Brevet FR2634077A1 — publié le 19900112

La présente invention concerne les dispositifs de répartition de charge, notamment pour la charge d'une ou de plusieurs batteries d'accumulateurs par une ou plusieurs génératrices. Un dispositif de répartition de charge est généralement utilisé lorsque plusieurs batteries d'accumulateurs sont insérées dans le circuit de charge d'une ou de plusieurs génératrices, ou lorsque plusieurs génératrices sont destinées à charger une batterie d'accumulateurs unique. Un dispositif de répartition de charge permet de diriger le débit de l'alternateur en priorité vers la ou les batteries d'accumulateurs les moins chargées. Un dispositif de répartition de charge a également pour but d'isoler électriquement les batteries d'accumulateurs entre elles et/ou les génératrices entre elles afin d'éviter que lesdites batteries ou génératrices ne débitent les unes dans les autres. Les dispositifs connus de ce genre sont généralement réalisés à laide d'une pluralité d'éléments d'isolation des circuits, tels que des diodes, lesquelles sont disposées à l'intérieur d'un boîtier métallique pourvu d'ailettes de ventilation aptes à évacuer les calories engendrées par l'échauffement des éléments d'isolation des circuits en fonctionnement. Les éléments d'isolation des circuits sont logés dans une cavité du boîtier et sont noyés dans une matière isolante coulée dans la cavité. Des bornes de connexion font saillie à l'extérieur du boîtier et permettent d'y connecter la ou les génératrices et la ou les batteries d'accumulateurs. Il est évident que différents types de dispositifs de répartition de charge sont à mettre en oeuvre, notamment en fonction du nombre de batteries d'accumulateurs à charger, en fonction du nombre de génératrices, et en fonction de la valeur du courant maximal de charge. D'autres types de dispositifs de répartition de charge pourront être mis en oeuvre comme, par exemple, possédant une borne qui permettra de brancher le régulateur d'un alternateur, dans le cas où la génératrice est un alternateur. Etant donné qu'il existe une multiplicité de combinaisons possibles en fonction des paramètres précités, cela implique la nécessité de disposer de plusieurs types de dispositifs de répartition de charge pour faire face à chaque situation. La multiplicité des dispositifs de répartition des charges entraîne donc plusieurs fabrications différentes, ce qui pénalise notablement le coût de fabrication et la gestion des stocks. La présente invention vise donc à remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif de répartition de la charge d'une ou de plusieurs batteries d'accumulateurs effectuée par une ou plusieurs génératrices, du type constitué d'un assemblage d'une pluralité de blocs d'isolation, se présentant chacun sous la forme d'un boîtier enfermant des éléments d'isolation électriques des batteries entre elles et/ou des génératrices entre elles, caractérisé en ce que chaque bloc d'isolation est apte à être relié à au moins un autre bloc d'isolation identique, par des moyens d'assemblage mécanique et des moyens de connexion électrique dont les écartements entre deux axes consécutifs de montage des moyens, respectivement d'assemblage mécanique et de connexion électrique, sont identiques. La description qui va suivre donne un exemple de réalisation de l'invention en regard des dessins annexés, selon lesquels - la figu#re 1 représente un schéma électrique de deux alternateurs chargeant deux batteries d'accumulateurs ; - la figure 2 représente en élévation un bloc d'isolation constitutif d'un dispositif de répartition de charge ; - la figure 3 représente, en coupe, un boîtier constituant un bloc d'isolation ; - la figure 4 représente un premier type de barrette de connexion de blocs d'isolation entre eux ;; - la figure 5 représente un deuxième type de barrette de connexion de blocs d'isolation entre eux - la figure 6 représente un dispositif de répartition de charge correspondant au schéma de la figure 3 et selon un premier mode d'assemblage des blocs d'isolation entre eux - la figure 7 représente le même dispositif