FR3122802A1 - Voltage conversion system and method of manufacturing such a voltage conversion system - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système de conversion de tension (1000) comprenant : un convertisseur de tension (100), un boitier (200) comprenant un dispositif de refroidissement, ledit convertisseur de tension (100) étant positionné à l’intérieur dudit boitier (200) de sorte à être en contact thermique avec ledit dispositif de refroidissement, et un connecteur électrique (300) comprenant une première (310) et une deuxième barre omnibus (330), ledit connecteur électrique (300) étant conçu pour connecter électriquement ledit convertisseur de tension (100) à au moins un réseau électrique par l’intermédiaire de ladite première (310) et de ladite deuxième barre omnibus (330), ledit système étant caractérisé en ce que ladite première barre omnibus (310) est en contact thermique avec ledit dispositif de refroidissement par l’intermédiaire de l’extérieur dudit boitier (200). Figure pour l’abrégé : Figure 1A voltage conversion system (1000) comprising: a voltage converter (100), a housing (200) comprising a cooling device, said voltage converter (100) being positioned inside said housing ( 200) so as to be in thermal contact with said cooling device, and an electrical connector (300) comprising a first (310) and a second bus bar (330), said electrical connector (300) being adapted to electrically connect said converter voltage (100) to at least one electrical network via said first (310) and said second bus bar (330), said system being characterized in that said first bus bar (310) is in thermal contact with said cooling device through the exterior of said housing (200). Figure for abstract: Figure 1
Description
L'invention a pour objet un système de conversion de tension destiné à équiper un véhicule automobile. L'invention concerne également un procédé de fabrication d’un tel système de conversion de tension.The subject of the invention is a voltage conversion system intended to equip a motor vehicle. The invention also relates to a method of manufacturing such a voltage conversion system.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUETECHNOLOGICAL BACKGROUND
On connait des systèmes de conversion de tension comprenant un convertisseur de tension, un boitier comprenant un dispositif de refroidissement, le convertisseur de tension étant positionné à l’intérieur du boitier de sorte à être en contact thermique avec le dispositif de refroidissement, et un connecteur électrique.Voltage conversion systems are known comprising a voltage converter, a box comprising a cooling device, the voltage converter being positioned inside the box so as to be in thermal contact with the cooling device, and a connector electric.
Dans de tels systèmes, le connecteur électrique comprend une première et une deuxième barre omnibus et est conçu pour connecter électriquement le convertisseur de tension à au moins un réseau électrique par l’intermédiaire de la première et de la deuxième barre omnibus.In such systems, the electrical connector includes a first and a second busbar and is adapted to electrically connect the voltage converter to at least one electrical network via the first and the second busbar.
Cependant, dans de tels systèmes de conversion de tension, la chaleur générée au niveau du connecteur électrique et plus particulièrement aux niveaux de ses barres omnibus peut devenir excessive lorsque les puissances mises en œuvre par le convertisseur de tension augmentent.However, in such voltage conversion systems, the heat generated at the level of the electrical connector and more particularly at the level of its bus bars can become excessive when the powers implemented by the voltage converter increase.
L’invention a pour but de pallier au moins en partie le problème précité.The object of the invention is to at least partially overcome the aforementioned problem.
À cet effet, il est proposé, selon un premier aspect de l’invention, un système de conversion de tension comprenant :To this end, it is proposed, according to a first aspect of the invention, a voltage conversion system comprising:
- un convertisseur de tension,a voltage converter,
- un boitier comprenant un dispositif de refroidissement, le convertisseur de tension étant positionné à l’intérieur du boitier de sorte à être en contact thermique avec le dispositif de refroidissement, eta housing comprising a cooling device, the voltage converter being positioned inside the housing so as to be in thermal contact with the cooling device, and
- un connecteur électrique comprenant une première et une deuxième barre omnibus, le connecteur électrique étant conçu pour connecter électriquement le convertisseur de tension à au moins un réseau électrique par l’intermédiaire de la première et de la deuxième barre omnibus.an electrical connector comprising a first and a second busbar, the electrical connector being adapted to electrically connect the voltage converter to at least one electrical network via the first and the second busbar.
Le système est en outre caractérisé en ce que la première barre omnibus est en contact thermique avec le dispositif de refroidissement par l’intermédiaire de l’extérieur du boitier.The system is further characterized in that the first busbar is in thermal contact with the cooling device through the exterior of the case.
Au sens de l’invention, une barre omnibus est un conducteur de faible impédance, par exemple une barre métallique, par exemple en cuivre.Within the meaning of the invention, a bus bar is a low impedance conductor, for example a metal bar, for example made of copper.
Grâce à la mise en contact thermique de la première barre omnibus avec le dispositif de refroidissement par l’intermédiaire de l’extérieur du boitier, il est possible de refroidir cette première barre omnibus et ainsi d’éviter un échauffement excessif du connecteur électrique.Thanks to the thermal contact of the first bus bar with the cooling device via the exterior of the case, it is possible to cool this first bus bar and thus to avoid excessive heating of the electrical connector.
Un système de conversion de tension selon l’invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou bien selon n’importe quelle combinaison techniquement possible.A voltage conversion system according to the invention may further comprise one or more of the following optional characteristics, taken in isolation or else according to any technically possible combination.
Selon une première caractéristique, le connecteur électrique est fixé au boitier.According to a first characteristic, the electrical connector is fixed to the box.
Selon une autre caractéristique, le convertisseur de tension est un convertisseur de tension continue-continue aussi appelé convertisseur DC/DC.According to another characteristic, the voltage converter is a DC-DC voltage converter also called DC/DC converter.
Selon une autre caractéristique, le convertisseur de tension est un convertisseur de tension continue-alternatif aussi appelé convertisseur DC/AC.According to another characteristic, the voltage converter is a DC-AC voltage converter also called DC/AC converter.
