Brevet FR3039335A1 — publié le 20170127

Procédé de pr,7%,--ctic1a contre les sur-éch _t/ou les surin nsités d'un connecteur t ae L'invention concerne le domaine de la connexion E".z,;lectriqu,-.., plus s précisément les dispositifs de connexion qui font éventuelerndq--a faisceaux électriques de connexion. On entend ici par "dispositif de connexion", un au moins un premier moyen de connexion, or "languette", ou femelle, désigné par "clip", e qui est conuucieur 10 électriquement et propre à être solidarisé de ;on .-'::ffrI(..)Vit _ln second moyen de connexion de type femelle ou mâle etce-pi--Kk.K-;ten.u-- Ë-lectriqueru-:-:,.n. et un brin électr:q.e (fil, câble ou tor,...n) comportiwd dénudée solidarisée étr.1 au premier moyen de conraxior L rrioyed: connu (sertissage, soud'a, collage ou vissage). 15 On considérE a, dans la suite de la dE _c k)n ralité de dr. aptes à coopérer i- ,uivement avec une même , iralité de bn attes. Les clips sont supportés par un porte-clips -eu E une embase. Le terme "connecteur" désignera l'ensemble fo ,1,H porte-clips 20 et l'embase. Par ailleurs, on entend ici par "faisceau électru Cfi7:1L1 moins deux dispositifs de conr).on du type précité. De nos jours, l'utilisi,:d.on de nombreux dispositifs et corn( électriques et électroniques (' ,'.mlatei.y>.;., capteurs, actionneurs, 25 etc.) dans les automobiles rend la con::,tcq-nrultiol-- (::1:rique toujours plus importante. Les courants électriques sont dd. hicule par des boîtiers électroniques et leurs fais,..eaux. L.es Guuïalt..7 z3tio ut cn..iiefiliïïS jusqu'aux consommateurs finaux (appelés - charges) des conducteurs électriques (fils électriques, busbars, câbles en nappes, etc.) et des 30 connecteurs assurant la corinuité des courants entre les c l'alimentation électrique. Un connecteur c;s1 le siège de points de contacts électrique.;. de contact se situe entre un H' ,ueie et un clip et constitue Lrf1C, 3039335 2 d'étranglement pour lignes de eguiaat ttratattttit appa aï- e une résistance supplémentaire dite de constriction. variations de la résistanc, de constrictbn aussi appelée ré.tas t;tontact, se triankent par -Litions renergie thermique f" ellet i-i\feau du )cir - c-;'.D.flu..7K-:.t. L'apparition de surin- ;sites atiou l'augmen- de la réstan cor t. peuvent donc p uire des échauffer,- importants d e conrtr.;ir et causer Immation de ce ci r fils électriques qui lui sont rattachés. r. cc, pour ..isons que connecteurs font partie des io compo.nnts LL::),ues à surveiller dei-is un ',,,,(-5het.de automobile. supicillance d nnecteurs est Jonc primordiale afin d'assurer leju_nctionnement E rité de WW r nvironnernent. Ce cottstat est d'autant vnui sL.R. des véhicules élect S à règnent de fortes p-twt-,Ince. 1ectrioues, notamment 15 au ies cordons da existe auriaten 5s et/ou des ec osititt permettent de détecter des > cr ues et d rsqu'ils surviennent. Ort )eu - ter les fusibles eh- niques, IE bilames, , ositifs à alliage à mémoire de formes, trarn:;,;;;trittitg,;:t utila; "intelligents", etc. 20 Il existe P -eurs de moc on et plusieurs methodi mesur.E. (rune -r,:sistanc,e d :.ciitact. Une ré tance de contact est fonctitai krt .3urfece u e contact dont différents mue sEt trouven; ns la - - trature. On peut par exemple citer les modèles eenv d & Williamson, 19L16).. la modélisation fractale (Singer 25 & r\shonze, 1991) ou les moue multi-echeiies & Jackson, 2010). En ce --;oncerne !es e mesure de résistance de OP i?t_it tro.. r des rrt(Dthodes rait:taure ittlect -tltte (Tristani, 2000), intttritniat 3randvuillemin, 2009) ou des méti-icdes de mesure de la surface 30 de COrlik-74,. ,rtt Therarar; 1930). mr( dispositifs r.. inn,ttreiades pné:::ctirédemment cités sont m rveiller et - façon optimale les eenneet tni 1 us ne s'actven fonction de la t.C.-= mpérature du 3039335 point où ils sont implantés ou du courant qui les traverse. Or, il n'est pas possible d'implanter ces dispol Àlifs directement sur les points de contacts, c'est-à-dire à l'intérieur des conrcieurs. Les dispositifs munis d une iogique de pilot (.-.)rr.n.-ne les 5 transistors "intelligents" (Smart Power Device), dispcsent de leurs propres fonctions de diagnostic, de mesure de courar., . de ten.-1.)él.-atur(.. disposent également d'une logique de protection con.: les et les surintensités. Ils offrent également l'avantage façon planifiée en cas de coupure totale du courzif% io circuit franc par exemple). Cependant, même si a'S trdr rsi)edvent protéger indirectement des circuits électriques/électruW:p .-111.-é est avant tout de s'auto-protéger contre les trop forts c(im-arits, c ter4 Ainsi, tous les dispositifs uté', ,irécédernment, , par exemple 15 être sujets à de forts échauffements ütis à leur pu-exii-ni le source de ch r impc.).1.arlie alors que le point de contact s n'est pas en surc.iauffe. D's,,Jtre part, l'échau ment d'un point de coni ster à cause de l'rugmentation de sa de _ et SCifiS pc cela que le coure._ p ._3ant dans celui-ci r'.T,W chadgËii. 