Brevet FR3086464A1 — publié le 20200327

- 1 - PLATINE DE CONNECTEURS DE PUISSANCE, BAC DE BATTERIE ET PROCEDE DE MONTAGE ASSOCIE L'invention se rapporte à un bac de batterie haute tension pour alimenter l'architecture électrique d'un véhicule 100 % électrique, et plus particulièrement au montage de la platine supportant les connecteurs de puissance sur un tel bac. Le bac batterie est un assemblage de pièces en tôle formant un sarcophage destiné à protéger les modules électriques qui forment les batteries de puissance. De façon générale, les bacs de batterie haute tension sont positionnés sous le soubassement du véhicule en zone extérieure. Les bacs de batterie sont selon une description simplifiée composés d'un socle inférieur et d'un couvercle qui constitue la partie supérieure. Les batteries de puissance et les autres organes électriques comme les boitiers électroniques, boitiers 15 relais, conducteurs électriques de puissance et d'acquisition, sont montés sur le socle inférieur puis recouverts par le couvercle supérieur afin d'être confinés dans le bac. Ces bacs, qui doivent impérativement être étanches pour éviter tout risque d'intrusion d'eau provenant de l'environnement extérieur, nécessitent 20 le niveau d'étanchéité maximum dans le domaine de l'automobile. Cette étanchéité est réalisée généralement par l'assemblage du couvercle du bac sur son socle inférieur au moyen d'un cordon de mastic. Cependant, les bacs de batterie haute tension rendus hermétiques comportent des zones de passage pour notamment les circuits d'entrée et 25 de sortie nécessaire à l'énergie électrique de puissance et d'acquisition, et aux circuits d'eau chargés du refroidissement des modules électriques. - 2 - Plus précisément, à l'avant du bac de batterie se trouve la platine de fixation des connecteurs de puissance et des connecteurs d'acquisition. Lors de la phase finale de l'assemblage du bac de batterie, et plus particulièrement lors de la dépose du couvercle sur le socle inférieur, le poids s de 13 kg du couvercle ainsi que son envergure ne permettent pas une manipulation manuelle. De plus la cinématique de montage est complexe car le couvercle doit décrire une trajectoire bien précise pour éviter des interférences avec l'environnement. La dépose du couvercle (ou coiffage) est effectuée à l'aide d'un robot qui permet de maîtriser la trajectoire exact du couvercle par rapport à l'environnement. Toutefois, sur les nouvelles architectures envisagées pour les véhicules 100 % électriques, il s'avère qu'il n'est pas possible de déposer le couvercle si la platine n'est pas reculée de 5 mm suivant l'axe longitudinal X de la 15 batterie. Ce recul de la platine est impératif pour que le couvercle ne choque pas les connecteurs. Le couvercle doit également réaliser des mouvements combinés de rotation et de translation simultanés pour ne pas entrechoquer les connecteurs. Lors du montage du couvercle la platine doit donc être maintenue 20 reculée en X puis après le coiffage du couvercle, pouvoir retrouver sa position nominale afin d'être vissé en bonne position. En effet la platine ne doit pas rester en position reculée X après le coiffage du couvercle car un jeu fonctionnel entre la platine et l'intérieur du bac doit être garanti pour permettre le recul de la platine lorsque le véhicule est soumis à un choc. 25 Il a été observé que les platines de l'état de la technique sont des pièces généralement en aluminium fixes qui ne sont pas compatibles avec les cinématiques nécessaires au montage des couvercles et qui n'intègrent pas de dispositif facilitant leur maintien en position lors des différentes étapes de montage. - 3 - De ce fait, il s'avère qu'aucune platine de connecteurs de puissance de l'état de la technique ne peut convenir, sans nécessiter des installations de montage aux cinématiques coûteuses et complexes. C'est pourquoi, la présente invention propose une platine de 5 connecteurs de puissance qui puisse répondre à l'exigence de pré-maintien au moment de l'assemblage des connecteurs sur la platine et à l'exigence du recul nécessaire de la platine au moment du coiffage du couvercle. Elle propose à cet effet une platine de connecteurs de puissance destinée à équiper l'avant d'un bac de batterie haute tension de véhicule automobile, qui comprend au moins deux connecteurs destinés à relier ladite batterie haute tension à des faisceaux électriques du véhicule, une plaque rigide dotée d'évidements accueillant lesdits connecteurs, et un support fixé contre ladite plaque et doté d'un dispositif permettant d'accrocher ladite platine en position sensiblement verticale. De cette manière, ladite platine peut être positionnée verticalement et en position reculée, contre le bac de batterie lors du coiffage du socle inférieur par le couvercle du bac. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution sont énoncées ci-après. Selon certaines caractéristiques additionnelles, le dispositif permettant d'accrocher la platine au bac de batterie peut être constitué par au moins deux crochets. Selon d'autres caractéristiques additionnelles, le support peut comporter en outre sur sa face opposée à celle qui est plaquée contre la plaque, une arête tranchante faisant saillie et destinée en cas de choc frontal du véhicule à sectionner un ou plusieurs câbles positionnés en regard de ladite arête. Selon d'autres caractéristiques encore, le support peut être en matière plastique isolant électriquement tandis que la plaque est en aluminium. - 4 - Selon d'autres caractéristiques encore, le support et la plaque peuvent être assemblés suivant une ou plusieurs opérations compris dans la liste définie par le collage, le rivetage, le boutrolage, le clipage. L'invention a également pour objet un bac de batterie haute tension de s véhicule automobile s'étendant suivant un axe longitudinal X définissant ainsi une première et une seconde extrémité, ledit bac comportant un boîtier de calculateur électronique ménagé en l'une de ses extrémités, un socle inférieur soutenant ledit boîtier et un couvercle obturant de manière étanche ledit bac, caractérisé en ce que le bac est équipé en outre d'une platine io conforme à l'invention, ladite platine définissant ainsi une interface entre le boîtier de calculateur électronique et l'extérieur du bac. Selon une configuration dans laquelle le dispositif permettant d'accrocher la platine au bac de batterie est constitué par au moins deux crochets, le boîtier de calculateur électronique peut reposer sur un support 15 du socle et peut comporter une nervure pour permettre l'accrochage des crochets de la platine. L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage d'un bac de batterie haute tension de véhicule automobile conforme à l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte : 20 - une étape dans laquelle on présente le socle inférieur garni des composants de la batterie haute tension, dont le boîtier de calculateur électronique, - une étape dans laquelle on accroche ladite platine audit socle inférieur, 25 - une étape dans laquelle on recule ladite platine audit socle inférieur, suivant l'axe X, - une étape dans laquelle on obture le bac de batterie par dépose dudit couvercle sur le socle inférieur , - une étape dans laquelle on positionne et on fixe la platine dans sa position finale. - 5 - Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution sont énoncées ci-après. Selon certaines caractéristiques additionnelles, - L'étape d'accroche de ladite platine audit socle inférieur s'effectue par 5 la coopération des au moins deux crochets avec une nervure du boîtier de calculateur électronique et un support du socle inférieur, - L'étape de recul de la platine s'effectue suivant une distance comprise entre 4 mm et 8 mm, préférentiellement 5 mm. Selon certaines caractéristiques additionnelles, l'étape de fixation de la so platine dans sa position finale comprend le désengagement des crochets, le positionnement de la platine contre le couvercle au moyen de pions d'indexage et le vissage serré de ladite platine contre le couvercle. D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de 15 réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : La figure 1 représente une vue éclatée en perspective d'une platine de connecteurs de puissance selon l'invention. La figure 2 représente une vue de profil d'une platine de connecteurs de puissance selon l'invention. 20 La figure 3 représente une vue en perspective d'une platine de connecteurs de puissance montée dans un bac de batterie haute puissance selon l'invention, le couvercle du bac n'étant que partiellement représenté. A des fins de clarté et de concision, les références sur les figures correspondent aux mêmes éléments. 25 Les modes de réalisation décrits ci-après étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites, isolées des autres caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein d'une - 6 - phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence 5 fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Plus précisément, les figures 1 et 2 décrivent une platine 100 de 10 connecteurs de puissance destinée à équiper l'avant d'un bac de batterie haute tension de véhicule automobile. La platine comprend au moins deux connecteurs 130, 140 destinés à relier ladite batterie haute tension à des faisceaux électriques du véhicule. Le plus petit connecteur 130 peut servir à la connexion d'un faisceau et le 15 plus gros 140 peut servir à la connexion de deux Bus Bar (puissance). La platine comprend aussi une plaque 110 rigide dotée d'évidements accueillant lesdits connecteurs, et un support 120 fixé contre ladite plaque et doté d'un dispositif permettant d'accrocher ladite platine en position sensiblement verticale. 20 Tel que représenté sur les figures 1 et 2, le dispositif permettant d'accrocher la platine au bac de batterie est constitué par au moins deux crochets, dans le cas présent trois crochets, soit deux latéraux 121 et un central 122. Les deux crochets latéraux 121 pourraient ne former qu'un seul crochet allongé et continu. 