Brevet FR2826831A1 — publié le 20030103

La présente invention concerne un dispositif de refroidissement d'au moins un module électronique de puissance, par exemple pour un véhicule automobile. Dans de nombreuses applications, on utilise des moteurs électriques associés à un ensemble électronique constituant un module de puissance. C'est le cas par exemple de certains types de véhicules automobiles qui utilisent un moteur thermique et des moteurs électriques. Ces moteurs électriques sont utilisés notamment pour démarrer le moteur thermique et, dans le cas où ils sont suffisamment puissants, ils servent de moyen de propulsion dans les zones urbaines. Les ensembles électroniques de puissance assurant la gestion des moteurs électriques sont le plus souvent constitués par des boîtiers qui doivent être refroidis. A cet effet, les boîtiers comportent un dispositif de refroidissement formé par une enceinte fermée et rigide de circulation d'un fluide caloporteur sur laquelle s'appuie, notamment par l'intermédiaire d'une graisse conductrice, au moins un module de puissance. Le module de puissance fixé sur l'enceinte est refroidi par conduction par l'intermédiaire du fond de ladite enceinte ce qui ne permet pas de refroidir efficacement le module. De plus, cette conception conduit à des boîtiers rigides incompressibles pouvant entraîner des lésions aux passagers du véhicule en cas de choc violent. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients. L'invention a donc pour objet un dispositif de refroidissement d'au moins un module électronique de puissance, par exemple pour un véhicule automobile, du type comprenant une enceinte de circulation d'un fluide caloporteur fixée sur ledit module et comportant une entrée et une sortie dudit fluide, caractérisée en ce que l'enceinte comprend, d'une part, des parois latérales déterminant un cadre et, d'autre part, deux fonds dont au moins un est formé par une semelle dudit module, la paroi latérale et lesdits fonds ménageant un circuit pour ledit fluide caloporteur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - chaque fond de l'enceinte est formé par une semelle d'un module électronique, - l'enceinte comporte des ailettes de refroidissement formant des chicanes s'étendant transversalement au sens de circulation du fluide caloporteur dans ladite enceinte, - les ailettes sont solidaires de la semelle du module électronique formant l'un des fonds de l'enceinte, - les ailettes sont décalées transversalement les unes par rapport aux autres, - les ailettes sont solidaires du cadre de l'enceinte, - les ailettes sont indépendantes du cadre et des fonds de l'enceinte et sont formées par des éléments rectilignes reliés entre eux par des éléments de liaison, - les ailettes sont solidaires de la semelle de chaque module électronique formant les deux fronts de l'enceinte, lesdites ailettes des semelles étant disposées les unes en face des autres et ménageant entre elles un jeu de passage du fluide caloporteur, - les ailettes comportent au moins une portion de hauteur sensiblement égale à la hauteur du cadre de l'enceinte et au moins une portion de plus faible hauteur pour le passage du fluide caloporteur, - l'enceinte est en matière plastique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un dispositif de refroidissement d'un module électronique de puissance, - la Fig. 2 est une vue schématique en coupe transversale d'un dispositif de refroidissement de deux modules électroniques de puissance, - la Fig. 3 est une vue schématique en perspective éclatée du dispositif de refroidissement de la Fig. 2, - la Fig. 4 est une vue schématique en perspective d'une première variante des ailettes du dispositif de refroidissement, - la Fig. 5 est une vue schématique en perspective d'une seconde variante des ailettes du dispositif de refroidissement. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement un module électronique de puissance qui comporte, sur l'une de ses faces, une semelle 3. Ce module de puissance 1 est associé à un dispositif de refroidissement qui comprend une enceinte 10 de circulation d'un fluide caloporteur fixée sur ladite semelle 3 du module 1. D'une manière générale, l'enceinte comprend, d'une part, des parois latérales 11 déterminant un cadre et, d'autre part, deux fonds. L'enceinte 10 comprend également une entrée 12 du fluide caloporteur ménagée sur l'une des parois latérales du cadre 11 et une sortie 13 pour ledit fluide caloporteur ménagée sur la paroi opposée dudit cadre 11. Dans l'exemple de réalisation représenté à la Fig. 1, l'un des fonds est formé par la semelle 3 du boîtier 2, tandis que l'autre fond est formé par une paroi 14 venue de matière avec le cadre 11 de l'enceinte 10. De préférence, la paroi 14 formant le fond est bombée. Le bord libre du cadre 11 comporte une embase périphérique 15 s'étendant vers l'extérieur de l'enceinte 10 et perpendiculairement aux parois du cadre 11. Cette embase périphérique 15 forme une surface plane sur laquelle est fixé le module 1 par l'intermédiaire de sa semelle 3 au moyen d'éléments de fixation constitués par exemple par des organes de vissage 17. Au moins un joint d'étanchéité 16 est interposé entre les faces en regard respectivement de l'embase 15 de l'enceinte 10 et la semelle 3 du module 2. L'enceinte 10 comporte des ailettes de refroidissement 18 formant des chicanes s'étendant transversalement au sens de circulation du fluide caloporteur dans ladite enceinte. Le module 1 peut être recouvert d'un capot de protection 5 fixé sur l'embase 15 de l'enceinte 10. Selon un autre mode de réalisation représenté à la Fig. 2, l'enceinte 10 est utilisée pour refroidir simultanément deux modules de puissance 1 placés en regard l'un de l'autre. Dans ce cas, l'enceinte 10 comprend des parois latérales déterminant un cadre 20 