Brevet FR2741994A1 — publié le 19970606

ORGANE DE COUPURE ELECTRIOUE A SECURITE PYROTECHNIOUE L'invention concerne un organe de coupure électrique du type contacteur ou disjoncteur commandé électriquement. Cet organe est utilisé, sur les véhicules électriques, pour assurer la coupure électrique entre la batterie de traction et le reste du véhicule. Cette coupure doit pouvoir se faire dans tous les cas, y compris lorsqu'un courant est établi. En cas d'accident du véhicule, le choc peut occasionner un court-circuit et faire monter ainsi le courant dans le circuit à plusieurs milliers d'ampères. Dans ce cas, le contact mobile de l'organe de coupure peut se souder sur ses bornes et rester collé. L'organe de coupure est alors incapable d'ouvrir le circuit et il peut en résulter une électrocution ou un incendie. L'invention vise à résoudre ces inconvénients. A cet effet, I'invention concerne un organe de coupure du circuit de traction d'un véhicule électrique, ledit véhicule étant muni d'au moins un dispositif de sécurité, par exemple un coussin gonflable, déclenché par un courant de déclenchement produit en cas de choc par un dispositif de déclenchement, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif pyrotechnique déclenché par le courant de déclenchement pour procurer l'ouverture du circuit de traction, en cas de choc. Selon une autre caractéristique de l'invention, I'ouverture du circuit de traction provoquée par le dispositif pyrotechnique est réalisée par l'intermédiaire de l'organe mobile dudit organe de coupure, qui assure, lors du fonctionnement normal, I'ouverture et la fermeture du circuit de traction. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe mobile est constitué par un noyau plongeur coulissant à l'intérieur d'une bobine montée sur un fût cylindrique, entre les deux extrémités dudit fût, ledit noyau plongeur se prolongeant d'un côté par une première tige qui traverse la première extrémité dudit fût et se termine par une bague isolante autour de laquelle est monté un contact mobile en regard de deux bornes du circuit de traction, un ressort de rappel étant monté autour de la première tige entre le noyau plongeur et la première extrémité du fût. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif pyrotechnique comprend: - une seconde tige qui prolonge le noyau plongeur du côté opposé à ladite première tige, et qui, après avoir traversé la seconde extrémité du fût, pénètre dans un cylindre ouvert, par son extrémité fermée accolée à ladite la seconde extrémité, - un piston, fixé à l'extrémité libre de la seconde tige et ajusté dans le cylindre de manière à y coulisser solidairement avec ladite seconde tige, - une charge pyrotechnique disposée dans le cylindre entre son extrémité fermée et le piston et commandée par un allumeur, ledit allumeur étant déclenché par le courant de déclenchement. Selon une autre caractéristique de l'invention, un relais est interposé sur le circuit d'alimentation de la bobine, I'ouverture dudit relais étant commandée par le courant de déclenchement. La sécurité pyrotechnique de l'organe de coupure permet de forcer l'ouverture du circuit en cas de choc, assurant ainsi une sécurité totale contre l'incendie ou l'électrocution dus à un court-circuit. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description d'un exemple de dispositif selon l'invention, en référence aux dessins dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique représentant l'implantation de l'organe de coupure selon l'invention sur le circuit de traction d'un véhicule électrique, - la figure 2 est une vue en coupe représentant l'organe de coupure selon l'invention. L'organe de coupure I est disposé sur le circuit électrique de traction 2 reliant la batterie de traction 3 au groupe motopropulseur 4 comme il est schématisé sur la figure 1. D'une manière connue en soi, L'organe de coupure 1 représenté sur la figure 2 comprend un vérin électromagnétique constitué d'un fût 5 cylindrique à l'intérieur duquel est montée une bobine 6. Un noyau plongeur 7 coulisse à l'intérieur de la bobine 6 entre les deux extrémités 5a,Sb du fût 5, ledit noyau plongeur 7 étant prolongé d'un côté par une première tige 8 qui traverse la première extrémité Sa du fût 5 et se termine par une bague isolante 9 autour de laquelle est montée un contact mobile 10. Un ressort 11 de rappel est monté autour de la première tige 8 entre le noyau plongeur 7 et la première extrémité 5a du fût 5.Lorsque la bobine 6 est parcourue par un courant de commande Ic, il se crée au sein de ladite bobine 6 un champ magnétique qui déplace le noyau plongeur 7 contre la force de rappel du ressort 11 jusqu'à amener le contact mobile 10 au contact de deux bornes 12 du circuit de traction 2, reliant ainsi la batterie de traction 3 au groupe motopropulseur 4. Le circuit 2, ainsi fermé, laisse passer le courant de traction It issue de la batterie 3. Lorsque l'on interrompt le courant de commande Ic à l'intérieur de la bobine 6, le noyau plongeur 7, et donc la première tige 8 sont rappelés à l'intérieur du fût 5 par la force de rappel du ressort 11 jusqu'à ce que ledit noyau plongeur 7 vienne en butée contre la seconde extrémité 5b dudit fût 5. Il s'ensuit que le contact mobile 10 est détaché des bornes 12 du circuit 2 qui se trouve ainsi ouvert, interrompant la circulation du courant de traction It. Mais, en cas de court circuit dans le circuit 2 fermé, ce dernier risque d'être parcouru par une intensité très élevée qui fera fondre le contact mobile 10 et le soudera sur les bornes 12, interdisant ainsi toute manoeuvre d'ouverture ultérieure dudit circuit 2 avec les risques que l'on a évoqués plus haut. De manière à pallier ce défaut, le noyau plongeur 3 se prolonge, du côté opposé à la première tige 8 par une seconde