25 Bien entendu, le dispositif d'accrochage de la platine peut être envisagé sous d'autres formes telles que des scratchs, des aimants, clip, adhésif, etc Dans le cas présent, le dispositif de crochet garantit des zones d'appui favorables et propices à un maintien en position. - 7 - Ce dispositif à crochets permet avantageusement de simplifier les formes nécessaires sur le bâtit de montage. Sans ce dispositif de crochets intégrés à la platine, il aurait fallu mettre en place des moyens complexes et amovibles sur chaque bâtit de montage pour maintenir en position le 5 platine lors de son habillage. Ce dispositif de crochet est rapporté sur le support 120 et n'est pas directement intégré à la plaque 110 car cela compliquerait la fabrication de la plaque usuellement en métal. Avantageusement, le support 120 est en matière plastique, 10 préférentiellement moulée, tandis que la plaque 110 est en aluminium. Ceci permet d'avoir pour le support de bonnes propriétés de déformations des crochets ainsi qu'une bonne isolation électrique. Le support 120 et la plaque 110 peuvent être assemblés suivant une ou plusieurs opérations compris dans la liste définie par le collage, le 15 rivetage, le boutrolage, le clipage. Selon une variante, le support 120 comporte en outre sur sa face opposée à celle qui est plaquée contre la plaque 110, une arête tranchante 123 faisant saillie et destinée en cas de chocs réglementaire GBT ou de choc frontal du véhicule à sectionner un ou plusieurs câbles positionnés en regard zo de ladite arête. Cette configuration permet par exemple de sectionner le câble interlock du connecteur de puissance. Ce câble interlock a en effet pour objectif en cas de discontinuité électrique de couper l'alimentation du connecteur de puissance. 25 Le rôle principal du câble interlock est de détecter la présence ou non du connecteur mâle (connecteur qui vient s'engager dans le connecteur femelle présent sur le bac de batterie) si une discontinuité est repérée sur ce câble l'alimentation du réseau de puissance et coupée par un relais. Cela permet donc d'éviter une fuite de courant et les risques induit par une telle 30 situation (électrocution, court-circuit...) - 8 - En effet, lors d'un choc engendrant un enfoncement de la platine, le connecteur risque de se briser et donc de ne plus garantir l'isolation électrique. Le risque de court-circuit ou d'électrocution ne répond alors plus aux normes de sécurité. s En sectionnant le fil interlock, on génère la coupure de l'alimentation du circuit de puissance. Il s'agit donc d'une sécurité avec coupure mécanique du réseau, complémentaire au réseau de sécurité réalisé à l'aide des fusibles. La partie tranchante est idéalement réalisée sur le support en plastique 10 de la platine, qui est un matériau non conducteur et qui ne va donc pas générer de court-circuit au moment de la coupure. Selon d'autres variantes encore, il également envisageable de configurer l'arête tranchante 123 pour couper et isoler directement d'autres câbles du circuit de puissance 15 Sur la figure 3, on a représenté un bac 200 de batterie haute tension de véhicule automobile. Il s'étend suivant un axe longitudinal X définissant ainsi une première et une seconde extrémité. Le bac est garni de ses composants dont un boîtier de calculateur électronique 230 ménagé en l'une de ses extrémités. 20 Il comporte en outre un socle inférieur 220 soutenant ledit boîtier 230 et un couvercle 210 obturant de manière étanche ledit bac. Le bac est équipé en outre d'une platine conforme à l'invention et formant une interface entre le boîtier de calculateur électronique 230 et l'extérieur du bac 200. Le bac 200 de batterie haute tension peut être assemblé selon les 25 étapes suivantes : une étape dans laquelle on présente le socle inférieur 220 garni des composants de la batterie haute tension, dont le boîtier de calculateur électronique 230, - 9 - - une étape dans laquelle on accroche la platine 100 audit socle inférieur, - une étape dans laquelle on recule la platine 100 audit socle inférieur, suivant l'axe X, 5 - une étape dans laquelle on obture le bac de batterie par dépose du couvercle 210 sur le socle inférieur 220, - une étape dans laquelle on positionne et on fixe la platine dans sa position finale. Dans le cas où le bac est celui de la figure 3, le dispositif permettant 10 d'accrocher la platine au bac de batterie est constitué par trois crochets 121, 122 comme ceux des figures 1 et 2, et le boîtier de calculateur électronique 230 repose sur un support 232 du socle et comporte une nervure 231. Il s'ensuit que l'étape d'accroche de la platine 100 audit socle inférieur s'effectue par la coopération des trois crochets avec la nervure 231 du 15 boîtier de calculateur électronique 230 et le support 232 du socle inférieur. Il s'ensuit aussi que l'étape de recul de la platine 100 s'effectue suivant une distance comprise entre 4 mm et 8 mm, préférentiellement 5 mm. Il s'ensuit enfin que l'étape de fixation de la platine 100 dans sa position finale comprend le désengagement des crochets, le positionnement de la 20 platine contre le couvercle au moyen de pions d'indexage 111, 112 et le vissage serré de ladite platine sur le couvercle. Ainsi, l'ajout d'un support de fixation dans la platine de connecteurs de puissance permet de répondre à l'exigence de pré-maintien de la platine au moment de l'assemblage des connecteurs sur la platine. 