WO2020127858A1 - Ensemble d'interconnexion pour machine électrique tournante et machine électrique tournante - Google Patents

Ensemble d'interconnexion pour machine électrique tournante et machine électrique tournante Download PDF

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WO2020127858A1
WO2020127858A1 PCT/EP2019/086499 EP2019086499W WO2020127858A1 WO 2020127858 A1 WO2020127858 A1 WO 2020127858A1 EP 2019086499 W EP2019086499 W EP 2019086499W WO 2020127858 A1 WO2020127858 A1 WO 2020127858A1
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interconnection
connection
terminal
module
connection terminal
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PCT/EP2019/086499
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Ahmad TAYBA
Xavier COLLIN
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Valeo Equipements Electriques Moteur
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
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    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
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    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/03—Machines characterised by the wiring boards, i.e. printed circuit boards or similar structures for connecting the winding terminations
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations

Definitions

  • the present invention relates to an interconnection assembly for a rotating electrical machine as well as a rotating electrical machine equipped with such an interconnection assembly.
  • a rotating electrical machine is an electromechanical device, preferably polyphase, and making it possible to convert electrical energy into mechanical energy, or vice versa.
  • a known application of rotary electrical machines in the automotive field is the alternator-starter: a device for automatically stopping and restarting a thermal engine of a motor vehicle which makes it possible to reduce fuel consumption and pollution, for example during a short stop at a red light.
  • a rotating electric machine includes:
  • an electric motor comprising a rotor and a stator
  • control system electrically controlling the electric motor.
  • control system comprises a power module making it possible to define a value of an electric current flowing in each of the electric phases of the stator of the electric motor, and a control device comprising a control module making it possible to control the power module according to certain environmental parameters and data measured on the motor vehicle.
  • the control system may also include a heat sink body and a cover to protect the electrical elements of the control system such as the power module and the control module.
  • an interconnector which makes it possible to establish a correspondence between the ends of the phase windings of the stator and the power modules which are angularly offset relative to the ends of the phase windings of the stator.
  • Patent application FR3056842 presents such an electric machine in which the ends of the stator phase windings are soldered to the terminals of an interconnector.
  • the interconnector terminals are electrically linked to connection terminals via traces on which a support made of insulating material is overmolded.
  • the connection terminals are projecting relative to the axial direction, that is to say in the same direction as the axis of rotation of the rotor of the electric motor.
  • the connection terminals are electrically connected to the legs of the power modules.
  • connection terminals with the legs of the power modules are carried out by means of a screw extending in a radial direction, that is to say a direction perpendicular to the axis of rotation of the rotor of the electric motor. .
  • screwing is a particularly slow assembly process and requires complex tools to automate in particular because of the handling of the screws.
  • screw connection is not removable, that is to say that it is not possible to separate the connection terminals from the legs of the power modules without dismantling or destroying the connection.
  • An object of the present invention is to provide an interconnection assembly for a rotating electrical machine in order to at least largely respond to the above problems.
  • the invention relates to an interconnection assembly for a rotary electrical machine comprising:
  • a first interconnection module comprising a first terminal intended to be electrically connected to one end of phase winding of a stator of an electric motor and a first connection terminal electrically connected to the first terminal
  • a second interconnection module comprising a second connection terminal electrically connected to a second terminal intended to be electrically connected to an electronic control module or to an electronic power module of the rotary electrical machine
  • the first connection terminal and the second connection terminal being configured to come into electrical contact according to a removable connection in a connection direction, in particular the direction of the axis of rotation O of the electric motor.
  • interconnection assembly facilitates the assembly of the control system of the rotary electrical machine on the electric motor. Indeed, this assembly does not require screws or any other non-removable electrical connection device to establish the electrical connection between the phase windings of the electric motor and the electronic modules of the control system. Assembly is faster and does not require complex tools.
  • Such an interconnection assembly also facilitates the separation, for example during disassembly, of the electric motor control system. It is thus possible to replace the control system or the electric motor without complex or destructive disassembly.
  • this removable connection makes it possible to reduce the bulk since it does not require an additional fixing system such as screws.
  • the interconnection assembly allows greater flexibility in the manufacture of the rotary electrical machine. It is indeed possible to separately manufacture the control system, on which is fixed the second interconnection module, and the electric motor, on which is fixed the first interconnection module, then to assemble them in a last step.
  • the electrical contact between the first connection terminal and the second connection terminal is ensured by an elastic conductive element.
  • a conductive elastic element improves the electrical contact between the first connection terminal and the second connection terminal by allowing tolerances in the shape of the connection terminals and positioning between the larger connection terminals, these tolerances which can be compensated by the elasticity of the conductive elastic element.
  • the electrical contact between the first connection terminal and the second connection terminal is ensured by a plug-in, one of the first connection terminal and the second connection terminal comprises a male connection member , the other of the first connection terminal and the second connection terminal comprises a female connection member.
  • the female connection member comprises a cylindrical socket and the male connection member comprises a plug capable of being inserted into the cylindrical socket.
  • the first terminal and the first connection terminal of the first interconnection module are overmolded in a first support made of an electrical insulating material, in particular a plastic material, and / or the second terminal and the second terminal of the second interconnection module are overmolded in a second support made of an electrical insulating material, in particular a plastic material.
  • the first interconnection module comprises a plurality of first terminals and first connection terminals and / or the second interconnection module comprises a plurality of second terminals and second connection terminals.
  • the first interconnection module comprises a sensor.
  • the senor is a temperature sensor and / or an angular position sensor capable of measuring the angular position and / or the speed of a rotor of the electric motor.
  • the first interconnection module and / or the second interconnection module comprises a magnetic core provided with an air gap where a Hall effect sensor is intended to be arranged in order to measure a current.