Selon une autre caractéristique, le connecteur électrique comprend en outre une première et une deuxième borne de connexion, la première barre omnibus et la deuxième barre omnibus étant apte à être connectées mécaniquement et électriquement audit au moins un réseau électrique par l’intermédiaire respectivement de la première borne de connexion et de la deuxième borne de connexion.According to another feature, the electrical connector further comprises a first and a second connection terminal, the first busbar and the second busbar being adapted to be mechanically and electrically connected to said at least one electrical network by means of the first connection terminal and the second connection terminal.
Selon une autre caractéristique, la première borne de connexion est un goujon métallique, par exemple en acier.According to another feature, the first connection terminal is a metal stud, for example steel.
Selon une autre caractéristique, la deuxième borne de connexion est un goujon métallique, par exemple en acier.According to another characteristic, the second connection terminal is a metal stud, for example steel.
Selon une autre caractéristique, la deuxième barre omnibus est en contact thermique avec le dispositif de refroidissement par l’intermédiaire de l’extérieur du boitier.According to another feature, the second bus bar is in thermal contact with the cooling device via the exterior of the case.
Selon une autre caractéristique, la première barre omnibus et/ou la deuxième barre omnibus est formée de manière monobloc, i.e. en continuité de matière.According to another characteristic, the first busbar and/or the second busbar is formed in one piece, i.e. in continuity of material.
Selon une autre caractéristique, une partie de la première barre omnibus et/ou une partie de la deuxième barre omnibus est située à l’intérieur du boitier.According to another feature, part of the first busbar and/or part of the second busbar is located inside the box.
Selon une autre caractéristique, le connecteur électrique comprend un surmoulage en matériau isolant électrique, par exemple en plastique, le surmoulage surmoulant au moins partiellement la première et la deuxième barre omnibus.According to another characteristic, the electrical connector comprises an overmolding of electrically insulating material, for example plastic, the overmolding at least partially overmolding the first and the second bus bar.
Selon une autre caractéristique, le surmoulage maintenant ensemble la première barre omnibus et la deuxième barre omnibus.According to another characteristic, the overmoulding holding the first busbar and the second busbar together.
Selon une autre caractéristique, le boitier comprend en outre un plateau-support apte à délimiter un premier volume du boitier dans lequel un fluide de refroidissement est destiné à circuler pour refroidir le convertisseur de tension par rapport à un deuxième volume du boitier dans lequel est positionné le convertisseur de tension.According to another characteristic, the box further comprises a support plate capable of delimiting a first volume of the box in which a cooling fluid is intended to circulate to cool the voltage converter with respect to a second volume of the box in which is positioned the voltage converter.
Selon une autre caractéristique, le boitier comprend une entrée en fluide de refroidissement, une sortie en fluide de refroidissement et le premier volume comprend au moins un canal de refroidissement reliant l’entrée en fluide de refroidissement à la sortie en fluide de refroidissement.According to another characteristic, the box comprises a cooling fluid inlet, a cooling fluid outlet and the first volume comprises at least one cooling channel connecting the cooling fluid inlet to the cooling fluid outlet.
Selon une autre caractéristique, le boitier comprend un fond et une paroi latérale périphérique entourant le fond et le canal de refroidissement est délimité au moins en partie par le plateau-support et/ou le fond et/ou la paroi latérale périphérique et/ou par au moins une paroi s’étendant entre le fond et le plateau-support.According to another characteristic, the case comprises a bottom and a peripheral side wall surrounding the bottom and the cooling channel is delimited at least in part by the support plate and/or the bottom and/or the peripheral side wall and/or by at least one wall extending between the bottom and the support plate.
Selon une autre caractéristique, la paroi latérale périphérique comprend une première face tournée vers l’extérieur du boitier, la paroi latérale périphérique s’étendant entre le fond et le plateau-support, une partie du plateau-support s’étendant sensiblement perpendiculairement à la première face de la paroi latérale périphérique, la partie comprenant un trou traversant agencé pour recevoir le connecteur électrique, le plateau-support comprenant une deuxième face sur laquelle est positionné le convertisseur de tension et une deuxième face opposée à la deuxième face de la plaque support, le connecteur électrique étant fixée à la première face du plateau-support.According to another characteristic, the peripheral side wall comprises a first face facing the outside of the case, the peripheral side wall extending between the bottom and the support plate, a part of the support plate extending substantially perpendicular to the first face of the peripheral side wall, the part comprising a through hole arranged to receive the electrical connector, the support plate comprising a second face on which the voltage converter is positioned and a second face opposite the second face of the support plate , the electrical connector being fixed to the first face of the support plate.
Selon une autre caractéristique, la paroi latérale périphérique, le plateau-support et ladite au moins une paroi s’étendant entre le fond et le plateau-support sont réalisés en continuité de matière, par exemple par un procédé de fonderie.According to another characteristic, the peripheral side wall, the support plate and said at least one wall extending between the bottom and the support plate are made in continuity of material, for example by a casting process.
Selon une autre caractéristique, la première barre omnibus est en contact thermique avec le dispositif de refroidissement par l’intermédiaire de l’extérieur du boitier via un élément de liaison thermiquement conducteur, par exemple par une pâte thermiquement conductrice ou par un coussinet thermique (de l’anglais « Gad Pad »)According to another feature, the first busbar is in thermal contact with the cooling device via the exterior of the case via a thermally conductive connecting element, for example by a thermally conductive paste or by a thermal pad (of English "Gad Pad")
Selon une autre caractéristique, le dispositif de refroidissement comprend une semelle présentant une première face destinée à recevoir de la chaleur à dissiper émise par le convertisseur de tension, et au moins une ailette s’étendant sur une deuxième face de la semelle opposée à la première face, la première face de la semelle étant tournée vers l’intérieur du boitier, la première barre omnibus étant en contact thermique avec la deuxième face de la semelle.According to another characteristic, the cooling device comprises a sole having a first face intended to receive heat to be dissipated emitted by the voltage converter, and at least one fin extending on a second face of the sole opposite to the first face, the first face of the sole being turned towards the inside of the case, the first bus bar being in thermal contact with the second face of the sole.