de répartition de charge selon un second mode d'assemblage des blocs d'isolation entre eux. Le schéma électrique, représenté à la figure 1, montre deux alternateurs triphasés 1 et 2 comportant chacun trois enroulements statoriques 11, 21 et un enroulement rotorique d'excitation 12, 22. Un pont de diodes triphasé 13, 23 permet de redresser la tension de sortie des enroulements statoriques 11, 21. Un régulateur de tension 14, 24 est alimenté par la tension redressée à la sortie du pont de diodes 13, 23, et permet d'alimenter l'enroulement d'excitation 12, 22 en fonction de la valeur de la tension de sortie du pont de diodes 13, 23. Les alternateurs 1 et 2 sont prévus pour charger simultanément deux batteries d'accumulateurs 3 et 4. Pour ce faire, il est nécessaire de diriger le débit des alternateurs 1 et 2 en priorité vers la batterie d'accumulateurs 3 ou 4 la moins chargée, d'une part, et d'isoler électriquement entre elles les batteries d'accumulateurs 3 et 4 afin que la plus chargée ne débite dans l'autre, d'autre part. Il est également nécessaire d'isoler électriquement entre eux les alternateurs 1 et 2 afin qu'ils ne débitent l'un dans l'autre.. Afin de satisfaire ces exigences, un dispositif de répartition de charge 5 est disposé dans le circuit électrique, entre les alternateurs 1 et 2 et les batteries d'accumulateurs 3 et 4, et isole donc les circuits entre eux grâce à quatre diodes 51 à 54. Deux diodes supplémentaires 55 et 56 sont disposées en série avec l'alimentation des régulateurs de tension 14 et 24 des alternateurs 1 et 2 et servent à alimenter lesdits régulateurs 14 et 24 sous la même tension que la tension de charge des batteries d'accumulateurs 3 et 4, laquelle est différente de la tension de sortie des ponts de diodes 13 et 23 à cause de la chute de tension aux bornes des diodes 51 à 54. A la figure 2 est représenté un bloc d'isolation 6 apte à constituer, par adjonction, ou non, d'autres blocs identiques, un dispositif de répartition de charge, tel que schématisé à la figure 1. Le bloc d'isolation 6 comporte un boîtier 60 de contour externe sensiblement carré, constituant un carré de référence de côté "C", lequel est représenté en coupe à la figure 3. Ce boîtier 60 est obtenu par moulage d'alliage d'aluminium, et comporte un réceptacle 61 apte à recevoir des diodes 62, 63 et 64 représentées schématiquement, pour une meilleure compréhension, à la figure 2. Les diodes 62 et 63 sont des diodes de forte puissance aptes à fonctionner avec un fort courant, tandis que la diode 64, quant à elle, est une diode de faible puissance. Des bornes El, E2, S1, S2 et 75 sont disposées dans le réceptacle et sont connectées aux diodes 62 à 64. La borne El est connectée aux anodes des diodes 62 et 64, tandis que leurs cathodes sont respectivement reliées aux bornes S1 et 75. L'anode de la diode 63 est connectée à la borne E2 et sa cathode à la borne S2. Le réceptacle 61, muni de ses bornes El, E2, S1,S2 et 75 et diodes 62 à 64, est rempli d'une résine isolante qui isole et maintient ces différents éléments entre eux et à l'intérieur dudit réceptacle 61. La résine isolante est également prévue pour évacuer les calories engendrées par les diodes 62 à 64 en fonctionnement vers le boîtier 60. Le boîtier métallique 60 est muni, sur sa face inférieure, d'une pluralité d'ailettes de ventilation 65 facilitant la dissipation des calories engendrées par les diodes 62 à 64 en fonctionnement. Le boîtier 60 est également muni de deux oreilles de fixation 66 et 67 disposées diamétralement. Un tel bloc d'isolation 6 est apte à constituer à lui seul un dispositif de répartition de charge dans le cas où l'on dispose de deux batteries d'accumulateurs à charger à l'aide d'un alternateur. Dans ce cas, les bornes positives des batteries d'accumulateurs seraient connectées respectivement aux bornes S1 et S2 du bloc 6, et la sortie positive de l'alternateur serait connectée aux bornes El et E2 électriquement reliées entre elles. Ce bloc suffirait également à lui-même pour charger une batterie d'accumulateur par deux alternateurs, à condition de ne pas utiliser la