  • the invention also relates to a rotary electric machine comprising:
  • an electric motor comprising a stator comprising a body and a winding formed by a plurality of phase windings, each phase winding comprising at least one end electrically connected to the first terminals of the first interconnection module,
  • an electronic control system for the rotary electrical machine electrically connected to the second terminals of the second interconnection module, and comprising a heat sink body receiving an electronic control module and / or an electronic power module,
  • the first interconnection module being integral with the stator body and the second interconnection module being integral with the heat sink body.
  • the heat sink body is closed by a cover, the interface zone between the heat sink body and the cover being flat.
  • FIG. 1 shows a rotary electrical machine equipped with an interconnection assembly according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 represents the first interconnection module and the second interconnection module of the interconnection assembly of FIG. 1,
  • FIG. 3 represents the second interconnection module of the interconnection assembly of FIG. 1,
  • FIG. 4 represents the terminals and connection terminals of the first interconnection module of the interconnection assembly of FIG. 1,
  • FIG. 5 represents the terminals and connection terminals of the second interconnection module of the interconnection assembly of FIG. 1,
  • FIG. 6 represents an interconnection module of an interconnection assembly according to a second embodiment
  • FIG. 7 schematically represents a section of the connection terminals of the first interconnection module and of the second interconnection module of the interconnection assembly of FIG. 1.
  • FIG. 1 represents a rotary electric machine 1 comprising an electric motor 8 and a control system 2.
  • the electric motor 8 comprises a rotor 3 with an axis of rotation O and a stator 4
  • the stator 4 surrounds the rotor 3 with the presence of an air gap between the internal periphery of the stator 4 and the external periphery of the rotor 3.
  • the stator 4 is fixedly mounted in a casing 26 provided with a front bearing and a rear landing. Room allowing the circulation of a heat transfer fluid can be carried out between the front bearing and the rear bearing of the casing 26 so as to improve the cooling of the electric motor 8.
  • the rotary electrical machine 1 is able to operate in a generator mode in particular to supply energy to a battery and to the on-board network of a vehicle, and in an engine mode, not only, for example, to ensure the starting of 'a vehicle engine, but also, for example, to participate in the traction of the vehicle alone or in combination with the engine.
  • the rotor 3 comprises for example a body in the form of a pack of sheets, permanent magnets being implanted in cavities of the body.
  • the stator 4 comprises for example a body constituted by a pack of sheets as well as phase windings.
  • the body can be formed by a stack of sheets of sheets held in the form of a pack by means of a suitable fixing system.
  • the stator body is for example provided with teeth defining two by two of the notches for mounting the phase windings 5 forming the stator winding 4.
  • Each phase winding 5 comprises a first end and a second end 12.
  • the first end of the phase windings 5 is for example electrically connected to a neutral bar.
  • the second end of the phase windings 5 is electrically connected to a first terminal 11 of a first interconnection module 6.
  • the first interconnection module 6 further comprises:
  • a first support 16 made of an insulating material, in particular a plastic material.
  • the first terminal 11 and the first connection terminal 20 are for example overmolded in the first support 16.
  • FIG. 4 represents the first terminal 11 and the first connection terminal 20 before the first support 16 is overmolded.
  • Terminal 1 comprises a first end to which the first terminal 1 1 is fixed and a second end to which the second end 12 of the phase winding is electrically connected 5.
  • This electrical connection is for example made by welding or soldering or crimping .
  • the first connection terminal 20 and the first terminal 1 1 are for example linked by crimping.
  • first connection terminal 20 and the first terminal 11 are force-fitted or welded or brazed or screwed.
  • the first interconnection module 6 has for example a generally annular shape.
  • the first interconnection module 6 is for example screwed or riveted to the rear bearing of the stator 26 of the electric motor 8.
  • the first interconnection module 6 comprises for example six first terminals and six first connection terminals 20 as shown in FIG. 2 for a hexaphase electric motor 8.
  • the control system 2 comprises a second interconnection module 7.
  • the first terminal 1 1 may comprise between its first end and its second end an intermediate part.
  • the intermediate part is for example in the form of a circular arc. It makes it possible to establish a correspondence between the second end 12 of the stator phase winding and a second connection terminal of the second interconnection module 7.
  • the first interconnection module 6 and the second interconnection module 7 form an interconnection assembly 100.
  • FIG. 2 represents the interconnection assembly according to a first embodiment.
  • the second interconnection module 7 comprises a second terminal 14 and a second connection terminal 21.
  • the second connection terminal 21 is electrically connected to the first connection terminal 20.
  • the second interconnection module 7 further comprises a second support 15 made of an insulating material, in particular a plastic material.
  • the second terminal 14 and the second connection terminal 21 are for example overmolded in the second support 15.
  • FIG. 3 represents the second interconnection module 7.
  • the second support 15 can comprise a rib 22 between two adjacent second connection terminals 21. Such a rib 22 makes it possible to stiffen the second interconnection module 7.
  • FIG. 5 shows the second terminal 14 and the second connection terminal 21 before the second support 15 is overmolded.
  • the second connection terminal 21 and the second terminal 14 are for example linked by crimping.
  • the second connection terminal 21 and the second terminal 11 are force-fitted or welded or brazed or screwed.
  • This relative movement making it possible to establish or interrupt the electrical connection between the first connection terminal 20 and the second connection terminal 21 is for example a translation, in particular a translation along a connection direction such as the direction of the axis of O rotation of the rotor 3.
  • the first connection terminal 20 comprises a male connection member, in particular a plug, for example a plug of cylindrical shape.
  • the second connection terminal 21 comprises a female connection member, in particular a socket, for example a socket of cylindrical shape.
  • the male connection member is capable of being inserted into the female connection member.
  • the first connection terminal 20 comprises a female connection member and the second connection terminal 21 comprises a male connection member.
  • the first interconnection module 6 comprises a plurality of first connection terminals 20 of which at least one first connection terminal comprises a male connection member and at least one other first connection terminal comprises a female connection member, and
  • the second interconnection module 7 comprises a plurality of second connection terminals 21, a second connection terminal of which comprises a female connection member into which the male connection member of the at least first connection terminal is inserted, and another second connection terminal comprises a male connection member inserting into the female connection member of the at least other first connection terminal.
