FR3116412A1 - Module de refroidissement en U pour un équipement électrique de puissance - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un module de refroidissement (1), configuré pour refroidir au moins un module électrique, le module de refroidissement (1) comprenant deux orifices d’entrée/sortie de fluide (12), et un canal de refroidissement (11) aménagé dans le module de refroidissement (1). Le canal de refroidissement (11) présente une section en U formant deux branches de sorte que ledit canal de refroidissement (11) assure une circulation du fluide de refroidissement en U entre les deux orifices d’entrée/sortie de fluide (12), le module de refroidissement (1) comprenant au moins un logement (13), entre les deux branches, adapté pour permettre l’insertion étanche dudit au moins un module électrique, de sorte à refroidir ledit au moins un module électrique par conduction thermique. Figure de l’abrégé : Figure 2
Description
La présente invention se rapporte au domaine du refroidissement d’équipements électriques, notamment pour véhicule, en particulier pour véhicules électriques ou hybrides. Plus précisément, la présente invention vise un module de refroidissement, en particulier pour un équipement électrique de puissance, notamment un convertisseur de tension continu-continu, un chargeur électrique, ou un onduleur.
Comme cela est connu, un équipement électrique de puissance peut comprendre au moins un module électronique de puissance. On précise que par « module électronique de puissance », on entend un ensemble comprenant des composants par lesquels passe de l’énergie électrique. Ces composants peuvent comprendre des interrupteurs électroniques, tels que par exemple des transistors semi-conducteurs, agencés en circuit électrique pour permettre un passage commandé d’énergie électrique. En particulier, les composants sont des puces semi-conductrices nues pour lesquels un même corps réalise une encapsulation, tel qu’un conditionnement physique. Autrement dit, un module électronique de puissance est un ensemble comprenant une pluralité de puces semi-conductrices formant un circuit électrique encapsulées dans un même boîtier.
Par ailleurs, selon l’état de la technique, un véhicule électrique ou hybride comprend un circuit de refroidissement à fluide configuré pour cheminer un fluide de refroidissement, en particulier de l’eau liquide, à proximité d’équipements électriques à refroidir, notamment les équipements électriques de puissance. En effet, un refroidissement efficace permet notamment d’améliorer la compacité des équipements électriques de puissance.
A cet effet, un système de refroidissement est mis en œuvre pour refroidir chacun des équipements électriques de puissance et doit généralement satisfaire à de nombreuses contraintes en termes d’encombrement, d’accessibilité et d’efficacité de refroidissement.
A titre d’exemple, le document US 2018219488 A1 décrit un équipement électrique de puissance comprenant un tel système de refroidissement, un châssis, et une pluralité de composants électriques à refroidir. Le système de refroidissement décrit par le document US 2018219488 A1 comprend deux modules de refroidissement fournissant quatre surfaces principales d’échanges thermiques, afin de refroidir efficacement la pluralité de composants électriques.
Toutefois, le châssis décrit par le document US 2018219488 A1 comprend des canaux aménagés dans la masse du châssis configurés pour mettre en liaison fluidique les deux modules de refroidissement rendant complexe et coûteuse la réalisation d’un tel châssis. En effet, la mise en œuvre d’un tel châssis nécessite une coûteuse technologie de moulage, notamment un procédé de fonderie sous gravité avec utilisation de noyaux, et nécessite de mener une grande partie des tests, notamment des tests d’étanchéité, en fin de processus de fabrication de l’équipement électrique de puissance, ce qui est coûteux en cas de non-validation desdits tests d’étanchéité. De plus, le procédé de fonderie sous gravité avec utilisation de noyaux peut générer des impuretés à la surface des pièces moulées, les impuretés pouvant dégrader les performances des systèmes comprenant ces pièces moulées.
Par ailleurs, les systèmes de refroidissement d’équipements électriques de puissance nécessitent l’usage d’une pluralité de joints d’étanchéité. Il est souhaitable de réduire, autant que faire se peut, les zones d’étanchéité afin de réduire les probabilités de fuite du fluide de refroidissement.
Pour pallier au moins en partie ces inconvénients, il est souhaitable que le système de refroidissement permette d’assurer le refroidissement efficace des modules électroniques de puissance, tout en présentant un ensemble limité de zones d’étanchéité à assurer de sorte à diminuer les risques liés à une fuite de fluide de refroidissement. De plus, il est souhaitable que le système de refroidissement soit compatible avec un procédé de fabrication à haute cadence de production, et/ou à faible coût de fabrication industrielle.