borne 75 prévue pour brancher un seul régulateur de tension d'un alternateur. Il est évident que, disposant souvent d'un circuit plus complexe, tel que précité, ou d'un courant de charge supérieur au courant maximum admissible par les diodes 62 et 63, on est amené à utiliser un dispositif de répartition de charge plus complexe qui sera obtenu à l'aide de plusieurs blocs d'isolation 6 reliés entre eux par des moyens d'assemblage mécanique et des moyens de connexion électrique. Dans ce cas, l'assemblage mécanique des blocs d'isolation 6 entre-eux se fait selon l'invention, par des moyens complémentaires d'assemblage obtenus de matière lors du moulage du boîtier métallique 60, qui sont constitués d'une partie de type mâle 68 se présentant sous la forme d'un bourrelet dirigé perpendiculairement au plan formé par le carré de référence et de section quasi-circulaire, et d'une partie de type femelle 69 se présentant sous la forme d'une cavité complémentaire également dirigée perpendiculairement audit plan. Les moyens d'assemblage mécanique mâles 68 et femelle 69 sont disposés deux à deux, et symétriquement de part et d'autre du milieu de chacune des faces latérales 60a, 60k, 60, 60d et distants entre eux de "C/2".Deux des faces latérales adjacentes 60a et 60k du boîtier métallique 60 sont munies chacune de deux parties de type mâle 68. alors que les deux autres faces latérales adjacentes 60c et 60d sont munis de deux parties de type femelle 69. La distance "C" de référence d'un côté du carré est mesurée entre les axes 72 et 73 des parties d'assemblage 68 ou 69 situées sur deux côtés opposés du boîtier métallique 60. Les parties d'assemblage 68 ou 69 d'une même face latérale 60a, 60b, 60c, 60d, situés sur deux axes consécutifs 70,71 ont un entraxe de C/2 et sont distantes du bord du carré de référence tel que précédemment déterminé, d'une distance de C/4 et ceci afin de constituer des modules qui pourront être assemblés dans diverses positions. Les bornes de connexion El, E2, S1 et S2 sont disposées à l'intersection des axes 70 et 71 passant par les moyens d'assemblage mécanique 68 et 69 précités lesquelles sont parallèle aux faces latérales 60a, 60k, 60c, 60d, du boîtier 60 et distantes de ces dernières de "C/4". Les figures 4 et 5 représentent deux types de barrettes de connexion 8 et 9, réalisées par découpe d'un flan de tôle conducteur, la première 8 servant à interconnecter deux bornes voisines d'un même bloc ou de deux blocs contigus, c'est-à-dire que l'entraxe des trous 81 et 82 est aussi égal à C/2 ,donc identique à celui des moyens d'assemblage mécanique 68, 69. La seconde barrette 9 servant à connecter deux bornes d'un même bloc ou de deux blocs contigus, distantes de C,.comme les axes des trous 91 et 92. La seconde barrette 9, grâce à son décrochement, permet d'éviter un contact électrique avec une autre borne se situant entre les bornes aptes à être interconnectées par ladite barrette de connexion 9. Les figures 6 et 7 représentent un dispositif de répartition de charge constitué de deux blocs d'isolation 6a et 6#, assemblés différemment selon les besoins de l'utilisateur et interconnectés grâce à des barrettes 8 et 9. Ce dispositif de répartition de charge permet la charge de deux batteries d'accumulateurs par deux alternateurs en interconnectant les bornes Exil et E21 par une barrette 8 pour y brancher la sortie du premier alternateur, les bornes E12 et E22 par une seconde barrette 8 pour la sortie du second alternateur, les bornes Sll et 512 par une barrette 9, pour la première batterie d'accumulateurs, les bornes S21 et S22 par une seconde barrette 9 pour la seconde batterie d'accumulateurs. On remarquera que, quel que soit le dispositif de répartition à réaliser, un seul type de bloc d'isolation 6 et seulement deux types de barrettes de connexion 8 et 9 sont nécessaires. Un autre type de montage permet, lorsque le courant de charge est supérieur au courant admissible par les diodes, de doubler la valeur du courant admissible par le répartiteur en branchant en parallèle deux blocs au lieu d'un. Il suffira pour cela de disposer de deux