  • the first interconnection module 6 comprises at least three first connection terminals 20. Each first connection terminal is electrically connected to a second connection terminal 21 of the second interconnection module 7.
  • This electrical connection is made by an electrical contact between the first connection terminal 20 and the second connection terminal 21. This electrical contact is provided by a plug-in.
  • a coding system can be provided.
  • the polarization is enabled by an arrangement of the connection terminals which do not allow plugging in a single position.
  • the rib 22 can also participate in the polarization. Indeed, the rib 22, disposed between the female connection members blocks the insertion of a male connection 20 between the female connection members 21. The insertion of the male connection member can only be obtained in the female connection members 21.
  • the control system 2 further comprises:
  • an electronic power module 10 capable of electrically supplying the electric motor 8
  • an electronic control module 29 configured to generate at least one control signal enabling the power module 10 to be controlled.
  • the electronic power module 10 has a heat exchange face with the heat sink body 18.
  • the heat exchange between the electronic power module 10 and the heat sink body 18 can be achieved by means of a thermal conductive element such as a thermal paste, or a thermal glue.
  • the heat sink body 18 may include an internal circuit allowing the circulation of a heat transfer liquid, in particular water.
  • the circulation of a heat transfer fluid improves the cooling of the power module 10.
  • the heat sink body 18 includes cooling fins promoting heat exchanges with the ambient air to cool the power module 10.
  • the filtering capacity 150 has a heat exchange face in thermal contact with the heat sink body 18 so as to promote the cooling of the filtering capacity in order to achieve a thermal transfer of the calories generated by each filtering capacity 150 with l 'ambiant air.
  • the thermal contact can be made by means of a thermal conductive element such as a thermal paste, or a thermal adhesive.
  • the second interconnection module 7 is for example screwed or riveted on the heat sink body 18.
  • the power module 10 can comprise a plurality of power members, each power member comprising electronic components in electrical coupling with a metal substrate, preferably of the type of a bus bar 17 making it possible to electrically connect each power member of the module of power 10 to the second terminal 14 of the second interconnection module 7 and therefore to the phase winding 5 of the electric motor 8 via the first interconnection module 6.
  • Each power unit forming the power module 10 is supplied by two bus bars making it possible to electrically connect the power module 10 to the vehicle electrical network.
  • connection module 9 The electrical connection between the bus bar 17 and the second terminal 14 of the second interconnection module 7 is made by means of a connection module 9. This type of electrical connection is used in the control system shown in the figure 1.
  • connection module 9 comprises a connection busbar 13 ensuring the electrical connection between the busbar 17 and the second terminal 14.
  • the connection module 9 further comprises, around the connection busbar 13, a magnetic toroid 30 provided an air gap where a Hall effect sensor (not shown) is intended to be arranged in order to measure the phase current passing through the bus bar 13.
  • connection module 9 can further comprise a third support, in particular a third overmolded support, making it possible to maintain the connection busbar 13 and the magnetic toroid 30 and to electrically isolate the connection busbar 13.
  • FIG. 6 represents a second interconnection module 70 of an interconnection assembly according to a second embodiment.
  • the second interconnection module 70 performs the functions of the connection module 13.
  • the connection module 13 is no longer necessary.
  • the second interconnection module 70 comprises a second terminal 24 and a second connection terminal 21.
  • the second connection terminal 21 is, as in the first embodiment, intended to be electrically connected to the first connection terminal 20.
  • the second interconnection module 70 further comprises, around the second terminal 24, a magnetic toroid 23 provided with an air gap where a Hall effect sensor (not shown) is intended to be arranged in order to measure the current of the passing phase. via the second terminal 24.
  • the second interconnection module 70 further comprises a second support 150 made of an electrical insulating material, in particular a plastic material.
  • the second support 150 is for example overmolded on the second terminal 24, the second connection terminal 21 and the magnetic toroid 23.
  • the second terminal 24 is for example directly connected to the bus bar 17. This connection is for example made by soldering or soldering the second terminal 24 to the bus bar 17 of the power module 10.
  • the second support 150 has an opening 25 allowing for example the passage of a control pin between the power module and the electronic control module 29.
  • the interface zone between the heat sink body 18 and the cover 19 is flat.
  • the first interconnection module 6 comprises a sensor.
  • the sensor is for example a temperature sensor and / or an angular position sensor able to measure the angular position and / or the speed of the rotor 3 of the electric motor 8.
  • FIG. 7 represents a section AA of a male connection member of a first connection terminal 20 plugged into a female connection member of a second connection terminal 21.
  • the male connection member is for example a plug and the female connection member is for example a socket of cylindrical shape.
  • a conductive elastic element in particular a spring 27, allows the electrical connection between the male connection member and the female connection member.
  • the spring 27 is housed in the female connection member.
  • the spring 27 is held in the female connection member in the direction of insertion of the male connection member in the female connection member. This holding is for example achieved using a flange formed at the entrance to the entry of the female connection member.
  • the spring 27 is positioned on an external surface of the male connection member.
  • the spring 27 is held on the male connection member in the direction of insertion of the male connection member in the female connection member. This holding is for example achieved using a flange formed on the outer surface of the end of the male connection member.
  • the spring 27 is for example a polygonal spring made from a metal sheet or a wave-shaped spring made from a metal sheet.