complètement ouvert. L'enceinte 10 comprend également une entrée 12 du fluide caloporteur ménagée sur l'une des parois du cadre 20 et une sortie 13 dudit fluide caloporteur ménagée sur une paroi opposée de ce cadre 20. Les bords supérieur et inférieur du cadre 20 comportent une embase, respectivement 21 et 22, s'étendant vers l'extérieur de l'enceinte 10 et destinée à la fixation de la semelle 3 de l'un des modules 1 par l'intermédiaire d'organes de vissage 17. Au moins un joint d'étanchéité 16 est interposé entre les faces en regard de la semelle 3 de chaque module 1 et l'embase 21 ou 22 correspondante du cadre 20 de l'enceinte 10. Dans ce cas également, l'enceinte 10 comporte des ailettes de refroidissement 18 formant des chicanes s'étendant transversalement au sens de circulation du fluide caloporteur dans ladite enceinte. Chaque module 1 est recouvert d'un capot de protection 5 fixé sur l'embase correspondante 21 ou 22 du cadre 20 de l'enceinte 10. Selon un premier mode de réalisation représenté sur les Figs. 1 et 2, les ailettes de refroidissement 18 sont solidaires de la semelle 3 du module 1 et, dans ce cas, les semelles 3 peuvent être réalisées par coulage ou par frittage ce qui permet de former ces ailettes 18 avec la semelle 3 correspondante. Dans le cas de deux modules 1 placés en regard l'un de l'autre, les ailettes 18 sont disposées les unes en face des autres et ménagent entre elles un jeu"j"du passage du fluide caloporteur. Ainsi que représenté à la Fig. 3 les ailettes de refroidissement 18 formées sur la semelle 3 du module 1 correspondant sont décalées transversalement les unes par rapport aux autres de façon à former un circuit en chicane pour le passage du fluide caloporteur. Selon une variante représentée à la Fig. 4, les ailettes de refroidissement 18 sont indépendantes du module 1 et sont solidaires du cadre 11 ou 20 de l'enceinte 10. Ces ailettes 18 s'étendent transversalement par rapport au sens de circulation du fluide caloporteur dans l'enceinte 10 et sont fixées entre deux parois opposées du cadre 11 ou 20. Pour permettre le passage du fluide, chaque ailette comporte au moins une portion 18a de hauteur sensiblement égale à la hauteur du cadre 11 ou 20 de l'enceinte 10 et au moins une portion 18b de plus faible hauteur pour le passage du fluide caloporteur. De préférence, les portions 18b sont alternées sur les ailettes 18 afin de former un trajet en chicane pour le fluide caloporteur. Selon une autre variante représentée à la Fig. 5, les ailettes de refroidissement 18 sont indépendantes du cadre 11 ou 20 de l'enceinte 10 et des fonds de ladite enceinte et sont formées par des éléments rectilignes 18c reliés entre eux par des éléments de liaison 18d. Les éléments 18c ont une hauteur sensiblement égale à la hauteur du cadre 11 ou 20 et les éléments de liaison 18d ont une hauteur plus faible et sont opposés les uns par rapport aux autres pour former un trajet en chicane du fluide caloporteur. De préférence, le cadre du dispositif de refroidissement selon l'invention est réalisé en matière plastique. Il est donc résistant en compression et en torsion de telle manière qu'en cas de choc, il s'écrase ce qui évite de provoquer des lésions aux passagers du véhicule automobile. Par ailleurs, le dispositif de refroidissement selon l'invention permet de mettre en contact directement le module électronique de puissance avec le fluide caloporteur permettant ainsi d'améliorer son refroidissement. REVENDICATIONS 1. Dispositif de refroidissement d'au moins un module électronique (1) de puissance, par exemple pour un véhicule automobile, du type comprenant une enceinte (10) de circulation d'un fluide caloporteur fixée sur ledit module (1) et comportant une entrée (12) et une sortie (13) dudit fluide, caractérisé en ce que l'enceinte (10) comprend, d'une part, des parois latérales déterminant un cadre (11 ; 20) et, d'autre part, deux fonds dont au moins un est formé par une semelle (3) dudit module (1), la paroi latérale du cadre (11 ; 20) et lesdits fonds ménageant un circuit pour ledit fluide caloporteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque fond de l'enceinte (10) est formé par une semelle (3) d'un module électronique (1). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enceinte (10) comporte des ailettes de refroidissement (18) formant des chicanes s'étendant transversalement au sens de circulation du fluide caloporteur dans ladite enceinte (10). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ailettes (18) sont solidaires de la semelle (3) du module électronique (1) formant l'un des fonds de j'enceinte (10). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les ailettes (18) sont décalées transversalement les unes par rapport aux autres. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ailettes (18) sont solidaires du cadre (11 ; 20) de l'enceinte (10). 7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ailettes (18) sont indépendantes du cadre (11 ; 20) et des fonds de l'enceinte (10) et sont formées par des éléments rectilignes (18c) reliés entre eux par des éléments de liaison (18d). 8. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ailettes (18) sont solidaires de la semelle (3) de chaque module électronique (1) formant les deux fonds de l'enceinte (10), lesdites ailettes (18) des semelles (3) étant disposées les unes en face des autres et ménageant entre elles un jeu de passage du fluide caloporteur. 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les ailettes (18) comportent au moins une portion (18a) de hauteur sensiblement égale à la hauteur du cadre (11 ; 20) de l'enceinte (10) et au moins une portion (18b) de plus faible hauteur pour le passage du fluide caloporteur. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte (10) est en matière plastique.