20 Ils peuvent potentiellement se déciench tii tard ou pas (p ..tcent s'ils sont trop loin du point de contact. Ainsi, en synthèse, les dispositifs existLF..:1..s iL:esont pas efficaces car : ils d ent d'une température qui n'est pi c point de 25 contact ; ils ne perm s de discriminer si l'éch rient est dû à une augmenta..J. courant, une v ri ii:',:itaince de contact ou encoL s n autre composant &II ch-auffe se ifouvant à proximité. 30 Enfin, le réamorçage de cortali dispositifs n'est pas po5ihI, ce nui implique parfois un remplacerient rftnuel et fastidieux des cc .-)os utilisés. En ce qui concerne dfferentes méthodes de modélisation ou de 3039335 4 mesure dee usbnces de Ce3rdaet, Celles-ci sont difficiles et/ou coûteuses à mettre en; cteuvue grande. édbeii.,tt, ,e,t trop souvent inexploitables en temps réel. L. document FR2990807 intitulé "Dispositif éiectronique de protection 5 d'un condLictet)r t';-P.:2:ctrique et procédé de commande d'un tel dispositif" décrit un procédé perd. - tant de protifer un fi. ,tectrique contre les surintensités et Tes échaufferred ques a p, une mesure du courant passant dans le fil et d'un car,.. detp. température iante. La protection se fait ensuite grâce à l'utilisation Cf U.r1 eSt.rinite::;uï. tenTérature, d'un algorithme et d'un transistor MCSFET dd. limite ou . he le passage du courant en cas de 7)orrrnehr rtra-- r-, irenie Protection d'une prise électrique ccutie a ure .e; H, dispostif de mesure d'une résistance élett !..éSentati t-ttntipérature eitttis une prise (notamment la dt de rec e pour ' dr hicule électrique ou hybride) utilisant un bi is de façon alter' k!,tt..r rnistance) et des résistances. La valeur dE rnett;uree est dnsuite transmise à un dispositif de protection ,. détectiprr utt, état de surchauffe et capable de limiter ou couper le coudant drarurt ptlse disposîfit do protection n'est quant à lui pas detàllé dan' le d eument). L eéS( \ft:antion ,-):)tir but c n)téger plus efficacement encore un connecteor contre les surintensités et les échauffements critiques. Eff? propostrt procédé de proteclon contre les sur- échauffements erfou ,siffintentrt 3 d'un connecteur électrique comportant au ms un noutrt de eontatttr. earad-risé sn ce qu'il consiste 'i) mesurerL tempé.ture ambiante à proximité du connecteur et la FOX poïn1-: de contact du connecteur ; (ii) a mesurer ,air C41') Ur uh r r ,7nt de contact ; (Hi) à estimer résistance de. ntact du pcP-nt. de contact à .,-)artir de la mesure de !e, u nbHe, de la temperature °.à. !proximité du point de contact du tec - et L isité C.nourarrt r. nt dans le point de . )ntact (iv) -16 du point ntad:à tir d'un modèle 3039335 5 électrothermique de la chaîne de composants cciripreKii-tit .)m..iecteur et son environnement, modèle qui est recalé par la vait.lr de la résistance de contact estimée ; et (v) à partir des mesures de températures et de courant et si la vaiinfion de la 5 résistance de contact est supérieure à une mukur nominale fé-ence estimée, à déclencher une alarme. Selon ne caractéristique, le procédé cc....; n c- , à exploiter les mêmes ..11ons de température ambiante et proximitÉ u p it de contact, de courant, pour limiter et réguler le courant circulant rianq oc,nt r . 10 contact si la températuuu du point _ontact estimée es'. une température limite déterminée. Selon une autre caractéristique il consiste, pOE..ir irndir et réguler kt:, courant ri dans le point de contact, à hacher ledit fiixiftidant suivant un rapport cyclique déterminé et variable jusqu'à ce ;rr-ipérature soit 15 inférieure à une température de seuil déterminée. Selon une autre caractéristique, le rappor. qct égal à 1 lorso.ue la température estimée rPcfe inférieure ou tompératurf> lin. - ; la charge électrique prés s ur le pr.Ëq ii,ritact imposai - cc JI int électrique. 20 La présente invention a pour dewems c .. jet, un d, f ur la mise en oeuvre du procédé cité ci-dessus, caractÈgisé en cr:; clu comporte un capteur de température apte à mesurer la tempitattre arribarniE à proximité du connecteur ; des moyens de mesure aptes à mesurer la température à pr é d 25 point de contact ; un module de diagnostic et d'estimation, apte à si . thations de la résistance de contact du point de contact, et à de la résistance de contact du v, nt de contact ; un interrupteur électronique, rie type LICSFET, piloté en mode 30 modulation de largeur d'impulsion selon une période r et un rapport cyclique variable, et apte à mesurer le COUrarit circulant dans le point de contact auquel il est relié ; et un module de commande apte à déterminer et à transm re à 3039335 6 l'interruMe lit-P-sftin7ille régulier, la valeur d;.1 rapport cyclique calculé à part if des données des capteurs de tentioératutes et de courant. Sektli une caractéristique, le module de commande comporte un ntd.eur utént...m ia température estimée du point de 5 t." Hsp,tftnateur se basant sur le modèle élelrotherrnioue c1t t recalé t. la valeur de la résistance de contact estim. e par le diagnostic et d'estimation. Se une autre tactédstir,c les moyens de mesure comportent un brin de ', élecéu.lue tftleur déterminée, serti par double 1f, sctilissage forK.fionnel par lequel urcule le courant électrique et dont les ;:,?