Brevet FR2745148A1 — publié le 19970822

Alimentation de puissance pour véhicule électrique. Le développement de véhicules à moteur électrique pose de nombreux problèmes technologiques. Si l'on prend l'exemple d'une voiture électrique, il faut pouvoir commuter des puissances électriques relativement élevées pour alimenter le moteur à partir de la batterie ou pour recharger celle-ci depuis le secteur. Si la commutation de puissance électrique n'impose que de faibles contraintes de réalisation dans des applications pour lesquelles le volume disponible n'est pas limité, il n'en est pas de même dans le domaine du transport. En effet, les équipements logés dans le compartiment moteur d'une voiture électrique ne peuvent occuper qu'un volume restreint et sont soumis à des conditions d'environnement sévères, en particulier des vibrations et une aération limitée. II faut donc fixer solidement les composants de masse importante, prévoir un refroidissement de ceux qui s'échauffent et assurer la qualité des liaisons électriques. Pour cela, les composants de puissance, souvent de masse importante, ont jusqu'à maintenant été fixés en divers endroits du châssis de la voiture, celui-ci assurant aussi un draînage thermique, et le câblage se présentant sous la forme de fils de liaison soudés manuellement. Cependant, un tel câblage est coûteux en matériel et en main-d'oeuvre et peut présenter des défauts ou des erreurs de connexion. On pourrait songer à utiliser un circuit imprimé comme support de ces composants, mais au prix de renforts substantiels compte-tenu des vibrations. En outre, un circuit imprimé n'a qu'une puissance de dissipation thermique limitée. La présente invention vise à résoudre les difficultés ci-dessus. A cet effet7 I'invention conceme une alimentation de puissance pour véhicule électrique, comportant des composants de puissance associés à un drain thermique et reliés entre eux par des liaisons électriques, alimentation caractérisée par le fait qu'elle comporte un support mécanique des composants, assurant aussi le draînage thermique, et une carte de circuit imprimé comportant les liaisons électriques. Ainsi, le circuit imprimé remplace les fils de liaison et élimine donc les risques et coûts élevés associés à ceux-ci. Comme les composants sont supportés et refroidis par le support mécanique, le circuit imprimé ne subit aucune contrainte et ne nécessite donc l'adjonction d'aucun dispositif de renfort ou de dissipation. En outre, comme le support mécanique est distinct du circuit imprimé, une intervention sur l'un d'entre eux n'affecte pas l'autre. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation préférée de l'alimentation de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une vue latérale schématique en coupe de l'alimentation, et - la figure 2 est une vue en coupe représentant une borne de liaison électrique d'un composant de l'alimentation. L'alimentation représentée, un chargeur de batterie monté dans une voiture électrique, comporte un support mécanique 1 portant des composants électriques, dont seuls sont représentés ceux référencés 2, 3, reliés électriquement par les pistes d'un circuit imprimé 4. Le support mécanique 1 est ici un boîtier, représenté sans son couvercle, dans lequel sont logés les composants comme 2, 3, et qui assure le draînage thermique de la chaleur dissipée par ceux-ci. Dans cet exemple, le draînage est assuré de façon dynamique par un circuit hydraulique 11 de refroidissement, à écoulement perpendiculaire au plan de la figure 1, solidaire du boîtier 1. Le boîtier 1, métallique dans cet exemple, assure aussi un draînage thermique statique complémentaire. Le composant 2, ici un transistor de puissance, est fixé sur le circuit 11 par des boulons non représentés et est en contact thermique étroit avec celui-ci au moyen d'une graisse thermiquement conductrice. Le circuit 11 assure le maintien mécanique du transistor 2. Ce demier présente une masse importante, c'est-à-dire que le circuit imprimé 4 ne pourrait, sans renfort, assurer