L’invention propose ainsi un module de refroidissement en U configuré pour refroidir des modules électriques et notamment des modules électroniques de puissance.
PRESENTATION DE L’INVENTION
Plus précisément, l’invention concerne un module de refroidissement, configuré pour refroidir au moins un module électrique, notamment destiné à être embarqué dans un véhicule automobile électrique ou hybride. Le module de refroidissement comprend deux orifices d’entrée/sortie de fluide, et un canal de refroidissement aménagé dans le module de refroidissement. Les deux orifices d’entrée/sortie de fluide assurent respectivement l’acheminement et l’évacuation d’un fluide de refroidissement dans et depuis le module de refroidissement. Ledit canal de refroidissement présente une section en U formant deux branches, l’un et l’autre des deux orifices d’entrée/sortie de fluide aboutissant respectivement dans l’une et l’autre des deux branches, de sorte que ledit canal de refroidissement assure une circulation du fluide de refroidissement en U entre les deux orifices d’entrée/sortie de fluide, le module de refroidissement comprenant au moins un logement entre les deux branches adapté pour permettre l’insertion étanche dudit au moins un module électrique, de sorte à refroidir ledit au moins un module électrique par conduction thermique au moyen d’un contact mécanique réalisé respectivement entre chaque branche du module de refroidissement et deux faces externes opposées dudit au moins un module électrique.
Ainsi, la présente invention présente l’avantage substantiel de présenter une efficacité de refroidissement améliorée en offrant quatre surfaces d’échanges thermiques dont deux sont destinées à refroidir ledit au moins un module électrique sur deux faces externes opposées l’une à l’autre par conduction thermique.
Avantageusement, le module de refroidissement comprend un corps principal, une plaque supérieure, et une plaque inférieure. Le corps principal présente une section sensiblement en H et comprend une portion centrale, une face externe supérieure, et une face externe inférieure, le corps principal étant substantiellement ouvert sur chacune des faces externes supérieure et inférieure, la plaque supérieure et la plaque inférieure venant respectivement contre la face externe supérieure et contre la face externe inférieure, de sorte que des volumes libres délimités respectivement par la portion centrale et la plaque supérieure, et par la portion centrale et la plaque inférieure, définissent respectivement l’une et l’autre des deux branches du canal de refroidissement. Une telle configuration permet de limiter les opérations d’usinage et d’utiliser des procédés de fonderie simples et compatibles avec une haute cadence de production pour la fabrication du module de refroidissement.
Avantageusement, le module de refroidissement comprenant une plaque interne, la portion centrale comprend un ou une pluralité d’évidements aménagés dans la portion centrale et une surface d’épaulement couplée à le ou à la pluralité d’évidements, la surface d’épaulement s’étendant en partie sur la périphérie de la portion centrale, la plaque interne venant en appui contre la surface d’épaulement de manière étanche de sorte à former ledit au moins un logement entre la portion centrale et la plaque interne.
Avantageusement, la portion centrale comprend des piliers internes de sorte que le dit au moins un logement comprend un nombre de logements séparés entre eux par les piliers internes.
Avantageusement, le nombre de logements est égal à trois.
Avantageusement, ledit au moins un logement est traversant.
Avantageusement, le corps principal consiste en une pièce moulée, notamment par un procédé de moulage en sable ou de moulage haute pression.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’invention concerne un ensemble électrique comprenant au moins un module électrique, et le module de refroidissement.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’invention concerne un équipement électrique de puissance, notamment configuré pour être embarqué dans un véhicule électrique ou hybride, comprenant l’ensemble électrique, ledit au moins un module électrique consistant en une pluralité de modules électroniques de puissance, ledit équipement électrique de puissance formant un onduleur, un convertisseur de tension continu-continu, ou un chargeur électrique.