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Abstract

L'invention porte sur un ensemble d'interconnexion (100) pour machine électrique tournante comportant : - un premier module d'interconnexion (6) comportant une première borne (11) destinée à être reliée électriquement à une extrémité d'enroulement de phase (5) d'un stator d'un moteur électrique (8) et un premier terminal de connexion (20) relié électriquement à la première borne (11), - un deuxième module d'interconnexion (7) comportant un deuxième terminal de connexion (21) relié électriquement à une deuxième borne (14) destinée à être reliée électriquement à un module électronique de commande (29) ou à un module électronique de puissance (10) de la machine électrique tournante, le premier terminal de connexion (20) et le deuxième terminal de connexion (21) étant configurés pour entrer en contact électrique selon une connexion amovible dans une direction de connexion. L'invention porte également sur une machine électrique tournante comprenant l'ensemble d'interconnexion (100).

Description

Description
Titre de l'invention : Ensemble d’interconnexion pour machine électrique tournante et machine électrique
tournante
[La présente invention porte sur un ensemble d’interconnexion pour machine électrique tournante ainsi qu’une machine électrique tournante équipée d’un tel ensemble d’interconnexion.
Une machine électrique tournante est un dispositif électromécanique, préférentiellement polyphasé, et permettant de convertir une énergie électrique en une énergie mécanique, ou inversement. Une application connue des machines électriques tournantes dans le domaine de l’automobile est l’alterno-démarreur : un dispositif d'arrêt et de redémarrage automatique d’un moteur thermique de véhicule automobile qui permet de réduire la consommation en carburant et la pollution, par exemple lors d’un arrêt de courte durée à un feu rouge.
Une machine électrique tournante comprend :
- un moteur électrique comprenant un rotor et un stator,
- un système de commande pilotant électriquement le moteur électrique.
Plus particulièrement le système de commande comprend un module de puissance permettant de définir une valeur d’un courant électrique circulant dans chacune des phases électriques du stator du moteur électrique, et un dispositif de commande comprenant un module de commande permettant de piloter le module de puissance en fonction de certains paramètres environnementaux et données mesurées sur le véhicule automobile.
Le système de commande peut comprendre également un corps dissipateur thermique et un couvercle pour protéger les éléments électriques du système de commande tels que le module de puissance et le module de commande.
De manière connue on utilise un interconnecteur permettant d'établir une correspondance entre les extrémités des enroulements de phase du stator et des modules de puissance qui sont décalées angulairement par rapport aux extrémités des enroulements de phase du stator. La demande de brevet FR3056842 présente une telle machine électrique dans laquelle les extrémités des enroulements de phase du stator sont soudées à des bornes d’un interconnecteur. Les bornes de l’interconnecteur sont liées électriquement à des terminaux de connexion via des traces sur lesquelles est surmoulé un support réalisé dans un matériau isolant. Les terminaux de connexion s’entendent en saillie par rapport dans la direction axiale c’est-à-dire dans la même direction que l’axe de rotation du rotor du moteur électrique. Les terminaux de connexion sont connectés électriquement à des pattes des modules de puissances. La connexion électrique de chacun des terminaux de connexion avec les pattes des modules de puissance est réalisée grâce à une vis s’étendant dans une direction radiale c’est-à-dire une direction perpendiculaire à l’axe de rotation du rotor du moteur électrique.
Cette connexion grâce à des vis s’étendant dans une direction radiale est très contraignante. En effet elle nécessite l’aménagement de zones de passage pour une visseuse.
Ces zones de passage pour la visseuse peuvent entraîner une complexification des formes des pièces environnantes. Il peut être par exemple nécessaire d’avoir une interface non plane entre le corps dissipateur thermique et le couvercle du système de commande. Cette interface non plane entraîne une application de joint plus complexe entre le corps dissipateur thermique et le couvercle du système de commande.
Il peut aussi être nécessaire de ne monter le corps dissipateur thermique et/ou couvercle du système de commande qu’après avoir effectué la connexion vissée entre les terminaux de connexion et les pattes des modules de puissance. C’est une contrainte industrielle importante. Il n’est en effet pas possible d’assembler un système de commande fini sur le moteur électrique.
De plus le vissage est un procédé d’assemblage particulièrement lent et qui nécessite un outillage complexe à automatiser en particulier à cause de la manipulation des vis. Par ailleurs une telle connexion vissée n’est pas amovible c’est-à-dire qu’il n’est pas possible de séparer les terminaux de connexion des pattes des modules de puissance sans démontage ou destruction de la connexion.
Un but de la présente invention est de proposer un ensemble d’interconnexion pour machine électrique tournante afin de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents.
L’invention porte sur un ensemble d’interconnexion pour machine électrique tournante comportant :
- un premier module d’interconnexion comportant une première borne destinée à être reliée électriquement à une extrémité d’enroulement de phase d’un stator d’un moteur électrique et un premier terminal de connexion relié électriquement à la première borne,
- un deuxième module d’interconnexion comportant un deuxième terminal de connexion relié électriquement à une deuxième borne destinée à être reliée électriquement à un module électronique de commande ou à un module électronique de puissance de la machine électrique tournante,
le premier terminal de connexion et le deuxième terminal de connexion étant configurés pour entrer en contact électrique selon une connexion amovible dans une direction de connexion, notamment la direction de l’axe de rotation O du moteur électrique.
L’utilisation d’un tel ensemble d’interconnexion facilite l’assemblage du système de commande de la machine électrique tournante sur le moteur électrique. En effet cet assemblage ne nécessite pas de vis ou d’un autre dispositif de connexion électrique non démontable pour établir la connexion électrique entre les enroulements de phase du moteur électrique et les modules électroniques du système de commande. L’assemblage est plus rapide et ne nécessite pas d’outillage complexe.
Un tel ensemble d’interconnexion facilite également la séparation, par exemple lors d’un démontage, du système de commande du moteur électrique. Il est ainsi possible d’effectuer un remplacement du système de commande ou du moteur électrique sans démontage complexe ou destructif. De plus cette connexion amovible permet de réduire l’encombrement car elle ne nécessite pas de système de fixation supplémentaire tel que des vis.
