Brevet FR3046904A1 — publié le 20170721

Equipement électrique, notamment pour véhicule automobile La présente invention concerne un équipement électrique, notamment pour véhicule automobile. On connait par le brevet US 8 462 531 un onduleur de puissance avec des passages de refroidissement. L'invention vise à proposer un équipement électrique amélioré, notamment avec une capacité mieux refroidie. L'invention a ainsi pour objet un équipement électrique, notamment pour véhicule automobile, cet équipement comportant : - au moins deux composants électriques de puissance, notamment connectés électriquement en parallèle, - au moins deux conducteurs électriques chacun connectés à l'un des composants électriques de puissance, les deux conducteurs comportant chacun au moins une portion d'échange thermique, - un dispositif de refroidissement agencé pour refroidir les conducteurs électriques via les portions d'échange thermique, équipement dans lequel les portions d'échange thermique des conducteurs sont coplanaires. Grâce à l'invention, il est possible d'avoir un équipement électrique mieux refroidi. En effet les conducteurs, par exemple l'un positif et l'autre négatif, étant dans le même plan, sont refroidis en même temps et de manière uniforme. De préférence les portions d'échange thermique des conducteurs sont en contact thermique, direct ou indirect, avec le dispositif de refroidissement, notamment via un conducteur thermique isolant électrique placé sur le dispositif de refroidissement. 3046904 2 Si on le souhaite, les portions d'échange thermique des deux conducteurs présentent des superficies sensiblement identiques. Par exemple, l'un au moins des conducteur est en cuivre ou en aluminium. Par exemple, l'un au moins des conducteur est un busbar. 5 Les portions d'échange thermique des deux conducteurs présentent par exemple des épaisseurs sensiblement identiques. Notamment l'une des portions d'échange thermique est connectée à une borne positive du composant électrique de puissance et l'autre des portions d'échange thermique est connectée à une borne 10 négative de l'autre composant électrique de puissance. L'un au moins des conducteurs électriques est notamment connecté à des bornes de même polarité des deux composants électriques de puissance. L'un au moins des conducteurs électriques est notamment 15 connecté à des bornes positives des deux composants électriques de puissance. Avantageusement l'un au moins des conducteurs électriques, connecté avec l'un des composants électriques de puissance, comporte, outre la portion d'échange thermique, une portion de contact électrique 20 avec l'autre des composants électriques de puissance, cette portion de contact étant notamment éloignée du dispositif de refroidissement. Notamment la portion de contact de l'un des conducteurs est sensiblement parallèle à la portion d'échange thermique de l'autre des conducteurs électriques. 25 Par exemple la portion de contact de l'un des conducteurs est sensiblement plane. Le cas échéant, la portion de contact de l'un des conducteurs est sur un côté du composant électrique et la portion d'échange thermique de l'autre des conducteurs est sur un côté opposé de ce composant électrique. 30 Notamment les portions de contact, de préférence éloignées du dispositif de refroidissement, sont sensiblement coplanaires. 3046904 3 Si on le souhaite, l'un au moins des conducteurs comporte un bras reliant la portion d'échange thermique à la portion de contact, ce bras étant de préférence sensiblement perpendiculaire à la portion d'échange thermique. 5 De préférence, le bras est disposé entre les deux composants électriques de puissance, ce bras notamment longe une face de l'un des composants électriques de puissance. De préférence les deux conducteurs comportent chacun un bras, les bras de ces deux conducteurs étant sensiblement coplanaires. Ceci 10 permet une meilleure compacité. Notamment les deux conducteurs sont isolés électriquement l'un de l'autre, par exemple par une lame d'air, un isolant électrique avec notamment une garniture, un papier. Par exemple les portions d'échange thermique présentent au 15 moins un bord droit, les bords droits des portions étant alignés. Le cas échéant les portions d'échange thermique présentent une forme sensiblement rectangulaire. L'un au moins des conducteurs, de préférence les deux conducteurs, est notamment connecté à un module de puissance via des 20 pattes de connexion, par exemple pour convertir une énergie électrique. Les pattes de connexion des deux conducteurs sont disposées de manière alternée entre elles par exemple. Par exemple les conducteurs sont réalisés par découpe et pliage d'une plaque. Les conducteurs sont notamment à base d'aluminium ou de 25 cuivre. Les conducteurs sont encore appelés Busbar en anglais. Les pattes présentent chacun un coude si on le souhaite. Par exemple les pattes se raccordent à un rebord commun du conducteur. Si on le souhaite l'un au moins des composants électriques de 30 puissance comporte au moins une unité de stockage d'énergie électrique, notamment un condensateur, notamment une pluralité d'unités, notamment 3046904 4 de condensateurs, par exemple trois condensateurs. Par exemple chaque composant comprend un groupe de trois condensateurs. Le dispositif de refroidissement comporte notamment une paroi d'échange thermique contre laquelle sont posées les portions d'échange 5 thermique des conducteurs, cette paroi étant de préférence sensiblement plane. De préférence le dispositif de refroidissement comporte un canal de circulation d'un fluide de refroidissement, par exemple de l'eau ou du glycol. La paroi d'échange thermique est notamment en contact avec le 10 canal de refroidissement. La paroi d'échange thermique est réalisée en aluminium par exemple. L'équipement comporte notamment un module de puissance en contact thermique avec le dispositif de refroidissement. 