Brevet FR3037446A1 — publié le 20161216

Dispositif de connexion électrique entre un moteur électrique et une unité d'alimentation dudit moteur, notamment pour compresseur de véhicule automobile L'invention concerne un dispositif de connexion électrique entre un moteur électrique et une unité d'alimentation dudit moteur. Elle concerne également un moteur équipée dudit dispositif et un ensemble formé dudit moteur et de son unité d'alimentation. Elle trouvera plus particulièrement ses applications dans le domaine des compresseurs en particulier des compresseurs électriques, par exemple pour la circulation d'un fluide réfrigérant à l'intérieur d'un circuit de climatisation de véhicule. Un compresseur électrique comprend de manière classique un mécanisme de compression, entraîné par un moteur électrique, afin de mettre sous pression le fluide réfrigérant dans le circuit de climatisation. Pour alimenter le moteur électrique, le compresseur comprend en outre un onduleur pour convertir le courant disponible en un courant adapté pour le moteur du compresseur. A titre d'exemple, l'onduleur est adapté pour convertir un courant continu en un courant alternatif triphasé. Différentes solutions à base d'un montage filaire ont été proposées pour établir une connexion électrique entre le moteur et l'onduleur. Cependant, de telles solutions sont difficilement adaptables en cas de courant d'alimentation à faible tension et fort ampérage. En effet, dans ce cas de figure, il est nécessaire d'utiliser des fils de forte section et il n'est alors pas possible d'utiliser des connecteurs autorisant un montage simple du moteur sur l'onduleur. L'invention se propose de pallier les inconvénients précités et concerne à cette fin un dispositif de connexion électrique entre un moteur électrique et une unité d'alimentation dudit moteur, notamment pour compresseur de véhicule automobile, ledit dispositif comprenant une fiche de connexion formée dans une tôle métallique flexible configurée pour autoriser un montage en aveugle du moteur sur l'unité d'alimentation avec contact mécanique et connexion électrique entre ladite fiche de connexion et un connecteur de ladite unité d'alimentation. 3037446 2 Grâce à l'utilisation d'un conducteur défini dans une tôle métallique, on peut disposer d'une fiche de connexion de forte section, dans un encombrement limité. On peut en outre former ladite fiche de connexion de manière à ce qu'elle permette un montage en aveugle. En outre, en raison du faible encombrement de 5 ladite fiche, on limite les pertes de charges en cas de circulation de fluide autour du moteur, comme ceci est le cas dans un compresseur électrique pour véhicule automobile. Par le caractère flexible de la tôle, on disposera également d'une solution permettant de résister aux vibrations de façon efficace. 10 Selon des caractéristiques supplémentaires de l'invention qui pourront être prises ensemble ou séparément : - Ledit dispositif comprend un conducteur, destiné à être relié électriquement à plusieurs enroulements du moteur, - ladite fiche de connexion est reliée électriquement audit conducteur, 15 - Ledit conducteur est constitué d'une tôle métallique, - Ladite tôle métallique est en forme d'anneau, - Ladite tôle métallique présente une section transversale sensiblement rectangulaire, - Ledit dispositif est configuré de façon qu'un grand côté de la section 20 transversale de ladite tôle métallique étant destiné à être orienté selon un axe longitudinal d'un rotor dudit moteur, après montage, - Ledit dispositif comprend des épingles, reliées électriquement audit conducteur, chacune desdites épingles étant destinées à être reliées à l'un des enroulements du moteur, 25 - Lesdites épingles sont en forme de L, l'une des branches du L étant orienté radialement et l'autre des branches du L étant destinée à être orientée selon ledit axe longitudinal du rotor du moteur, après montage, - Ledit dispositif comprend une pluralité de dits conducteurs, associé chacun à une dite fiche de connexion, 30 - Lesdits conducteurs sont disposés de façon concentrique, - Lesdites fiches de connexion sont décalées angulairement de l'un à l'autre des