L’ensemble d’interconnexion permet une plus grande flexibilité dans la fabrication de la machine électrique tournante. Il est en effet possible de fabriquer séparément le système de commande, sur lequel est fixé le deuxième module d’interconnexion, et le moteur électrique, sur lequel est fixé le premier module d’interconnexion, puis de les assembler dans une dernière étape
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le contact électrique entre le premier terminal de connexion et le deuxième terminal de connexion est assuré par un élément élastique conducteur.
L’utilisation d’un élément élastique conducteur permet d’améliorer le contact électrique entre le premier terminal de connexion et le deuxième terminal de connexion en permettant des tolérances de forme des terminaux de connexion et de positionnement entre les terminaux de connexion plus larges, ces tolérances pouvant être compensées par l’élasticité de l’élément élastique conducteur.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le contact électrique entre le premier terminal de connexion et le deuxième terminal de connexion est assuré par un enfichage, l’un du premier terminal de connexion et du deuxième terminal de connexion comprend un organe de connexion male, l’autre du premier terminal de connexion et du deuxième terminal de connexion comprend un organe de connexion femelle.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, l’organe de connexion femelle comprend une douille cylindrique et l’organe de connexion male comprend une fiche apte à être insérée dans la douille cylindrique.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la première borne et le premier terminal de connexion du premier module d’interconnexion sont surmoulés dans un premier support réalisé dans un matériau isolant électrique, notamment un matériau plastique, et/ou la deuxième borne et le deuxième terminal du deuxième module d’interconnexion sont surmoulés dans un deuxième support réalisé dans un matériau isolant électrique, notamment un matériau plastique. Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le premier module d’interconnexion comprend une pluralité de premières bornes et de premiers terminaux de connexion et/ou le deuxième module d’interconnexion comprend une pluralité de deuxièmes bornes et de deuxièmes terminaux de connexion.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le premier module d’interconnexion comprend un capteur.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le capteur est un capteur de température et/ou un capteur de position angulaire apte à mesurer la position angulaire et/ou la vitesse d’un rotor du moteur électrique.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le premier module d’interconnexion et/ou le deuxième module d’interconnexion comprend un tore magnétique muni d’un entrefer où un capteur à effet Hall est destiné à être disposé afin de mesurer un courant.
L’invention porte aussi sur une machine électrique tournante comprenant :
- un ensemble d’interconnexion selon l’une des revendications précédentes,
- un moteur électrique comprenant un stator comprenant un corps et un bobinage formé par une pluralité d’enroulements de phase, chaque enroulement de phase comportant au moins une extrémité reliée électriquement aux premières bornes du premier module d’interconnexion,
- un système électronique de commande de la machine électrique tournante relié électriquement aux deuxièmes bornes du deuxième module d’interconnexion, et comprenant un corps dissipateur thermique recevant un module électronique de commande et/ou un module électronique de puissance,
le premier module d’interconnexion étant solidaire du corps du stator et le deuxième module d’interconnexion étant solidaire du corps dissipateur thermique.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le corps dissipateur thermique est refermé par un couvercle, la zone d’interface entre le corps dissipateur thermique et le couvercle étant plane.
Une zone d’interface entre le corps dissipateur thermique et le couvercle permet l’installation facile d’un joint. Il est notamment plus facile de faire une dépose de joint de manière automatisée. L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’exemples non limitatifs de mise en oeuvre de celle-ci et à l’examen du dessin annexé sur lequel :
- la figure 1 représente une machine électrique tournante équipé d’un ensemble d’interconnexion selon un premier mode de réalisation de l’invention
- la figure 2 représente le premier module d’interconnexion et le deuxième module d’interconnexion de l’ensemble d’interconnexion de la figure 1 ,
- la figure 3 représente le deuxième module d’interconnexion de l’ensemble d’interconnexion de la figure 1 ,
- la figure 4 représente les bornes et terminaux de connexion du premier module d’interconnexion de l’ensemble d’interconnexion de la figure 1 ,
- la figure 5 représente les bornes et terminaux de connexion du deuxième module d’interconnexion de l’ensemble d’interconnexion de la figure 1 ,
- la figure 6 représente un module d’interconnexion d’un ensemble d’interconnexion selon un deuxième mode de réalisation,
- la figure 7 représente schématiquement une section des terminaux de connexion du premier module d’interconnexion et du deuxième module d’interconnexion de l’ensemble d’interconnexion de la figure 1 .
Sur toutes les figures, les éléments identiques ou assurant la même fonction portent les mêmes numéros de référence. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
La figure 1 représente une machine électrique tournante 1 comprenant un moteur électrique 8 et un système de commande 2.
Le moteur électrique 8 comprend un rotor 3 d’axe de rotation O et un stator 4
Le stator 4 entoure le rotor 3 avec présence d'un entrefer entre la périphérie interne du stator 4 et la périphérie externe du rotor 3. Le stator 4 est monté de manière fixe dans un carter 26 muni d'un palier avant et d'un palier arrière. Une chambre permettant la circulation d’un fluide caloporteur peut être réalisée entre le palier avant et le palier arrière du carter 26 de manière à améliorer le refroidissement du moteur électrique 8.
La machine électrique tournante 1 est apte à fonctionner dans un mode générateur pour fournir notamment de l'énergie à une batterie et au réseau de bord d’un véhicule, et dans un mode moteur, non seulement, par exemple, pour assurer le démarrage d’un moteur thermique du véhicule, mais également, par exemple, pour participer à la traction du véhicule seule ou en combinaison avec le moteur thermique.
Le rotor 3 comporte par exemple un corps sous la forme d'un paquet de tôles, des aimants permanents étant implantés dans des cavités du corps.
Le stator 4 comporte par exemple un corps constitué par un paquet de tôles ainsi que des enroulements de phase 5. Le corps peut être formé par un empilement de feuilles de tôles maintenues sous forme de paquet au moyen d'un système de fixation adapté. Le corps de stator est par exemple muni de dents délimitant deux à deux des encoches pour le montage des enroulements de phase 5 formant le bobinage stator 4.