Selon une autre caractéristique, le connecteur électrique comprend en outre une première borne de connexion auxiliaire, la première barre omnibus et la deuxième barre omnibus étant apte à être connectées mécaniquement et électriquement audit au moins un réseau électrique par l’intermédiaire respectivement de la première borne de connexion auxiliaire et de la deuxième borne de connexion.According to another feature, the electrical connector further comprises a first auxiliary connection terminal, the first busbar and the second busbar being adapted to be mechanically and electrically connected to said at least one electrical network by means of the first terminal respectively auxiliary connection and the second connection terminal.
Selon une autre caractéristique, le connecteur électrique comprend en outre une première borne de connexion auxiliaire et une deuxième borne de connexion auxiliaire, la première barre omnibus et la deuxième barre omnibus étant apte à être connectées mécaniquement et électriquement audit au moins un réseau électrique par l’intermédiaire respectivement de la première borne de connexion auxiliaire et de la deuxième borne de connexion auxiliaire.According to another feature, the electrical connector further comprises a first auxiliary connection terminal and a second auxiliary connection terminal, the first busbar and the second busbar being adapted to be mechanically and electrically connected to said at least one electrical network by the intermediary respectively of the first auxiliary connection terminal and of the second auxiliary connection terminal.
Selon une autre caractéristique, la première borne de connexion auxiliaire est un goujon métallique, par exemple en acier.According to another feature, the first auxiliary connection terminal is a metal stud, for example steel.
Selon une autre caractéristique, la deuxième borne de connexion auxiliaire est un goujon métallique, par exemple en acier.According to another characteristic, the second auxiliary connection terminal is a metal stud, for example steel.
Il est également proposé, selon un second aspect de l’invention, un procédé de fabrication d’un système de conversion de tension selon le premier aspect de l’invention et :There is also proposed, according to a second aspect of the invention, a method of manufacturing a voltage conversion system according to the first aspect of the invention and:
- l’obtention d’un convertisseur de tension,obtaining a voltage converter,
- l’obtention d’un boitier comprenant un dispositif de refroidissement,obtaining a box comprising a cooling device,
- le positionnement du convertisseur de tension dans le boitier de sorte que le convertisseur de tension soit en contact thermique avec le dispositif de refroidissement,positioning the voltage converter in the case so that the voltage converter is in thermal contact with the cooling device,
- l’obtention d’un connecteur électrique comprenant une première et une deuxième barre omnibus, le connecteur électrique étant conçu pour connecter électriquement le convertisseur de tension à au moins un réseau électrique par l’intermédiaire de la première et de la deuxième barre omnibus,obtaining an electrical connector comprising a first and a second busbar, the electrical connector being designed to electrically connect the voltage converter to at least one electrical network via the first and the second busbar,
- la mise en contact thermique de la première barre omnibus avec la dispositif de refroidissement par l’intermédiaire de l’extérieur du boitier.placing the first busbar in thermal contact with the cooling device via the exterior of the case.
Le procédé de montage selon l’invention peut en outre comporter la caractéristique optionnelle suivante, selon laquelle le procédé de montage comprend en outre la fixation du connecteur électrique au boitier.The mounting method according to the invention may further comprise the following optional characteristic, according to which the mounting method further comprises fixing the electrical connector to the box.
L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faisant référence aux figures suivantes :The invention will be better understood in the light of the following description, given solely by way of non-limiting example and referring to the following figures:
DESCRIPTION DES FIGURESDESCRIPTION OF FIGURES
La
La
La
La
La
La
DESCRIPTION DÉTAILLÉEDETAILED DESCRIPTION
La
Comme représenté sur la
Dans l’exemple décrit ici, le connecteur électrique 300 est en outre fixé au boitier 200. En d’autres termes, le connecteur électrique 300 est une pièce séparée du boitier 200 avant son assemblage sur le boitier 200.In the example described here, the electrical connector 300 is also attached to the box 200. In other words, the electrical connector 300 is a separate part from the box 200 before it is assembled on the box 200.
Le convertisseur de tension 100 est dans l’exemple décrit ici un convertisseur de tension continu/continu dit convertisseur de tension DC/DC. Ce convertisseur de tension est destiné à être embarqué dans un véhicule afin de réaliser une conversion de tension entre un premier réseau électrique et un deuxième réseau électrique du véhicule. Typiquement, le premier réseau électrique est un réseau basse tension délivrant une première tension électrique V1 inférieure à 30V, par exemple de 24 ou 12V environ, et le deuxième réseau électrique est un réseau haute tension qui délivre une deuxième tension électrique V2 supérieure à 30V, par exemple de 48V.The voltage converter 100 is in the example described here a DC/DC voltage converter called DC/DC voltage converter. This voltage converter is intended to be embedded in a vehicle in order to perform a voltage conversion between a first electrical network and a second electrical network of the vehicle. Typically, the first electrical network is a low voltage network delivering a first electrical voltage V1 of less than 30V, for example approximately 24 or 12V, and the second electrical network is a high voltage network which delivers a second electrical voltage V2 greater than 30V, for example 48V.
Dans l’exemple décrit ici, le convertisseur de tension 100 comprend une carte électronique 110 comportant une pluralité d’hacheurs de tension (non représenté sur la
Ces deux transistors sont, dans l’exemple décrit ici des transistors MOSFET (de l’anglais « Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor »). En variante, ces transistors peuvent également être des transistors IGBT (de l’anglais « Insulated Gate Bipolar Transistor ») ou encore des transistors de puissance FET (de l’anglais « Field Effect Transistor ») en nitrure de gallium (GaN).These two transistors are, in the example described here, MOSFET transistors (from the English “Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor”). As a variant, these transistors can also be IGBT transistors (standing for “Insulated Gate Bipolar Transistor”) or even FET power transistors (standing for “Field Effect Transistor”) made of gallium nitride (GaN).
