FR3135866A1 - Dispositif de connexion électrique entre un moteur électrique et un onduleur - Google Patents

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Abstract

L'invention porte sur un dispositif de connexion électrique entre un moteur électrique (2) intégré dans un carter (4) et un onduleur (6), comportant au moins une barre conductrice (110), au moins un élément conducteur de signal (120) et une portion d’interface (130) destinée à obturer une ouverture (47) ménagée dans une paroi (46) du carter (4). L’au moins un élément conducteur de signal (120) comporte une broche métallique allongée et la portion d’interface (130) est formée par une pièce en matière plastique surmoulée autour de l’au moins une barre conductrice (110) et de l’au moins un élément conducteur de signal (120). Figure pour l’abrégé : Fig. 4

Description

Dispositif de connexion électrique entre un moteur électrique et un onduleur Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne le domaine des assemblages d’au moins deux éléments électriques, tel que l’assemblage d’un onduleur et d’une machine électrique de traction d’un véhicule électrique ou hybride.
En particulier, l’invention concerne un dispositif de connexion électrique pour connecter électriquement un onduleur et une machine électrique, par exemple pour un véhicule automobile.
 Etat de la technique
Les véhicules électriques ou hybrides sont généralement équipés d’un ou de plusieurs onduleurs permettant notamment de générer des tensions alternatives adaptées au fonctionnement d’un moteur électrique, synchrone ou asynchrone, à partir d’une source de tension continue, telle qu’une batterie électrique.
Un onduleur comporte généralement un étage de puissance comportant des interrupteurs électroniques, par exemple des IGBT (IGBT signifiant transistor bipolaire à grille isolée, de l’anglais « Insulated Gate Bipolar Transistor »), dont les ouvertures et les fermetures sont commandées de manière appropriée par un module de commande.
Un tel onduleur comporte ainsi un assemblage de plusieurs composants : cartes électroniques (carte de contrôle et carte de puissance) et un certain nombre de modules de puissance.
Il existe des dispositifs de connexion électrique entre un onduleur et un moteur électrique, permettant d’établir une connexion électrique entre l’étage de puissance de l’onduleur et des phases du moteur électrique ainsi qu’entre le module de commande de l’onduleur et un connecteur du moteur électrique. Ces dispositifs de connexion comportent généralement des barres conductrices (généralement désignées par le terme anglophone « busbars ») pour connecter électriquement l’étage de puissance et le module de commande de l’onduleur avec les phases du moteur électrique et un câble intégrant des fils conducteurs pour connecter le module de commande de l’onduleur avec le connecteur du moteur électrique.
Par exemple, il est connu du document EP 3 606 303 un dispositif de connexion électrique comprenant des barres conductrices pour la transmission d’énergie électrique et un câble contenant des conducteurs électriques pour la transmission d’un signal, qui sont intégrés ensemble dans un corps, et plus particulièrement au niveau d’une partie du corps destinée à coopérer avec une interface entre l’onduleur et le moteur électrique.
Néanmoins, les solutions de l'état de la technique ne sont pas totalement satisfaisantes. En particulier, l’assemblage et le démontage des dispositifs de connexion électrique connus sont complexes et nécessitent des opérations manuelles, notamment pour raccorder le câble électrique entre le module de commande de l’onduleur et le connecteur du moteur électrique. En outre, ces dispositifs ne garantissent pas un niveau d’étanchéité totalement satisfaisant.
Il existe donc un besoin pour faciliter l’assemblage et/ou le désassemblage de l’onduleur et du moteur électrique et d’améliorer l’étanchéité entre ces éléments.
A cet effet, est proposé selon un premier aspect, un dispositif de connexion électrique entre un moteur électrique intégré dans un carter formant un volume de réception du moteur électrique et un onduleur positionné dans un volume de réception de l’onduleur. Le dispositif comporte au moins une barre conductrice comportant une première extrémité destinée à être raccordée électriquement à un étage de puissance de l’onduleur et une deuxième extrémité destinée à être raccordée électriquement à une phase du moteur électrique. Le dispositif comporte au moins un élément conducteur de signal comportant une première extrémité destinée à être raccordée électriquement à un module de commande de l’onduleur et une deuxième extrémité destinée à être raccordée électriquement à un connecteur lié au moteur électrique. Le dispositif comporte une portion d’interface destinée à obturer une ouverture ménagée dans une paroi du carter séparant le volume de réception du moteur électrique du volume de réception de l’onduleur. L’au moins une barre conductrice et l’au moins un élément conducteur de signal traversent ladite portion d’interface de sorte que, lorsque la portion d’interface obture l’ouverture, la première extrémité de l’au moins une barre conductrice et la première extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal sont situées dans le volume de réception de l’onduleur tandis que la deuxième extrémité de l’au moins une barre conductrice et la deuxième extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal sont situés dans le volume de réception du moteur électrique.
Selon l’invention, l’au moins un élément conducteur de signal comporte une broche métallique allongée et en ce que la portion d’interface est formée par une pièce en matière plastique surmoulée autour de l’au moins une barre conductrice et de l’au moins un élément conducteur de signal.
Par broche métallique allongée, la présente invention vise à décrire une bande métallique conductrice, dont la rigidité est supérieure à celle des fils conducteurs d’un câble électrique qui sont relativement souples, se déforment sous l’effet de leur poids et sont plus sensibles aux phénomènes vibratoires.
