FR3102643A1 - ELECTRIC VEHICLE POWER SUPPLY SYSTEM CASE WITH CONNECTOR PROTECTION COVER - Google Patents
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Abstract
Carter de système d’alimentation d’un groupe motopropulseur de véhicule électrique, réalisé par moulage d’un métal, comprenant une face comportant un connecteur électrique (14) de branchement d’une prise (16) de liaison avec une batterie de traction du véhicule, le moulage métallique de ce carter (4) comportant une extension formant un capot de protection (36) entourant au moins en partie le connecteur (14). Figure 2Power system casing of an electric vehicle powertrain, made by molding a metal, comprising a face comprising an electrical connector (14) for connecting a socket (16) for connection with a traction battery of the vehicle, the metal molding of this casing (4) comprising an extension forming a protective cover (36) at least partially surrounding the connector (14). Figure 2
Description
La présente invention concerne un couvercle de convertisseur de courant d’une machine électrique de traction de véhicule, ainsi qu’un groupe motopropulseur électrique de véhicule et un véhicule électrique équipés d’un tel couvercle.The present invention relates to a current converter cover of an electric vehicle traction machine, as well as an electric vehicle powertrain and an electric vehicle equipped with such a cover.
Certains véhicules électriques comportent une machine électrique disposée transversalement dans un compartiment avant, entraînant un réducteur comportant un différentiel répartissant le mouvement vers deux arbres reliés aux roues avant du véhicule.Some electric vehicles comprise an electric machine arranged transversely in a front compartment, driving a reduction gear comprising a differential distributing the movement to two shafts connected to the front wheels of the vehicle.
Un groupe motopropulseur de véhicule électrique connu, présenté notamment par le document EP-A1-2851228, comporte un convertisseur de courant formant un boîtier sensiblement parallélépipédique plat fixé au-dessus de la machine électrique disposée transversalement dans le compartiment moteur avant, devant un tablier formant une tôle de séparation de l’habitacle avec ce compartiment.A known electric vehicle powertrain, presented in particular by the document EP-A1-2851228, comprises a current converter forming a flat substantially parallelepiped housing fixed above the electric machine arranged transversely in the front engine compartment, in front of an apron forming a panel separating the passenger compartment with this compartment.
Le couvercle du convertisseur de courant comporte un rebord sensiblement vertical, tourné vers l’arrière du véhicule, comprenant un connecteur recevant une prise de connexion de câbles électriques reliés à la batterie de traction du véhicule, pour alimenter la machine électrique.The cover of the current converter comprises a substantially vertical rim, facing the rear of the vehicle, comprising a connector receiving a connection socket for electric cables connected to the traction battery of the vehicle, to supply the electric machine.
Un capot de protection formé par une tôle emboutie, fixé sur le dessus du couvercle, se prolonge vers l’arrière pour couvrir le connecteur et sa prise.A protective cover formed by a stamped sheet, fixed on the top of the cover, extends towards the rear to cover the connector and its socket.
En cas de choc important sur l’avant du véhicule, en particulier lors d’une collision avec un obstacle fixe ou avec un autre véhicule, correspondant à des essais de chocs normalisés pour homologuer le véhicule, le groupe motopropulseur peut reculer dans le véhicule.In the event of a major impact on the front of the vehicle, in particular during a collision with a fixed obstacle or with another vehicle, corresponding to standard impact tests to approve the vehicle, the powertrain may move back in the vehicle.
Le capot doit alors former une protection suffisamment rigide pour protéger la prise se trouvant dessous, afin notamment d’éviter un endommagement des connexions qui pourrait entraîner des risques d’électrocution, ou d’échauffement de ce connecteur avec une possibilité de départ d’incendie.The cover must then form a sufficiently rigid protection to protect the socket located underneath, in order in particular to avoid damage to the connections which could lead to risks of electrocution, or overheating of this connector with the possibility of a fire starting. .