15 De préférence le module de puissance comporte une pluralité de pattes de connexion électriques agencées pour la connexion électrique du module de puissance avec les composants électriques de puissance. Avantageusement les conducteurs sont agencés de sorte qu'ils sont refroidis par le dispositif de refroidissement avant la sortie électrique 20 du module de puissance. Par exemple l'équipement est agencé en module de puissance, par exemple en onduleur notamment continu/alternatif. L'onduleur est par exemple agencé pour opérer à une puissance supérieure à 50 kW, notamment 100 kW, opérant notamment à une 25 puissance électrique de 140 kW. Le dispositif de refroidissement est notamment éloigné d'un couvercle de l'équipement. 30 L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la 3046904 5 description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel : - les figures 1 à 3 représentent, schématiquement et partiellement, respectivement en perspective et en coupe, un équipement 5 électrique selon un exemple de réalisation de l'invention. On a représenté sur les figures 1 à 3 un équipement électrique 1 pour véhicule automobile, ce dispositif comportant : - deux composants électriques de puissance 2 et 10 3 connectés électriquement en parallèle, - deux conducteurs électriques 4 et 5 comportant chacun une portion d'échange thermique 6 et 7 respectivement, - un dispositif de refroidissement 10 agencé pour refroidir les conducteurs électriques 4 et 5 via les portions 15 d'échange thermique 6 et 7. Les portions d'échange thermique 6 et 7 des conducteurs sont coplanaires dans un plan P. Dans l'exemple décrit, l'équipement 1 est agencé en onduleur pour convertir du courant continu en alternatif. 20 L'onduleur est par exemple agencé pour opérer à une puissance supérieure à 50 kW, notamment 100 kW, opérant notamment à une puissance électrique de 140 kW. Le dispositif de refroidissement 10 est notamment éloigné d'un couvercle 11 de l'équipement, comme on peut le voir sur la figure 3. Ce 25 couvercle 11 permet de protéger l'intérieur de l'équipement d'infiltrations extérieures, par exemple de la poussière ou de liquides indésirables. Les portions d'échange thermique 6 et 7 des conducteurs sont en contact thermique avec le dispositif de refroidissement 10 via un conducteur thermique isolant électrique. 3046 904 6 Ces portions d'échange thermique 6 et 7 des deux conducteurs présentent des superficies sensiblement identiques, et des épaisseurs sensiblement identiques. Les portions d'échange thermique 6 et 7 présentent chacun une 5 forme sensiblement rectangulaire et sont disposées à bords parallèles 12, côte à côte. Les conducteurs 4 et 5 sont réalisés chacun d'une seule pièce. L'une des portions d'échange thermique 6 est connectée électriquement à une borne positive 15 du composant électrique de 10 puissance 3 et l'autre des portions d'échange thermique 7 est connectée à une borne négative 16 de l'autre composant électrique de puissance 2. Chaque conducteur électrique 4 ;5 est connecté à des bornes positives ou négatives des deux composants électriques de puissance. Chaque conducteur électrique 4 ;5 comporte, outre la portion 15 d'échange thermique, une portion de contact électrique 18 ;19 avec l'autre des composants électriques de puissance, cette portion de contact 18 ;19 étant éloignée du dispositif de refroidissement 10. La portion de contact 18 ;19 de l'un des conducteurs est sensiblement parallèle à la portion d'échange thermique 7 ;6 de l'autre des 20 conducteurs électriques. Les portions de contact 18 ;19 sont sensiblement planes. La portion de contact 18 ;19 de l'un des conducteurs est sur un côté du composant électrique 2 ;3 et la portion d'échange thermique 7 ;6 de l'autre des conducteurs est sur un côté opposé de ce composant électrique 25 de sorte que le composant soit entre la portion de contact 19 ;18 et la portion d'échange thermique 6 ;7. Les portions de contact 18 et 19, éloignées du dispositif de refroidissement 10, sont sensiblement coplanaires. Chaque conducteur 4 ;5 comporte un bras 20 reliant la portion 30 d'échange thermique 6 ;7 à la portion de contact 18 ;19, ce bras étant sensiblement perpendiculaire à la portion d'échange thermique 6 ;7. 3046 904 7 Autrement dit chaque conducteurs 4 ;5 comporte une portion d'échange thermique et une portion de contact reliées entre elles par le bras 20. Le bras 20 est disposé entre les deux composants électriques de 5 puissance 2 et 3, et ce bras 20 longe, sans toucher, une face des composants électriques de puissance. Les bras 20 de ces deux conducteurs sont sensiblement coplanaires. Ceci permet une meilleure compacité. Les deux conducteurs 4 et 5 sont isolés électriquement l'un de 10 l'autre. Comme visible sur la figure 3, les deux conducteurs 4 et 5 sont connectés à un module de puissance 30 via des pattes de connexion 31. Les pattes de connexion 31 coudées des deux conducteurs sont disposées de manière alternée entre elles. 