L’assemblage du dispositif de connexion électrique avec le module de commande de l’onduleur est ainsi simplifié, puisque la première extrémité de l’élément conducteur de signal ne se déforme pas sous l’effet de son poids et peut être maintenue dans une position prédéterminée par rapport à la portion d’interface.
L’invention peut comporter de manière facultative une ou plusieurs des caractéristiques suivantes combinées entre elles ou non.
Selon une particularité de réalisation, l’au moins un élément conducteur de signal a un profil en forme de U entre la portion d’interface et sa première extrémité. Une telle forme permet de déporter la première extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal depuis la portion d’interface selon trois directions perpendiculaires, dont deux directions sont parallèles l’une à l’autre.
De cette manière, il est possible d’assembler le dispositif de connexion électrique au module de commande de l’onduleur par translation de l’onduleur ou du dispositif de connexion électrique. Un tel assemblage est particulièrement avantageux, et peut être facilement mis en œuvre par des moyens automatisés.
Selon une particularité de réalisation, l’au moins un élément conducteur de signal a un profil en forme de L entre la portion d’interface et sa deuxième extrémité. En pratique, le dispositif de connexion électrique est assemblé avec le moteur électrique par translation dans une direction sensiblement parallèle à la première branche de l’élément conducteur de signal. Une fois l’assemblage réalisé, l’accès à la deuxième extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal s’effectue depuis une ouverture de la paroi du carter qui est sensiblement perpendiculaire à l’ouverture obturée par la portion d’interface du dispositif de connexion électrique. Ainsi, un tel arrangement permet d’orienter la deuxième extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal face à l’ouverture d’accès par exemple, de sorte que l’assemblage avec le connecteur complémentaire lié au moteur électrique puisse être réalisé par un mouvement de translation depuis l’ouverture. Un tel arrangement est particulièrement avantageux, et peut être facilement mis en œuvre par des moyens automatisés.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de connexion comporte une portion inférieure s’étendant depuis la portion d’interface jusqu’à la première extrémité de l’au moins une barre conductrice et la première extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal. La portion inférieure intègre l’au moins une barre conductrice et l’au moins un élément conducteur de signal. Ainsi, L’au moins une barre conductrice et l’au moins un élément conducteur de signal sont intégrés ensemble à la fois dans la portion d’interface et dans la portion inférieure. La portion inférieure permet de maintenir en position l’au moins un élément conducteur de signal relativement à l’au moins une barre conductrice et de réduire les phénomènes vibratoires.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de connexion comporte au moins un noyau magnétique entourant au moins partiellement l’au moins une barre conductrice, de préférence du côté de sa première extrémité. Le noyau magnétique peut être intégré dans la portion inférieure avec l’au moins une barre conductrice qu’il entoure.
Selon une particularité de réalisation, la portion inférieure présente une encoche entre l’au moins une barre conductrice et l’au moins un élément conducteur de signal. L’encoche est configurée pour recevoir un organe complémentaire de l’onduleur ou un élément du carter de l’onduleur.
En coopérant avec un organe de blindage électromagnétique, il est possible de réduire, voire de supprimer, les perturbations électromagnétiques entre l’au moins une barre conductrice et l’au moins élément conducteur de signal lorsque l’organe complémentaire de l’onduleur est un organe de blindage électromagnétique prenant par exemple la forme d’une grille ou d’un muret métallique.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de connexion comporte un connecteur intermédiaire associé à l’au moins un élément conducteur de signal du côté de sa deuxième extrémité ainsi qu’une portion supérieure s’étendant entre la portion d’interface et le connecteur intermédiaire. La portion d’interface, la portion supérieure et le connecteur intermédiaire sont formés par une pièce en matière plastique surmoulée autour de l’au moins un élément conducteur de signal. Le connecteur intermédiaire est configuré pour coopérer avec le connecteur lié au moteur électrique.
En d’autres termes, la portion d’interface, la portion supérieure et le connecteur sont réalisés d’un seul tenant. Dans les dispositifs de connexion électrique de l’état de la technique, il existe une jonction entre la portion d’interface et le câble électrique qui est susceptible de constituer un défaut d’étanchéité. Or, cette jonction est ici déportée au niveau du connecteur lié à l’au moins un élément conducteur de signal, ce qui permet, lorsque des connecteurs étanches connus sont utilisés pour former le connecteur lié à l’au moins un élément conducteur de signal et/ou le connecteur complémentaire lié au moteur électrique, de réduire, voire supprimer, le risque d’un défaut d’étanchéité une fois ces connecteurs assemblés.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de connexion comporte un joint d’étanchéité surmoulé avec la portion d’interface, ou un joint d’étanchéité rapporté sur la portion d’interface présentant une première partie recouvrant au moins partiellement une face supérieure de la portion d’interface, laquelle face supérieure étant tournée vers la deuxième extrémité de l’au moins une barre conductrice. Le joint d’étanchéité présente une deuxième partie recouvrant une face latérale périphérique de la portion d’interface destinée à coopérer avec des parois de l’ouverture du carter.