_strénn*--; dr-niresudn sont reliées à proxté du point de contact ; ledit brin auxift,,Iire -'4.-alernInt prévu comme étant muni d'un comp)sard thermistanco, inise n s e entre le point de contact et un poterri. r Juittt prdort?. température à partir de la 15 - 71e sa rese- électrique. Se,:pd une .re c(-- moyens de mesure mettent en ,drry: divkeur nuAmporiant une résistance de valeur chm&t,sonnéc, pour rnbimise ettE oul lans le fil radiateur, ise « entre la d-KJftrnstande C:TN P et le potentiel de référence, 20 et ouce dispos.D aux bornes Co la résistance ; la dite puce RFID ét ,7.). transmettre,laterut:lon lue uux bornes de la résistance à un récep e le ^nt diviseu ce par un pont de 25 SEPOn Une taiiante, s rroyeiti Ue mesure comportent un brin de fil électrique . jk)re. de lorigtKull clétermir::, serti par double sertissage avec le I forirtorinei par u' :l MIJ le courant .tt:lecti..,ncitie et dont les extrémités contimuneç; sont rtéées à rrrm du point de contact ; lesdits moyens étant muni d'uvi :nerrnoc;ouple dont la paire de fils de mesure sont soit soudés sur 30 une pi: ba déP UCW:q?, du radiaie.À1 pro>drnité du double senlssage soit directerreitd rtok:t, sur le double sertiF.saQe. Sebnu ru.viplante, lett iroens de mesure comportent un composant de type therintstance C;Thl ou CTP, (.)urrid ou brasé sur une languette 3039335 7 correspondant à un point de contact, à proximité du point de contact, et apte à déduire sa propre températt -3 à partir de la valeur de sa électrique ; le composant étan soudé ou brasé sur la languette quand :;et-te dernière est à l'air libre. 5 Selon une variante, les moyens de mesure mettent en oeuvre un Knt diviseur de tension comportant une résistance de valeur déterminée dory. une première borne est couplée à une languette à surveiller dont la deuxie,.0 borne est couplée à la thermistance CTN ou CTP r'.31..3 'série entre thermistance et une autre languette déterminée, de rT,Yférelce de otentH, 10 commune à toutes les mesures, et une puce RFID disposée Ch7 résistance ; la dite puce RFID étant apte à transmettrelue aux bornes de la résistancé à un récepteur. Selon une caractéristique, il y autant de F::':uigu -'éDi-Dnce de potE.-)111.je que de languettes à surveiller ; une languette rêférenoet é,tant 15 adjacente à une languette à surveiller. Selon une autre caractéristique, les rn,t)ens de mesure: convortent un thermocouple dont les fils de mesure sont ou brasés sur tiré languette con.-,;.pondant à un point de contact, à proxim point de contact. 20 L'avantage de la présente invention est d'améliorer a connecteur même en cas de variation de la résistance de coritact. L'invention est bien adaptée, bien que non lirn:tatïvernenL aux véhicules, éver.:- __Lent de type automobile. Cette invui.ition peut également être utile pour tout c me ii que 25 muni de connecteurs. Elle permet de prévenir tout court-circuit aggravé ore risque d'incendie) tout particulièrement sur des applications à Cfi.7. fOrtE'S puissances électriques similaire à celles rencontrées dans les \mxiles électriques/hybrides. Cette invention peut donc trouver un intérêt éconon :c titttris Hne 30 multitude de domaines d'application, par exemple pour d'autres iTv.-.y(:.fts de transport. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appieadront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins anitexés. sui- 3039335 lesquels : erlre pkJéd Tttsmoyensdemiseen wésentésus orme d'un bloc- agra.-p,".--e ; ure 2, représer vue latérale d'un connecteur in situ illustrant le dunce &l'un premier moc,.,e, ,e réalisation des moyens de mesure de d'un disp dur la mise en oeuvre du procédé selon - la figure illustre ',;c1.)érriat.,-4...JErment un détail du premier mode de réalisati s moy - de :le tp:r-nti-Kr-ature. mis en oeuvre par le 10 ..,,r)sffif de figure Mustre schÉ-:-,rnaLiquerneet. ryrinne de mesure mis en oeuvre ..,,Jrnie,P8' mode de réalisation de mesure ffiust.n'? sch(iira.,uquer. l'utilisation de dispositifs RFID par le ier modeation des moyens de mesure ; 15 U nt.) 6 représente vue katé- d'un connecteur in situ illustrant le -onc-.- un snc.°,-.)r- modo de réalisation moyens de mesure de temperature iositrf pour la mise E81 oeu.v,re du procédé selon l'invention; la fiç 7 dite. sChèFM. .uement iu second mode de 20 réalis des noye-: e mesure de lenlpérature mis en oeuvre par le dispc - f le figure la fig. 8 schém;atiquernent princ4)e de mesure rnis en oeuvre pa.: :rcond mode de dc: moyens de mesure ; la fige e , »Jstre .r:(::.;11. l'utilisation de dispositifs RFID par le 25 second' mocb de réa er,ge rle nu-2,su.re a - U ; .P;72.