tige 13 opposée à la première et qui, après avoir traversé la seconde extrémité 5b du fût 5, pénètre dans un cylindre ouvert 14, par son extrémité fermée 14a accolée à ladite seconde extrémité Sb. A l'extrémité libre de la seconde tige 13 est fixé un piston 15 ajusté dans le cylindre 14 de manière à y coulisser solidairement avec ladite seconde tige 13. Une charge pyrotechnique 16 est disposée dans le cylindre 14 entre son extrémité fermée 14a et le piston 15 et est commandée par un allumeur 17.Ledit allumeur 17 est relié électriquement, par un circuit de déclenchement 18 à un dispositif de déclenchement 19 du type de ceux utilisés pour actionner par exemple un coussin gonflable et décrit par exemple dans le document W09500369. Un tel dispositif de déclenchement 19 comprend un circuit reliant en série des détonateurs du système de protection, une alimentation de déclenchement commune au circuit connecté en série, et un système de détection des collisions détectant toute collision potentielle afin de faire passer le courant électrique du dispositif d'alimentation qui joue alors le rôle de courant de déclenchement Id de tous les détonateurs du circuit connecté en série. Ce dispositif de déclenchement 19 existant déjà sur le véhicule, il suffira de connecter au circuit de déclenchement 18 l'allumeur 17.Ainsi, en cas de choc, L'allumeur 17 sera parcouru par le courant de déclenchement Id en provenance du dispositif de déclenchement 19 et il provoquera l'explosion de la charge pyrotechnique 16. Cette explosion entraînera la seconde tige 13 par l'intermédiaire du piston 15 jusqu'à ce que le noyau plongeur 7 vienne en butée contre la seconde extrémité Sb du fût 5. La force de l'explosion sera déterminée de manière à décoller le contact mobile 10 des électrodes 12, même si un court circuit au sein du circuit de traction 2 a provoqué au préalable le soudage dudit contact mobile 10 sur lesdites électrodes 12. Dans la plupart des cas, les déformations entraînées par l'explosion de la charge pyrotechnique 16 suffisent à empêcher tout retour de la première tige 8 risquant de refermer le circuit de traction 2 par déplacement du contact mobile 10 contre les électrodes 12. Néanmoins, si la bobine 6 continue à être alimentée en courant de commande Ic, il est possible que le champ magnétique produit par ladite bobine 6 provoque de nouveau la fermeture du circuit de traction 2 et rétablisse ainsi le courant de traction It. De manière à pallier cette éventualité, une variante avantageuse de l'invention prévoit d'utiliser le courant de déclenchement Id pour actionner un relais 20 interposé sur le circuit d'alimentation de la bobine 6, ouvrant ainsi ledit circuit d'alimentation et prévenant toute nouvelle fermeture du circuit de traction 2, contre la force de rappel du ressort 11. Bien entendu, I'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Tout organe de coupure du circuit électrique de traction du véhicule muni d'un dispositif supplémentaire de coupure de sécurité actionné par une charge pyrotechnique elle-même commandée par le circuit de détection de choc couplé aux systèmes de sécurité habituels tels que les coussins gonflables, ne sortirait pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Organe de coupure (1) du circuit de traction (2) d'un véhicule électrique, ledit véhicule étant muni d'au moins un dispositif de sécurité, par exemple un coussin gonflable, déclenché par un courant de déclenchement (Id) produit en cas de choc par un dispositif de déclenchement (19), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif pyrotechnique (13,14,15,16,17) déclenché par le courant de déclenchement (Id) pour procurer l'ouverture du circuit de traction (2), en cas de choc. 2) Organe de coupure (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'ouverture du circuit de traction (2) provoquée par le dispositif pyrotechnique (13,14,15,16,17) est réalisée par l'intermédiaire de l'organe mobile (7) dudit organe de coupure (1), qui assure, lors du fonctionnement normal, I'ouverture et la fermeture du circuit de traction (2). 3) Organe de coupure (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'organe mobile est constitué par un noyau plongeur (7) coulissant à l'intérieur d'une bobine (6) montée sur un fût(5) cylindrique, entre les deux extrémités (Sa,Sb) dudit fût (5), ledit noyau plongeur (7) se prolongeant d'un côté par une première tige (8) qui traverse la première extrémité (5a) dudit fût (5) et se termine par une bague isolante (9) autour de laquelle est monté un contact mobile (10) en regard de deux bornes (12) du circuit de traction (2), un ressort (11) de rappel étant monté autour de la première tige (8) entre le noyau plongeur (7) et la première extrémité (5a) du fût (5). 4) Organe de coupure (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que le dispositif pyrotechnique comprend - une seconde tige (13) qui prolonge le noyau plongeur (7) du côté opposé à ladite première tige (8), et qui, après avoir traversé la seconde extrémité (5b) du fût (5), pénètre dans un cylindre ouvert (14), par son extrémité fermée (14a) accolée à ladite la seconde extrémité (5b), - un piston (15), fixé à l'extrémité libre de la seconde tige (13) et ajusté dans le cylindre (14) de manière à y coulisser solidairement avec ladite seconde tige (13), - une charge pyrotechnique (16) disposée dans le cylindre (14) entre son extrémité fermée (14a) et le piston (15) et commandée par un allumeur (17), ledit allumeur (17) étant déclenché par le courant de déclenchement (Id). 5) Organe de coupure (1) selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce qu'un relais (20) est interposé sur le circuit d'alimentation de la bobine, I'ouverture dudit relais (20) étant commandée par le courant de déclenchement (Id).