Selon une particularité de l’invention, la deuxième partie du joint d’étanchéité présente une surface externe ondulée. La surface externe est destinée à coopérer avec les parois de l’ouverture du carter du moteur électrique. L’ondulation de la surface externe permet de former une pluralité de zones de contact ponctuelles avec les parois de l’ouverture du carter, et donc de réduire la surface de frottement par rapport à une surface lisse. Le joint d’étanchéité peut ainsi glisser plus facilement le long des parois de l’ouverture du carter du moteur électrique. Lorsque le joint d’étanchéité est rapporté sur la portion d’interface, une telle surface ondulée permet de limiter l’étirement du joint d’étanchéité et de conserver une épaisseur suffisante pour assurer une étanchéité satisfaisante.
Selon une particularité de réalisation, la première partie du joint d’étanchéité comporte au moins un orifice traversé par l’au moins une barre conductrice et l’au moins un élément conducteur de signal et/ou au moins un pion saillant depuis la portion d’interface.
L’invention a également pour objet un procédé d’assemblage d’un moteur électrique intégré dans un carter (formant un volume de réception du moteur électrique à un onduleur avec un dispositif de connexion électrique tel que décrit ci-dessus. Le procédé comporte les étapes de :
- raccordement électrique et mécanique de la première extrémité de l’au moins une barre conductrice à l’étage de puissance de l’onduleur,
- raccordement électrique et mécanique de la première extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal au module de commande de l’onduleur,
- raccordement électrique et mécanique de la deuxième extrémité de l’au moins une barre conductrice à une phase du moteur électrique,
- raccordement électrique et mécanique de la deuxième extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal au connecteur lié au moteur électrique.
 Brève description des figures
L’invention, selon un exemple de réalisation, sera bien comprise et ses avantages apparaitront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, donnée à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la représente, selon une vue très schématique, un assemblage comportant un moteur électrique avec un onduleur ainsi qu’un dispositif de connexion électrique conforme à l’invention;
- la est une vue de côté du dispositif de connexion de la selon un premier mode de réalisation ;
- la est une vue en perspective en semi-transparence du dispositif de connexion de la selon un premier mode de réalisation ;
- la est une vue en perspective en semi-transparence du dispositif de connexion de la selon un autre angle de vue ;
- la est une vue en perspective du dispositif de connexion électrique selon un deuxième mode de réalisation ;
- la est une vue en perspective du dispositif de connexion de la selon un autre angle de vue ;
- la est une vue en perspective d’un joint d’étanchéité du dispositif de connexion électrique montré aux figures 5 et 6 et pris de manière isolée ;
- la est une vue en coupe partielle du joint d’étanchéité selon un plan Pj représenté sur la ;
- la illustre un procédé d’assemblage du moteur électrique à l’onduleur selon le premier mode de réalisation ou selon le deuxième mode de réalisation ;
- la représente schématiquement et partiellement un ensemble formé par le dispositif de connexion électrique assemblé à l’onduleur ; et
- la représente schématiquement et partiellement l’onduleur assemblé au moteur électrique.
 Description détaillée
La représente schématiquement un assemblage d’un moteur électrique 2, par exemple une machine électrique de traction d’un véhicule électrique ou hybride, et d’un onduleur 6 par un dispositif de connexion électrique 100 selon l’invention. Le moteur électrique 2 est configuré pour être alimenté par une source d’énergie électrique alternative. Le moteur électrique 2 comporte ici trois phases 22. Le moteur électrique 2 est lié à un connecteur 24 par lequel des signaux d’information et de contrôle, par exemple la position angulaire ou la température du moteur électrique 2, peuvent être transmis.
L’onduleur 6 est adapté à piloter le fonctionnement du moteur électrique 2 en générant des tensions et des courants alternatifs à partir d'une source d'énergie électrique de tension ou de fréquence différente, par exemple à partir d’une source de tension continue, telle qu’une batterie électrique, et à partir des propriétés du moteur électrique 2. A cet effet, l’onduleur 6 comporte un module de commande 62 et un étage de puissance 64
Le module de commande 62 est configuré pour piloter le moteur électrique 2, notamment à partir les tensions et courants alternatifs fournis au moteur électrique 2. Le module de commande 62 comporte notamment des capteurs de courant (non représentés) pour mesurer le courant fourni au moteur électrique 2. Le module de commande 62 est configuré pour piloter le moteur électrique également à partir d’informations représentatives des propriétés du moteur électrique 2, par exemple la température ou la position angulaire. Le module de commande 62 est destiné à être connecté électriquement au connecteur 24 du moteur électrique 2.
L’étage de puissance 64 comporte des interrupteurs électroniques dont les ouvertures et les fermetures sont commandées de manière appropriée par le module de commande 62. L’étage de puissance 64 est destiné à être connecté électriquement aux phases du moteur électrique 2.
Le moteur électrique 2 est intégré dans un carter 4 formant un volume de réception du moteur électrique VM. Le carter 4 comporte une paroi 46 définissant une première ouverture 47 et ici une deuxième ouverture 49. La première ouverture 47 est ici distincte de la deuxième ouverture 49 et sert à interconnecter électriquement le moteur électrique 2 et l’onduleur 6. Dans l’exemple illustré, la première ouverture 47 est ménagée sur une face de la paroi 46 qui est sensiblement perpendiculaire à la face de la paroi 46 sur laquelle est ménagée le deuxième ouverture 49. La deuxième ouverture 49 est destinée à être obturée par un couvercle (non représenté) venant se fixer de manière étanche au carter 4 du moteur électrique 2.