- e n'iodé électrothermH du connecteur et de son er kkr le module , du dispositif pour estimerl, la figure 11 illustre un sciièrna de prhcipe du rnc)dule de diagnostic e 30 d'estimfion de la résistance c;-entact ; la figr lustre un scrrre du mud. _ diagnostic d'E.r.irtirrot :ncr'i, lu sous-module de diagnostic 3039335 9 la figure 13 illustre un exemple de simulation de trois résidus obte iq partir de la représentation d'é1at (chaine électrothc.rmique piste de - languette + point de contact +clip +fil) en utilisant la Friéthode de l'espace de parité dynamique ; 5 la figure 14 illustre la moyenne normalisée réS Cl. calculée sur une fenêtre glissante de 4 secondes ; la figure 15 illustre un exemple de test de décision d'alarme ; la figure 16 illustre un schéma de principe du sous-module _. ) ic module de dingnostic et d'estimation ; o la figure 1 les températures de languette, du point contact et du clip simulée%; partir du modèle non-Plaire de la chaîne électrothermiqu (r iSte de ct: 'anguette, point de c;...41tact, clip, fil) ; jreet 18b présentent la simuiat on d'i ale sart. varier le courant électrique dans le contact de 1 Ampère k t A) pour plusieurs 15 valeurs de la résistance de cont.r.. ; la finure 19 illustre le modèle '-néral non-linéa net d'estjrnc- Mai I11nent les te -ratures des points de contnrt ° la figure 20 . .e schéma de principe de _ de basculement entre mode no....al et mode de protection du disposr, . 20 la 17ire 21 Uhistr. 'e schéma de principe du protection ; la figure 22 illustre une variante du premier mode de réaiion dûs moyens d . ..ure de température ; la figure 23 illustre une autre variante du premier mode de réaLa1. des 25 moyens de rnciure de température ; et la figure 2,1 illustre encore une autre variante du premi . réalisation des moyens de mesure de température: la figure 25 illustre une variante du second mode de réalisation des ril(:)yern?.; de mesure utilisant un dispositif de mesure RFID entre deux 30 adjacentes pour chaque mesure ; la figure 26 illustre une autre variante du s( . ...)de de r (kits moyens de mesure dans laquelle la thermistancu est dirr-; .0 3039335 reste dt d;posftïf de i--nct-sure fiç. e 27 UkstRt it:licore une autre variante du second mode de alisafion rnayent- rn - 6,- dans le on utilise un thermocouple à d'une thermistance. 5 figure Ihtt.;it-(-) le procé(1( seH invention et ses moyens de mise en oeu sous forme du ci 'i:,!oc-diagratunies C - noyens (X)n-lportelt un capteur de temperature apte à e la npératP!re ambiante à proximité d , lecttEL, 10 des moyens_ mesu. aptes à mesurer la tenipértt.diJr9 à proximité du point de c(f.Iitect, un modtthy. de dia n. ailleles wt,,Hations de la résistance de conte,c- nt ContaCt. e:Ij'et'îreiatiOrl, apte à esttmer ré.sistance de conta.et du point de cor:tri:et - 15 1 intettruroiteur électronique ,i1(11)SFET piloté en mode modulation do la ilsion (PWM en 1gw.selonie période prédéterminée que :abl e à rn;t?surer le courant circulant dans le point de conte::.t auquel il est ruié et. un rmYlule ct commande apte à déterminer et à transmettre à 20 l'interrupteur intervalb réguier, la vîiJ.ieur du rapport cyclique en fonction des données des (r.:apteurs dettt -.')ére4-' -es e4. de courant. prerni,:::?re 1 la var du (-Jouta-A électrique délivré par MOSFET oté' 11,:t.m,,,,nt,:lutui près point de contact délivrée par le - de détectot ,n terodq::: un détst::uttt situ. a résiItance de contact ; valel (1.i-, :;-- :s-tance de contact grâce à un tik)cole de t( ,r la u démarràw: 30 Le mod t d'estWru::cjor: der Jench::-::: une alarme lorsqu'un défï:),,,ft c,*1 ur !à fesiataccedccuntact. Dans mérltes inforrnF.Itions de températures esure température, et la tem rature ambiante délivrée par mpératitre, sont utilisées par le module de diagnostic et n 3 0 3 93 3 5 11 (ambiante et à proximité du point de contact) et de courant. ainsi qu'un modèle électrothermique simulant "thermiquement" les différents. osants du connecteur et de son environnement (piste de cuivre, languettc, point de contact, clip, fil électrique et air ambiant) sont utilisés par le module de 5 commande. Le module de commande comporte, un estimateur de température qui transmet la température estimée Tegt du point de contact à un îgulateur. L'estimateur se base sur le modèle électrothermique q est recalé par la valeur de la résistance de contact estimée et ;mise par le modui io de diagnostic et d'estimation. Si la 1 ai _._ure estimée T du point c -rt dépasse un seuii déterminé Tilm, IL module de commande active de_ .)yerls de protection pour limiter le courant électrique circulant dans le oc,r)tacr.: Pour ce faire, les moyens de protection uUlisept lu 15 module de commande pour calculer un .apport cyclique u et ie trarisil lettre, au MOSFET piloté qui hache le courant éleclrique via une commande de pilotage en mode PWM (Pulse Wide Modulation). Lorsque la protection est inactive, le rapport cy.c vaut 1 (n PWM désactivé) et la charge impose le courant électrique. L'.1 MOSFET pilot 20 peut alors être perçu comme un simple fil. Dans un premier mode de réalisation de i(ms re température au plus près des points de contact, illustre à le procédé selon l'invention exploite avan.i.;-.)Jeusement un