Selon un aspect de l’invention, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un ensemble électrique comprenant au moins un module électrique et un module de refroidissement comprenant un canal de refroidissement présentant une section en U formant deux branches, au moins un logement, un corps principal, une plaque supérieure, une plaque inférieure, et une plaque interne, le corps principal présentant une section sensiblement en H et comprenant une portion centrale, une face externe supérieure, et une face externe inférieure, la portion centrale comprenant une surface d’épaulement, le procédé comprenant les étapes successives suivantes :
- le moulage et l’usinage du corps principal ;
- l’insertion latérale de chacun desdits au moins un module électrique dans chaque logement dudit au moins un logement ;
- la fixation de la plaque interne de manière étanche contre la surface d’épaulement afin de refermer ledit au moins un logement ;
- la fixation de la plaque supérieure, et de la plaque inférieure respectivement contre la face externe supérieure et contre la face externe inférieure du corps principal de sorte à former respectivement chacune des deux branches du canal de refroidissement.
- le moulage et l’usinage du corps principal ;
- l’insertion latérale de chacun desdits au moins un module électrique dans chaque logement dudit au moins un logement ;
- la fixation de la plaque interne de manière étanche contre la surface d’épaulement afin de refermer ledit au moins un logement ;
- la fixation de la plaque supérieure, et de la plaque inférieure respectivement contre la face externe supérieure et contre la face externe inférieure du corps principal de sorte à former respectivement chacune des deux branches du canal de refroidissement.
PRESENTATION DES FIGURES
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple, et se référant aux figures suivantes, données à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables :
: la représente une vue d’un module de refroidissement selon l’invention ;
: la représente une vue en coupe du module de refroidissement selon l’invention ;
: la représente une vue éclatée du module de refroidissement selon l’invention.
Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
L’invention concerne un module de refroidissement, configuré pour refroidir au moins un module électrique, et notamment destiné à être embarqué dans un véhicule automobile électrique ou hybride. L’assemblage comprenant le module de refroidissement et ledit au moins un module électrique sera désigné ensemble électrique. De plus, l’invention sera décrite ci-après dans le contexte de l’ensemble électrique configuré pour être intégré à un équipement électrique de puissance, notamment, un onduleur, un chargeur électrique, ou un convertisseur de tension continu-continu. Dans ce contexte, ledit au moins un module électrique correspond notamment à une pluralité de modules électroniques de puissance. Cependant, cela ne constitue pas une limitation à cette application particulière.
En référence aux figures 2 et 3, le module de refroidissement 1 selon l’invention comprend deux orifices d’entrée/sortie de fluide 12 et un canal de refroidissement 11 aménagé dans le module de refroidissement 1. Les deux orifices d’entrée/sortie de fluide 12 sont configurés pour assurer respectivement l’acheminement et l’évacuation d’un fluide de refroidissement dans et depuis le module de refroidissement 1. Le fluide de refroidissement consiste généralement en de l’eau liquide.
De plus, le canal de refroidissement 11 présente une section en U formant deux branches. L’un et l’autre des deux orifices d’entrée/sortie de fluide 12 débouchent respectivement dans l’une et dans l’autre des deux branches. Ainsi le canal de refroidissement 11 assure une circulation du fluide de refroidissement en U entre les deux orifices d’entrée/sortie de fluide 12. En conséquence, le module de refroidissement 1 présente au moins quatre surfaces principales d’échanges thermiques définies par deux côtés opposés de chacune des deux branches. Le module de refroidissement 1 peut notamment présenter cinq surfaces d’échanges thermiques en incluant la surface latérale extérieure de la partie faisant la jonction entre l’une et l’autre de deux branches du canal de refroidissement 11.
Les deux orifices d’entrée/sortie de fluide 12 sont préférablement positionnés dans l’axe respectivement de chacune des deux branches. Une autre configuration possible est de positionner les deux orifices d’entrée/sortie de fluide 12 perpendiculairement aux axes respectivement de chacune des deux branches. Les deux orifices d’entrée/sortie de fluide 12 sont localisés de manière préférée sur une même face du module de refroidissement 1 afin de simplifier l’agencement du module de refroidissement 1 dans l’équipement électrique de puissance.
Comme illustré sur les figures 1 à 3, le module de refroidissement 1 comprend au moins un logement 13 entre les deux branches. Ledit au moins un logement 13 est adapté pour permettre l’insertion étanche dudit au moins un module électrique 2. Autrement dit, ledit au moins un logement 13 est adapté pour permettre l’insertion dudit au moins un module électrique 2, tout en permettant une étanchéité du module électrique 2 vis-à-vis du canal de refroidissement 11. Ainsi, on refroidit ledit au moins un module électrique 2 par conduction thermique au moyen d’un contact mécanique réalisé respectivement entre chaque branche du module de refroidissement 1 et deux faces externes opposées dudit au moins un module électrique 2. Une telle configuration de refroidissement présente une efficacité de refroidissement améliorée par rapport à une configuration de refroidissement où seule une face dudit au moins un module électrique 2 est refroidie à la fois. Autrement dit, deux surfaces, parmi les quatre surfaces principales d’échanges thermiques du module de refroidissement 1, refroidissent ledit au moins un module électrique 2.
