Brevet FR2742707A1 — publié le 19970627

UNITE FORMANT UN CONVERTISSEUR CONTINU-CONTINU DESTINE A UN VEHICULE ELECTRIQUE La présente invention se rapporte à une unité formant convertisseur continu-continu, destinée à être utilisée dans un véhicule électrique. On connaît, dans l'art antérieur, un véhicule électrique équipé d'un système électrique à tension élevée pour la marche du véhicule et d'un système électrique à faible tension pour la conversion de la tension élevée du système électrique à tension élevée en une faible tension destinée à exciter des lampes (voir, par exemple, les demandes de brevet japonais n" Sho 47-3002 et Hei 6-133401, mises à l'inspection publique). Dans ce véhicule électrique de l'art antérieur, un convertisseur continu-continu est prévu pour réaliser la conversion de la tension élevée en la faible tension. La figure 6 est une vue schématique montrant les connexions d'un convertisseur continu-continu de type classique. Dans un véhicule électrique, tel qu'un véhicule électrique à deux roues, à trois roues ou à quatre roues, un moteur électrique 103 est entraîné au moyen d'une batterie 101, dans une section d'alimentation en courant 100. Dans un système allant de la batterie 101 au moteur électrique 103, est interposé un fusible principal 102, et un système auxiliaire est branché en dérivation sur le système précédemment mentionné, en aval du fusible principal 102. Un fusible auxiliaire 104 et un convertisseur continu-continu 105 sont interposés, dans cet ordre, dans le système auxiliaire. Une tension élevée délivrée par la batterie 101 est convertie en une faible tension par le convertisseur continu-continu 105, et la faible tension est ensuite fournie à des lampes 106. Sur la figure 6, les flèches en trait gras identifient une section à tension élevée, les flèches en trait fin identifient une section à faible tension et les cercles pleins (-) identifient des connecteurs 107 étanches à l'eau. La section à tension élevée, présente dans le circuit de la section d'alimentation en courant 100, s'étend entre la batterie principale 101 et le moteur électrique 103, ainsi qu'entre le fusible principal 102 et le convertisseur continu-continu 105. Ainsi, le circuit de la section à tension élevée est de grande longueur. On se trouve alors dans une situation dans laquelle il est nécessaire de recouvrir des câbles, des connecteurs, etc., à l'aide d'éléments de protection spécialement conçus à cet effet. Par ailleurs, il est nécessaire d'utiliser des connecteurs 107 étanches à l'eau dans la section à tension élevée et de prendre soin de recouvrir les câbles dans la section à tension élevée, ce qui conduit à une augmentation des coûts en pièces. En conséquence, un but de la présente invention est de procurer une unité formant convertisseur continu-continu, qui permette de réduire le nombre des pièces dans la section à tension élevée afin d'en abaisser le coût, et qui permette de réduire à un minimum la longueur du circuit de la section à tension élevée afin d'en améliorer la fiabilité dans un véhicule de série, ceci par la réunion du fusible principal et du convertisseur continu-continu en un ensemble unitaire. Pour permettre d'atteindre ce but, la présente invention propose une unité formant convertisseur continu-continu qui se caractérise en ce qu'elle comprend un circuit à tension élevée comportant un fusible principal disposé dans un boîtier, un circuit en dérivation branché en dérivation sur le circuit à tension élevée en aval du fusiblé principal, un fusible auxiliaire inséré dans le circuit en dérivation, et un convertisseur continu-continu relié à une borne du circuit en dérivation, une batterie principale montée sur un véhicule électrique étant reliée au côté primaire du circuit à tension élevée, tandis qu'une charge sous tension élevée est reliée au côté secondaire du circuit à tension élevée. Avec cette configuration, le circuit de la section à tension élevée peut être raccourci, si bien que les câbles et les connecteurs étanches à l'eau, recouverts, que l'on utilise dans la section à tension élevée, peuvent être réduits pour en abaisser ainsi le coût. En outre, la fiabilité de la section à tension élevée peut également être améliorée. De préférence, une partie porte-fusible, pour le fusible principal, est recouverte par un petit couvercle réalisé en un matériau isolant. Grâce à cette disposition, tout contact avec la section à tension élevée, de l'extérieur du boîtier, peut