dispositif de risie document FR2956253 intitulé "Dispositif de connexion. à ...rin(s) auxi - ;) de 25 couplage thermique et faisceau électrique correspondant", poar (..ilfruser une partie de la chaleur produite au niveau d'un contact ^ . Ainsi, ce dispositif peut venir refroidir (ou nnéb K--;,. uffer selon le besoin) un organe (moteur, batterie, connecteur, alternateur, et a..)s, placé à proximité dudit organe. Ce dispositif permet d'évacuer de la 30 au niveau du connecteur grâce à un fil radiateur serti dans le même contact femelle que le fil relié à une charge (double sertissage). Dans le cas idéal, aucun courant ne circule dans le f ateur, il 5 3039335 12 n'est (Jon à l'effet bue a re[rodissernent du fil fonctbnni à unE large. Le ,eécié r-Ivention btf.=,.rE:,:r, le fil radiateur, un cornpn5innit ch; type, prietance Gri, 'Coefficient de Température Négative) st de poL.ivolr déduire la valeur de sa température CO.nria de 3a résistance électrique. iure représente la vue latérale du coinineciteii..ir, embase et porte-el ki'S fils (iile,ctriques fonctionnes FF arrivent dans le est ui-màrne rnonté GU. eiti un deubfii: sertiss un clip aueaire FR. La conneii ,-.;u--.-nple est prïi):pc:',,,, pour identifier la valeur de la résisi à rarrët véhicule 3039335 24 Ce protocole utilise un échelon de courant calibré riitr:iviirm»J ans le point de contact dont on veut estimer la résistance ; - la mesure de la t^rnp t r, r-N utl point de cor. - la mesure de la t- ratu- 5 - un filtre passe-haut. La dynamique de montée en terp iure d'un point pruiii-le du point de contact est caractérisée par des constantes de temps as aux différents flux de chalet à proximi4.-M - O..)i ,--1_:.7iPte de termos w-e au flux de ch - ur ger_ --istance de contaci Re,/ 2) peut être déterminée au 10_.able par sn . (à partir du ml non-linéaire du connecteur) ou piar (CL - J4). D'autre -1 il a ete montré que cetlia tir,DIILante (rie eSt fqiis petite (donc lA plus raiipkie) par rapport aux autreii::i C nstani:E;s - ,) a ix flux ' chaleur générés à proximité du point de COntaiat. 15 Ainsi; I. _-sE -haut de fréquence de coupure égale à est urs, Dsure de iriiiyinpérature près du connecteur e.,1 sortie du fift-re -out, auquel ci iretranche la iesi signal de la ,,erature ncJ varie plus qu'a e foncfiiiimri de lc ce de contact et courant. 1,:ïd,...;e est donc d'utiliser un éc.h,::dori cour i calibré (.4 20 J 1.(,:3r répc,nse du filtre passe-haut qui e: sp-O .',igue à la v, de la résistance de contact Re'.o. ni 1e décrit ci- après). Un schéma de principe du sous module u de la résàtance de contact R est donné en figure 16. 25 La figure 17 présente les tenpératures de Inngue_. Tl, point contact Tpc et du clip Tc simulées à pa,,r, du modèle rlorell.lÉs - de i chaîne électrothermique (-pste de cuivre, languette, point de contact, ncn, .Le courant électrique restant constant, à t = 400 secondes la résistance de contact est multipliée par trois. En supposant que la température 30 près du point de contact se fait directement sur le clip, la con:, de tretruitiii; 3039335 25 .' est-à-dire le tei qu'il faut à la ternner,:Eture Ç..iu clip :.)our atteindre 63% a valeur finale par o'une va4-1,3ur initiale donnée) rek..rvée à partir de la température sirn..'Ilée duul ast environ é La frequi.---)ce de coupure choisie pour fb-e passe-haut est donc 5 égale à Hz. Le-- , iures 1.8a-18b 'it-tisentent la simulation d'un protocole faisant le courant électrique dans k:t contact de 1 Amr)e (1 A) pour plusieurs de la résista . Le n-Toximum de k:74 ».,ortie du filtre change en fencfior. da la valet rt.-L';s-stance de contact. Ainsi, une cartographie -;sociant un maximurr 1 réponse dû une résistance de contact permet c - a dem - QUand la valeur -Ds.l'iniée de la résistance de contact a à u ciébrrrtnO je .1 rrangereux, une alerte avertit le con&Jcieur el une n lance du connect.::,..u- concerné doit être effectuée. ..,trithmc utti pour 1:rro,t,-sti:Dn C point de contact est décrit ci- 15 après. ;11 fs.r. vincipe, le modèle général anté nrts. un CF.-)1C:..1-3,11.ir qui permet d'estimer notamment ternper-atures -1s de contac Lorsqu une a-éirme est aecienchee. pr-mir un point de contact donné, le 20 modégé r calé avec la mise-à-jour de la résistance de contact estirrie ri nr me protection des points de COM:act se base sur celui pour N:.-Jtion fil .i.'alectrique décrit clans L document FR2990807 al., 2013). 25 ^-)our un !loint de contact qt.À;.-.: une protection se déclonL. température estimÉ a.se une valeur limite .-iétf:,:rinhée q que soit la température ambiante et quel que le courant rn'y pa, nourt-circuit franc, Le retour à un fonctionnement normal c.,- fera 31 i Ipérature estimée redescend en 30 dessous d'un., Ti déterminée inférieure à la température 303 9 3 3 5 26 limite (voir figuft; 20). Lorsque l'at(Jorithme est en mode de fonctionnement norrrtt.: charge impose le courant, le transistor peut alors être vu comme un simp!e En cas de court-circuit franc, la coupure de courant est trrthrté.diate, un défet. 