Toutefois le capot en tôle d’acier doit présenter une rigidité suffisamment importante de la tôle et de sa liaison avec le couvercle de l’onduleur. Les emplacements nécessaires pour les vis de fixation du capot peuvent être difficiles à trouver dans un compartiment moteur où les volumes disponibles sont réduits.However, the sheet steel cover must have a sufficiently high rigidity of the sheet and of its connection with the cover of the inverter. The locations required for the cover fixing screws can be difficult to find in an engine compartment where the available volumes are limited.
De plus ce type de liaison par vis rend plus difficile des modifications du capot ou de sa fixation, les évolutions du produit sont limitées.In addition, this type of screw connection makes it more difficult to modify the cover or its attachment, changes to the product are limited.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur.The object of the present invention is in particular to avoid these problems of the prior art.
Elle propose à cet effet un carter de système d’alimentation d’un groupe motopropulseur de véhicule électrique, réalisé par moulage d’un métal, comprenant une face comportant un connecteur électrique de branchement d’une prise de liaison avec une batterie de traction du véhicule, ce carter étant remarquable en ce que son moulage métallique comporte une extension formant un capot de protection entourant au moins en partie le connecteur.It proposes for this purpose a supply system casing of an electric vehicle powertrain, made by molding a metal, comprising a face comprising an electrical connector for connecting a connection socket with a traction battery of the vehicle, this casing being remarkable in that its metal molding includes an extension forming a protective cover surrounding at least part of the connector.
Un avantage de ce carter est que par un simple prolongement de son moulage, sans aucune pièce rapportée, on réalise un capot fortement rigide qui présente une liaison très résistante avec le reste du couvercle, assurant de manière efficace une protection du connecteur, en particulier en cas d’accident. Ainsi les évolutions du capot sont faciles avec une modification simple du moule de fabrication.An advantage of this casing is that by simply extending its molding, without any added parts, a highly rigid cover is produced which has a very strong connection with the rest of the cover, effectively ensuring protection of the connector, in particular in case of accident. Thus the evolutions of the cover are easy with a simple modification of the manufacturing mould.
De plus ce capot intégré dans le carter, sans pièce rapportée, ne nécessite pas d’élément de vissage ni de temps de manœuvre pour son assemblage, ce qui permet de réaliser la fonction de protection de manière économique.In addition, this cover integrated into the casing, without added parts, does not require any screwing element or operating time for its assembly, which makes it possible to carry out the protection function in an economical way.
Le couvercle de convertisseur selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.The converter cover according to the invention may additionally comprise one or more of the following characteristics, which may be combined with one another.
Avantageusement, le capot entoure le connecteur dans sa position de montage dans le véhicule, sur le dessus et sur les deux côtés.Advantageously, the cover surrounds the connector in its mounting position in the vehicle, on the top and on both sides.
Dans ce cas, avantageusement chaque côté du capot se prolonge en partie inférieure par une nervure revenant vers le centre du connecteur.In this case, advantageously each side of the cover is extended in the lower part by a rib returning towards the center of the connector.
En complément, le capot peut comporter un dispositif de fixation de la prise.In addition, the cover may include a device for fixing the socket.
L’invention a aussi pour objet un groupe motopropulseur de traction électrique équipé d’une machine électrique disposée suivant un axe principal, comportant sur le dessus dans sa position de montage dans le véhicule un système électrique d’alimentation de la machine électrique, remarquable en ce que le carter forme un couvercle de ce système électrique.The invention also relates to an electric traction drive unit equipped with an electric machine arranged along a main axis, comprising on the top in its mounting position in the vehicle an electric system for supplying the electric machine, remarkable in that the housing forms a cover of this electrical system.
Avantageusement, le capot est allongé dans un plan perpendiculaire à l’axe de la machine électrique.Advantageously, the cover is elongated in a plane perpendicular to the axis of the electric machine.