fois plus de blocs d'isolation 6. Un autre exemple de réalisation de l'invention met en oeuvre un bloc de répartition 6 en forme de rectangle dont la longueur du boîtier 60 est un multiple entier de la largeur NC" du carré de référence afin de pouvoir être assemblé à un ou plusieurs blocs de répartition identiques 6. REVENDICATIONS 1) Dispositif de répartition de la charge d'une ou de plusieurs batteries d'accumulateurs (3, 4) effectuée par une ou plusieurs génératrices (1, 2),du type constitué d'un assemblage d'une pluralité deblocs d'isolation (6, 6a, 6b), se présentant chacun sous la forme d'un boîtier (60) enfermant des éléments d'isolation électrique (62, 63) des batteries (3, 4) entre elles et/ou des génératrices (1, 2) entre elles, caractérisé en ce que chaque bloc d'isolation (6, 6a, 6b) est apte à être relié à au moins un autre bloc d'isolation (6, 6a, 6b) identique, par des moyens d'assemblage mécanique (68, 69) et des moyens de connexion électrique (8,9) dont les écartements entre deux axes consécutifs de montage (70, 71) des moyens respectivement d'assemblage mécanique -(68, 69) et de connexion électrique (8, 9), sont identiques. 2) Dispositif de répartition selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écartement entre deux axes consécutifs de montage (70, 71) des moyens d'assemblage mécanique (68, 69) et de connexion électrique (8, 9) correspond à la moitié du côté (C) d'un carré de référence définissant sensiblement le contour externe du bloc d'isolation (6, 6a, 6b). 3) Dispositif de répartition selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage mécanique (68, 69) sont disposés deux à deux symétriquement de part et d'autre du milieu du côté (C) du carré de référence et s'étendent perpendiculairement au plan dudit carré. 4) Dispositif de répartition selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les axes de montage des moyens de connexion électrique (8, 9) sont disposés aux intersections de droites (70, 71), passant par les moyens d'assemblage mécanique (68,69), parallèles aux quatre côtés du carré de référence et situées à une distance de ces derniers égale à C/4. 5) Dispositif de répartition, selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage mécanique (68,69) d'un bloc d'isolation (6,6a,6k) à un autre bloc d'isolation (6,6a,6b) sont complémentaires. 6) Dispositif de répartition, selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage (68,69) de chaque bloc (6,6a,6b) sont constitués d'au moins deux parties de type mâle (68) se présentant sous la forme d'un appendice de section quasi-circulaire, et d'au moins deux parties de type femelle (69) se présentant sous la forme d'une cavité complémentaire. 7) Dispositif de répartition, selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage (68,69) sont obtenus de matière avec le boîtier (60). 8) Dispositif de répartition, selon la revendication 6, caractérisé en ce que des moyens d'assemblage de type mâle (68) sont ménagés sur deux des côtés adjacents (60a et 60k) du boîtier (60) et des moyens d'assemblage de type femelle (69) sont ménagés sur les deux autres côtés adjacents (60c et 60d) du boîtier (60). 9) Dispositif de répartition, selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que les moyens de connexion électrique sont constitués par une barrette conductrice (8) munie à ses extrémités de deux trous (81 et 82) dont l'entraxe coincide à l'écartement entre deux axes consécutifs de montage (70 et 71) desdits moyens d'assemblage (68,69). 10) Dispositif de répartition, selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que les moyens de connexion électrique sont constitués par une barrette conductrice (9) munie à ses extrémités de deux trous (91 et 92) dont l'entraxe coincide à un écartement double de celui de deux axes consécutifs (70 et 71) de montage desdits moyens d'assemblage (68,69). 11) Dispositif de répartition, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contour du bloc d'isolation (6,6a,6b) est un rectangle dont la longueur est un multiple entier de la largeur correspondante au côté (C) du carré de référence.