Brevet FR3040245A1 — publié le 20170224

Dispositif électronique, notamment pour véhicule automobile La présente invention concerne un dispositif électronique, notamment pour véhicule automobile. On connait par le document DE8715494U1 un arrangement de busbars. L'invention vise à proposer un dispositif électronique amélioré. L'invention a ainsi pour objet un dispositif électronique, notamment pour véhicule automobile, ce dispositif comportant : - au moins deux modules de puissance, - un réseau de connexion électrique assurant l'alimentation électrique des modules de puissance, ce réseau de connexion électrique comportant un noeud électrique auquel se raccordent deux branches électriques connectées chacune respectivement à l'un des modules de puissance de sorte que l'alimentation électrique de l'un des modules de puissance se fait par la branche qui lui est associée indépendamment de la branche associée à l'autre des modules de puissance. Grâce à l'invention, il est possible d'avoir un dispositif électronique équilibré de manière satisfaisante, notamment par rapport au cas où les modules de puissance seraient alimentés électriquement l'un après l'autre en passant par un chemin électrique partagé entre les deux modules de puissance. De préférence les branches sont agencées de sorte que les chemins électriques entre le noeud et chacun des modules de puissance sont sensiblement égaux. On entend par « sensiblement égaux » une 30 différence de moins de 10%, notamment de 5%, de préférence de 2%. 3040245 2 Notamment les branches sont agencées de sorte que les inductances entre le noeud et chacun des modules de puissance soient sensiblement égales. En variante ou en combinaison avec ce qui précède, les 5 branches sont agencées de sorte les résistances électrique entre le noeud et chacun des modules de puissance sont sensiblement égales. Grâce à l'invention, lorsqu'une unité de commande est utilisée pour commander les modules de puissance, les différents chemins 10 électriques vers les modules de puissance sont sensiblement égaux, ce qui évite que les modules de puissance ne soient soumis à différents effets comme cela apparait lorsque les chemins électriques sont différents. L'invention permet notamment d'éviter l'apparition d'impulsions électriques négatives différentes vues par les bornes de l'unité de 15 commande avec comme conséquence positive d'avoir la même protection sur chaque commande, ou encore éviter des dissipations de puissance différentes dans les modules de puissance qui auraient pour conséquence d'impacter de manière déséquilibrée sur la durée de vie des modules, ou encore éviter des niveaux d'avalanche différents. 20 La disposition des branches, et notamment la connexion des masses, permet de créer une sorte de maillage efficace contre les perturbations de type électromagnétique (CEM). Avantageusement les branches sont symétriques l'une de l'autre par une rotation d'un angle prédéterminé. 25 Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif comporte trois modules de puissance et trois branches associées chacune à l'un des modules de puissance. Par exemple les angles séparant deux branches consécutives sont égaux. De préférence le réseau de connexion électrique comporte au moins un barreau électriquement conducteur. 3040245 3 Chaque branche comporte notamment au moins un barreau électriquement conducteur relié électriquement au module de puissance associé. Chaque branche comporte, le cas échéant, deux barreaux 5 conducteurs, respectivement positif et négatif électrique. Avantageusement les deux barreaux de la branche s'étendent parallèlement l'un par rapport à l'autre. Ceci permet de minimiser l'effet selfique des éléments. Par exemple le ou les barreaux sont réalisés en cuivre ou 10 aluminium. Le ou les barreaux peuvent être issus d'une pièce pliée et/ou découpée. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, les barreaux sont maintenus par un organe de maintien électriquement isolant. 15 Les barreaux sont par exemple surmoulés dans une matière plastique formant l'organe de maintien. Les barreaux peuvent présenter au moins une portion coudée et/ou une portion droite. De préférence, le dispositif comporte une carte de circuit 20 imprimé portant une unité de commande pour commander les modules de puissance, l'un au moins des barreaux étant, au moins sur une partie de sa longueur, à distance de la carte de circuit imprimé. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, chaque branche est connectée électriquement, en plus du module de puissance, à 25 une capacité associée à ce module de puissance. La branche comporte avantageusement au moins une patte de connexion électrique à cette capacité. La capacité comporte par exemple au moins une borne de connexion, et la patte de connexion de la branche est en contact électrique 30 avec cette borne. 3040245 4 La patte de connexion comporte notamment une fente dans laquelle se loge la borne de la capacité. La branche comporte, le cas échéant, des ailes de connexion, par exemple sensiblement planes, agencées pour permettre la connexion 5 entre la branche et le module de puissance associé. Si on le souhaite, un élément de connexion intermédiaire, par exemple sous la forme d'une agrafe, encore appelée chaise, est interposé entre l'aile et le module de puissance pour permettre la connexion électrique. 