Comme illustré à la , la paroi 46 définit un volume de réception de l’onduleur VOqui communique avec le volume de réception du moteur électrique VMvia la première ouverture 47. Le volume de réception de l’onduleur VOest ici formé par un renfoncement de la paroi 46 mais peut également être formé par un contour en saillie depuis la paroi 46. L’onduleur 4 est intégré dans un carter 66.
Le dispositif de connexion électrique 100 permet de réaliser une interconnexion électrique entre le moteur électrique 2 et l’onduleur 6. Le dispositif de connexion électrique 100 comporte trois barres conductrices 110, ou busbars, un élément conducteur de signal 120, une portion d’interface 130, une portion inférieure 140 et une portion supérieure 150.
Les barres conductrices 110 sont destinées à raccorder électriquement et respectivement les trois phases 22 du moteur électrique 2 à l’étage de puissance 64 de l’onduleur 6. Les barres conductrices 110 présentent chacune une première extrémité 111 destinée à être raccordée électriquement et mécaniquement au module puissance 64 de l’onduleur 6 et une deuxième extrémité 113 destinée à être raccordée électriquement et mécaniquement à une phase 22 du moteur électrique 2. Dans l’exemple de réalisation illustré, les barres conductrices 110 sont formées par deux parties soudées entre elles. Cela permet de rendre plus flexible la partie située du côté de la deuxième extrémité 113 des barres conductrices 110. En particulier, cette partie amortit les vibrations provenant du moteur électrique 2 et limite la détérioration du raccordement mécanique et électrique entre la première extrémité 111 des barres conductrices 110 et l’étage de puissance 64 de l’onduleur 6.
Chaque barre conductrice 110 a un profil sensiblement en forme de L et comporte une première branche 114 et une deuxième branche 116. La deuxième branche 116 s’étend perpendiculairement à la première branche 114. Les premières branches 114 de chaque barre conductrice 110 sont comprises dans un même plan. Les deuxièmes branches 116 de chaque barre conductrice 110 sont comprises dans un même plan, lequel plan est perpendiculaire au plan dans lequel sont comprises les premières branches 114.
Chaque barre conductrice 110 comporte un noyau magnétique 118 qui, en présence d’un courant électrique, génère un champ magnétique représentatif du courant électrique. Le noyau magnétique 118 entoure au moins partiellement une partie de la barre conductrice 110. Dans l’exemple illustré, le noyau magnétique 118 entoure une portion de la deuxième partie de la branche 116 de la barre conductrice 110. Le noyau magnétique 118 présente une forme de C de sorte à former un entrefer pour mesurer le champ magnétique représentatif du courant électrique traversant la barre conductrice 110. Les capteurs de courant du module de commande 62 sont par exemple insérés dans cet entrefer pour déterminer le courant électrique.
L’élément conducteur de signal 120 comporte ou est constitué par des broches métalliques allongées. L’élément conducteur de signal 120 relie électriquement le module de commande 62 de l’onduleur 6 au connecteur 24 lié au moteur électrique 2. En particulier, l’élément conducteur de signal 120 est associé à un connecteur intermédiaire 129 qui coopère avec le connecteur 124 lié au moteur électrique 2. L’élément conducteur de signal 120 présente une première extrémité 121 destinée à être reliée électriquement au module de commande 62 de l’onduleur 6 et une deuxième extrémité 123 destinée à être reliée électriquement au connecteur 24 lié au moteur électrique 2.
L’élément conducteur de signal 120 présente de profil une première branche 122, une deuxième branche 124, une troisième branche 126 et une quatrième branche 128. La deuxième branche 124 s’étend perpendiculairement depuis une première extrémité de la première branche 122. La troisième branche 126 s’étend perpendiculairement depuis la deuxième branche 124. La quatrième branche 128 s’étend perpendiculairement depuis une extrémité de la première branche 122 qui est opposée à l’extrémité raccordée à la deuxième branche 124.
La troisième branche 126 présente une extrémité libre qui correspond à la première extrémité 121 de l’élément conducteur de signal 120. La quatrième branche 128 présente une extrémité libre qui correspond à la deuxième extrémité 121 de l’élément conducteur de signal 120. La première extrémité 111 des barres conductrices 110 et la première extrémité 121 de l’élément conducteur de signal 120 sont respectivement adaptées à être raccordées à l’étage de puissance 64 et au module de commande 62 de l’onduleur 6 selon une même direction. Cette direction est de préférence parallèle à la première branche 114 des barres conductrices 110.
La portion d’interface 130 est destinée à coopérer avec la paroi 46 du carter 4 lors de l’assemblage de l’onduleur 6 et du moteur électrique 2, de sorte à obturer la première ouverture 47. La portion l’interface 130 permet ainsi de séparer de manière étanche le volume de réception du moteur électrique VMdu volume de réception de l’onduleur VO.
La portion d’interface 130 est traversée par les barres conductrices 110 et l’élément conducteur de signal 120. En particulier, la portion d’interface 130 intègre une partie de la première branche 114 des barres conductrices 110 et une partie de la première branche 122 de l’élément conducteur de signal 120. L’élément conducteur de signal 120 présente un profil en forme de U entre la portion d’interface 130 et sa première extrémité 121 et un profil en forme de L entre la portion d’interface 130 et sa deuxième extrémité 123.