Il est connu qu’un tel convertisseur de tension 100 peut adresser différentes puissances de fonctionnement en fonction du nombre d’hacheurs de tension disposés en parallèle.It is known that such a voltage converter 100 can address different operating powers depending on the number of voltage choppers arranged in parallel.
En référence à la
La paroi latérale périphérique 220 s’étend entre le fond 210 et ledit plateau-support 230 et comprend une première face tournée vers l’extérieur du boitier 200.The peripheral side wall 220 extends between the bottom 210 and said support plate 230 and comprises a first face facing the outside of the box 200.
Le fond 210 se présente sous la forme d’un couvercle positionné sur une surface d’appui de la paroi latérale périphérique 220 et fixé, par exemple par friction-malaxage, à la surface latérale périphérique 220.The bottom 210 is in the form of a cover positioned on a bearing surface of the peripheral side wall 220 and fixed, for example by friction-mixing, to the peripheral side surface 220.
En variante le couvercle peut être vissé sur une surface d’appui de la paroi latérale périphérique 220 en intercalant un joint d’étanchéité entre le couvercle et la paroi latérale périphérique 220.As a variant, the lid can be screwed onto a bearing surface of the peripheral side wall 220 by inserting a seal between the lid and the peripheral side wall 220.
Le plateau-support 230 délimite un premier volume PV1 du boitier 200 dans lequel un fluide de refroidissement, par exemple de l’eau, est destiné à circuler pour refroidir le convertisseur de tension 100 et un deuxième volume PV2 du boitier 200 dans lequel est monté le convertisseur de tension 100.The support plate 230 delimits a first volume PV1 of the box 200 in which a cooling fluid, for example water, is intended to circulate to cool the voltage converter 100 and a second volume PV2 of the box 200 in which is mounted the voltage converter 100.
Le plateau-support 230 comporte ainsi une première face tournée vers le premier volume PV1 et une deuxième face tournée vers le deuxième volume PV2, la deuxième face étant opposée à la première face.The support plate 230 thus comprises a first face facing the first volume PV1 and a second face facing the second volume PV2, the second face being opposite the first face.
En outre, le convertisseur de tension 100 est positionné et fixé sur la deuxième face, par exemple par des vis. En variante, le convertisseur de tension 100 est fixé sur la deuxième face par bouterollage ou encore par collage.Furthermore, the voltage converter 100 is positioned and fixed on the second face, for example by screws. As a variant, the voltage converter 100 is fixed on the second face by riveting or else by gluing.
Le boitier 200 comprend en outre une entrée en fluide de refroidissement 240 et une sortie en fluide de refroidissement 250 tandis que le premier volume est constitué d’un canal de refroidissement reliant l’entrée en fluide de refroidissement 240 à la sortie en fluide de refroidissement 250.The box 200 further comprises a cooling fluid inlet 240 and a cooling fluid outlet 250 while the first volume consists of a cooling channel connecting the cooling fluid inlet 240 to the cooling fluid outlet. 250.
Dans le mode de réalisation décrit ici, le canal de refroidissement est délimité par la première face du plateau-support 230, par le fond 210, par la paroi latérale périphérique 220 et par des parois 260 s’étendant entre le fond 210 et le plateau-support 230.In the embodiment described here, the cooling channel is delimited by the first face of the support plate 230, by the bottom 210, by the peripheral side wall 220 and by walls 260 extending between the bottom 210 and the plate. -bracket 230.
De cette façon, la circulation du fluide de refroidissement dans le canal de refroidissement et, par conséquent, sous le plateau-support 230 supportant le convertisseur de tension 100 permet de refroidir ce convertisseur de tension 100.In this way, the circulation of the cooling fluid in the cooling channel and, consequently, under the support plate 230 supporting the voltage converter 100 makes it possible to cool this voltage converter 100.
Ainsi, le canal de refroidissement, l’entrée en fluide de refroidissement, la sortie en fluide de refroidissement et le plateau-support constitue un dispositif de refroidissement du convertisseur de tension 100.Thus, the cooling channel, the cooling fluid inlet, the cooling fluid outlet and the support plate constitute a cooling device for the voltage converter 100.
En outre une partie 235 du plateau-support 230 s’étend sensiblement perpendiculairement à la première face de la paroi latérale périphérique 220, cette partie 235 comprenant un trou traversant 236 agencé pour recevoir le connecteur électrique 300 de sorte que ce connecteur électrique 300 soit fixé à la première face du plateau-support 230.In addition, a part 235 of the support plate 230 extends substantially perpendicular to the first face of the peripheral side wall 220, this part 235 comprising a through hole 236 arranged to receive the electrical connector 300 so that this electrical connector 300 is fixed to the first face of the support plate 230.
Dans l’exemple décrit ici, la paroi latérale périphérique 220, le plateau-support 230 et les parois 260 sont réalisés en continuité de matière, par exemple en métal tel que de l’aluminium, par exemple par un procédé de fonderie. En d’autres termes, la paroi latérale périphérique 220, le plateau-support 230 et les parois 260 constitue une seule pièce métallique, par exemple en aluminium, réalisée par exemple par un procédé de fonderie. En variante, la paroi latérale périphérique 220, le plateau-support 230 et les parois 260 peuvent être des pièces réalisées séparément avant d’être assemblées.In the example described here, the peripheral side wall 220, the support plate 230 and the walls 260 are made in continuity of material, for example of metal such as aluminum, for example by a casting process. In other words, the peripheral side wall 220, the support plate 230 and the walls 260 constitute a single piece of metal, for example aluminum, made for example by a casting process. Alternatively, the peripheral side wall 220, the support plate 230 and the walls 260 can be parts made separately before being assembled.