10 L'élément de connexion intermédiaire présente de profil une forme en S, par exemple. Le noeud électrique du réseau de connexion est formé sur une pièce conductrice unique, par exemple. Avantageusement le réseau de connexion électrique est agencé 15 pour être connecté à une batterie. L'unité de commande est connectée aux modules de puissance par une liaison de commande distincte du réseau de connexion électrique pour l'alimentation électrique. La liaison de commande comporte au moins une piste 20 conductrice sur la carte de circuit imprimé par exemple. Les modules de puissance peuvent être de type DBC (Direct Bonded Copper en anglais), IMS (Insulated Metal Substrate en anglais),ou IML (Insert Moulded Leadframe en anglais) ou d'un autre type. Ces modules de puissance peuvent être associés à des interrupteurs de 25 puissance, par exemple de type MOS ou IGBT. Ces interrupteurs peuvent être en boitier ou nu (bare die en anglais). Les modules de puissance peuvent comporter des filtres et/ou peuvent accueillir un capteur de mesure de température. Les modules de puissance peuvent comporter des ponts en H par exemple pour 30 commander une machine à reluctance variable (Switched Reluctance 3040245 5 Motor en anglais) ou, en variante, présenter une architecture électrique en bras par exemple pour une machine triphasé à aimants permanents. De préférence, le dispositif électronique est agencé dans une enceinte, par exemple formée par un boitier, accolée à une machine 5 électrique tournante. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif électronique est agencé pour être utilisé en association avec une machine électrique tournante, notamment un moteur électrique. Les modules de puissance sont avantageusement agencées 10 pour commander les phases électriques de la machine électrique. Cette machine est par exemple agencée en moteur. Ladite machine électrique est destinée à faire fonctionner un compresseur de sur-alimentation électrique de véhicule automobile par exemple. 15 Par exemple, ce compresseur (« electric supercharger » en anglais) vient en complément d'un turbocompresseur pour palier son temps de réponse (dû à son inertie et au temps nécessaire pour que les gaz d'échappement ait une énergie suffisante pour l'entrainer). Le compresseur fournit une suralimentation en quelques centaines de millisecondes jusqu'à 20 ce que le turbocompresseur ait une vitesse suffisante pour prendre le relais. Le compresseur, si on le souhaite, peut agir de manière autonome. A cet effet, le compresseur comprend une roue de compresseur. Le compresseur est disposé sur le conduit d'admission en amont ou en aval, de préférence en amont, du moteur thermique pour permettre de 25 comprimer l'air d'admission afin d'optimiser le remplissage des cylindres du moteur thermique. La machine électrique est activée pour entraîner la roue du compresseur afin de minimiser le temps de réponse en couple, notamment lors des phases transitoires à l'accélération, ou en phase de redémarrage 30 automatique du moteur thermique après une mise en veille (fonctionnement « stop and start » en anglais). 3040245 6 La vitesse de rotation de ce type de machine électrique peut atteindre 70000 tours/min. L'invention a également pour objet un compresseur de suralimentation électrique de véhicule automobile comportant une machine 5 électrique équipée avec un dispositif électronique tel que défini ci-dessus. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la 10 description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, en perspective, un dispositif électronique selon un exemple de réalisation de l'invention. 15 On a représenté sur la figure 1 un dispositif électronique 1 pour véhicule automobile, ce dispositif comportant : - trois modules de puissance 2, - un réseau de connexion électrique 3 assurant 20 l'alimentation électrique des modules de puissance 2, ce réseau de connexion électrique comportant un noeud électrique 4 auquel se raccordent trois branches électriques 5 connectées chacune respectivement à l'un des modules de puissance 2 de sorte que l'alimentation électrique de l'un des modules de 25 puissance se fait par la branche qui lui est associée indépendamment de la branche associée à l'autre des modules de puissance. Les branches 5 sont agencées de sorte les chemins électriques 30 entre le noeud 4 et chacun des modules de puissance 2 sont sensiblement 3040245 7 égaux. On entend par « sensiblement égaux » une différence de moins de 2%. Les branches 5 sont agencées de sorte les inductances entre le noeud 4 et chacun des modules de puissance 2 soient sensiblement 5 égales. Les branches 5 sont symétriques l'une de l'autre par une rotation d'un angle prédéterminé, par exemple d'un angle compris entre 30 et 50°. Les angles séparant deux branches consécutives sont égaux. Le réseau de connexion électrique 3 comporte des barreaux 10 électriquement conducteurs. En particulier, chaque branche 5 comporte deux barreaux électriquement conducteurs 10, respectivement positif et négatif électrique, reliés électriquement au module de puissance associé 2. Les deux barreaux 10 de la branche 5 s'étendent parallèlement 15 l'un par rapport à l'autre. Les barreaux 10 sont réalisés en cuivre dans l'exemple considéré, et sont d'une pièce pliée et/ou découpée. Les barreaux 10 sont surmoulés dans une matière plastique formant l'organe de maintien 11. 20 Les barreaux 10 présentent, pour chaque branche 5, des portions coudées 12 et des portions droites 13. Le dispositif 1 comporte une carte de circuit imprimé 15 portant une unité de commande 16 pour commander les modules de puissance 2, les barreaux 10 étant, sur une partie de sa longueur, à distance de la carte 25 de circuit imprimé 15. Chaque branche 5 est connectée électriquement, en plus du module de puissance, à une capacité 20 formée par un condensateur associée à ce module de puissance 2. La branche 5 comporte des pattes 21 de connexion électrique à 30 cette capacité, chaque patte 21 étant formée sur un barreau 10. 