Lorsque la portion d’interface 130 obture la première ouverture 47, la première extrémité 111 des barres conductrices 110 et la première extrémité 121 de l’élément conducteur de signal 120 sont situées dans le volume de réception de l’onduleur VOtandis que la deuxième extrémité 113 des barres conductrices 110 et la deuxième extrémité 123 de l’élément conducteur de signal 120 sont situées dans le volume de réception du moteur électrique VM.
La portion d’interface 130 présente une face supérieure 132, une face inférieure 134 et une face latérale périphérique 136 reliant la face supérieure 132 à la face inférieure 134. La face supérieure 132 et la face inférieure 134 sont globalement planes et sensiblement parallèles. La face latérale périphérique 136 est destinée à coopérer avec des parois de la première ouverture 47 du carter 4 lors de l’assemblage de l’onduleur 6 et du moteur électrique 6.
La portion inférieure 140 s’étend depuis la face inférieure 134 de la portion d’interface 130 jusqu’à la première extrémité 111 des barres conductrices 110 et la première extrémité 121 de l’élément conducteur de signal 120. La portion inférieure 140 intègre ensemble les barres conductrices 110, les noyaux magnétiques 118 et l’élément conducteur de signal 120. La portion inférieure 140 assure ainsi le maintien de l’élément conducteur de signal 120, des noyaux magnétiques 118 et des barres conductrices 110. En particulier, la portion inférieure 140 permet de réduire les vibrations des barres conductrices 110 et de l’élément conducteur de signal 120 au niveau de leur première extrémité respective.
La portion inférieure 140 présente un profil sensiblement en forme de L. La portion inférieure 140 comporte une première branche 142 s’étendant depuis la portion d’interface 130, et une deuxième branche 144 s’étendant perpendiculairement à la première branche 142. En particulier, la première branche 142 intègre une partie de la première branche 114 des barres conductrices 110 et une partie de la première branche 122 de l’élément conducteur de signal 120. La deuxième branche 144 intègre une partie de la deuxième branche 116 des barres conductrices 110, la deuxième branche 124 et une partie de la troisième branche 126 de l’élément conducteur de signal 120.
La portion inférieure 140 présente une encoche 145, des oreilles de fixation 147 et des orifices de guidage 149.
L’encoche 145 est ménagée entre les barres conductrices 110 et l’élément conducteur de signal 120. L’encoche 145 est configurée pour recevoir un organe complémentaire (non représenté) de l’onduleur 6 ou une partie du carter 66 de l’onduleur 6. De préférence, l’organe complémentaire ou la partie du carter 66 reçue dans l’encoche 145 est réalisé à partir d’un matériau conducteur électriquement afin de former un blindage électromagnétique. Cet organe est par exemple un muret métallique rapporté sur le carter 66, ou faisant saillie depuis une face interne du carter 66 de l’onduleur 6. Un tel organe, lorsqu’il est reçu dans l’encoche 145, permet de protéger les signaux traversant l’élément conducteur de signal 120, notamment d’un champ électromagnétique généré par les noyaux magnétiques 118 lors du passage d’un courant dans les barres conductrices 110.
Les oreilles de fixation 147 servent à fixer le dispositif de connexion 100 à l’onduleur 6, notamment au carter 66 de l’onduleur 6, en étant traversées par des vis. Les oreilles de fixation 147 font saillie depuis la deuxième branche 144 de la portion inférieure 140. Dans le présent mode de réalisation, les oreilles de fixation 147 s’étendent dans un même plan que la deuxième branche 144 de la portion inférieure 140.
Les orifices de guidage 149 sont configurés pour être traversés par des tiges (non représentées) en saillie depuis le carter 66 de l’onduleur 6. Les orifices de guidage 149 permettent, en coopérant avec les tiges, de faciliter le montage et le positionnement du dispositif de connexion 100 dans le carter 66 de l’onduleur 6 ou sur un élément rapporté dans le carter 66. Les orifices de guidage 149 sont ménagés sur la deuxième branche 144 de la portion inférieure 140.
La portion supérieure 150 intègre l’élément conducteur de signal 120 entre la portion d’interface 130 et le connecteur intermédiaire 129. En particulier, la portion supérieure 150 intègre une partie de la première branche 122 de l’élément conducteur de signal 120. La deuxième branche 144 de la portion inférieure 140 et le connecteur intermédiaire 129 s’étendent dans des directions opposées de sorte que le dispositif de connexion 100 présente un profil ayant sensiblement une forme de S.
Dans le mode de réalisation illustré, la portion d’interface 130, la portion inférieure 140, la portion supérieure 150 et le connecteur intermédiaire 129 sont formés par une pièce en matière plastique surmoulée autour des barres conductrices 110 et de l’élément conducteur de signal 120. De cette manière, il n’existe pas de jonction susceptible de constituer un défaut d’étanchéité entre la portion d’interface 130 et la portion supérieure 150.
Les figures 5 et 6 montrent le dispositif de connexion électrique 100 selon un deuxième mode de réalisation dans lequel un joint d’étanchéité, représenté de manière isolée aux figures 7 et 8, est monté sur la portion d’interface 130. Pour simplifier la description, les mêmes références numériques ont donc été utilisées. Dans ce dispositif, la portion d’interface 130 est pourvue de pions 138 en saillie depuis la face supérieure 132. Les pions 138 sont situés à des extrémités opposées de la portion d’interface 130.