5 est comptabilisé et une alerte au niveau vre'hicL.t, (rtst -t.J:rée. Le transistor pourra être ert3utte t.f-itiorcé selon la logique programmée. Un *.bnctionnement en mode protecijori donné figure 21. Lorsque la protection est Pctive régulateur ulcule un 10 rapport cyct,-41.)(:: (a -I en foretiionnement ri.. I) et le transmet MOSFET passe en pir--hige PWM. - h'ut est Cu, maintenir la températur est:r - u point c.ont4 i à la valeut si le uf.)urant électrique est trop imp insi, le MOSFE-i- piloté, permet de réduire la valeur iicace du c. 'd électrique en le hachant via le mode FAIM, ce qui permet 15 d.; itmiter ri, é éré notamment par - .arg.-,e contact. Finabment e choix des pëhodes k..)t l'implantatic de protection st, basent sur ciDournETrir:rs: FR29908C (GuillE,,rnac;1 2013). trire c 'es des moyens clt,-; frieunrc. ce température déc;rits 20 'et',...--ace aux figures 2 à 5, iliustuaril. ie prer _ n des moyens cie mesure de température, il pc)ssible : - de rernplàoer le pont diviseur par un -port de dans le dispositif de mesure RFID; - de remplacer la thermistance CTN du di i le mesure 25 RFID par une thet-rHstance CTP ; :.1e remplacer le dit:positif de mesure (.in heÇriocouple ; Ces variantes sont présentées dans les points suivants. Dans une première variante, on utilise un pont de Wheatstort(?, 30 place du diviseur de tension dans le ositif de mesure RFID Le pont diviseur du dispositif de ri-t.,,t.tre RFID peut être re- rrtHacé par 3039335 27 un pont de Whentsro;.U.:: UWis-ant a therrrd.-3.m...e., CTN et trois autres résistances bien diniiiiinSkM1Pé",..':.S 31e oc ma n(spe du pont de Wheatstone. hat et R. son. puce RFID mesure la 5 d 'ende de ter'-'30.fl en.P1- En su pposant que la tension batterie est. el tance est déterminée à l'aide de la : De une deuxièrriiff on peut utiliser une thermistance CTP 10 fuicu d'ur tésistance une utilisation l'une thermistance CTP à la place d'une Eihrlq, le principe est le même la figure 4, il suffit de la résistance Cfir n ance CTP. Dans une troisième:, te, on ..d-liser un thermocouple T à la 15 ptacE la du dispositif dia ri La figure 23 rc ,nte l'utilisation d'un t T pour chaque r ..es fils dc: mes,Jre T+ et T- li'lerns,occu -f". sont soudés après le dc'iale DS sur une portion dénudée du fil refroidisseur FR, entre l'extrérrÉté libre d.. fil rfroidissei le iilouble sertissage DS. Le 20 thermocouple T est ris nu dans un rrH ftC h o n isolant ML Le fil fonctionnel FF n'est pas rnodifié. La présence crun dispositif 5 mesure rs:F:71E) n'est plus nécessaire puisque la meRnre dir ement faL par le thermocouple T. Cette solution ibn r flis pou' . --iesures (deux fils par th:armocouple). 25 ,,?3r Jante .du car: ent peut être errvisa ée (figure 24). En effet, il est i..x..)ssble coller les if, de mesirrop.. T+ du thermocouple T directern . r ibL er1iss s DS. E)ans c(A{:.. configuration, ni le fil fonctit letroklisseur FR ne sont r- rés. La présence d'un dispositif de mesure RE"u) n'est plus nécessaire 30 Dlesure est d'OEctienu::ffit faite par t-rierrn.ocouple. Cette solution au,L-..rbre de ff mesures (",ffi- filf:.; par thermocouple). 3039335 28 A titre de variantes des moyens de mesure de température dÉcUts précédemment en référence aux figures 6 à 9, illustrant le seconc' le réalisation des moyens de mesure de température., est possible : - de remplacer le pont diviseur par un pont de Wheatsione dans 5 le dispositif de mesure RFID; - de remplacer la thermistance CTN du disn Jf de me RFID par une thermistance CTP; - de placer le dispositif de mesure RFID entre deux languettes adjacdntes ; 10 - de reàer la thermistance au restE.E; mesL- RFID) du dispositif de mesurdF.fi pu ï un fil ; - de remplacer le dispositif de mesure F:',FT::) par un rccouple ; - (j'effectuer des combinaisons des 15 Ces varL____= it présentées dans les points suival - . Da une p-.- .ière variante d( conds moyens di ;ure, COÏT e o( b . iers moyens de mesur ure 22), un pont de Wheatstone puJi. mis à la place du diviseur od JansH ositif de mesure RF 20 On se a à la même équation (18) pour dÉ-.,lerminer Dans urd deuxième riante, similaire également à celle du mode de rÉ.. c)n ,Jes moyens de mesure, on peut utiliser une thern- ance CTP au lieu d'une -thermistance CTN. 25 Pour une utilisation d'une thermiskuïoe CTP à la ph d'une thermistance CTN, le principe est le même la ligt.nd 7, sr; de re- lacer la résistance CTN par une résistance CTP. Dans rIrre troisième variante, on peut I - L ne ther ance entre deux langueUes adjacentes 30 La figL.e 25 représente l'utilisation du dispositif de mesure RFID entre deux langue__ dujacentes pour chaque mesure. Le disposH mesure RFID DM est doudée entre deux languettes adjacd:-.Lds Ll et L2. - remière 3039335 29 nguette Li es celle d't -Ude cor' survee, et dans laquelle un )unalit de fonclionnemero (;ircs La d angi: e L2 est reliée à la Cette r n e nécE une paire de languettes adjacentes pour 5 uk -'_,ue mesu a ciolc - de languettes de masse que de mesures à fair_ au UeLJ d'une seuk.i.,. lang:le de masse (voir figure Dadr:,,, une çr ariante, la thermistance est directement reliée au restedu dispositi r RFID par un fil. La fl dléma du piacen- t c r:::,ur de température 10 sur las kr ». Une borne Bi de: s thermistance Th est ),Jdéc.;: sur la lutte L Pnint de contàs1 à su: ner et dans laquelle un Frvi relie l'autre borne B2 de la th listare Th au Hspcstif de rr"rr,:,,,,dure, RFID RDM. Le reste du drTt ie mesuu: RH D le la r(.':'::;.Stn,7710.1C.EC la puce RFID (se 15 UÉ:4érer à figure 8). L.kr reNien- à à masse M. Cr" riante nlc utant de fils que de thermistances. Dans une ciriclume 'Kriante, -)n utilise un thermocouple à la place d' ristarice. 