3040245 8 La capacité 20 comporte par exemple des bornes de connexion 23, et la patte de connexion 21 de la branche est en contact électrique avec cette borne 23. La patte de connexion 21 comporte une fente 26 dans laquelle 5 se loge la borne 23 de la capacité. La branche 5 comporte des ailes de connexion 29, sensiblement planes, agencées pour permettre la connexion entre la branche 5 et le module de puissance 2 associé. Un élément de connexion intermédiaire 30, sous la forme d'une 10 agrafe ou chaise, est interposé entre l'aile 29 et le module de puissance 2 pour permettre la connexion électrique. L'agrafe 30 présente de profil une forme en S, par exemple. Ceci permet d'absorber les contraintes mécaniques Le noeud électrique 4 du réseau de connexion est formé sur une 15 pièce conductrice unique. Le réseau de connexion électrique 3 est agencé pour être connecté à une batterie 35. L'unité de commande 16 est connectée aux modules de puissance par une liaison de commande 36 distincte du réseau de 20 connexion électrique 3 pour l'alimentation électrique. La liaison de commande 36 comporte des pistes conductrices sur la carte de circuit imprimé. Le dispositif électronique 1 est agencé dans une enceinte, par exemple formée par un boitier 38, accolée à un moteur électrique 39. 25 Les modules de puissance 2 sont avantageusement agencées pour commander les phases électriques de la machine électrique. Ladite machine électrique est destinée à faire fonctionner un compresseur de sur-alimentation électrique de véhicule automobile. Ce compresseur (« electric supercharger » en anglais) vient en 30 complément d'un turbocompresseur pour palier son temps de réponse (dû à son inertie et au temps nécessaire pour que les gaz d'échappement ait 3040245 9 une énergie suffisante pour l'entrainer). Le compresseur fournit une suralimentation en quelques centaines de millisecondes jusqu'à ce que le turbocompresseur ait une vitesse suffisante pour prendre le relais. A cet effet, le compresseur comprend une roue de compresseur. 5 Le compresseur est disposé sur le conduit d'admission en amont ou en aval, de préférence en amont, du moteur thermique pour permettre de comprimer l'air d'admission afin d'optimiser le remplissage des cylindres du moteur thermique. La machine électrique est activée pour entraîner la roue du 10 compresseur afin de minimiser le temps de réponse en couple, notamment lors des phases transitoires à l'accélération, ou en phase de redémarrage automatique du moteur thermique après une mise en veille (fonctionnement « stop and start » en anglais). La vitesse de rotation de ce type de machine électrique peut 15 atteindre 70000 tours/min. REVENDICATIONS1. Dispositif électronique (1), notamment pour véhicule automobile, ce dispositif comportant : au moins deux modules de puissance (2), un réseau de connexion électrique (3) assurant 10 l'alimentation électrique des modules de puissance, ce réseau de connexion électrique comportant un noeud électrique auquel se raccordent deux branches électriques connectées chacune respectivement à l'un des modules de puissance de sorte que l'alimentation électrique de l'un des modules de puissance se fait 15 par la branche qui lui est associée indépendamment de la branche associée à l'autre des modules de puissance. 2. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel les branches sont agencées de sorte que les chemins électriques entre le 20 noeud et chacun des modules de puissance sont sensiblement égaux. 3. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel les branches (5) sont agencées de sorte que les inductances entre le noeud et chacun des modules de puissance sont sensiblement égales. 25 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les branches (5) sont symétriques l'une de l'autre par une rotation d'un angle prédéterminé. 30 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comportant trois modules de puissance et trois branches associées chacune à l'un des modules de puissance. 3040245 11 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le réseau de connexion électrique comporte au moins un barreau (10) électriquement conducteur. 7. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel chaque branche comporte au moins un barreau électriquement conducteur relié électriquement au module de puissance associé. 10 8. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel les barreaux sont surmoulés dans une matière plastique formant l'organe de maintien. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, 15 comportant une carte de circuit imprimé (15) portant une unité de commande pour commander les modules de puissance, l'un au moins des barreaux étant, au moins sur une partie de sa longueur, à distance de la carte de circuit imprimé. 20 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel l'unité de commande est connectée aux modules de puissance par une liaison de commande différente du réseau de connexion électrique pour l'alimentation électrique. 25 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque branche est connectée électriquement, en plus du module de puissance, à une capacité associée à ce module de puissance. 12. Dispositif /selon l'une des revendications précédentes, 30 dans lequel le noeud électrique (4) du réseau de connexion est formé sur une pièce conductrice unique. 3040245 12 13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, agencé pour être utilisé en association avec une machine électrique tournante, notamment un moteur électrique. 14. Compresseur de sur-alimentation électrique de véhicule automobile comportant une machine électrique équipée avec un dispositif électronique selon l'une des revendications précédentes. 10