être évité. Avantageusement, la connexion entre le convertisseur continu-continu et le fusible auxiliaire est réalisée au moyen d'une barrette de connexion montée sur la partie porte-fusible à l'aide d'une vis de montage de fusible. Grâce à cette disposition, une connexion fiable peut être réalisée en toute facilité. Des modes de réalisation préférés de la présente invention vont maintenant être décrits plus en détails, mais uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue de côté d'un véhicule électrique à trois roues, sur lequel une unité formant convertisseur conforme à la présente invention est montée; la figure 2 est une vue en plan de l'unité formant convertisseur conforme à la présente invention; la figure 3 est une vue schématique montrant les connexions de l'unité formant convertisseur conforme à la présente invention, d'une batterie principale et d'un moteur électrique; les figures 4(a) et 4(b) sont des vues représentant un petit couvercle de l'unité formant convertisseur conforme à la présente invention; la figure 5 est une vue en coupe d'un second mode de réalisation préféré de l'unité formant convertisseur conforme à la présente invention; et la figure 6, déjà décrite, est une vue schématique montant les connexions d'un convertisseur continu-continu de l'art antérieur. Ces modes de réalisation préférés de la présente invention vont maintenant être décrits en référence aux dessins annexés. Chaque dessin doit être examiné dans le sens de l'ordre de succession des références numériques qu'il comporte. La figure 1 est une vue de côté d'un véhicule électrique à trois roues, sur lequel une unité formant convertisseur continu-continu, conforme à la présente invention, est montée. Ce véhicule électrique à trois roues 1 comporte un cadre central 2, une tête de direction (non représentée) montée sur une partie avant du cadre central 2, une fourche avant 3 montée pivotante sur la tête de direction, une roue avant 4 montée libre en rotation sur la fourche avant 3, un garde-boue avant 5 coiffant une partie supérieure de la roue avant 4, un guidon de direction 6 monté sur une partie supérieure de la fourche avant 3, une paire de poignées droite et gauche 7 (la poignée droite n'étant pas représentée) montées sur le guidon de direction 6, un phare 8 monté sur le guidon de -direction 6, une coiffe de guidon 11 qui couvre le guidon de direction 6 et le phare 8 et dans laquelle sont incorporés un compteur de vitesse, un indicateur du niveau de charge de la batterie principale, etc., un panneau avant 12 couvrant la partie avant du cadre central 2, un reposepieds 13 et un montant de siège (non représenté) disposés sur une partie supérieure du cadre central 2, un siège 14 monté sur une partie supérieure du montant de siège, un panneau de dessous de siège 15 recouvrant le montant de siège, un chargeur 16 disposé sous le capot de dessous de siège 15, un moteur électrique 17 disposé sur le cadre central 2 en un emplacement situé en arrière du siège 14, une fourche arrière 18 qui s'étend vers l'arrière depuis l'extrémité arrière du cadre central 2 et qui peut pivoter dans un plan vertical, une paire de roues arrière droite et gauche 21 (la roue droite n'étant pas représentée) montées sur la fourche arrière 18, un capot 22 de la carrosserie du véhicule disposé au-dessus des roues arrière 21, plusieurs batteries principales 23 et une unité formant convertisseur continu-continu 24 (que l'on désignera ci-après par l'expression "unité formant convertisseur 24") logées sous le capot 22 de la carrosserie du véhicule, un porte-bagages 25 monté sur une partie supérieure du capot 22 de la carrosserie du véhicule, ainsi qu'un feu arrière 26 et une plaque d'immatriculation 27 montés sur la partie arrière du capot 22 de la carrosserie du véhicule. La figure 2 est une vue en plan d'une unité formant convertisseur conforme à la présente invention, le couvercle placé dessus ayant été retiré. L'unité formant convertisseur 24 se compose d'une partie formant convertisseur continu-continu 31 proprement dite (que l'on désignera ci-après par l'expression "partie formant convertisseur 31") occupant à peu près une moitié d'un boîtier 24a, et d'une partie de logement de fusibles 32. La partie formant convertisseur 31 est un dispositif convertissant une tension élevée (par exemple, de 60 V) d'une alimentation en courant constituée par une batterie principale, en une tension faible (par exemple, de 12 V). La partie formant