De plus, le caractère étanche dudit au moins un logement 13 permet d’y insérer un module électrique n’étant pas nécessairement étanche, réduisant ainsi les coûts associés. Le module électrique est par exemple un module électrique standard formé d’un moulage epoxy de type TML, en référence à « Transfer Molded Leadframe » en langue anglaise.
On peut, de manière préférée, disposer un matériau d’interface thermique, couramment désigné en langue anglaise « thermal interface material » (TIM), entre ledit au moins un module électronique 2 et le module de refroidissement 1, notamment sur l’une ou sur les deux faces externes dudit au moins un module électrique 2 étant en contact avec le module de refroidissement 1. Ainsi, on améliore la surface de contact entre ledit au moins un module électrique 2 et le module de refroidissement 1, et en conséquence l’efficacité de refroidissement par conduction thermique dudit au moins un module électrique 2.
Par ailleurs, en référence aux figures 1 à 3, le module de refroidissement 1 peut comprendre un corps principal 14, une plaque supérieure 15, et une plaque inférieure 16. Le corps principal 14 présente notamment une section sensiblement en H et comprend une portion centrale 141. La portion centrale 141 correspond au segment central reliant les deux branches de la section sensiblement en H. On dimensionne notamment la section sensiblement en H selon l’efficacité de refroidissement recherchée pour le module de refroidissement 1 et les valeurs de perte de charge dans le système fluide recherchées.
De plus, le corps principal 14 comprend notamment une face externe supérieure 142, et une face externe inférieure 143, de sorte que le corps principal 14 est substantiellement ouvert sur chacune des faces externes supérieure 142 et inférieure 143. La plaque supérieure 15 et la plaque inférieure 16 viennent alors respectivement contre la face externe supérieure 142 et contre la face externe inférieure 143. Ainsi, des volumes libres délimités respectivement par la portion centrale 141 et la plaque supérieure 15, et par la portion centrale 141 et la plaque inférieure 16, définissent respectivement l’une et l’autre des deux branches du canal de refroidissement 11.
La fabrication d’un corps principal 14 présentant une section sensiblement en H, et des plaques supérieure 15 et inférieure 16 tels que décrits précédemment, est plus simple à réaliser que la fabrication du module de refroidissement 1 en une pièce d’un seul tenant. De manière générale, le procédé de fabrication résulte d’un compromis entre les différents types de procédés, notamment la fonderie, le formage, l’usinage, et l’assemblage afin de réduire autant que faire se peut le coût de fabrication et d’augmenter la cadence de production. En particulier, un corps principal 14 tel que décrit permet de limiter les opérations d’usinage et d’utiliser des procédés de fonderie simples et compatibles avec une haute cadence de production. Le corps principal 14 peut notamment consister en une pièce moulée par un procédé de moulage en sable ou de moulage haute pression. De plus, les plaques supérieure 15, inférieure 16, et interne 17 peuvent être fabriquées selon un procédé d’emboutissage.
En outre, la portion centrale 141, telle que définie précédemment et en référence aux figures 2 et 3, comprend un ou une pluralité d’évidements aménagés dans la portion centrale 141 et une surface d’épaulement 144 couplée à le ou à la pluralité d’évidements. La surface d’épaulement 144 s’étend en partie sur la périphérie de la portion centrale 141. Afin d’isoler de manière étanche ledit au moins un logement 13 du canal de refroidissement 11, le module de refroidissement 1 peut alors comprendre une plaque interne 17 venant en appui de manière étanche contre ladite surface d’épaulement 144. Ainsi, le ou les volumes libres, entre la portion centrale 141 et la plaque interne 17, forment ledit au moins un logement 13.
L’utilisation de la plaque interne 17 permet également de simplifier le procédé de fabrication de l’ensemble électrique comprenant le module de refroidissement 1 et ledit au moins un module électrique 2.