conducteurs, - Lesdites fiches de connexion sont situées dans un même secteur angulaire inférieur à 900, voire à 45°, voire à 30°, 3037446 3 - Les fiches de connexion présentent une orientation angulaire différente, - Le ou lesdits connecteurs et la ou lesdites fiches de connexion sont surmoulés, notamment d'un matériau isolant électrique, pour former un ensemble unitaire, 5 - Ladite fiche de connexion comprend une partie de contact avec le connecteur de l'unité d'alimentation et une partie de liaison configurée pour donner une flexibilité au contact mécanique établi entre ledit dispositif et ladite unité d'alimentation, - Ladite partie de liaison comprend une zone en forme de lyre, 10 - Ladite partie de contact est configurée pour permettre l'établissement dudit contact mécanique selon un mouvement en translation selon l'axe longitudinal du rotor dudit moteur, - Ladite partie de contact comprend une extrémité destinée à venir en contact à bout touchant du connecteur de ladite unité de liaison, 15 - Ladite partie de contact comprend un ou des flancs destinés à venir en contact avec une paroi latérale du connecteur de ladite unité de liaison, - Lesdits flancs sont situés au niveau d'une zone cintrée de ladite partie de contact, - Ladite partie de contact est configurée pour permettre un montage selon 20 un mouvement de translation puis de rotation, - Ladite partie de contact comprend un logement d'engagement du connecteur de l'unité d'alimentation selon un mouvement de translation selon l'axe longitudinal du rotor dudit moteur, - Ladite partie de contact comprend un logement de blocage du 25 connecteur de l'unité d'alimentation, - Ledit logement d'engagement et ledit logement de blocage communiquent entre eux de façon à autoriser le passage du connecteur de l'unité d'alimentation de l'un à l'autre selon un mouvement de rotation autour de l'axe longitudinal du rotor dudit moteur, 30 - Ledit logement de contact comprend des zones concaves configurées pour permettre un contact multipoint avec le connecteur de ladite unité d'alimentation. 3037446 4 L'invention concerne également un moteur muni d'un dispositif de connexion tel que décrit plus haut ainsi qu'un ensemble formé dudit moteur et de son unité d'alimentation. 5 Selon des caractéristiques complémentaires, qui pourront être prises ensemble ou séparément : - Ledit connecteur est constitué d'une fiche de connexion, - Ladite fiche de connexion de l'unité d'alimentation comprend une âme en un premier matériau métallique et une peau en un second matériau 10 métallique, - Ledit premier matériau est du cuivre. Selon un aspect de l'invention, ledit ensemble comprend en outre un compresseur, entrainé par ledit moteur, de manière à former un dispositif de 15 compression électrique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels : 20 - la figure 1 est une vue de coupe longitudinale d'un dispositif de compression selon l'invention, - la figure 2 est une vue de coupe transversale d'une partie du moteur et du dispositif de connexion du dispositif de compression de la figure 1, dans une position où le moteur est en cours d'assemblage sur son unité d'alimentation, 25 - la figure 3 reprend la figure 2 en position assemblée, - la figure 4 reprend la figure 3 en perspective, - la figure 5 illustre de façon schématique selon une vue axiale et après aplatissement un conducteur et une fiche de connexion du dispositif de connexion des figures précédentes, 30 - la figure 6 illustre en vue de coupe longitudinale une variante de réalisation de la fiche de connexion du dispositif de connexion conforme à l'invention. Comme illustré figure 1, l'invention concerne un dispositif de compression. Figure 1 doit donc montrer au moins schématiquement que le bout de l'arbre 3037446 5 entraine un système de compression. Ce dernier pourra être utilisé pour la compression de fluides de différentes natures et pourra être monté sur tout type de dispositif aussi bien mobile que fixe. Il est cependant plus particulièrement destiné à la circulation d'un fluide réfrigérant à l'intérieur d'un circuit de 5 climatisation d'un véhicule automobile sur le châssis duquel il sera fixé, directement ou indirectement. Ledit dispositif de compression électrique selon l'invention comprend un compresseur, non illustré, un moteur ou machine électrique 3 d'entraînement du 10 compresseur et un dispositif 5 de conversion de courant, monté sur ladite machine. Ledit dispositif 5 de conversion est configuré pour permettre l'alimentation et le contrôle de ladite machine électrique 3. Il sert donc d'unité d'alimentation du moteur. 