Comme mieux visible aux figures 7 et 8, le joint d’étanchéité 160 présente une première partie 162 et une deuxième partie 164 reliée à la première partie 162 et définissant un volume de réception de la portion d’interface VJ. La deuxième partie 164 définit d’un côté opposé à la première partie 162, une ouverture communiquant avec le volume de réception de la portion d’interface VJ.
La première partie 162 du joint d’étanchéité 160 présente une forme globalement plane destinée à coopérer avec la face supérieure 132 de la portion d’interface 130. La première partie 162 comporte des orifices traversant 163a, 163b et 163c. Les orifices 163a sont destinés à être traversés par les barres conductrices 110. L’orifice 163b est destiné à être traversé par le connecteur intermédiaire 129 et la portion supérieure 150. L’orifice 163c est destiné à être traversé par les pions 138 de la portion d’interface 130. Chacun de ces orifices 163a, 163b, 163c présente une section de dimensions inférieures à celles de l’ouverture définie par la première partie 162 du joint d’étanchéité 160.
La deuxième partie 164 du joint d’étanchéité 160 présente une surface interne 165 et une surface externe 166, opposée à la surface interne 165. La surface interne 165 est destinée à coopérer avec la face latérale périphérique 136 de la portion d’interface 130. La surface externe 166 est ondulée. En particulier la surface externe 166 comporte une alternance de lamelles 167 et de creux 168 s’étendant périphériquement sur la deuxième partie 164 et parallèlement au plan de la première partie 162. Dans l’exemple illustré, la deuxième partie 164 comporte trois lamelles 167 et deux creux 168 disposés entre deux lamelles consécutives.
Comme mieux visible à la , la surface interne 165 comporte des lamelles 169 s’étendant également périphériquement et parallèlement à la première partie 162. Les lamelles 169 sont de plus petites dimensions que les lamelles 167 de la surface externe 166. Les lamelles 169 sont situées en vis-à-vis des creux 168. En d’autres termes, les lamelles 169 et les lamelles 167 sont disposées en quinconce.
Le joint d’étanchéité 160 est enfilé sur la portion d’interface 130 à la manière d’une chaussette. La portion d’interface 130 est reçue dans le volume réception de la portion d’interface VJ, par l’ouverture définie par la deuxième partie 164 du joint d’étanchéité 160 jusqu’à ce que la face supérieure 132 vienne en contact avec la première partie 162 du joint d’étanchéité 160. Les barres conductrices 110 traversent les orifices 163a, le connecteur intermédiaire 129 et la portion supérieure 150 traversent l’orifice 163b et les pions 138 de la portion d’interface 130 traversent l’orifice 163c. La première partie 162 du joint d’étanchéité 160 recouvre au moins partiellement la face supérieure 132 de la portion d’interface 130 tandis que la partie inférieure 164 recouvre la face latérale périphérique 136 de la portion d’interface 130.
La représente un procédé d’assemblage 200 du moteur électrique 2 et de l’onduleur 6 avec le dispositif de connexion électrique 100 selon le deuxième mode de réalisation. Bien entendu, un tel procédé d’assemblage 200 peut être mis en œuvre de manière similaire avec le dispositif de connexion selon le premier mode de réalisation.
En référence à la , le procédé d’assemblage 200 comporte une étape d’assemblage 201 du dispositif de connexion 100 dans le carter 66 de l’onduleur 6. Au cours de l’étape d’assemblage 201, le dispositif de connexion 100 peut être guidé en translation par des tiges en saillie depuis le carter 66 et coopérant avec les orifices de guidage 149 de la portion inférieure 140 jusqu’à venir en butée contre le carter 66. Le dispositif de connexion 100 peut ensuite être fixé au carter 66, notamment avec des vis traversant les oreilles de fixation 147 et venant se visser dans le carter 66.
Le procédé d’assemblage 200 comporte une étape de raccordement 202 électrique et mécanique de la première extrémité 111 des barres conductrices 110 à l’étage de puissance 64 de l’onduleur 6 et une étape de raccordement 203 électrique et mécanique de la première extrémité 121 de l’élément conducteur de signal 120 au module de commande 62 de l’onduleur 6. Les étapes de raccordement 202 et 203 peuvent avoir lieu de manière interchangeable l’une avant l’autre ou bien sensiblement simultanément.
L’étape de raccordement 202 peut être mise en œuvre par soudage laser ou par vissage. L’étape de raccordement 203 peut être mise en œuvre par brasage sélectif à vague. En particulier, le module de commande 62 peut être assemblé au carter 66 et au dispositif de connexion 100 de sorte que la troisième branche 126 de l’élément conducteur de signal 120 traverse le module de commande 62. Cela permet de faciliter l’assemblage du module de commande 62 et son raccordement électrique et mécanique avec le dispositif de connexion 100.
Le procédé d’assemblage 100 comporte ensuite une étape d’assemblage 204 du carter 66 de l’onduleur au carter 4 du moteur électrique 2, par exemple par collage ou par vissage. Au cours de l’assemblage du carter 66 de l’onduleur 6 au carter 4 du moteur électrique 2, la portion supérieure 150, avec la deuxième extrémité 113 des barres conductrices 110 et la deuxième extrémité 123 de l’élément conducteur de signal 120, et le connecteur intermédiaire 129 traversent l’ouverture 47 formée par la paroi 46 du carter 4. Lorsque le carter 66 de l’onduleur 6 est assemblé au carter 4 du moteur électrique 2, la portion d’interface 130 obture l’ouverture 47.