Le plaque interne 17 comprend de préférence des moyens d’étanchéité, notamment un joint d’étanchéité, afin d’assurer l’étanchéité entre le canal de refroidissement 11 et ledit au moins un logement 13. L’étanchéité peut aussi être assurée par le moyen d’assemblage dans le cas d’utilisation de la technique de soudage FSW (« Friction Steer Welding »).
De plus, en référence à la , les plaques supérieure 15, inférieure 16, et interne 17, ainsi que qu’une face 146 du corps principal 14 peuvent comprendre des formes ou des excroissances dirigées vers l'intérieur du circuit de refroidissement 11, à des fins de dissipation thermique. Par exemple, on peut utiliser des excroissances en forme d’ailettes ou de picots. Ainsi, on perturbe les flux de refroidissement et on améliore la dissipation thermique des composants assemblés.
En référence aux figures 1 à 3, la portion centrale 141 peut comprendre des piliers internes 145 de sorte que ledit au moins un logement 13 comprend un nombre de logements séparés entre eux par les piliers internes 145. Les piliers internes 145 forment notamment la barre transversale de la forme en H. Le nombre de logements correspond notamment au nombre de modules électriques dudit au moins un module électrique 2. Le nombre de logements peut en particulier être égal à trois. Autrement dit, deux piliers internes sont nécessaires afin de former les trois logements.
L’utilisation de piliers internes 145 contribue avantageusement à la résistance mécanique du module de refroidissement 1. De plus, les piliers internes 145 permettent de renforcer la maîtrise, de manière plus précise qu’en l’absence de piliers internes, de la planéité de la surface d’épaulement 144. La maîtrise de la planéité de la surface d’épaulement 144 implique la maîtrise de l’épaisseur de matériau d’interface thermique disposé entre ledit au moins un module électrique 2 et la plaque interne 17. Or, plus l’épaisseur du matériau d’interface thermique est réduite, plus le refroidissement dudit au moins un module électrique 2 par conduction thermique est efficace. On améliore ainsi l’efficacité de refroidissement du module de refroidissement 1.
De plus, l’utilisation de piliers internes 145 facilite la mise en place de manière étanche de la plaque interne 17 contre la portion centrale 141.
Comme expliqué précédemment, ledit au moins logement 13 est de manière souhaitable débouchant sur au moins une face latérale du module de refroidissement 1 afin de permettre l’insertion latérale dudit au moins un module électrique 2 dans ledit au moins un logement 13. En particulier, ledit au moins un logement 13 peut être traversant, autrement dit qu’il débouche sur deux faces latérales opposées du module de refroidissement 1. Un logement traversant permet avantageusement de réaliser des connections électriques dudit au moins un module électrique 2 de part et d’autre du module de refroidissement 1. Par exemple, dans le contexte d’un onduleur ou d’un chargeur électrique, un côté dudit au moins un module électrique 2 peut comprendre des connections de type courant alternatif tandis que le côté opposé dudit au moins un module électrique 2 peut comprendre des connections de type courant continu.
En outre, le corps principal 14 consiste de préférence en une pièce moulée selon une technologie de moulage classique, notamment un moulage en sable, compatible avec une haute cadence de production et résultant en une réduction du coût de fabrication induit.
On rappelle que l’ensemble électrique comprend avantageusement le module de refroidissement 1 et ledit au moins un module électrique 2. Ledit au moins un module électrique 2 consiste de préférence en une pluralité de modules électroniques de puissance dont le nombre correspond notamment au nombre de logements. Ainsi, l’ensemble électrique peut faire partie d’un équipement électrique de puissance notamment d’un onduleur, d’un convertisseur de tension continu-continu, ou d’un chargeur électrique, configuré pour être embarqué dans un véhicule électrique ou hybride.
Comme exprimé précédemment, le module de refroidissement 1 selon l’invention présente quatre surfaces principales d’échanges thermiques comprenant deux surfaces internes et deux surfaces externes. Les deux surfaces internes assurent le refroidissement dudit au moins un module électrique 2. De plus, l’équipement électrique de puissance peut comprendre des composants électriques supplémentaires nécessitant d’être refroidis, en particulier un module capacitif. Ainsi, les deux surfaces externes du module de refroidissement 1 peuvent notamment contribuer au refroidissement par conduction thermique desdits composants électriques supplémentaires.