En référence à la
Dans l’exemple décrit ici, la première barre omnibus positive 310 est métallique, par exemple en cuivre. De même, la deuxième barre omnibus positive 320 est métallique, par exemple en cuivre. Enfin, la barre omnibus négative 330 est également métallique, par exemple en cuivre.In the example described here, the first positive bus bar 310 is metallic, for example copper. Likewise, the second positive bus bar 320 is metallic, for example copper. Finally, the negative bus bar 330 is also metallic, for example copper.
Dans l’exemple décrit ici, la première barre omnibus positive 310, la deuxième barre omnibus positive 320 et la barre omnibus négative 330 sont en outre formées de manière monobloc, i.e. en continuité de matière.In the example described here, the first positive busbar 310, the second positive busbar 320 and the negative busbar 330 are further formed in one piece, i.e. in continuity of material.
Le connecteur électrique 300 est conçu pour connecter électriquement le convertisseur de tension 100 au premier réseau électrique par l’intermédiaire de la première barre omnibus positive 310 et de la barre omnibus négative 330 et au deuxième réseau électrique par l’intermédiaire de la deuxième barre omnibus positive 320 et de la barre omnibus négative 330.The electrical connector 300 is designed to electrically connect the voltage converter 100 to the first electrical network via the first positive busbar 310 and the negative busbar 330 and to the second electrical network via the second busbar positive 320 and negative bus bar 330.
Il sera apprécié que dans l’exemple décrit, la première barre omnibus positive 310, la deuxième barre omnibus positive 320 et la barre omnibus négative 330 sont des conducteurs électriques rigides conçus pour supporter des densité de courants électriques d’au moins 10A/mm².It will be appreciated that in the example described, the first positive busbar 310, the second positive busbar 320 and the negative busbar 330 are rigid electrical conductors designed to withstand electrical current densities of at least 10A/mm².
Ainsi la première barre omnibus positive 310 et la barre omnibus négative 330 présentent entre elles la première tension électrique V1 et la deuxième barre omnibus positive 320 et la barre omnibus négative 330 présentent entre elles la deuxième tension électrique V2 lorsque le convertisseur de tension 100 convertit la première tension électrique V1 en la deuxième tension électrique V2.Thus the first positive bus bar 310 and the negative bus bar 330 present between them the first electric voltage V1 and the second positive bus bar 320 and the negative bus bar 330 present between them the second electric voltage V2 when the voltage converter 100 converts the first electric voltage V1 into the second electric voltage V2.
Dans l’exemple décrit ici, une première borne de connexion positive est fixée sur une portion plane de la première barre omnibus positive 310, une deuxième borne de connexion positive est fixée sur une portions plane de la deuxième barre omnibus positive 320 et une borne de connexion négative est fixée sur une portion plane de la barre omnibus négative 330.In the example described here, a first positive connection terminal is fixed on a planar portion of the first positive bus bar 310, a second positive connection terminal is fixed on a planar portion of the second positive bus bar 320 and a negative connection is attached to a flat portion of the negative bus bar 330.
La première borne de connexion positive, la deuxième borne de connexion positive et la borne de connexion négative sont respectivement, dans l’exemple décrit ici, des goujons 312, 322, 332. Les goujons 312, 322, 332 sont filetés et en métal, par exemple en acier.The first positive connection terminal, the second positive connection terminal and the negative connection terminal are respectively, in the example described here, studs 312, 322, 332. The studs 312, 322, 332 are threaded and made of metal, for example steel.
La première borne de connexion positive et la borne de connexion négative permettent de fixer mécaniquement les barres omnibus 310, 330 à des câbles d’alimentation électrique afin de connecter électriquement ces barres omnibus 310, 330 au premier réseau électrique. De même, la deuxième borne de connexion positive et la borne de connexion négative permettent de fixer mécaniquement les barres omnibus 320, 330 à des câbles d’alimentation électrique afin de connecter électriquement ces barres omnibus 320, 330 au deuxième réseau électrique.The first positive connection terminal and the negative connection terminal make it possible to mechanically attach the busbars 310, 330 to electrical power cables in order to electrically connect these busbars 310, 330 to the first electrical network. Similarly, the second positive connection terminal and the negative connection terminal make it possible to mechanically attach the busbars 320, 330 to electrical power cables in order to electrically connect these busbars 320, 330 to the second electrical network.
La fixation d’un câble électriques à l’une de ces barres omnibus est réalisée par exemple en insérant le goujon fileté de la barre omnibus dans l’œil d’une cosse du câble électriques puis en vissant un écrou sur le goujon fileté de sorte à plaquer la cosse contre la barre omnibus afin de réaliser la connexion électrique entre la barre omnibus et la cosse.The attachment of an electric cable to one of these busbars is carried out for example by inserting the threaded stud of the busbar into the eye of a terminal of the electric cable then by screwing a nut on the threaded stud so pressing the terminal against the bus bar in order to make the electrical connection between the bus bar and the terminal.
De manière optionnelle, une première borne de connexion positive auxiliaire est fixée sur une portion plane de la première barre omnibus positive 310 et une borne de connexion négative auxiliaire 334 est fixée sur une portion plane de la barre omnibus négative 330.Optionally, a first auxiliary positive connection terminal is attached to a planar portion of the first positive bus bar 310 and an auxiliary negative connection terminal 334 is attached to a planar portion of the negative bus bar 330.
La première borne de connexion positive auxiliaire et la borne de connexion négative auxiliaire sont respectivement, dans l’exemple décrit ici, des goujons 314, 334. Les goujons 314, 334 sont en métal, par exemple en acier.The first auxiliary positive connection terminal and the auxiliary negative connection terminal are respectively, in the example described here, studs 314, 334. The studs 314, 334 are made of metal, for example steel.
