disposée entre ledit dissipateur de chaleur primaire HS1 et ladite face primaire a1, et entre ledit dissipateur de chaleur primaire HS1 et ladite face supérieure c1. Par ailleurs, l’interface thermique conductrice I2 est disposée entre ledit dissipateur de chaleur primaire HS1 et ladite face primaire a1 ;
- le dissipateur de chaleur secondaire HS2 est disposé en regard de la face secondaire a2 de la carte électronique de commande CD. L’interface électrique isolante 11 et l’interface thermique conductrice I2 sont disposées entre ledit dissipateur de chaleur secondaire HS2 et ladite face secondaire a2. La partie de l’interface thermique conductrice I2 qui se situe sous la face secondaire a2 se trouve sous la partie de l’interface thermique conductrice I2 qui se trouve sur la face primaire a1 de la carte électronique de commande CD.
Ainsi, dans un plan défini par les axes x ety du repère cartésien, passant par ledit composant électronique double-faces CEd, on a un empilement des couches suivantes :
- dissipateur de chaleur primaire HS1 ;
- interface électrique isolante 11 ;
- composant électronique double-faces CEd ;
- carte électronique de commande CD ;
- interface électrique isolante 11 ;
- dissipateur de chaleur secondaire HS2.
Le composant électronique double-faces CE est ainsi placé en sandwich entre les deux dissipateurs de chaleur primaire HS1 et secondaire HS2.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le dissipateur de chaleur primaire HS1 comporte au moins un trou o1 qui le traverse de part en part. Le trou o1 permet de laisser passer le surplus de l’interface électrique isolante 11, notamment lorsque cette dernière est sous forme de pâte. Dans l’exemple non limitatif illustré sur la figure 5, il comporte une pluralité de trous o1.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le dissipateur de chaleur secondaire HS2 comporte au moins un trou o2 qui le traverse de part en part. Le trou o2 permet de laisser passer le surplus de l’interface électrique isolante 11, notamment lorsque cette dernière est sous forme de pâte. Dans l’exemple non limitatif illustré sur la figure 5, il comporte une pluralité de trous o2.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la carte électronique de commande CD comprend au moins un trou o3 qui la traverse de part en part. Le trou o3 permet de laisser passer le surplus de l’interface électrique isolante 11, notamment lorsque cette dernière est sous forme de pâte. Dans l’exemple non limitatif illustré sur la figure 5, elle comporte une pluralité de trous o3.
On notera que dans des modes de réalisation non limitatifs, on peut avoir une combinaison de trous o1, o2, de trous o2, o3, de trous o1, o3, ou de trous o1, o2, o3.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le dissipateur de chaleur primaire HS1 comporte une bordure de maintien g1 sur tout le contour dudit dissipateur de chaleur primaire HS1. Cela permet de maintenir l’interface électrique isolante 11 de part et d’autre du composant électronique doublefaces CEd.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le dissipateur de chaleur secondaire HS2 comporte une bordure de maintien g2 disposée sur tout le contour dudit dissipateur de chaleur secondaire HS2. Cela permet d’éviter que l’interface électrique isolante 11 ne déborde des bords de la carte électronique de commande CD. On notera que la figure 5 n’illustre qu’une partie de la carte électronique de commande CD.
Bien entendu la description de l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation ou applications décrits ci-dessus.
Ainsi, dans une autre application non limitative, le groupe-moto ventilateur GMV est un groupe moto-ventilateur face avant pour refroidir ledit moteur électrique MOT.
Ainsi, l’invention s’applique à tout type de composant électronique CE qui dégage beaucoup de chaleur. Ainsi, dans d’autres modes de réalisation non limitatifs, ledit au moins un composant électronique CE est un interrupteur IGBT, un transistor de puissance, un régulateur de tension, un microcontrôleur.
Ainsi, dans un autre mode de réalisation non limitatif, le potentiel stable PM correspond à plus ou moins la tension batterie Vbat.
Ainsi, l’invention décrite présente notamment les avantages suivants :
- c’est une solution qui permet de ne pas avoir de stress thermique sur la carte électronique de commande CD qui risquerait d’endommager ses composants électroniques CE et donc le pilotage du moteur électrique MOT lui-même ;
- c’est une solution qui évite à la chaleur dégagée par le moteur électrique MOT de dégrader la carte électronique de commande CD dans son ensemble ;
- c’est une solution qui permet de positionner la carte électronique de commande CD au plus près du moteur électrique MOT de sorte à obtenir un groupe moto-ventilateur GMV compact ;
- c’est une solution qui permet de dissiper rapidement la chaleur dégagée 10 par ledit au moins composant électronique CE lui-même qui coopère avec ledit au moins dissipateur de chaleur HS ;
- grâce au mode de réalisation non limitatif du composant électronique double-faces CEd, par rapport à un composant électronique simple-face ou sans aucune pastille métallique Pd servant d’interface électrique et thermique, on peut diminuer la taille de la carte électronique de commande CD à puissance égale.