15 Les conducteurs 4 et 5 sont réalisés par découpe et pliage d'une plaque, par exemple en cuivre ou aluminium. Les conducteurs sont encore appelés Busbar en anglais. Les pattes 31 se raccordent à un rebord 33 commun du conducteur 4 ;5 correspondant. Ce rebord 33 est sensiblement parallèle à 20 un côté des composants 2 et 3. Chaque composant électrique de puissance 2 ;3 comporte des unités de stockage d'énergie électrique 35, à savon i dans l'exemple décrit trois condensateurs. Au total, dans l'exemple, l'onduleur comporte six condensateurs. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce nombre. 25 Le dispositif de refroidissement 10 comporte une paroi d'échange thermique 37 contre laquelle sont posées les portions d'échange thermique 6 et 7 des conducteurs, cette paroi 37 étant sensiblement plane, comme visible sur la figure 3. Le dispositif de refroidissement 10 comporte un canal de 30 circulation 38 d'un fluide de refroidissement, par exemple de l'eau. La paroi d'échange thermique 37 est en contact avec le canal de refroidissement 10. 3046904 8 La paroi d'échange thermique 37 est réalisée en aluminium. Le module de puissance 30 est en contact thermique avec le dispositif de refroidissement 10. 5 Le module de puissance 30 comporte une pluralité de pattes de connexion électriques agencées pour la connexion électrique du module de puissance avec les composants électriques de puissance. 10 REVENDICATIONS1. Equipement électrique de puissance (1), notamment pour véhicule automobile, cet équipement comportant : - au moins deux composants électriques de puissance (52, 3), notamment connectés électriquement en parallèle, - au moins deux conducteurs électriques (4, 5) chacun connectés à l'un des composants électriques de puissance, les deux conducteurs comportant chacun au moins une portion d'échange thermique (6, 7), - un dispositif de refroidissement (10) agencé pour refroidir les conducteurs électriques via les portions d'échange thermique, équipement dans lequel les portions d'échange thermique des conducteurs sont coplanaires. 2. Equipement selon la revendication précédente, les portions d'échange thermique des conducteurs sont en contact thermique, direct ou indirect, avec le dispositif de refroidissement. 3. Equipement selon l'une des revendications précédentes, l'un au moins des conducteurs électriques, connecté avec l'un des composants électriques de puissance, comporte, outre la portion d'échange thermique, une portion de contact électrique (18 ;19) avec l'autre des composants électriques de puissance, cette portion de contact étant de préférence éloignée du dispositif de refroidissement. 3046904 10 4. Equipement selon la revendication précédente, la portion de contact (18, 19) de l'un des conducteurs est sur un côté du composant électrique et la portion d'échange thermique (6, 7) de l'autre des conducteurs est sur un côté opposé de ce composant électrique. 5 5. Equipement selon l'une des revendications précédentes 3 et 4, l'un au moins des conducteurs comporte un bras (20) reliant la portion d'échange thermique à la portion de contact, ce bras étant de préférence sensiblement perpendiculaire à la portion d'échange thermique. 10 6. Equipement selon l'une des revendications précédentes, les portions d'échange thermique (6, 7) présentent au moins un bord droit, les bords droits des portions étant alignés. 15 7. Equipement selon l'une des revendications précédentes, les portions d'échange thermique présentent une forme sensiblement rectangulaire. 8. Equipement selon l'une des revendications précédentes, l'un 20 au moins des conducteurs, de préférence les deux conducteurs, est connecté à un module de puissance via des pattes de connexion. 9. Equipement selon l'une des revendications précédentes, les conducteurs sont réalisés par découpe et pliage d'une plaque, par exemple 25 en aluminium. 10. Equipement selon l'une des revendications précédentes, l'un au moins des composants électriques de puissance comporte au moins une unité de stockage d'énergie électrique (35), 30 notamment un condensateur, notamment une pluralité d'unités, notamment de condensateurs. 3046 904 11 11. Equipement selon l'une des revendications précédentes, le dispositif de refroidissement comporte une paroi d'échange thermique (37) contre laquelle sont posées les portions d'échange thermique des conducteurs, cette paroi étant de préférence sensiblement 5 plane. 12. Equipement selon la revendication précédente, le dispositif de refroidissement comporte un canal de circulation (38) d'un fluide de refroidissement, par exemple de l'eau ou du glycol. 13. Equipement selon l'une des revendications précédentes, l'équipement est agencé en module de puissance, par exemple onduleur. 14. Equipement selon la revendication précédente, agencé en onduleur, l'onduleur est agencé pour opérer à une puissance supérieure à 50 kW, notamment 100 kW, opérant notamment à une puissance électrique de 140 kW. 20 10 15