Le joint d’étanchéité 160 est compressé entre la face latérale périphérique 136 de la portion d’interface 130 et des parois de l’ouverture 47 de la paroi 46. Le joint d’étanchéité 160 est maintenu en position sur la face latérale périphérique 136 de la portion inférieure 160 grâce à la première partie 162 en appui contre la face supérieure 132 de la portion d’interface 130. En outre, l’alternance de lamelles 167 et de creux 168 sur la face externe 166 du joint d’étanchéité 160 permet au joint de glisser le long des parois de l’ouverture 47 et ainsi de limiter sa déformation élastique. Plus particulièrement, les lamelles 167 se déforment de sorte que leur extrémité libre en contact avec les parois de l’ouverture 47 est déplacée au niveau des creux 168.
En référence à la , la deuxième extrémité 113 des barres conductrices 110 et la deuxième extrémité 123 de l’élément conducteur de signal 120 sont en vis-à-vis de la deuxième l’ouverture 49 de la paroi 27 du carter 4 du moteur électrique 2 lorsque le carter 66 de l’onduleur 6 et le carter 4 du moteur électrique 2 sont assemblés. En particulier, la deuxième extrémité 113 de chaque barre conductrice 110 est alignée avec chacune des phases 22 du moteur électrique 2. En outre, le connecteur intermédiaire 129 est tourné vers la deuxième ouverture 49.
Le procédé d’assemblage 200 comporte une étape de raccordement 205 électrique et mécanique de la deuxième extrémité 113 de chaque barre conductrice 110 avec une chacune des phases du moteur électrique 2, et une étape de raccordement 206 électrique et mécanique de la deuxième extrémité 123 de l’élément conducteur de signal 120 avec le connecteur 24 lié au moteur électrique 2. Les étapes de raccordement 205 et 206 peuvent avoir lieu de manière interchangeable l’une avant l’autre ou bien sensiblement simultanément.
L’étape de raccordement 205 peut être mise en œuvre par vissage, par soudage ou par clipsage. L’étape de raccordement 206 peut être mise en œuvre en assemblant le connecteur intermédiaire 129 avec le connecteur 24 lié au moteur électrique 2. L’assemblage du connecteur intermédiaire 129 au connecteur 24 permet d’assurer une connexion étanche.
L’invention ainsi développée permet de faciliter l’assemblage d’un onduleur 6 et d’un moteur électrique 2. Le dispositif de connexion électrique 100 proposé est simple à mettre en œuvre et peu onéreux. Le dispositif proposé permet de réaliser l’assemblage simplement avec des étapes, qui jusque-là étaient réalisées manuellement, pouvant être mises en œuvre par des moyens automatisés tout en assurant un haut niveau d’étanchéité.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier à l’invention qui vient d’être décrite sans sortir du cadre de l’exposé de l’invention. En variante, le volume de réception peut être formé par le carter 66 de l’onduleur 6.
En variante, le moteur électrique 2 peut être monophasé ou comporter plus de trois phases. Le dispositif de connexion 100 comporte autant de barres conductrices que le moteur électrique 2 a de phases.
La structure de l’étage de puissance 64 peut varier. Les interrupteurs de puissance comprennent par exemple des transistors de puissance ou des thyristors.
Les barres conductrices 100 peuvent être formées d’un seul tenant ou en plus de deux parties. Lorsque les barres conductrices 100 sont formées en plusieurs parties, ces parties peuvent être brasées entre elles.
En variante, la portion inférieure 140 du dispositif de connexion 100 peut être dépourvue d’encoche 145.
Les oreilles de fixation 147 de la portion inférieure 140 peuvent être intégrées dans la deuxième branche 144 de la portion inférieure 140 et ne pas être en saillie.
La portion inférieure 140 du dispositif de connexion 100 peut être formée distinctement de la portion d’interface 130.
En variante, la portion d’interface est dépourvue de pions 138 sur sa face supérieure 132 et le joint d’étanchéité 160 est dépourvu d’orifices 163c destinés à être traversés par ces pions.
Le joint d’étanchéité 160 peut être surmoulé avec la portion d’interface 130.
Le dispositif peut comporter des moyens supplémentaires ou complémentaires, lorsque le dispositif est dépourvu du joint d’étanchéité 160. Par exemple, les parois de l’ouverture 47 peuvent être pourvues d’une gorge périphérique dans laquelle est logé un joint d’étanchéité. Selon un autre exemple, un joint d’étanchéité peut être disposé entre une première surface du carter du moteur électrique et une deuxième surface du carter de l’onduleur venant en appui contre la première surface lors de l’assemblage de l’onduleur et du moteur électrique. Le joint d’étanchéité peut être disposé dans une gorge ménagée dans l’une de la première ou de la deuxième surface.
Les noyaux magnétiques 118 peuvent être intégrés, par surmoulage, dans la portion inférieure 140 du dispositif de connexion 100.