convertisseur 31 est munie d'ailettes 34 en aluminium, afin de dissiper par rayonnement la chaleur engendrée au cours de la conversion de tension. En outre, la partie formant convertisseur 31 est moulée en une résine ou un matériau analogue, constituant un moyen d'étanchéité à l'eau apte à empêcher un court-circuit ou une fuite, lorsque de l'eau vient le mouiller. La partie de logement de fusibles 32 renferme un fusible principal 35 pour la tension élevée, un fusible auxiliaire 36 pour la faible tension et des connecteurs 37 et 38, étanches à l'eau, permettant de raccorder des câbles reliés au moteur électrique 17 (voir figure 1). Le fusible principal 35 comporte des bornes 35a et 35b à ses extrémités opposées. Un câble C1, relié à la batterie principale 23, est fixé sur la borne 35a à l'aide d'un boulon B1. Le connecteur 37 étanche à l'eau est monté sur la borne 35b à l'aide d'un boulon B2. Le fusible auxiliaire 36 comporte des bornes 36a et 36b à ses extrémités opposées. Une barrette de connexion 41, reliée à l'une de ses extrémités à la borne 35b du fusible principal 35, est reliée, à l'autre extrémité, à la borne 36a à l'aide d'un boulon B3. Une barrette de connexion 42, reliée à l'une de ses extrémités à la partie formant convertisseur 31, est reliée, à l'autre extrémité, à la borne 36b à l'aide d'un boulon B4 Les barrettes de connexion 41 et 42 sont formées par des plaquettes de cuivre et ont de très faibles résistances électriques. Un autre câble C2, provenant de la batterie principale 23, est relié au connecteur 38 étanche à l'eau. Une barrette de connexion 43, reliée à la partie formant convertisseur 31, part du connecteur 38 étanche à l'eau. C3 désigne, par ailleurs, un faisceau de câbles destiné à relier la partie formant convertisseur 31 aux lampes des feux 44 (voir figure 3). La figure 3 est une vue schématique montrant les connexions de l'unité formant convertisseur conforme à la présente invention, de la batterie principale et du moteur électrique. Sur la figure 3, les flèches en trait gras identifient une section à tension élevée, la flèche en trait fin identifie une section à faible tension et les cercles pleins (-) identifient des connecteurs étanches à l'eau. Un courant électrique provenant de la batterie principale 23 circule à travers le fusible principal 35 jusqu'au moteur électrique 17, pour ainsi exciter le moteur électrique 17 (le circuit ainsi défini sera qualifié ci-après de premier circuit Kl). Dans l'unité formant convertisseur 24, le courant électrique circule à travers le fusible principal 35, le fusible auxiliaire 36 et la partie formant convertisseur 31, dans cet ordre, jusqu'aux lampes des feux 44 (le circuit ainsi défini sera qualifié ci-après de second circuit K2). La section à tension élevée est définie par le premier circuit K1, depuis la batterie principale 23 jusqu'au moteur électrique 17, et par une partie du second circuit K2, depuis le fusible principal 35 jusqu'à la partie formant convertisseur 31. La section à faible tension est définie par la partie restante du second circuit K2, depuis la partie formant convertisseur 31 jusqu'aux lampes des feux 44. La section à tension élevée est à découvert uniquement entre la batterie principale 23 et l'unité formant convertisseur 24 et entre l'unité formant convertisseur 24 et le moteur électrique 17. En outre, deux connecteurs étanches à l'eau seulement sont utilisés sur une partie d'entrée de l'unité formant convertisseur 24, pour le raccordement à la batterie principale 23, et sur une partie de sortie de l'unité formant convertisseur 24, pour le raccordement au moteur électrique 17. Les figures 4(a) et 4(b) représentent un petit couvercle de l'unité formant convertisseur conforme à la présente invention, la figure 4(a) étant une vue en plan et la figure 4 (b) étant une coupe transversale prise le long de la ligne b-b sur la figure 4(a). En référence à la figure 4(a), l'unité formant convertisseur 24 comporte un petit couvercle 45 réalisé en un matériau isolant, qui est destiné à recouvrir la section à tension élevée dans la partie de logement de fusibles 32. En référence à la figure 4(b), le petit couvercle 45 est monté sur le boîtier 24a à l'aide de vis B5. Grâce au montage du petit couvercle 45, l'intérieur de la partie de logement de fusibles 32 est à l'abri d'une infiltration d'eau de pluie ou autres, ce qui empêche l'apparition d'un court-circuit ou d'une fuite. En outre, on évite, par ce moyen, le risque de