15 Le compresseur est avantageusement du type à spiral de compression (Scroll en anglais) ou du type à palettes ou encore du type à pistons, ces exemples étant donnés à titre illustratif sans pour autant limiter la portée de l'invention. Ladite machine électrique 3 est, par exemple, un moteur électrique triphasé. Ledit dispositif 5 de conversion est, par exemple, un onduleur, à savoir 20 un dispositif permettant de convertir un courant continu, par exemple délivré par une batterie, en un courant alternatif, notamment un courant alternatif triphasé. Le compresseur pourra comprendre un boîtier dans lequel sont logés des organes de compression. La machine électrique 3 comprend un boîtier 30 dans 25 lequel sont logés un stator 34 et un rotor 32 de ladite machine électrique. Lesdits boîtiers sont, notamment, de forme cylindrique creuse. Ils s'étendent longitudinalement selon un axe longitudinal commun à un arbre dudit compresseur et au rotor de ladite machine électrique. Le boîtier du compresseur et/ou le boîtier 30 de la machine électrique sont, par exemple, en aluminium ou en alliage 30 d'aluminium. Ladite machine électrique 3 est avantageusement configurée pour être fixée sur un support, notamment le châssis, le moteur d'entraînement ou la boite de vitesse du véhicule équipé. Le stator 32 comprend un corps 36 muni de dents 3037446 6 38 espacées angulairement les unes des autres et présentant entre elles des encoches 40. Le corps 36 dudit stator 32 est formé, par exemple, par empilement d'un paquet de tôles. Ledit stator 32 comprend en outre des enroulements 42, situés autour de chacune des dents 38 et occupant lesdites encoches 40. Lesdits 5 enroulements 42 sont avantageusement reliés entre eux selon un montage triphasé en .Triangle et triangle (car pas de points neutres) (il faut mettre les deux type de connexion. Ledit dispositif de compression est préférentiellement configuré pour que le 10 fluide frigorigène traverse ladite machine électrique 3 en venant au contact dudit dispositif de conversion 5 de manière à les refroidir. Un passage pour le fluide peut être avantageusement prévu entre ladite machine électrique 3 et le compresseur 1. 15 Ledit dispositif de conversion 5 comprend un corps 50, configuré pour être monté sur la machine électrique 3. Autrement dit, ledit corps 50 du dispositif de conversion et ledit boîtier 30 de la machine électrique 3 sont deux pièces distinctes rapportées l'une à l'autre. 20 Ledit dispositif de conversion 5 est ici monté en porte à faux sur ladite machine électrique 3. Il présente, par exemple, une configuration cylindrique, en particulier coaxiale avec les boîtiers du compresseur et/ou de la machine électrique 3. 25 Ledit dispositif de conversion comprend, notamment, des moyens de conversion de courant, non-représentés, logés dans ledit corps 50. Lesdits moyens de conversion pourront comprendre, par exemple, des ponts de transistors montés sur des cartes de circuits imprimés. Ledit dispositif comprend encore des connecteurs électriques 52 pour l'alimentation de ladite machine 30 électrique 3, ici trois pour l'alimentation en triphasé. Il s'agit, par exemple, de fiches de connexion se présentant sous forme de tiges sensiblement rectilignes, notamment disposées au sommet d'un triangle. 3037446 7 Ledit corps 50 est avantageusement monobloc, notamment issue de fonderie. Il pourra être configuré pour favoriser un refroidissement desdits moyens de conversion. 