En particulier, le système électrique peut être un convertisseur de courant d’alimentation de la machine électrique.In particular, the electrical system can be a power supply current converter for the electrical machine.
L’invention a de plus pour objet un véhicule électrique remarquable en ce qu’il est équipé d’un groupe motopropulseur comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes.The invention further relates to an electric vehicle remarkable in that it is equipped with a powertrain comprising any one of the preceding characteristics.
Avantageusement, l’extrémité du capot forme un plan, la prise fixée sur le connecteur étant disposée dans le capot sans dépasser de ce plan d’extrémité.Advantageously, the end of the cover forms a plane, the socket fixed to the connector being arranged in the cover without protruding from this end plane.
Avantageusement, l’extrémité du capot est tournée vers l’arrière du véhicule, un tablier séparant l’habitacle du compartiment moteur étant disposé en face de l’extrémité de ce capot.Advantageously, the end of the bonnet faces the rear of the vehicle, an apron separating the passenger compartment from the engine compartment being placed opposite the end of this bonnet.
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, en référence aux dessins annexés dans lesquels :The invention will be better understood and other characteristics and advantages will appear more clearly on reading the description below given by way of example, with reference to the appended drawings in which:
La figure 1 présente une machine électrique 2 comportant un axe de rotation A disposé transversalement dans le véhicule, et un côté tourné vers l’arrière du véhicule présenté par la flèche AR, comprenant sur le dessus un convertisseur de courant d’alimentation de cette machine, recevant un couvercle 4 formant un carter, réalisé par fonderie d’un alliage d’aluminium.FIG. 1 presents an electric machine 2 comprising an axis of rotation A arranged transversely in the vehicle, and one side facing the rear of the vehicle shown by the arrow AR, comprising on the top a power supply current converter for this machine , receiving a cover 4 forming a casing, made by foundry of an aluminum alloy.
Le couvercle 4 présente une face supérieure globalement plate disposée horizontalement, entourée par des rebords sensiblement verticaux qui se terminent par un plan de joint horizontal fixé par des vis 6 vissées sur le dessus du corps de la machine électrique 2.The cover 4 has a generally flat upper face arranged horizontally, surrounded by substantially vertical flanges which end in a horizontal joint plane fixed by screws 6 screwed onto the top of the body of the electric machine 2.
De cette manière on réalise une bonne intégration du convertisseur de courant sur la machine électrique 2, formant un ensemble compact, qui simplifie les liaisons électriques de puissance entre ces deux éléments en réduisant les pertes par résistance électrique.In this way, good integration of the current converter on the electrical machine 2 is achieved, forming a compact assembly, which simplifies the electrical power connections between these two elements by reducing the losses by electrical resistance.
Le rebord arrière 8 du couvercle 4 comporte sur un côté un bossage 12 formé par sa fonderie, se terminant par un plan de joint légèrement incliné vers le bas, recevant un connecteur électrique 14 plat constituant une bride équipée de deux oreilles latérales 10 recevant chacune une vis de fixation sur le bossage du couvercle.The rear edge 8 of the cover 4 comprises on one side a boss 12 formed by its foundry, ending in a joint plane slightly inclined downwards, receiving a flat electrical connector 14 constituting a flange equipped with two lateral lugs 10 each receiving a fixing screw on the boss of the cover.
Une prise 16 liée à un faisceau de câbles électriques, est mise en place sur le connecteur 14 pour réaliser des liaisons d’alimentation de puissance reliées à une batterie de traction, et des liaisons de signaux d’information et de commande. La prise 16 comporte un perçage supérieur et un perçage inférieur 18, recevant chacun une vis qui traverse le connecteur 14 pour se visser dans un perçage du couvercle 12 afin de sécuriser le montage de cette prise.A socket 16 linked to a harness of electrical cables is placed on connector 14 to make power supply links linked to a traction battery, and information and control signal links. The socket 16 has an upper hole and a lower hole 18, each receiving a screw which passes through the connector 14 to be screwed into a hole in the cover 12 in order to secure the assembly of this socket.