Claims (10)
1. Groupe moto-ventilateur (GMV) pour véhicule automobile (V) comprenant un moteur électrique (MOT) et une carte électronique de commande (CD) dudit moteur électrique (MOT), ladite carte électronique de commande (CD) comprenant une face primaire (a1) et une face secondaire (a2), caractérisé en ce que :
- ladite carte électronique de commande (CD) comprend au moins un composant électronique (CE) disposé sur ladite face primaire (a1) et/ou ladite face secondaire (a2) de ladite carte électronique de commande (CD) ;
- ledit groupe moto-ventilateur (GMV) comprend en outre au moins un dissipateur de chaleur (HS) qui s’étend le long de tout ou partie de chacune des faces primaire (a1) et secondaire (a2) de ladite carte électronique de commande (CD) de sorte que ledit au moins un composant électronique (CE) soit refroidit sur chacune de ses faces (c1, c2).
2. Groupe moto-ventilateur (GMV) selon la revendication 1, selon lequel ledit groupe moto-ventilateur (GMV) comprend en outre une interface électrique isolante (11) entre ledit au moins un composant électronique (CE) et ledit au moins un dissipateur de chaleur (HS).
3. Groupe moto-ventilateur (GMV) selon la revendication 1 ou la revendication 2, selon lequel ledit groupe moto-ventilateur (GMV) comprend en outre une interface thermique conductrice (I2) entre ledit au moins un dissipateur de chaleur (HS) et un potentiel stable (PM) sur ladite carte électronique de commande (CD).
4. Groupe moto-ventilateur (GMV) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, selon lequel ledit au moins un composant électronique (CE) est un interrupteur MOSFET.
5. Groupe moto-ventilateur (GMV) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, selon lequel ledit au moins un composant électronique (CE) est un composant électronique double-faces (CEd).
6. Groupe moto-ventilateur (GMV) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, selon lequel une partie dudit au moins un dissipateur de chaleur (HS) se situe au niveau d’un canal d’air de refroidissement (CA) dudit groupe-moto-ventilateur (GMV).
7. Groupe moto-ventilateur (GMV) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, selon lequel ledit groupe moto-ventilateur (GMV) comprend un unique dissipateur de chaleur (HS) alvéolé recourbé présentant une courbure (C1) configurée pour entourer un bord (b1) de ladite carte électronique de commande (CD).
8. Groupe moto-ventilateur (GMV) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, selon lequel ledit groupe moto-ventilateur (GMV) comprend un dissipateur de chaleur primaire (HS1) et un dissipateur de chaleur secondaire (HS2) qui s’étendent respectivement le long de tout ou partie de la face primaire (a1) et de la face secondaire (a2) de la carte électronique de commande (CD).
9. Groupe moto-ventilateur (GMV) selon la revendication 8, selon lequel les dissipateurs de chaleur primaire (HS1) et secondaire (HS2) comportent au moins un trou (o1, o2).
10. Groupe moto-ventilateur (GMV) selon la revendication 8 ou la revendication 9, selon lequel les dissipateurs de chaleur primaire (HS1) et secondaire (HS2) comportent une bordure de maintien (g1, g2).
1/4
Fig. 1
2/4 v
HS1
Fig. 2
3/4
Z
-»X
Fig. 5
4/4
Fiq. 4a
Fig. 4b
RÉPUBLIQUE FRANÇAISE irai
I INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
RAPPORT DE RECHERCHE PRÉLIMINAIRE établi sur la base des dernières revendications déposées avant le commencement de la recherche
N° d'enregistrement national
FA 852099
FR 1853537
Date d'achèvement de la recherche
Examinateur
8 octobre 2018
Georgopoulos, P
EPO FORM 1503 12.99 (P04C14)
CATÉGORIE DES DOCUMENTS CITÉS
X : particulièrement pertinent à lui seul
Y : particulièrement pertinent en combinaison avec un autre document de la même catégorie
A : arrière-plan technologique
O : divulgation non-écrite
P : document intercalaire
T : théorie ou principe à la base de l'invention
E : document de brevet bénéficiant d'une date antérieure à la date de dépôt et qui n'a été publié qu'à cette date de dépôt ou qu'à une date postérieure.