5 Le réseau de puissance servant à l'alimentation de la machine électrique est ici prévu à une tension relativement faible, par exemple inférieure à 60V, impliquant l'utilisation de courants à fort ampérage, notamment en pique. Selon un aspect de l'invention, un dispositif 60 de connexion électrique 10 entre le moteur électrique 3 et l'unité d'alimentation 5 dudit moteur est prévu. Il est de la sorte situé entre ledit moteur électrique 3 et ladite unité d'alimentation 5. Ledit dispositif 60 de connexion comprend une ou plusieurs fiches de connexion 62a, 62b, 62c, ici trois, à savoir une pour chaque phase du moteur bien 15 que, à la figure 1, seulement l'un desdites fiches de connexion 62 soit visible. Lesdites fiches de connexion sont destinées à permettre la circulation d'un courant électrique servant à l'alimentation du moteur depuis ladite unité d'alimentation 5. Elles sont chacune formées dans une tôle métallique flexible. Elles sont en outre configurées pour autoriser un montage en aveugle du moteur sur l'unité 20 d'alimentation avec contact mécanique et connexion électrique entre chaque fiche de connexion 62 et le connecteur 52 associé, comme cela apparaîtra plus en détail dans la suite. Comme illustré aux figures 2 et 3, ledit dispositif comprend un ou plusieurs 25 conducteur 64a, 64b, 64c, ici trois, à savoir un pour chaque phase du moteur, destinés à être reliés électriquement à plusieurs des enroulements 42 du moteur. Chaque fiche de connexion 62a, 62b, 62c est reliée électriquement l'un desdits conducteurs 64a, 64b, 64c. Lesdits conducteurs 64a, 64b, 64c sont constitués chacun d'une tôle métallique faisant bus barre. Ladite tôle métallique est ici en 30 forme d'anneau. Elle pourra présenter une section transversale rectangulaire. Lesdites fiches de connexion 62a, 62b, 62c sont avantageusement décalées angulairement de l'un à l'autre des conducteurs 64a, 64b, 64c. Elles sont 3037446 8 ici situées dans un même secteur angulaire inférieur à 90°, voire à 45°, voire à 30°. Comme cela est mieux visible figure 1 (ou 4), ledit dispositif est configuré 5 de façon qu'un grand côté de la section transversale de ladite tôle métallique soit orienté selon un axe longitudinal du rotor 32 dudit moteur, après montage. Comme cela est également visible figure 1, lesdits conducteurs 64a, 64b, 64c et la ou lesdites fiches de connexion sont surmoulés d'un matériau 68, isolant 10 électrique, pour former un ensemble unitaire, présentant ici la configuration d'une couronne, centrée sur une extrémité du rotor 32. Comme cela apparaît figure 4, ledit dispositif pourra comprendre des épingles 66, reliées électriquement audit conducteur 64a, 64b, 64. Chacune 15 desdites épingles 66 est destinées à être reliées à l'un des enroulements 42 du moteur 3. Lesdites épingles 66 sont ici en forme de L, l'une des branches du L étant orienté radialement et l'autre des branches du L étant orientée selon ledit axe longitudinal du rotor 32 du moteur 3, après montage. Les branches radiales sont fixées, notamment brasées et/ou soudées, à l'un des conducteurs 64a, 64b, 20 64c tandis que les autres branches sont fixées à l'une des extrémités des enroulements 42. Le moteur comprend ici quinze enroulements 42 et, pour le montage désiré, chaque conducteur 64a, 64b, 64c est relié à dix enroulements 42 du moteur 3 par 25 l'une desdites épingles 66. Lesdits conducteurs 64a, 64b, 64c sont disposés, par exemple, de façon concentrique. Chaque fiche de connexion 62a, 62b, 62c comprend une partie 70 de contact avec le connecteur 52a, 52b, 52c associé de l'unité d'alimentation et une 30 partie 72 de liaison configurée pour donner une flexibilité au contact mécanique établi entre ledit dispositif de connexion et ladite unité d'alimentation 5. Ladite partie 72 de liaison comprend une portion radiale, reliée aux conducteurs 64a, 64b, 64c, et une portion s'étendant angulairement, situé entre 3037446 9 ladite portion radiale et ladite partie de contact 70. Ladite partie 72 de liaison, en particulier ladite partie portion s'étendant angulairement, pourra comprendre une zone 74 en forme de lyre pour renforcer sa flexibilité. 