Ce groupe motopropulseur nécessite un capot de protection non représenté, formé par une tôle emboutie fixée sur le couvercle 4, qui recouvre le dessus et les côtés du connecteur 14 et de la prise 16 afin d’assurer notamment une protection contre les chocs en cas d’accident. Il est alors nécessaire de prévoir des fixations fortement rigides du capot de protection sur le couvercle 4, qui présentent un encombrement et ajoutent des coûts.This powertrain requires a protective cover, not shown, formed by a stamped sheet fixed to the cover 4, which covers the top and the sides of the connector 14 and of the socket 16 in order to ensure in particular protection against shocks in the event of 'accident. It is then necessary to provide highly rigid fixings of the protective cover on the lid 4, which are bulky and add costs.
La figure 2 présente une traverse 20 réalisée dans un profilé d’alliage d’aluminium, comprenant à chaque extrémité un embout 22 fixé sur un côté du compartiment moteur du véhicule.Figure 2 shows a crosspiece 20 made of an aluminum alloy profile, comprising at each end an end piece 22 fixed to one side of the engine compartment of the vehicle.
Un groupe motopropulseur suspendu sous la traverse par des liaisons élastiques, comporte une transmission 24 fixée à l’extrémité de la machine électrique 2, comprenant un différentiel répartissant le mouvement vers les deux roues avant du véhicule. Une biellette de reprise du couple non représentée, reliant le groupe motopropulseur au châssis du véhicule, disposée dans un plan perpendiculaire à l‘axe de rotation A de la machine électrique 2, permet d’équilibrer le couple de traction que ce groupe applique sur les roues motrices.A power unit suspended under the crosspiece by elastic connections, comprises a transmission 24 fixed to the end of the electric machine 2, comprising a differential distributing the movement to the two front wheels of the vehicle. A torque pick-up link, not shown, connecting the powertrain to the chassis of the vehicle, arranged in a plane perpendicular to the axis of rotation A of the electric machine 2, makes it possible to balance the traction torque that this group applies to the driving wheels.
On obtient une flexibilité du montage du groupe motopropulseur, permettant des petits mouvements de ce groupe afin de filtrer des vibrations et des à-coups, pour assurer le confort du véhicule.A flexibility is obtained in the assembly of the powertrain, allowing small movements of this group in order to filter vibrations and jolts, to ensure the comfort of the vehicle.
Les figures 2, 3 et 4 présentent le couvercle du convertisseur 4 selon l’invention, formant un carter comportant sur sa face arrière 8 un bossage 12 similaire à celui présenté figure 1, comprenant deux perçages latéraux 30 recevant les oreilles de fixation 10 du connecteur 14, ainsi qu’un perçage supérieur 32 et un perçage inférieur 34 recevant les deux vis de fixation de cette prise.Figures 2, 3 and 4 show the cover of the converter 4 according to the invention, forming a casing comprising on its rear face 8 a boss 12 similar to that shown in Figure 1, comprising two lateral holes 30 receiving the fixing lugs 10 of the connector 14, as well as an upper hole 32 and a lower hole 34 receiving the two fixing screws of this socket.
Le faisceau électrique relié à la prise 16 est fixé à la caisse du véhicule à une certaine distance de cette prise, de manière à former entre la fixation et la prise une boucle dynamique permettant des mouvements du groupe motopropulseur sans générer de contraintes élevées de flexion dans les câbles de ce faisceau.The electrical harness connected to the socket 16 is fixed to the body of the vehicle at a certain distance from this socket, so as to form between the fixing and the socket a dynamic loop allowing movements of the powertrain without generating high bending stresses in the cables of this bundle.