Selon un aspect de l’invention, un procédé de fabrication de l’ensemble électrique comprend de préférence les étapes successives suivantes :
- le moulage et l’usinage du corps principal 14 ;
- l’insertion latérale de chacun desdits au moins un module électrique 2 dans chaque logement dudit au moins un logement 13 ;
- la fixation de la plaque interne 17 de manière étanche contre la surface d’épaulement 144 afin de refermer ledit au moins un logement 13 ;
- la fixation de la plaque supérieure 15, et de la plaque inférieure 16 respectivement contre la face externe supérieure 142 et la face externe inférieure 143 du corps principal 14 de sorte à former respectivement chacune des deux branches du canal de refroidissement 11.
- le moulage et l’usinage du corps principal 14 ;
- l’insertion latérale de chacun desdits au moins un module électrique 2 dans chaque logement dudit au moins un logement 13 ;
- la fixation de la plaque interne 17 de manière étanche contre la surface d’épaulement 144 afin de refermer ledit au moins un logement 13 ;
- la fixation de la plaque supérieure 15, et de la plaque inférieure 16 respectivement contre la face externe supérieure 142 et la face externe inférieure 143 du corps principal 14 de sorte à former respectivement chacune des deux branches du canal de refroidissement 11.
De plus, on peut réaliser avantageusement le moulage du corps principal 14 par l’intermédiaire de deux demi-moules et une technologie de moulage classique.
Les avantages techniques du module de refroidissement selon l’invention sont détaillés ci-après.
Le module de refroidissement selon l’invention présente une efficacité de refroidissement améliorée en offrant quatre surfaces d’échanges thermiques dont deux sont destinées à refroidir ledit au moins un module électrique sur deux faces externes opposées l’une à l’autre. L’invention permet par conséquent de mutualiser une même portion de circuit de refroidissement afin de refroidir une pluralité de composants électriques.
Le module de refroidissement comprenant les deux orifices d’entrée/sortie de fluide rapprochés l’un de l’autre et débouchant sur une même face du module de refroidissement facilite le positionnement et le raccordement du module de refroidissement vis-à-vis d’un système de refroidissement externe au module de refroidissement, en particulier du système de refroidissement du véhicule.
Le module de refroidissement selon l’invention présente par ailleurs un avantage considérable de réduction des coûts de fabrication et de compatibilité avec une haute cadence de production. La configuration du module de refroidissement, sous la forme d’un empilement de différents éléments, notamment du corps principal et des plaques interne, supérieure et inférieure, facilite les procédés de fabrication, d’assemblage, et de tests du module de refroidissement. Plus généralement cette configuration du module de refroidissement facilite la fabrication de l’ensemble électrique comprenant le module de refroidissement.
De plus, l’invention présente l’avantage d’être modulaire et par conséquent facilite la standardisation des équipements. Cela contribue également à la mise en œuvre d’une haute cadence de production, et de lignes de production parallèles.
On peut également noter que l’invention permet d’utiliser des modules électroniques de puissance qui ne sont pas étanches, réduisant ainsi les coûts de fabrication de l’ensemble électrique.
L’invention donne la possibilité de réaliser des tests d’étanchéité sur l’ensemble électrique, de façon indépendante d’autres éventuels composants électriques destinés à être inclus dans un même équipement électrique de puissance que l’ensemble électrique, et notamment un module capacitif.
Ainsi, si un dysfonctionnement du système d’étanchéité était détecté, seul l’ensemble électrique serait mis au rebus. Dans l’état de la technique, la conception même de l’équipement électrique de puissance telle que décrite en préambule ne permet pas de réaliser un tel test de façon séparée. De ce fait, l’équipement électrique de puissance, dans l’état de l’art, est testé, au plan de l’étanchéité, de façon globale et si un problème d’étanchéité est détecté, l’ensemble de l’équipement électrique de puissance doit être mis au rebut.
En conséquence, la présente invention présente un avantage considérable du point de vue de l’industrialisation d’équipements électriques de puissance, en particulier d'onduleurs, de chargeurs électriques, et de convertisseurs de tension continu-continu, tout en permettant d’assurer un refroidissement efficace des composants électriques à refroidir.