Claims (11)

  1. Dispositif de connexion électrique entre un moteur électrique (2) intégré dans un carter (4) formant un volume de réception du moteur électrique (VM) et un onduleur (6) positionné dans un volume de réception de l’onduleur (VO), le dispositif comportant
    - au moins une barre conductrice (110) comportant une première extrémité (111) destinée à être raccordée électriquement à un étage de puissance (64) de l’onduleur (6) et une deuxième extrémité (113) destinée à être raccordée électriquement à une phase (22) du moteur électrique (2), au moins un élément conducteur de signal (120) comportant une première extrémité (121) destinée à être raccordée électriquement à un module de commande (62) de l’onduleur (6) et une deuxième extrémité (123) destinée à être raccordée électriquement à un connecteur (24) lié au moteur électrique (2),
    - une portion d’interface (130) destinée à obturer une ouverture (47) ménagée dans une paroi (46) du carter (4) séparant le volume de réception du moteur électrique (VM) du volume de réception de l’onduleur (VO),
    l’au moins une barre conductrice (110) et l’au moins un élément conducteur de signal (120) traversant ladite portion d’interface (130) de sorte que, lorsque la portion d’interface (130) obture l’ouverture (47), la première extrémité (111) de l’au moins une barre conductrice (110) et la première extrémité (121) de l’au moins un élément conducteur de signal (120) sont situées dans le volume de réception de l’onduleur (VO) tandis que la deuxième extrémité (113) de l’au moins une barre conductrice (110) et la deuxième extrémité (123) de l’au moins un élément conducteur de signal (120) sont situés dans le volume de réception du moteur électrique (VM), le dispositif étant caractérisé en ce que l’au moins un élément conducteur de signal (120) comporte une broche métallique allongée et en ce que la portion d’interface (130) est formée par une pièce en matière plastique surmoulée autour de l’au moins une barre conductrice (110) et de l’au moins un élément conducteur de signal (120).
  2. Dispositif de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’au moins un élément conducteur de signal (120) a un profil en forme de U entre la portion d’interface (130) et sa première extrémité (121).
  3. Dispositif de connexion selon l’une des revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’au moins un élément conducteur de signal (120) a un profil en forme de L entre la portion d’interface (130) et sa deuxième extrémité (123).
  4. Dispositif de connexion selon l’une des revendication 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comporte une portion inférieure (140) s’étendant depuis la portion d’interface (130) jusqu’à la première extrémité (111) de l’au moins une barre conductrice (110) et la première extrémité (121) de l’au moins un élément conducteur de signal (120),
    la portion inférieure (140) intégrant l’au moins une barre conductrice (110) et l’au moins un élément conducteur de signal (120).
  5. Dispositif de connexion selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un noyau magnétique (118) entourant au moins partiellement l’au moins une barre conductrice (110), de préférence du côté de sa première extrémité (111).
  6. Dispositif de connexion selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la portion inférieure (140) présente une encoche (145) entre l’au moins une barre conductrice (110) et l’au moins un élément conducteur de signal (120),
    ladite encoche (145) étant configurée pour recevoir un organe complémentaire de l’onduleur (6) ou un élément du carter (66) de l’onduleur (6).
  7. Dispositif de connexion selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte un connecteur intermédiaire (129) associé à l’au moins un élément conducteur de signal (120) du côté de sa deuxième extrémité (123),
    une portion supérieure (150) s’étendant entre la portion d’interface (130) et le connecteur intermédiaire (129) ;
    la portion d’interface (130), la portion supérieure (150) et le connecteur intermédiaire (129) étant formés par une pièce en matière plastique surmoulée autour de l’au moins un élément conducteur de signal (120),
    le connecteur intermédiaire (129) étant configuré pour coopérer avec le connecteur (24) lié au moteur électrique (2).
  8. Dispositif de connexion selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comporte un joint d’étanchéité (160) surmoulé avec la portion d’interface (130), ou
    un joint d’étanchéité (160) rapporté sur la portion d’interface (130) présentant une première partie (162) recouvrant au moins partiellement une face supérieure (132) de la portion d’interface (130), la face supérieure (132) étant tournée vers la deuxième extrémité (113) de l’au moins une barre conductrice (110),
    le joint d’étanchéité (160) présentant une deuxième partie (164) recouvrant une face latérale périphérique (136) de la portion d’interface (130) destinée à coopérer avec des parois de l’ouverture (47) du carter (4).
  9. Dispositif de connexion selon la revendication 8, caractérisé en ce que la deuxième partie (164) du joint d’étanchéité (160) présente une surface externe (166) ondulée.
  10. Dispositif de connexion selon l’une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la première partie (162) du joint d’étanchéité (160) comporte au moins un orifice (163a, 163b, 163c) traversé par l’au moins une barre conductrice (110) et l’au moins un élément conducteur de signal (120) et/ou au moins un pion (138) saillant depuis la portion d’interface (130).
  11. Procédé d’assemblage d’un moteur électrique (2) intégré dans un carter (4) formant un volume de réception du moteur électrique (VM) à un onduleur (6) avec un dispositif de connexion électrique (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, ledit procédé comportant les étapes de :
    - raccordement (202) électrique et mécanique de la première extrémité (111) de l’au moins une barre conductrice (110) à l’étage de puissance (64) de l’onduleur (6),
    - raccordement (203) électrique et mécanique de la première extrémité (121) de l’au moins un élément conducteur de signal (120) au module de commande (62) de l’onduleur (6),
    - raccordement (205) électrique et mécanique de la deuxième extrémité (113) de l’au moins une barre conductrice (110) à une phase du moteur électrique (2),
    - raccordement (206) électrique et mécanique de la deuxième extrémité (123) de l’au moins un élément conducteur de signal (120) au connecteur (24) lié au moteur électrique (2).
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