La première borne de connexion positive auxiliaire et la borne de connexion négative auxiliaire permettent de fixer mécaniquement les barres omnibus 310, 330 à des câbles d’alimentation électrique afin de connecter électriquement ces barres omnibus 310, 330 au premier réseau électrique.The first auxiliary positive connection terminal and the auxiliary negative connection terminal make it possible to mechanically attach the busbars 310, 330 to electrical power cables in order to electrically connect these busbars 310, 330 to the first electrical network.
L’utilisation de deux bornes de connexion différentes permet de fixer mécaniquement et électriquement la barre omnibus positive au premier réseau électrique au moyen de deux câbles d’alimentation électrique différents.The use of two different connection terminals makes it possible to mechanically and electrically fix the positive bus bar to the first electrical network by means of two different electrical supply cables.
Ainsi, le courant électrique transitant dans chacun de ces deux câbles électriques est réduits de sorte que les câbles électriques chauffent moins.Thus, the electric current passing through each of these two electric cables is reduced so that the electric cables heat up less.
De même, la deuxième borne de connexion positive et la borne de connexion négative auxiliaire permettent de fixer mécaniquement les barres omnibus 320, 330 à des câbles d’alimentation électrique afin de connecter électriquement ces barres omnibus 320, 330 au deuxième réseau électrique.Similarly, the second positive connection terminal and the auxiliary negative connection terminal make it possible to mechanically attach the busbars 320, 330 to electrical power cables in order to electrically connect these busbars 320, 330 to the second electrical network.
Le connecteur électrique 300 comporte en outre un tore magnétique 340 entourant la première barre omnibus positive 310, la deuxième barre omnibus positive 320 et la barre omnibus négative 330.The electrical connector 300 further includes a magnetic core 340 surrounding the first positive bus bar 310, the second positive bus bar 320 and the negative bus bar 330.
La première barre omnibus positive 310, la deuxième barre omnibus positive 320 et la barre omnibus négative 330 sont au moins en partie surmoulée d’un matériau isolant 350 (non visible sur la
Dans l’exemple décrit ici, le tore magnétique 340 est monté autour de la première barre omnibus positive 310, de la deuxième barre omnibus positive 320 et de la barre omnibus négative 330 après surmoulage de ces trois barres omnibus 310, 320, 330.In the example described here, the magnetic core 340 is mounted around the first positive busbar 310, the second positive busbar 320 and the negative busbar 330 after molding these three busbars 310, 320, 330.
Dans l’exemple décrit ici, la première extrémité de la première barre omnibus positive 310 a une forme générale de T. La première borne de connexion positive et la première borne de connexion positive auxiliaire sont fixées chacune à une extrémité différente de la barre transversale de ce T. De même, dans l’exemple décrit, la première extrémité de la barre omnibus négative 330 a une forme générale de T. La borne de connexion négative et la borne de connexion négative auxiliaire sont localisées chacune à une extrémité différente de la barre transversale de ce T.In the example described here, the first end of the first positive busbar 310 has a general T shape. The first positive connection terminal and the first auxiliary positive connection terminal are each fixed to a different end of the crossbar of this T. Similarly, in the example described, the first end of the negative bus bar 330 has the general shape of a T. The negative connection terminal and the auxiliary negative connection terminal are each located at a different end of the bar transverse of this T.
En variante, la première extrémité de la première barre omnibus positive 310 pourrait avoir une forme générale de Y. La première borne de connexion positive et la première borne de connexion positive auxiliaire seraient fixées chacune à une extrémité d’une branche différente de ce Y. De même, la première extrémité de la barre omnibus négative 330 pourrait avoir une forme générale de Y. La borne de connexion négative et la borne de connexion négative auxiliaire seraient localisées chacune à une extrémité d’une branche différente de ce Y.Alternatively, the first end of the first positive bus bar 310 could have a general Y shape. The first positive connection terminal and the first auxiliary positive connection terminal would each be attached to one end of a different leg of this Y. Similarly, the first end of the negative bus bar 330 could have a general Y shape. The negative connection terminal and the auxiliary negative connection terminal would each be located at one end of a different leg of this Y.
Dans l’exemple décrit ici, le connecteur électrique 300 est fixé, par exemple par des vis, à l’extérieur du boitier 200 sur la première face du plateau-support 230. Dans l’exemple décrit ici, le connecteur électrique 300 est fixé sur la première face du plateau-support 230 au niveau d’un plot 270 localisé au niveau de sa partie 235 et au niveau d’au moins un plot de fixation 271 situé sur la première face du plateau-support 230.In the example described here, the electrical connector 300 is fixed, for example by screws, to the outside of the box 200 on the first face of the support plate 230. In the example described here, the electrical connector 300 is fixed on the first face of the support plate 230 at the level of a stud 270 located at the level of its part 235 and at the level of at least one fixing stud 271 located on the first face of the support plate 230.
Pour fixer le connecteur électrique 300 à l’extérieur du boitier 200, une deuxième extrémité de la première barre omnibus positive 310, une deuxième extrémité de la deuxième barre omnibus positive 320 et une deuxième extrémité de la barre omnibus négative 330 sont insérées dans le trou débouchant 236 de sorte que ces extrémités soient situées à l’intérieur du boitier 200 et plus précisément dans le deuxième volume PV2 du boitier 200 et de sorte que ces extrémités puissent être connectées physiquement au convertisseur de tension 100. Pour assurer l’étanchéité entre le connecteur électrique 300 et le boitier 200, un joint d’étanchéité entourant le trou débouchant 236 peut être inséré entre le connecteur électrique 300 et le boitier 200 lors de la fixation du connecteur électrique 300 au boitier 200.To secure the electrical connector 300 to the exterior of the housing 200, a second end of the first positive busbar 310, a second end of the second positive busbar 320 and a second end of the negative busbar 330 are inserted into the hole. opening 236 so that these ends are located inside the box 200 and more precisely in the second volume PV2 of the box 200 and so that these ends can be physically connected to the voltage converter 100. To ensure the seal between the electrical connector 300 and housing 200, a gasket surrounding through hole 236 may be inserted between electrical connector 300 and housing 200 when attaching electrical connector 300 to housing 200.