Chaque enroulement de phase 5 comprend une première extrémité et une deuxième extrémité 12. La première extrémité des enroulements de phase 5 est par exemple connectée électriquement à une barre de neutre.
La deuxième extrémité des enroulements de phase 5 est connectée électriquement à une première borne 1 1 d’un premier module d’interconnexion 6.
Le premier module d’interconnexion 6 comprend en outre :
- un premier terminal de connexion 20 connecté électriquement à la première borne
1 1 ,
- un premier support 16 réalisé dans une matière isolante, notamment un matériau plastique.
La première borne 1 1 et le premier terminal de connexion 20 sont par exemple surmoulés dans le premier support 16. La figure 4 représente la première borne 1 1 et le premier terminal de connexion 20 avant le surmoulage du premier support 16.
La borne 1 comprend une première extrémité sur laquelle la première borne 1 1 est fixée et une deuxième extrémité à laquelle est connectée électriquement la deuxième extrémité 12 de l’enroulement de phase 5. Cette connexion électrique est par exemple réalisée par soudage ou brasage ou sertissage.
Le premier terminal de connexion 20 et la première borne 1 1 sont par exemple liés par un sertissage.
Dans d’autres modes de réalisation le premier terminal de connexion 20 et la première borne 1 1 sont emmanchés à force ou soudés ou brasés ou vissés.
Le premier module d’interconnexion 6 a par exemple une forme globalement annulaire.
Le premier module d’interconnexion 6 est par exemple vissé ou riveté sur le palier arrière du stator 26 du moteur électrique 8.
Le premier module d’interconnexion 6 comprend par exemple six premières bornes et six premiers terminaux de connexion 20 comme représentés sur la figure 2 pour un moteur électrique 8 hexaphasé.
Le système de commande 2 comprend un deuxième module d’interconnexion 7.
La première borne 1 1 peut comprendre entre sa première extrémité et sa deuxième extrémité une partie intermédiaire. La partie intermédiaire est par exemple en forme d’arc de cercle. Elle permet d'établir une correspondance entre la deuxième extrémité 12 de l’enroulement de phase du stator et un deuxième terminal de connexion du deuxième module d’interconnexion 7.
Le premier module d’interconnexion 6 et le deuxième module d’interconnexion 7 forme un ensemble d’interconnexion 100.
La figure 2 représente l’ensemble d’interconnexion selon un premier mode de réalisation. Le deuxième module d’interconnexion 7 comprend une deuxième borne 14 et un deuxième terminal de connexion 21. Le deuxième terminal de connexion 21 est électriquement connecté au premier terminal de connexion 20.
Le deuxième module d’interconnexion 7 comprend en outre un deuxième support 15 réalisé dans une matière isolante, notamment un matériau plastique.
La deuxième borne 14 et le deuxième terminal de connexion 21 sont par exemple surmoulés dans le deuxième support 15.
La figure 3 représente le deuxième module d’interconnexion 7.
Le deuxième support 15 peut comprendre une nervure 22 entre deux deuxièmes terminaux de connexion 21 adjacents. Une telle nervure 22 permet de rigidifier le deuxième module d’interconnexion 7.
La figure 5 représente la deuxième borne 14 et le deuxième terminal de connexion 21 avant le surmoulage du deuxième support 15.
Le deuxième terminal de connexion 21 et la deuxième borne 14 sont par exemple liés par un sertissage.
Dans d’autres modes de réalisation le deuxième terminal de connexion 21 et la deuxième borne 1 1 sont emmanchés à force ou soudés ou brasés ou vissés.
La connexion électrique entre le premier terminal de connexion 20 et le deuxième terminal de connexion 21 est réalisée grâce à une connexion amovible c’est-à-dire une connexion qui peut être établie ou interrompue par simple mouvement relatif entre le premier terminal de connexion 20 et le deuxième terminal de connexion 21.
Ce mouvement relatif permettant d’établir ou d’interrompre la connexion électrique entre le premier terminal de connexion 20 et le deuxième terminal de connexion 21 est par exemple une translation, notamment une translation suivant une direction de connexion comme la direction de l’axe de rotation O du rotor 3.
Le premier terminal de connexion 20 comprend un organe de connexion male notamment une fiche, par exemple une fiche de forme cylindrique.
Le deuxième terminal de connexion 21 comprend un organe de connexion femelle notamment une douille, par exemple une douille de forme cylindrique. L’organe de connexion male est apte à être inséré dans l’organe de connexion femelle.
Dans un autre mode de réalisation non représenté le premier terminal de connexion 20 comprend un organe de connexion femelle et le deuxième terminal de connexion 21 comprend un organe de connexion male.
Dans un autre mode de réalisation non représenté :
- le premier module d’interconnexion 6 comprend une pluralité de premiers terminaux de connexion 20 dont au moins un premier terminal de connexion comprend un organe de connexion male et au moins un autre premier terminal de connexion comprend un organe de connexion femelle, et
- le deuxième module d’interconnexion 7 comprend une pluralité de deuxièmes terminaux de connexion 21 dont un deuxième terminal de connexion comprend un organe de connexion femelle dans lequel s’insère l’organe de connexion male de l’au moins premier terminal de connexion et un autre deuxième terminal de connexion comprend un organe de connexion male s’insérant dans l’organe de connexion femelle de l’au moins autre premier terminal de connexion.
Le premier module d’interconnexion 6 comprend au moins trois premiers terminaux de connexion 20. Chaque premier terminal de connexion est connecté électriquement à un deuxième terminal de connexion 21 du deuxième module d’interconnexion 7.
Cette connexion électrique est réalisée par un contact électrique entre le premier terminal de connexion 20 et le deuxième terminal de connexion 21. Ce contact électrique est assuré par un enfichage.
Pour assurer que chaque premier terminal de connexion 20 est connecté au bon deuxième terminal de connexion 21 , un système de détrompage peut être prévu.