25 L'ajout du support de fixation permet aussi de rendre la platine mobile en translation suivant l'axe (X) au moment du coiffage du couvercle et ainsi rendre possible le montage dudit couvercle sans heurter les connecteurs. - 10 - L'ajout du support de fixation permet enfin d'ajouter un dispositif de sécurité supplémentaire lors d'un choc réglementaire GBT ou d'un choc frontal. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention REVENDICATIONS1. Platine (100) de connecteurs de puissance destinée à équiper l'avant d'un bac de batterie haute tension de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux connecteurs (130, 140) destinés à relier ladite batterie haute tension à des faisceaux électriques du véhicule, une plaque (110) rigide dotée d'évidements accueillant lesdits connecteurs, et un support (120) fixé contre ladite plaque et doté d'un dispositif permettant d'accrocher ladite platine en position sensiblement verticale. 2. Platine (100) de connecteurs de puissance selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif permettant d'accrocher la platine au bac de batterie est constitué par au moins deux crochets (121, 122). 3. Platine (100) de connecteurs de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le support (120) comporte en outre sur sa face opposée à celle qui est plaquée contre la plaque (110), une arête tranchante (123) faisant saillie et destinée en cas de choc frontal du véhicule à sectionner un ou plusieurs câbles positionnés en regard de ladite arête. 4. Platine (100) de connecteurs de puissance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support (120) est en matière plastique isolante sur le plan électrique, tandis que la plaque (110) est en aluminium. 5. Platine (100) de connecteurs de puissance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support (120) et la plaque (110) sont assemblés suivant une ou plusieurs opérations compris dans la liste définie par le collage, le rivetage, le boutrolage, le clipage. - 12 - 6. Bac (200) de batterie haute tension de véhicule automobile s'étendant suivant un axe longitudinal (X) définissant ainsi une première et une seconde extrémité, ledit bac comportant un boîtier de calculateur électronique (230) ménagé en l'une de ses extrémités, un socle inférieur 5 (220) soutenant ledit boîtier et un couvercle (210) obturant de manière étanche ledit bac, caractérisé en ce que le bac est équipé en outre d'une platine conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, ladite platine définissant ainsi une interface entre le boîtier de calculateur électronique (230) et l'extérieur du bac (200). 10 7. Bac (200) de batterie haute tension selon la revendication 6 et dans laquelle le dispositif permettant d'accrocher la platine au bac de batterie est constitué par au moins deux crochets (121, 122), caractérisé en ce que le boîtier de calculateur électronique (230) repose sur un support (232) du socle et comporte une nervure (231) aptes à coopérer avec les crochets is (121, 122) pour l'accroche de la platine (100). 8. Procédé d'assemblage d'un bac (200) de batterie haute tension de véhicule automobile conforme à l'une quelconques des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape dans laquelle on présente le socle inférieur (220) garni des zo composants de la batterie haute tension, dont le boîtier de calculateur électronique (230), - une étape dans laquelle on accroche la platine (100) audit socle inférieur, - une étape dans laquelle on recule la platine (100) audit socle 25 inférieur, suivant l'axe (X), - une étape dans laquelle on obture le bac de batterie par pose du couvercle (210) sur le socle inférieur (220), - une étape dans laquelle on positionne et on fixe la platine dans sa position finale. - 13 - 9. Procédé d'assemblage d'un bac (200) de batterie haute tension de véhicule automobile conforme à la revendication 7, et selon la revendication 8, caractérisé en ce que : - L'étape d'accroche de la platine (100) audit socle inférieur s'effectue 5 par la coopération des au moins deux crochets avec la nervure (231) du boîtier de calculateur électronique (230) et le support (232) du socle inférieur, - L'étape de recul de la platine (100) s'effectue suivant une distance comprise entre 4 mm et 8 mm, préférentiellement 5 mm. 10 10. Procédé d'assemblage d'un bac (200) de batterie haute tension de véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en que l'étape de fixation de la platine (100) dans sa position finale comprend le désengagement des crochets, le positionnement de la platine contre le couvercle au moyen de pions d'indexage (111, 112) et le vissage serré de 15 ladite platine sur le couvercle.