'e 27 r ente l'utilisat'.r r thermocouple pour chaque 20 rneS. Le thermocouple T est soudé sur la languette L du point de contact à surveiller. Les fils de m( re du thermocouple T+ et sont reliés à un dispositif de mes,ure. La 'un cli-bositif de me-...r RAD n'est plus nécessaire puisque la i'ru-isure est direc it faite lx ihermocouple. Cette solution 25 augmente e non-ibre f,As - ies mesures 1leuxi ar thermocouples). D' a varintes v:uverlt être erp,:d'..-:-;agees en combinant certaines des ,e,?,rianie; -.)résent.E'jes -(-dessus. Par exemple il est possible de placer le U u Frieuuï"e Erin pnire deux arer-Ates adjacentes dans lequel la FëS!S- CTN rem parra résistuce CTP. Les autres 30 comt )ns sont vcr.,,(.-,,,ntareme -ds présentées pour ne pas surcharger ce documen1 et car s sort.facilE,,n---eA;. compréhensibles. Les, eïvdmtages de inv(ini-i()n euut les Suivants 3039335 30 assurer la protection thermique du point de contact même lorsque le courant reste identique, c'est à dire lorsque la résistance de contact augmente ; - dingnostiquer et détecter des vanuf;À(Dn dr0nnnc rie la 5 de contact pour pouvoir effectueriee nce au eu tôt la valeur d'une résistance de contact avec gen-ient calibré de courant et un filtre passe-haut ; - é : u limiter le remplacement du dispositif de protection car 10 ...1sistor MOSFET piloté peut être réa.. ircé tandis q fusible doit être changé une fois qu'il a fondu ; . ::21* le dispositif double sertissage grâce à la sync d'une '-l-léthode de refroidissement avec n dispo MeS1Jr() de température intégré ; 15 Uljik'ier des noCéles élect.R. )(lue. simples ment compact pour être h u en temps - les points de contact en surctu b des pcht cc .__.i s température "normale" avec la possib0..l uniquement sur les lignes électriques pour 'esti,. le point 20 de contact présente un défaut. 3039335 31 Bibliographie : Blvoux, B. ,uiUc---;u:ràrd, F. Dispositif de connexion a brin(s) x. e(s) de c(m,..; thermiqu. f3cE,-;au f,:7.*Jctrique et utilisation 5 con e -ondants -Îit-Ice. (F R295:52 Cheibi, N. E (2014). Modélisation élecisotherniklue de conducteurs électricit..n dans le domaine automobile pour l'estimation de 3 variations de la résitcrk point de contact. Université de Bor;..-',eaux. z Pereira, S., i'vlaudemail Faure, M. (2012). Protection io d'une prie - :c.7,1.hqk.ie contre la température. France. (FR2968475) 1.1S. (2012\ Tdel-Based Fault Diagnosis Techniques (2nd ed., p. 501). Sprin;cn (200Q' Ptude des phént:.:)niOnes électrothermiques csant les ligne; d'erne,,r rf-',.seau électrique automobile- 15 nc cfirnensk..mnent des f=:.:.:sc.E:aux électriques et leurs protections, Universt,à Je .r.F.ANCHE-COMT. .woed. J, Nilliamson J.(1:)66). Contact of nominally flat surtace 'rooe,eCn.:.53 of 1hek.oyat Society of London. Séries A Mathematical and" :ai n319.- Ouille ecd F..Bavoux HI. C Nocquet, C., Pavero, G., (loup, J. 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EeviiDr .ausanne - F'-il-led in the - ....r13nds 331, 58, 331-340. REVENDICATIONS1. Procédé de protection contre k sur-échauffements et/ou les uirintensités d'un connecteur électrique , EM) comportant au moins un noint de cont,,,, 'F' .Ç.,,aractéilsé an ste : température ambért ) à proximité du connecteur (P00, EM) et ka 1.em éraLure ( oximlé du Doà-it de contact (PC) du coi-w&cteur (PO euurrer tensité (a du ou:tirant etriant dans le point de contact (PC) ; (iii) à estimer la rés - oce de contact (Rpe) du p t de contact (PC) à partir de Lu e de ta tompde '3,a biante de la température (Tm) à proxtateà point rie conta.. tt,) du rInnecteur (POC, EM) et de l'intensité pot:rant Ci:;;LW,";:nt (PC) ; 15 (iv) P stimer la température contact (Test) à partir d'un modèle eÉ,otroth,,,rmiqua de la chaïneJe cuopusuits comprenant le connecteur sc tri,:»rorinerrne qui LI est recalé par la valeur de la Ce de contact estn-.;.É.--r: tera. 