voir un opérateur toucher par inadvertance la section à tension élevée avec ses mains ou avec une autre partie de son corps, ou de le voir remplacer par erreur les fusibles présents par d'autres fusibles, au cours d'une opération d'entretien du véhicule. Le petit couvercle 45 peut être remplacé par un couvercle plus grand recouvrant à la fois la partie de logement de fusibles 32 et la partie formant convertisseur 31. La figure 5 est une vue en coupe montrant un second mode de réalisation préféré de l'unité formant convertisseur conforme à la présente invention L'unité formant convertisseur 24, dans ce second mode de réalisation préféré, comporte un joint d'étanchéité à l'eau 46 entre le boîtier 24a et le petit couvercle 45. Grâce à cette disposition, l'étanchéité à l'eau peut être améliorée, en renforçant ainsi la sécurité contre l'apparition d'un court-circuit ou d'une fuite. Dans le cas où le petit couvercle 44 est remplacé par un couvercle plus grand permettant de couvrir complètement le boîtier 24a, et que le joint d'étanchéité à l'eau 46 est mis en place entre ce couvercle et le boîtier 24a, le moulage de résine pour la partie formant convertisseur 31 peut être supprimé, tout comme dans le premier mode de réalisation préféré. Grâce à la configuration décrite ci-dessus, la présente invention produit les effets suivants. L'unité formant convertisseur, conforme à la présente invention, comprend un circuit à tension élevée comportant un fusible principal disposé dans un boîtier, un circuit en dérivation branché en dérivation sur le circuit à tension élevée en aval du fusible principal, un fusible auxiliaire inséré dans le circuit en dérivation, et un convertisseur continu-continu relié à une borne du circuit en dérivation, une batterie principale montée sur un véhicule électrique étant reliée au côté primaire du circuit à tension élevée, tandis qu'une charge sous tension élevée est reliée au côté secondaire du circuit à tension élevée. Avec cette configuration, le circuit de la section à tension élevée peut être raccourci, si bien que les câbles et les connecteurs étanches à l'eau, recouverts, qui sont destinés à être utilisés dans la section à tension élevée, peuvent être réduits, ce qui en réduit le coût. En outre, la fiabilité de la section à tension élevée peut également être améliorée. L'unité formant convertisseur, conforme à la présente invention, est en outre caractérisée en ce qu'une partie porte-fusible, pour le fusible principal, est recouverte par un petit couvercle réalisé en un matériau isolant. Par conséquent, tout contact depuis l'extérieur du boîtier avec la section à tension élevée peut être évité, lorsque l'on procède à l'entretien d'un véhicule. L'unité formant convertisseur, conforme à la présente invention, est par ailleurs caractérisée en ce que la connexion entre le convertisseur continu-continu et le fusible auxiliaire est réalisée au moyen d'une barrette de connexion montée sur la partie portefusible à l'aide d'une vis de montage de fusible. Une connexion fiable peut ainsi être réalisée en toute facilité, ce qui améliore la fiabilité et réduit le temps passé pour le montage. REVENDICATIONS 1. Unité formant convertisseur continu-continu (24) caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit à tension élevée (K1) comportant un fusible principal (35) disposé dans un boîtier (24a), un circuit en dérivation (K2) branché en dérivation sur ledit circuit à tension élevée en aval dudit fusible principal, un fusible auxiliaire (36) inséré dans ledit circuit en dérivation et un convertisseur continu-continu (31) relié à une borne (36b) dudit circuit en dérivation, une batterie principale (23) montée sur un véhicule électrique étant reliée au côté primaire dudit circuit à tension élevée (K1), tandis qu'une charge (17) sous tension élevée est reliée au côté secondaire dudit circuit à tension élevée (K1). 2. Unité formant convertisseur continu-continu selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une partie porte-fusible (32), pour ledit fusible principal (35), est recouverte par un petit couvercle (45) réalisé en un matériau isolant. 3. Unité formant convertisseur continu-continu selon la revendication 2, caractérisée en ce que la connexion entre ledit convertisseur continu-continu (31) et ledit fusible auxiliaire (36) est réalisée au moyen d'une barrette de connexion (42), qui est montée sur ladite partie porte-fusible à l'aide d'une vis de montage de fusible (B4).