Le bossage 12 est entouré par un capot de protection 36 formant un contour d’épaisseur constante allongé vers l’arrière, présentant une longueur qui permet à son extrémité de dépasser de la face arrière de la prise 16. En particulier le capot 36 peut présenter une épaisseur constante d’environ 4 à 6mm lui donnant une résistance suffisante.The boss 12 is surrounded by a protective cover 36 forming a contour of constant thickness elongated towards the rear, having a length which allows its end to project beyond the rear face of the socket 16. In particular the cover 36 may have a constant thickness of about 4 to 6mm giving it sufficient resistance.
Le capot 36 comporte une partie supérieure horizontale 38, reliée de chaque côté par un grand rayon 44 à une partie latérale 40 qui se termine vers le bas après un petit rayon par une partie inférieure horizontale courte formant une nervure 42 revenant vers le centre du bossage 12. Les rayons 44 présentant une dimension supérieure à trois fois l’épaisseur du capot 36, ajoutent de la rigidité à l’ensemble de ce capot, et une meilleure tenue au choc. Les nervures courtes 42 revenant vers le centre, prolongent la base des parties latérales 40 pour leurs donner une forte rigidité.The cover 36 comprises a horizontal upper part 38, connected on each side by a large radius 44 to a side part 40 which ends downwards after a small radius by a short horizontal lower part forming a rib 42 returning towards the center of the boss. 12. The spokes 44 having a dimension greater than three times the thickness of the cover 36, add rigidity to the assembly of this cover, and better resistance to impact. The short ribs 42 returning towards the center extend the base of the side parts 40 to give them high rigidity.
Le capot 36 formé par une simple excroissance de la fonderie du couvercle 4, et relié par des petits rayons de raccordement à sa face arrière 8, présente une liaison très résistante avec ce couvercle ainsi qu’une rigidité élevée. Le moulage du capot 36 utilisant une extension de la forme du couvercle 4, sans pièce additionnelle, ne nécessite pas d’usinage ni de temps de main-d’œuvre supplémentaire ce qui augmente très peu le coût de ce couvercle.The cover 36 formed by a simple outgrowth of the foundry of the cover 4, and connected by small connecting radii to its rear face 8, has a very strong connection with this cover as well as high rigidity. The molding of the cover 36 using an extension of the shape of the cover 4, without additional parts, does not require machining or additional labor time, which increases the cost of this cover very little.
En cas de choc important sur l’avant du véhicule avec un recul du groupe motopropulseur, la prise 16 est protégée par le capot 36 qui viendra buter en premier sur le tablier disposé en arrière du compartiment moteur, dans le cas où ce tablier se trouve à une petite distance en arrière de la prise. On limite ainsi les risques de déformation de la prise 16 et du connecteur 14.In the event of a major impact on the front of the vehicle with a recoil of the powertrain, the socket 16 is protected by the cover 36 which will first abut on the apron arranged behind the engine compartment, in the case where this apron is located a short distance behind the socket. This limits the risk of deformation of the socket 16 and the connector 14.
En variante non représentée sur les figures, le capot 36 peut comporter un dispositif de fixation de la prise 16 à la place des perçages 32, 34 du bossage 12, ou en complément de ces perçages, ou comporter un dispositif de fixation de la boucle dynamique du faisceau électrique. Dans ce cas ces dispositifs de fixation, comprenant par exemple un perçage, ont pour avantage de pouvoir être fixés en bout du capot 36 formant un bras de levier à une certaine distance de la face arrière 8 du couvercle 4, ce qui peut leurs donner plus de rigidité.As a variant not shown in the figures, the cover 36 may include a device for fixing the socket 16 instead of the holes 32, 34 of the boss 12, or in addition to these holes, or include a device for fixing the dynamic loop of the electrical harness. In this case these fixing devices, comprising for example a hole, have the advantage of being able to be fixed at the end of the cover 36 forming a lever arm at a certain distance from the rear face 8 of the cover 4, which can give them more of rigidity.
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