D : cité dans la demande
L : cité pour d'autres raisons & : membre de la même famille, document correspondant page 1 de 2
RÉPUBLIQUE FRANÇAISE irai
I INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
RAPPORT DE RECHERCHE PRÉLIMINAIRE établi sur la base des dernières revendications déposées avant le commencement de la recherche
N° d'enregistrement national
FA 852099
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DOCUMENTS CONSIDÉRÉS COMME PERTINENTS
Revend ication(s) concernée(s)
Classement attribué à l'invention par ΙΊΝΡΙ
Catégorie
Citation du document avec indication, en cas de besoin, des parties pertinentes
US 5 164 884 A (PESOLA MIKKO [FI])
17 novembre 1992 (1992-11-17) * colonne 3, ligne 25 - ligne 26; figure
US 2007/222046 Al (TOKUNAGA SHIGETOMI [JP]) 27 septembre 2007 (2007-09-27) * figure 2 *
US 2003/202328 Al (DEENEY JEFFREY L [US]
ET AL) 30 octobre 2003 (2003-10-30) * figures 1-2 *
US 6 501 661 B1 (MOORE KEVIN D [US] ET AL)
31 décembre 2002 (2002-12-31) * figure 3 *
US 2007/053168 Al (SAYIR HALUK [US] ET AL)
8 mars 2007 (2007-03-08) * figures 7, 12 *
CN 201 282 610 Y (ZONGBO INDUSTRY CO LTD [CN]) 29 juillet 2009 (2009-07-29) * figures 2-3 *
DOMAINES TECHNIQUES RECHERCHÉS (IPC)
EPO FORM 1503 12.99 (P04C14)
Date d'achèvement de la recherche
8 octobre 2018
Examinateur
Georgopoulos, P
CATÉGORIE DES DOCUMENTS CITÉS
X : particulièrement pertinent à lui seul
Y : particulièrement pertinent en combinaison avec un autre document de la même catégorie
A : arrière-plan technologique
O : divulgation non-écrite
P : document intercalaire
T : théorie ou principe à la base de l'invention
E : document de brevet bénéficiant d'une date antérieure à la date de dépôt et qui n'a été publié qu'à cette date de dépôt ou qu'à une date postérieure.
D : cité dans la demande
L : cité pour d'autres raisons & : membre de la même famille, document correspondant page 2 de 2
ANNEXE AU RAPPORT DE RECHERCHE PRÉLIMINAIRE
RELATIF A LA DEMANDE DE BREVET FRANÇAIS NO. FR 1853537 FA 852099
EPO FORM P0465
La présente annexe indique les membres de la famille de brevets relatifs aux documents brevets cités dans le rapport de recherche préliminaire visé ci-dessus.
Les dits membres sont contenus au fichier informatique de l'Office européen des brevets à la date du08-10-2018
Les renseignements fournis sont donnés à titre indicatif et n'engagent pas la responsabilité de l'Office européen des brevets, ni de l'Administration française
Pourtout renseignement concernant cette annexe : voir Journal Officiel de l'Office européen des brevets, No.12/82 page 1 de 2
ANNEXE AU RAPPORT DE RECHERCHE PRÉLIMINAIRE
RELATIF A LA DEMANDE DE BREVET FRANÇAIS NO. FR 1853537 FA 852099
La présente annexe indique les membres de la famille de brevets relatifs aux documents brevets cités dans le rapport de recherche préliminaire visé ci-dessus.
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Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1853537A FR3080501B1 (fr) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | Groupe moto-ventilateur pour vehicule automobile comprenant une carte electronique de commande d’un moteur electrique |
| PCT/FR2019/050763 WO2019207225A1 (fr) | 2018-04-23 | 2019-04-02 | Groupe moto-ventilateur pour véhicule automobile comprenant une carte électronique de commande d'un moteur électrique |
Applications Claiming Priority (2)
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| FR1853537A FR3080501B1 (fr) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | Groupe moto-ventilateur pour vehicule automobile comprenant une carte electronique de commande d’un moteur electrique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3080501A1 true FR3080501A1 (fr) | 2019-10-25 |
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Family
ID=62684936
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR1853537A Active FR3080501B1 (fr) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | Groupe moto-ventilateur pour vehicule automobile comprenant une carte electronique de commande d’un moteur electrique |
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| WO (1) | WO2019207225A1 (fr) |
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| Publication number | Publication date |
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| FR3080501B1 (fr) | 2021-10-08 |
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