Dans le premier mode de réalisation de l’ensemble d’interconnexion, le détrompage est permis par une disposition des terminaux de connexion ne permettant l’enfichage dans une seule position.
La nervure 22 peut également participer au détrompage. En effet la nervure 22, disposée entre les organes de connexion femelles bloque l’insertion d’un organe de connexion male 20 entre les organes de connexion femelles 21 . L’insertion de l’organe de connexion male ne peut être obtenue que dans les organes de connexion femelles 21 .
Le système de commande 2 comprend en outre :
- un corps dissipateur thermique 18,
- un couvercle de fermeture 19 du corps dissipateur thermique 18,
- un module électronique de puissance 10 apte à alimenter électriquement le moteur électrique 8,
- un module électronique de commande 29 configuré pour générer au moins un signal de commande permettant de piloter le module de puissance 10.
Le module électronique de puissance 10 présente une face d’échange thermique avec le corps dissipateur thermique 18.
L’échange thermique entre le module électronique de puissance 10 et le corps dissipateur thermique 18 peut être réalisé par l’intermédiaire d’un élément conducteur thermique tel une pâte thermique, ou une colle thermique.
Le corps dissipateur thermique 18 peut comprendre un circuit interne permettant la circulation d’un liquide caloporteur notamment de l’eau. La circulation d’un fluide caloporteur permet d’améliorer le refroidissement du module de puissance 10.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, le corps dissipateur thermique 18 comprend des ailettes de refroidissement favorisant les échanges thermiques avec l’air ambiant pour refroidir le module de puissance 10.
Le système de commande peut comprendre en outre une capacité de filtrage 28 permettant de filtrer le courant échangé entre le module de puissance 10 et le réseau de bord du véhicule.
La capacité de filtrage 150 présente un face d’échange de chaleur en contact thermique avec le corps dissipateur thermique 18 de manière à favoriser le refroidissement de la capacité de filtrage afin de réaliser un transfert thermique des calories générées par chaque capacité de filtrage 150 avec l’air ambiant. Le contact thermique peut être réalisé par l’intermédiaire d’un élément conducteur thermique tel une pâte thermique, ou une colle thermique. Le deuxième module d’interconnexion 7 est par exemple vissé ou riveté sur le corps dissipateur thermique 18.
Le module de puissance 10 peut comprendre une pluralité d’organes de puissance, chaque organe de puissance comportant des composants électroniques en couplage électrique avec un substrat métallique, préférentiellement du type d’une barre omnibus 17 permettant de relier électriquement chaque organe de puissance du module de puissance 10 à la deuxième borne 14 du deuxième module d’interconnexion 7 et donc à l’enroulement de phase 5 du moteur électrique 8 par l’intermédiaire du premier module d’interconnexion 6.
Chaque organe de puissance formant le module de puissance 10 est alimenté par deux barres omnibus permettant de relier électriquement le module de puissance 10 au réseau électrique du véhicule.
La liaison électrique entre la barre omnibus 17 et la deuxième borne 14 du deuxième module d’interconnexion 7 est réalisée par l’intermédiaire d’un module de liaison 9. Ce type de liaison électrique est utilisé dans le système de commande représenté sur la figure 1 .
Le module de liaison 9 comprend une barre omnibus de liaison 13 assurant la liaison électrique entre la barre omnibus 17 et la deuxième borne 14. Le module de liaison 9 comporte en outre, autour de la barre omnibus de liaison 13, un tore magnétique 30 muni d’un entrefer où un capteur à effet Hall (non représenté) est destiné à être disposé afin de mesurer le courant de phase passant par la barre omnibus de liaison 13.
Le module de liaison 9 peut comporter en outre un troisième support, notamment un troisième support surmoulé, permettant de maintenir la barre omnibus de liaison 13 et le tore magnétique 30 et d’isoler électriquement la barre omnibus de liaison 13.
Une première extrémité de la barre omnibus de liaison 13 est par exemple soudée ou brasée à la deuxième borne 14. Une deuxième extrémité de la barre omnibus de liaison 13 est par exemple soudée ou brasée à la barre omnibus 17 du module de puissance 10. La figure 6 représente un deuxième module d’interconnexion 70 d’un ensemble d’interconnexion selon un deuxième mode de réalisation.
Dans ce mode de réalisation le deuxième module d’interconnexion 70 assure des fonctions du module de liaison 13. Le module de liaison 13 n’est plus nécessaire.
Le deuxième module d’interconnexion 70 comprend une deuxième borne 24 et un deuxième terminal de connexion 21 . Le deuxième terminal de connexion 21 est, comme dans le premier mode de réalisation, destiné à être électriquement connecté au premier terminal de connexion 20.
Le deuxième module d’interconnexion 70 comporte en outre, autour de la deuxième borne 24, un tore magnétique 23 muni d’un entrefer où un capteur à effet Hall (non représenté) est destiné à être disposé afin de mesurer le courant de phase passant par la deuxième borne 24.
Le deuxième module d’interconnexion 70 comprend en outre un deuxième support 150 réalisé dans un matériau isolant électrique, notamment un matériau plastique.
Le deuxième support 150 est par exemple surmoulé sur la deuxième borne 24, le deuxième terminal de connexion 21 et le tore magnétique 23.
La deuxième borne 24 est par exemple directement connectée à la barre omnibus 17. Cette connexion est par exemple réalisée par soudure ou brasage de la deuxième borne 24 sur barre omnibus 17 du module de puissance 10.
Le deuxième support 150 comporte une ouverture 25 permettant par exemple le passage d’une broche de commande entre le module de puissance et le module électronique de commande 29.
Selon un mode de réalisation la zone d’interface entre le corps dissipateur thermique 18 et le couvercle 19 est plane.
Selon un mode de réalisation non représenté le premier module d’interconnexion 6 comprend un capteur. Le capteur est par exemple un capteur de température et/ou un capteur de position angulaire apte à mesurer la position angulaire et/ou la vitesse du rotor 3 du moteur électrique 8.