5 Ladite partie 70 de contact est préférentiellement configurée pour permettre un montage selon un mouvement de translation puis de rotation aussi appelé montage baïonnette. Ladite partie 70 de contact comprend un logement 75 d'engagement du connecteur 52 de l'unité d'alimentation selon un mouvement de translation selon l'axe longitudinal du rotor dudit moteur. Ladite partie de contact 10 comprend en outre un logement 76 de blocage dudit connecteur 52. Ledit logement 75 d'engagement et ledit logement 76 de blocage communiquent entre eux de façon à autoriser le passage du connecteur 52 de l'unité d'alimentation de l'un à l'autre selon un mouvement de rotation autour de l'axe longitudinal du rotor dudit moteur. 15 Autrement dit, ledit logement 75 d'engagement guide en translation lesdits connecteurs 52a, 52b, 52c lors d'une première phase du mouvement, comme illustré figure 2, puis, par rotation selon la flèche repérée 78, lesdits connecteurs sont respectivement introduits dans les dit logements 76 de blocage des fiches de 20 connexion 62a, 62b, 62c. Ledit logement 75 d'engagement et ledit logement 76 de blocage sont ici définis par une forme en oméga de la partie 70 de contact, respectivement par la partie ouverte et le fond de ladite forme en oméga. Une telle forme en oméga 25 permet un blocage par encliquetage des connecteurs 52a, 52b, 52c dans lesdites fiches de connexion 62a, 62b, 62c. Après blocage, des goujons, non représentés, pourront être utilisés pour bloquer en rotation le boîtier 30 du moteur et le corps 50 de l'unité d'alimentation, lesdits goujons étant introduits dans des orifices de chacune de ces pièces, lesdits orifices se trouvant alors en vis-à-vis. 30 Pour permettre un encombrement angulaire limité, les fiches de connexion 62a, 62b, 62c présentent avantageusement une orientation angulaire différente. Ici, les fiches de connexion 62a, 62c des conducteurs internes et externes 64a, 64c sont orientés dans un sens que l'on peut qualifier d'anti horaire tandis que la 3037446 10 fiche de connexion 62b du conducteur intermédiaire 62b est orientée dans un sens que l'on peut qualifier d'horaire. Par ailleurs, lesdites fiches de connexion pourront être de configuration différente. Ici, les fiches de connexion 62a, 62c des conducteurs internes et externes 64a, 64c sont de configuration identique avec 5 une partie 72 de liaison sensiblement plane de part et d'autre de la zone 74 en forme de lyre, dans sa partie s'étendant angulairement, tandis que la fiche de connexion 62b du conducteur intermédiaire 64b présente une configuration différente avec une partie de liaison 72 sensiblement arrondie, dans sa portion s'étendant angulairement. On peut en outre remarquer que l'une des deux fiches 10 de connexion des conducteurs internes et externes 64a, 64c, ici la fiche externe 62a se trouve angulairement entre l'autre 62c desdites deux fiches et la troisième fiche 62b. Comme illustré à la figure 5, ledit logement 76 de blocage comprend des 15 zones concaves 80 configurées pour permettre un contact multipoint avec le connecteur 64 associé de ladite unité d'alimentation 5. Lesdites zone concaves 80 sont ici réparties sensiblement à 900 l'une de l'autre. Pour favoriser encore le contact, une extrémité distale desdites fiches de 20 connexion pourra comprendre des dents 82, espacées les unes des autres le long desdits connecteurs 52a, 52b, 52c (voir figure 4). Comme illustré à la figure 6, en variante, ladite partie 70 de contact est configurée pour permettre l'établissement dudit contact mécanique selon un 25 mouvement en translation selon l'axe longitudinal du rotor dudit moteur, selon la flèche repéré 84. Autrement dit, ladite partie 70 de contact assure à la fois un guidage desdits connecteurs 52 et un contact entre ceux-ci et lesdites fiches 62. Ladite partie 70 de contact comprend une extrémité 86 destinée à venir en 30 contact à bout touchant du connecteur 52 de ladite unité de liaison. Ladite partie 70 de contact comprend également un ou des flancs 88 destinés à venir en contact avec une paroi latérale 90 du connecteur 52 de ladite unité de liaison. Lesdits flancs 88 sont situés au niveau d'une zone cintrée de ladite partie 70 de contact. 