En outre, lors de la fixation du connecteur électrique 300 au boitier 200, la première barre omnibus positive 310 et la barre omnibus négative 330 sont mises en contact thermique avec le dispositif de refroidissement du boitier 200 par l’intermédiaire de l’extérieur de ce boitier 200.Further, when attaching electrical connector 300 to housing 200, first positive busbar 310 and negative busbar 330 are brought into thermal contact with housing cooler 200 via the exterior of this box 200.
Grâce à ce contact thermique avec le dispositif de refroidissement du boitier 200 par l’extérieur de ce boitier 200, la première barre omnibus positive 310 et la barre omnibus négative 330 peuvent être refroidies ce qui limite leur échauffement ainsi que l’échauffement du connecteur électrique 300 et des câbles reliés aux bornes de ce connecteur électrique 300.Thanks to this thermal contact with the cooling device of the box 200 from the outside of this box 200, the first positive bus bar 310 and the negative bus bar 330 can be cooled which limits their heating as well as the heating of the electrical connector 300 and cables connected to the terminals of this electrical connector 300.
Dans l’exemple décrit ici, la première barre omnibus positive 310 est en contact thermique avec l’extérieur du boitier 200 par l’intermédiaire d’au moins un coussinet thermique placée entre une surface extérieure du boitier 200 et une surface de la première barre omnibus positive 310.In the example described here, the first positive bus bar 310 is in thermal contact with the exterior of the case 200 via at least one thermal pad placed between an exterior surface of the case 200 and a surface of the first bar. positive omnibus 310.
Dans l’exemple décrit, trois coussinets thermiques 410, 420 et 430 (sur la
De même, la barre omnibus négative 330 est en contact thermique avec l’extérieur du boitier 200 par l’intermédiaire d’au moins un coussinet thermique placée entre une surface extérieure du boitier 200 et une surface de la barre omnibus négative 330.Similarly, negative bus bar 330 is in thermal contact with the exterior of housing 200 through at least one thermal pad placed between an exterior surface of housing 200 and a surface of negative bus bar 330.
En variante, la première barre omnibus positive 310 et/ou la barre omnibus négative 330 sont en contact thermique avec l’extérieur du boitier 200 par l’intermédiaire d’une pâte conductrice thermiquement placée entre elles et une surface extérieure du boitier 200.Alternatively, the first positive bus bar 310 and/or the negative bus bar 330 are in thermal contact with the exterior of the housing 200 via a thermally conductive paste placed between them and an exterior surface of the housing 200.
Dans l’exemple décrit ici, la première barre omnibus positive 310 est en contact thermique avec le fond 210 et avec la paroi latérale périphérique 220 du boitier 200. De cette façon, la circulation du fluide de refroidissement dans le canal de refroidissement et, par conséquent, en contact avec le fond 210 et avec la paroi latérale périphérique 220 permet de refroidir la première barre omnibus positive 310.In the example described here, the first positive bus bar 310 is in thermal contact with the bottom 210 and with the peripheral side wall 220 of the casing 200. In this way, the circulation of the cooling fluid in the cooling channel and, by Consequently, in contact with the bottom 210 and with the peripheral side wall 220 makes it possible to cool the first positive bus bar 310.
Dans l’exemple décrit ici, la barre omnibus négative 330 est en contact thermique avec la première surface du plateau-support 230. De cette façon, la circulation du fluide de refroidissement dans le canal de refroidissement et, par conséquent, en contact avec le plateau-support 230 permet de refroidir la barre omnibus négative 330.In the example described here, the negative bus bar 330 is in thermal contact with the first surface of the support plate 230. In this way, the circulation of the cooling fluid in the cooling channel and, therefore, in contact with the support plate 230 makes it possible to cool the negative bus bar 330.
De façon optionnelle, le dispositif de refroidissement peut comprendre un radiateur comprenant une semelle et au moins une ailette (non représentée sur les figures). La semelle du radiateur comprend une première face destinée à recevoir de la chaleur à dissiper émise par le convertisseur de tension 100, et une deuxième face opposée à la première face. Sur la deuxième face, s’étend ladite au moins une ailette. En d’autre terme, la première face de la semelle est tournée vers l’intérieur du boitier et la deuxième face de la semelle est tournée vers l’extérieur du boitier. Par exemple le fond 210 du boitier 220 peut constituer une telle semelle. Dans l’exemple décrit ici, la première barre omnibus positive 310 est en contact thermique avec la deuxième face de la semelle, i.e. avec la partie extérieure du fond 210, par l’intermédiaire dudit au moins un coussinet thermique et par les parois latérale 220 du boitier 200.Optionally, the cooling device may comprise a radiator comprising a soleplate and at least one fin (not shown in the figures). The sole of the radiator comprises a first face intended to receive the heat to be dissipated emitted by the voltage converter 100, and a second face opposite the first face. On the second face, said at least one fin extends. In other words, the first side of the sole faces the inside of the case and the second side of the sole faces the outside of the case. For example, the bottom 210 of the case 220 can constitute such a sole. In the example described here, the first positive bus bar 310 is in thermal contact with the second face of the sole, i.e. with the outer part of the bottom 210, via said at least one thermal pad and by the side walls 220 of the box 200.
En référence à la
Au cours d’une étape E2100, un convertisseur de tension 100 est obtenu.During a step E2100, a voltage converter 100 is obtained.
Au cours d’une étape E2200, un boitier 200 comprenant un dispositif de refroidissement est obtenu.During a step E2200, a box 200 comprising a cooling device is obtained.