'atures a résistance de ,on.f.act (R' Tm) et de courant (t) et si la supérieure à une valeur à nadir des 20 nominaie d- --t"-t--.1ce octimeet étlencrter une nbune. Procéda radon ta rcv cation précédente, caractérisé en ce qu'il corissra en ,e;.111-P ' ntèoeu idorrnations de température ambiante (r ) et 25 prox4-(tte au point ocr OEntaCi m), de courant pour limiter et réguler le courant circulant dora; e po de contact (PC) si la température du point de con'ulct eernée supérie ra à une température limite ( -tara-née. 3. Procédé revendication p ,..,tt.:édente, caractérsé en Ce qu'il 3039335 34 consiste, pc :;..iiter et réguler le courant (i) ci. _ ' _ ans le point de contact (PC), à hacaer ledit courant (i.) suivant un rappe.; cyclique (a) détermivt variable jusqu'à ce que la température soit inférieure à une température t.''e seuil ) 4. Proc dé - - la revendication précédente, carac. ..r. en de que le rapport cycki,.'E: I ,r) la température estimée (T, ar.rte la température ) ; cherge e ( ftrie su, lu t de contact (PC) imposentk--3 cou af 41Prtrique 5. pour la mise en oeuvre du prc.K. Dn l'une des revencilcations pécédentes, caractérisé en ce qu'il un capteur de u...trnperature apte à mesurer la tempe iante - à proximlé du connecieti' (POC, EM) ; des Moyens de mesure aptes à mesurer in ivr,p(1-rature p. oxhrr -nt de contact (PC) ; U i I _ . ROStiC et d'estimaten, a te à surveiller . variations de le . nce de contact (Rpc) du i _ contact (PC) estimer la vi ,o- o,tt.r :stance de contact (Rpsri pc.,ht de con un et- un .....J.,,H.v. .. dlectronique, de type MOrhET, pilo an mode modulat o de iargeur d'impuisic 1 selon une période .,:m--!--nrw.,,E: , un rapport cyclique variable (u), et apte à nneeurer circulant d le point de ..;ontect (PC) auquel il e un motitte de commande apte à déterminer E- ransmettre l'interrupteur, à intervalle régulier, la valeur du rapport (9) calcule à ,-,artir des données des capteurs de tempe de courant (i). 6. Dispositif selon la revendication précédente, caracté-: C e ana module de commande comporte un estimateur de température q i ransrn:-:1 la température estimée .) du point de contact (PC) à un ré 3039335 l'estirneteur se h -a sqr le modèle électrothierrn;ique qui est recalé par la valeur le la rési Etstimée et transmise par le module de diagnostic et d'esiiiiinationi 7. Dispositif selon l'une d e 5 ou 6, caractérisé en ce 5 que les moyens P nportent tin l'Yin de fil électrique auxiliaire (FR) de longueur déterminée, serti par double se sage (73) avec le fil fonctionnel (FF) par lequel ottnlie le courant électrique (,i) et dont les extrémités commun .as à pro du point contact (PC) ; ledit brin auxiliaire O ialement somme fi ra(tftittle,ur, étant muni d'un ifo Fi d(7::,' type the fitstance CTN o FP mise en série entre le point. fliti cortfici (PC) potentiel de reference, apte à déduire sa propre température à ry vaieur de sa résistance électrique. Disposer sebn la revendication pr -ttrédente, caractérisé en ce que les 'o--- u en '-nird' en oeuvre un pont diviseur de tension 15 comportant une résistance (R1) de valeur déternihée et dimensionnée pour reelet 'joule fil radiateur mise en série entre la ituirtsfance CTN CTP(R ) et le n de de référence, et une puce RFID sposée aux bornes d rét:ttst la dite puce RFID étant apte à transmfii-iiItre la enftftf,s (VI) es tte la résistance (R1) à un 20 récereuri Dispositif selon 'in 'reivenidlcation p. ,eifffdente, caractérisé en ce que le pont dKtiseur est rerhf Par urf pont de Wheastone. irLi. Dispositif selon turutf des reffit.nclif.--"..ions u 6, caractérisé en ce ..re les moyens df.t mesure comporte i-ii- hitt.) de fil électrique auxiliaire (FR) 25 Iondr-i.cur déterminée serti p;t3r ertissage (DS) avec le fil fonctionnel (FF) par lequel circuktt tfiDurifint fift,e que et dont les extrémités communes sont à proximitiéI coirit,itut;t (PC) lesdits moyens muni d'un s: le tjont -nif paireie fils irie ni: ire(T+ et T-) sont soit soudés sur u ne partje dénuidirii:ii du fil radiateur (FR) à proximité du uou ag 3lrectement ,r le double sertissage (DS). II. st-,t(tt!on l'une t'ifDs revendications 5 ou 6, caractérisé en ce 3039335 36 que les de mesure comportent un composant _ pe thermistance CTN ou CTP (Rcr,v), soudé ou brasé sur une languette correspondant à un point de contact, à proximité du point de contact, et apte à déduire sa propre ternriéFature à partir de la valeur de sa ré&stance électrique ; le con.-.,sant 5 ét:Int soudé ou brasé sur la languette quand dernière est à l'air libre 12. C- - la revenuAtion précédente, caractérisé en ï_ que les moyen mettent en ..i:?uvre un pont diviseur de tesion comportant Wie ide (R1) de valeur i.o doct,L tuu:t borne est ocokor languette à surveiller et dort tt.ti: di.° me borne est 10 coupe inistance CTN ou CTPC mie série entre la une autre languette déterminée.. de réfé de potentieL crq-nrrotifk-.::-, mesures, et une puce RFIr -isposée dux bornes de id dite puce RFID étant apte à tr; gfehi';'S rë.:::rs,>stance (R1) à un récepteur_ 15 13. D° revendication pi ' y eutant do rssru(Ws de référence de paticytt serveffier ; un_ . ette de réfe ce é an tension (\11)1Lic :rise en ce que il de languettes à à une IE le à .4. Die, ttf t-..elon l'une des revendicatbns 5 ou 6, careotensr en ce 20 les moyeu o de mesure comportent un themiocouple (T) dont ,F;-s fiis de e (T+ et T-) sont soudés ou brasés sur une languetto o-ct,uesponciant un nt de contact, à proximité du point de contact.