Claims (10)
- Module de refroidissement (1), configuré pour refroidir au moins un module électrique (2), notamment destiné à être embarqué dans un véhicule automobile électrique ou hybride, le module de refroidissement (1) comprenant :
- deux orifices d’entrée/sortie de fluide (12), pour assurer respectivement l’acheminement et l’évacuation d’un fluide de refroidissement dans et depuis le module de refroidissement (1) ;
- un canal de refroidissement (11) aménagé dans le module de refroidissement (1) ;
caractérisé en ce que
ledit canal de refroidissement (11) présente une section en U formant deux branches, l’un et l’autre des deux orifices d’entrée/sortie de fluide (12) aboutissant respectivement dans l’une et l’autre des deux branches, de sorte que ledit canal de refroidissement (11) assure une circulation du fluide de refroidissement en U entre les deux orifices d’entrée/sortie de fluide (12),
le module de refroidissement (1) comprenant au moins un logement (13) entre les deux branches adapté pour permettre l’insertion étanche dudit au moins un module électrique (2), de sorte à refroidir ledit au moins un module électrique (2) par conduction thermique au moyen d’un contact mécanique réalisé respectivement entre chaque branche du module de refroidissement (1) et deux faces externes opposées dudit au moins un module électrique (2). - Module de refroidissement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend un corps principal (14), une plaque supérieure (15), et une plaque inférieure (16), le corps principal (14) présentant une section sensiblement en H et comprenant une portion centrale (141), une face externe supérieure (142), et une face externe inférieure (143), le corps principal (14) étant substantiellement ouvert sur chacune des faces externes supérieure (142) et inférieure (143), la plaque supérieure (15) et la plaque inférieure (16) venant respectivement contre la face externe supérieure (142) et contre la face externe inférieure (143), de sorte que des volumes libres délimités respectivement par la portion centrale (141) et la plaque supérieure (15), et par la portion centrale (141) et la plaque inférieure (16), définissent respectivement l’une et l’autre des deux branches du canal de refroidissement (11).
- Module de refroidissement (1) selon la revendication précédente, comprenant une plaque interne (17), caractérisé en ce que la portion centrale (141) comprend un ou une pluralité d’évidements aménagés dans la portion centrale (141) et une surface d’épaulement (144) couplée à le ou à la pluralité d’évidements, la surface d’épaulement (144) s’étendant en partie sur la périphérie de la portion centrale (141), la plaque interne (17) venant en appui contre la surface d’épaulement (144) de manière étanche de sorte à former ledit au moins un logement (13) entre la portion centrale (141) et la plaque interne (17).
- Module de refroidissement (1) selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la portion centrale (141) comprend des piliers internes (145) de sorte que le dit au moins un logement (13) comprend un nombre de logements séparés entre eux par les piliers internes (145).
- Module de refroidissement (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le nombre de logements est égal à trois.
- Module de refroidissement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit au moins un logement (13) étant traversant.
- Module de refroidissement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes combinée à la 2, caractérisé en ce que le corps principal (14) consiste en une pièce moulée, notamment par un procédé de moulage en sable ou de moulage haute pression.
- Ensemble électrique comprenant au moins un module électrique (2), et le module de refroidissement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
- Equipement électrique de puissance, notamment configuré pour être embarqué dans un véhicule électrique ou hybride, comprenant l’ensemble électrique selon la revendication précédente, ledit au moins un module électrique (2) consistant en une pluralité de modules électroniques de puissance, ledit équipement électrique de puissance formant un onduleur, un convertisseur de tension continu-continu, ou un chargeur électrique.
- Procédé de fabrication d’un ensemble électrique comprenant au moins un module électrique (2) et un module de refroidissement (1) comprenant un canal de refroidissement (11) présentant une section en U formant deux branches, au moins un logement (13), un corps principal (14), une plaque supérieure (15), une plaque inférieure (16), et une plaque interne (17), le corps principal (14) présentant une section sensiblement en H et comprenant une portion centrale (141), une face externe supérieure (142), et une face externe inférieure (143), la portion centrale (141) comprenant une surface d’épaulement (144), le procédé comprenant les étapes successives suivantes :
le moulage et l’usinage du corps principal (14) ;
- l’insertion latérale de chacun desdits au moins un module électrique (2) dans chaque logement dudit au moins un logement (13) ;
- la fixation de la plaque interne (17) de manière étanche contre la surface d’épaulement (144) afin de refermer ledit au moins un logement (13) ;
- la fixation de la plaque supérieure (15), et de la plaque inférieure (16) respectivement contre la face externe supérieure (142) et contre la face externe inférieure (143) du corps principal (14) de sorte à former respectivement chacune des deux branches du canal de refroidissement (11).
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