Au cours d’une étape E2300, le convertisseur de tension 100 est positionné dans le boitier 200 de sorte que le convertisseur de tension 100 soit en contact thermique avec le dispositif de refroidissement,During a step E2300, the voltage converter 100 is positioned in the case 200 so that the voltage converter 100 is in thermal contact with the cooling device,
Au cours d’une étape E2400, un connecteur électrique 300 comprenant une première 310 et une deuxième 330 barre omnibus, ledit connecteur électrique étant conçu pour connecter électriquement ledit convertisseur de tension 100 à au moins un réseau électrique par l’intermédiaire de ladite première et de ladite deuxième barre omnibus est obtenu,During a step E2400, an electrical connector 300 comprising a first 310 and a second 330 bus bar, said electrical connector being designed to electrically connect said voltage converter 100 to at least one electrical network via said first and of said second bus bar is obtained,
Au cours d’une étape E2500, le connecteur électrique 300 est fixé au boitier 200,During a step E2500, the electrical connector 300 is attached to the box 200,
Au cours d’une étape E2600, la première barre omnibus 310 est mise en contact thermique avec le dispositif de refroidissement par l’intermédiaire de l’extérieur du boitier 200.During a step E2600, the first busbar 310 is placed in thermal contact with the cooling device via the outside of the box 200.
Au cours d’une étape E2700, la deuxième barre omnibus 330 est mise en contact thermique avec le dispositif de refroidissement par l’intermédiaire de l’extérieur du boitier 200.During a step E2700, the second bus bar 330 is placed in thermal contact with the cooling device via the outside of the box 200.
On notera par ailleurs que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.It will also be noted that the invention is not limited to the embodiments described above. It will indeed appear to those skilled in the art that various modifications can be made to the embodiments described above, in the light of the teaching which has just been disclosed to them.
Par exemple, le convertisseur de tension pourrait être un convertisseur de tension DC/AC et le connecteur électrique pourrait être apte seulement à connecter électriquement le convertisseur de tension 100 au deuxième réseau électrique. En d’autres termes, dans cet exemple de réalisation, le connecteur électrique comprendrait seulement la deuxième barre omnibus positive et la barre omnibus négative, ladite deuxième barre omnibus positive étant en contact thermique pour son refroidissement avec l’extérieur du boitier du système de conversion électrique.For example, the voltage converter could be a DC/AC voltage converter and the electrical connector could only be able to electrically connect the voltage converter 100 to the second electrical network. In other words, in this exemplary embodiment, the electrical connector would comprise only the second positive bus bar and the negative bus bar, said second positive bus bar being in thermal contact for its cooling with the exterior of the case of the conversion system electric.
Selon un autre exemple, le système de conversion de tension 100 pourrait ne pas avoir de canal de refroidissement et comprendre seulement un radiateur. Dans ce mode de réalisation, le fond 210 et la paroi-support 230 constitue une seule et même pièce.As another example, voltage conversion system 100 could have no cooling channel and only include a heatsink. In this embodiment, the bottom 210 and the support wall 230 constitute one and the same piece.
En outre, les termes utilisés dans les revendications ne doivent pas être interprétés comme limités aux éléments des modes de réalisation précédemment décrits, mais doivent au contraire être interprétés comme incluant tous les éléments équivalents dont la prévision est à la portée de l’homme du métier appliquant ses connaissances générales.Furthermore, the terms used in the claims should not be interpreted as being limited to the elements of the embodiments previously described, but should on the contrary be interpreted as including all equivalent elements the provision of which is within the reach of those skilled in the art. applying general knowledge.
Claims (14)
- un convertisseur de tension (100),
- un boitier (200) comprenant un dispositif de refroidissement, ledit convertisseur de tension (100) étant positionné à l’intérieur dudit boitier (200) de sorte à être en contact thermique avec ledit dispositif de refroidissement, et
- un connecteur électrique (300) comprenant une première (310) et une deuxième barre omnibus (330), ledit connecteur électrique (300) étant conçu pour connecter électriquement ledit convertisseur de tension (100) à au moins un réseau électrique par l’intermédiaire de ladite première (310) et de ladite deuxième barre omnibus (330),
- a voltage converter (100),
- a housing (200) comprising a cooling device, said voltage converter (100) being positioned inside said housing (200) so as to be in thermal contact with said cooling device, and
- an electrical connector (300) comprising a first (310) and a second busbar (330), said electrical connector (300) being designed to electrically connect said voltage converter (100) to at least one electrical network via said first (310) and said second busbar (330),
- l’obtention (E2100) d’un convertisseur de tension (100),
- l’obtention (E2200) d’un boitier (200) comprenant un dispositif de refroidissement,
- le positionnement (E2300) du convertisseur de tension dans ledit boitier de sorte que ledit convertisseur de tension soit en contact thermique avec ledit dispositif de refroidissement,
- l’obtention (E2400) d’un connecteur électrique (300) comprenant une première (310) et une deuxième 330) barre omnibus, ledit connecteur électrique (300) étant conçu pour connecter électriquement ledit convertisseur de tension (100) à au moins un réseau électrique par l’intermédiaire de ladite première (310) et de ladite deuxième (330) barre omnibus,
- la mise en contact thermique (E2600) de ladite première barre omnibus (310) avec ledit dispositif de refroidissement par l’intermédiaire de l’extérieur dudit boitier (200).
- obtaining (E2100) a voltage converter (100),
- obtaining (E2200) a box (200) comprising a cooling device,
- positioning (E2300) the voltage converter in said case so that said voltage converter is in thermal contact with said cooling device,
- obtaining (E2400) an electrical connector (300) comprising a first (310) and a second 330) bus bar, said electrical connector (300) being adapted to electrically connect said voltage converter (100) to at least one electrical network via said first (310) and said second (330) bus bar,
- thermally contacting (E2600) said first busbar (310) with said cooling device through the exterior of said housing (200).
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