sa tenue mécanique. Le composant 3 est une bobine d'inductance, aussi de masse importante, logée dans un berceau 12, solidaire du boîtier 1, qui en épouse la forme. La fixation de la bobine 3 au berceau est effectuée par vissage d'oreilles 31. Une couche de graisse thermiquement conductrice assure la liaison thermique entre le berceau 12 et la bobine 3. Il aurait pu être prévu de coller les composants 2, 3 sur leur support au moyen d'une colle thermiquement conductrice. Comme le montre la figure 2, le circuit imprimé 4 comporte, pour le raccordement par boulon des bomes des composants 2, 3, des trous métallisés comme le trou 41 qui débouche, sur chaque face, sur des plages de contact respectives 42 et 43 reliées à une piste 44. La bome 20 du transistor 2 comporte une languette percée 21 rabattue au-dessus du corps du composant 2 et emprisonnant un écrou 22 logé dans une cavité 23 de ce corps. La cavité 23 comporte une paroi 24 bloquant en rotation l'écrou 22. La bome 20 peut ainsi être fixée et reliée électriquement au circuit imprimé 4 par un boulon constitué d'une vis 25, traversant le trou 41 et la languette 21, et de l'écrou 22. Par vissage, I'écrou 22 est attiré vers la tête de la vis 25 jusqu'à appliquer la languette 21 sur la plage 42. On conçoit que le transistor 2 est maintenu en place par un serrage suffisant de la languette 21, avec éventuellement une rondelle élastique. De ce fait, la butée latérale que constitue le pourtour du trou de la languette 21 pour la vis 25 ne sert de centrage que lors du montage de celle-ci et ne participe pas au maintien en position. II aurait donc pu être prévu une languette non percée, associée à une vis passant latéralement. La bobine 3 comporte, de façon homologue, un bomier 30 avec des bomes du genre de la bome 20, les extrémités de fil de la bobine 3 étant raccordées par sertissage à une extrémité de la languette de raccordement. D'autres moyens de raccordement électrique peuvent être envisagés, par exemple des connecteurs ou encore des liaisons par un conducteur souple évitant tout transfert de contrainte mécanique au circuit 4, due par exemple aux vibrations des composants de masse importante. Les bomes ou bomier 20 et 30 de raccordement sont ici disposés à une extrémité des composants 2, 3 respectifs, ce qui permet de monter ceuxci à effleurement du circuit imprimé 4. On aurait cependant pu prévoir une fenêtre découpée dans le circuit imprimé 4 à travers laquelle émergerait une partie d'un composant électrique. L'invention s'applique à tout type de véhicule, terrestre ou non. REVENDICATIONS 1.- Alimentation de puissance pour véhicule électrique, comportant des composants de puissance (2, 3) associés à un drain thermique (1, 11) et reliés entre eux par des liaisons électriques (44), alimentation caractérisée par le fait qu'elle comporte un support mécanique des composants (1), assurant aussi le draînage thermique, et une carte de circuit imprimé (4) comportant lesdites liaisons électriques (44). 2.- Alimentation selon la revendication 1, dans laquelle le support mécanique (1) comporte un berceau (12) de réception d'un composant (3). 3.- Alimentation selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle la carte de circuit imprimé (4) comporte des moyens de raccordement électrique (41-44), par vissage, de bornes (20) de composants. 4.- Alimentation selon la revendication 3, dans laquelle les bomes (20) comportent une languette de contact (21) agencée pour être appliquée sur une plage de contact (42) du circuit imprimé (4) par un boulon (22, 25) traversant celui-ci. 5.- Alimentation selon la revendication 4, dans laquelle la bome (20) est agencée pour retenir prisonnier l'écrou (22) du boulon et le bloquer en rotation (24). 6.- Alimentation selon les revendications 1 à 5, dans laquelle le support mécanique (1) comporte un circuit hydraulique (11) de draînage thermique. 7.- Alimentation selon les revendications 1 à 6, dans laquelle des composants sont fixés au support (1, 11, 12) par une colle à conductibilité thermique.