3037446 11 Dans cette configuration en particulier, il est avantageux que les connecteurs 52 de l'unité d'alimentation 5 comprennent une âme 92 en un premier matériau métallique, par exemple du cuivre, et une peau 94 en un second 5 matériau métallique, par exemple de l'acier. On comprend que, selon ces deux modes, un montage en aveugle du moteur 3 et de son unité d'alimentation 5 l'un sur l'autre est possible, ainsi que son démontage. Par ailleurs, l'utilisation d'une fiche formée d'une tôle métallique, par 10 exemple en alliage de cuivre pour contact, permet de disposer à la fois d'une bonne flexibilité et d'une section de passage de courant qui est significative tout en restant d'encombrement limité. La résistance aux vibrations offerte par l'usage d'une tôle, éventuellement renforcée par les formes de lyre dont elle pourra être munie, est un autre avantage de l'invention. 15 REVENDICATIONS1. Dispositif de connexion électrique entre un moteur électrique (3) et une unité d'alimentation (5) dudit moteur (3), notamment pour compresseur de véhicule automobile, ledit dispositif comprenant une fiche de connexion (62) formée dans une tôle métallique flexible configurée pour autoriser un montage en aveugle du moteur sur l'unité d'alimentation (5) avec contact mécanique et connexion électrique entre ladite fiche de connexion (62) et un connecteur (52) de ladite unité d'alimentation (5). 2. Dispositif selon la 'revendication 1 comprenant un conducteur (64), destiné à être relié électriquement à plusieurs enroulements (42) du moteur (3) et dans lequel ladite fiche de connexion (62) est reliée électriquement audit conducteur (64). 3. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel ledit conducteur (64) est constitué d'une tôle métallique, en forme d'anneau. 4. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel ladite tôle métallique présente une section transversale rectangulaire, un grand côté de la section transversale de ladite tôle métallique étant destiné à être orienté selon un axe longitudinal d'un rotor (32) dudit moteur (3), après montage. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 3 comprenant des épingles (66), reliées électriquement audit conducteur (64), chacune desdites épingles (66) étant destinées à être reliées à l'un des enroulements (42) du moteur (3). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 comprenant une pluralité de dits conducteurs (64a, 64b, 64c), associé chacun à une dite fiche de connexion (62a, 62b,62c). 3037446 13 7. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel lesdits conducteurs (64a, 64b, 64c) sont disposés de façon concentrique. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 dans 5 lequel lesdites fiches de connexion (62a, 62b, 62c) sont décalées angulairement de l'un à l'autre des conducteurs (64a, 64b, 64c). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8 dans lequel le ou lesdits conducteurs (64) et la ou lesdites fiches de connexion 10 (62) sont surmoulés pour former un ensemble unitaire. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel ladite fiche de connexion (62) comprend une partie de contact (70) avec le connecteur (52) de l'unité d'alimentation (5) et une partie de 15 liaison (72) configurée pour donner une flexibilité au contact mécanique établi entre ledit dispositif et ladite unité d'alimentation (5). 11. Dispositif selon la revendication 10 dans lequel ladite partie de contact (70) comprend un logement d'engagement (75) du connecteur (52) 20 de l'unité d'alimentation (5), selon un mouvement de translation, et ladite partie de contact comprend un logement (76) de blocage du connecteur (52) de l'unité d'alimentation (5), ledit logement d'engagement (75) et ledit logement de blocage (76) communiquant entre eux de façon à autoriser le passage du connecteur (52) de l'unité d'alimentation (5) de l'un à l'autre 25 selon un mouvement de rotation, ladite partie de contact étant configurée pour permettre un montage selon un mouvement de translation puis de rotation. 12. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel ledit 30 logement (76) de blocage comprend des zones concaves (80) configurées pour permettre un contact multipoint avec le connecteur (52) de ladite unité d'alimentation (5). 3037446 14 13. Ensemble d'un moteur, équipé du dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications précédentes, et de l'unité d'alimentation dudit moteur.