La figure 7 représente une section AA d’un organe de connexion male d’un premier terminal de connexion 20 enfiché dans un organe de connexion femelle d’un deuxième terminal de connexion 21. L’organe de connexion male est par exemple une fiche et l’organe de connexion femelle est par exemple une douille de forme cylindrique.
Un élément élastique conducteur, notamment un ressort 27, permet la connexion électrique entre l’organe de connexion male et l’organe de connexion femelle.
Selon un mode de réalisation, le ressort 27 est logé dans l’organe de connexion femelle. Avantageusement le ressort 27 est maintenu dans l’organe de connexion femelle selon la direction d’insertion de l’organe de connexion male dans l’organe de connexion femelle. Ce maintien est par exemple réalisé à l’aide un rebord réalisé à l’entrée de l’entrée de l’organe de connexion femelle.
Selon un autre mode de réalisation, le ressort 27 est positionné sur une surface externe de l’organe de connexion male. Avantageusement le ressort 27 est maintenu sur l’organe de connexion male selon la direction d’insertion de l’organe de connexion male dans l’organe de connexion femelle. Ce maintien est par exemple réalisé à l’aide un rebord réalisé sur la surface externe de l’extrémité de l’organe de connexion male.
Le ressort 27 est par exemple un ressort de forme polygonale réalisé à partir d’une tôle métallique ou un ressort en forme de vague réalisé à partir d’une tôle métallique.
Selon l’invention, les caractéristiques des différents modes de réalisation décrits peuvent être combinées.

Claims

Revendications
1. Ensemble d’interconnexion (100) pour machine électrique tournante comportant :
- un premier module d’interconnexion (6) comportant une première borne (1 1 ) destinée à être reliée électriquement à une extrémité d’enroulement de phase (5) d’un stator d’un moteur électrique (8) et un premier terminal de connexion (20) relié électriquement à la première borne (1 1 ),
- un deuxième module d’interconnexion (7) comportant un deuxième terminal de connexion (21 ) relié électriquement à une deuxième borne (14) destinée à être reliée électriquement à un module électronique de commande (29) ou à un module électronique de puissance (10) de la machine électrique tournante,
le premier terminal de connexion (20) et le deuxième terminal de connexion (21 ) étant configurés pour entrer en contact électrique selon une connexion amovible dans une direction de connexion, notamment la direction de l’axe de rotation O du moteur électrique (8).
2. Ensemble d’interconnexion (100) selon la revendication 1 , dans lequel le contact électrique entre le premier terminal de connexion (20) et le deuxième terminal de connexion (21 ) est assuré par un élément élastique conducteur (27).
3. Ensemble d’interconnexion (100) selon l’une des revendications 1 et 2 dans lequel le contact électrique entre le premier terminal de connexion (20) et le deuxième terminal de connexion (21 ) est assuré par un enfichage, l’un du premier terminal de connexion (20) et du deuxième terminal de connexion (21 ) comprend un organe de connexion male, l’autre du premier terminal de connexion et du deuxième terminal de connexion comprend un organe de connexion femelle.
4. Ensemble d’interconnexion (100) selon la revendication 3, dans lequel l’organe de connexion femelle comprend une douille cylindrique et l’organe de connexion male comprend une fiche apte à être insérée dans la douille cylindrique.
5. Ensemble d’interconnexion (100) selon l’une des revendications précédentes dans lequel la première borne (1 1 ) et le premier terminal de connexion (20) du premier module d’interconnexion (6) sont surmoulés dans un premier support (16) réalisé dans un matériau isolant électrique, notamment un matériau plastique, et/ou la deuxième borne (14) et le deuxième terminal (21 ) du deuxième module d’interconnexion (7) sont surmoulés dans un deuxième support (15) réalisé dans un matériau isolant électrique, notamment un matériau plastique.
6. Ensemble d’interconnexion (100) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le premier module d’interconnexion (6) comprend une pluralité de premières bornes (1 1 ) et de premiers terminaux de connexion (20) et/ou le deuxième module d’interconnexion (7) comprend une pluralité de deuxièmes bornes (14) et de deuxièmes terminaux de connexion (21 ).
7. Ensemble d’interconnexion (100) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le premier module d’interconnexion (6) comprend un capteur.
8. Ensemble d’interconnexion (100) selon la revendication précédente dans lequel le capteur est un capteur de température et/ou un capteur de position angulaire apte à mesurer la position angulaire et/ou la vitesse d’un rotor du moteur électrique (8).
9. Ensemble d’interconnexion (100) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le premier module d’interconnexion (6) et/ou le deuxième module d’interconnexion (7) comprend un tore magnétique (23) muni d’un entrefer où un capteur à effet Hall est destiné à être disposé afin de mesurer un courant.
10. Machine électrique tournante (1 ) comprenant :
- un ensemble d’interconnexion (100) selon l’une des revendications précédentes,
- un moteur électrique (8) comprenant un stator (4) comprenant un corps et un bobinage formé par une pluralité d’enroulements de phase (5), chaque enroulement de phase (5) comportant au moins une extrémité (12) reliée électriquement aux premières bornes (1 1 ) du premier module d’interconnexion (6), - un système électronique de commande (2) de la machine électrique tournante (1 ) relié électriquement aux deuxièmes bornes (21 ) du deuxième module d’interconnexion (7), et comprenant un corps dissipateur thermique (18) recevant un module électronique de commande et/ou un module électronique de puissance,
le premier module d’interconnexion (6) étant solidaire du corps du stator (4) et le deuxième module d’interconnexion (7) étant solidaire du corps dissipateur thermique (18).
11. Machine électrique tournante (1 ) selon la revendication précédente dans laquelle le corps dissipateur thermique (18) est refermé par un couvercle (19), la zone d’interface entre le corps dissipateur thermique (18) et le couvercle étant plane.
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