Brevet FR3076946A1 — publié le 20190719

Description Titre de l'invention : DISPOSITIF CONTACTEUR INTÉGRANT DES caractÉristiques de dÉconnexion PYROTECHNIQUES Domaine de l'invention [0001] La présente invention concerne des dispositifs relatifs à des contacteurs électriques destinés à être utilisés avec des dispositifs et des systèmes électriques. Les dispositifs décrits ici concernent également des disjoncteurs électriques configurés pour fonctionner en tant que dispositifs sacrificiels de type fusible pour une protection contre une surintensité. [0002] Description de la technique antérieure [0003] La connexion et la déconnexion de circuits électriques sont aussi anciennes que les circuits électriques eux-mêmes, et sont souvent utilisées comme un procédé de commutation de l'alimentation d'un dispositif électrique connecté entre des états « passant » et « bloqué ». Un exemple de dispositif couramment utilisé pour connecter et déconnecter des circuits est un contacteur, qui est connecté électriquement à un ou plusieurs dispositifs ou une ou plusieurs sources d'alimentation. Un contacteur est configuré de manière à pouvoir interrompre ou compléter un circuit pour commander l'alimentation électrique vers et depuis un dispositif. Un type de contacteur conventionnel est un contacteur scellé hermétiquement. [0004] En plus des contacteurs, qui servent à connecter et déconnecter des circuits électriques pendant le fonctionnement normal d'un dispositif, divers dispositifs supplémentaires peuvent être utilisés pour fournir une protection contre une surintensité. Ces dispositifs peuvent empêcher des courts-circuits, une surcharge et des dommages permanents à un système électrique ou à un appareil électrique connecté. Ces dispositifs incluent des dispositifs de déconnexion qui peuvent rapidement couper le circuit de manière permanente, de telle sorte que le circuit le restera jusqu'à ce que le dispositif de déconnexion soit réparé, remplacé ou réinitialisé. Un tel type de dispositif de déconnexion est un fusible. Un fusible conventionnel est un type de résistance à faible résistance qui agit comme un dispositif sacrificiel. Des fusibles typiques comprennent un fil ou une bande de métal qui fond lorsque trop de courant circule à travers lui/elle, en interrompant le circuit qu'il connecte. [0005] Au fur et à mesure que la société évolue, diverses innovations dans les systèmes électriques et les dispositifs électroniques deviennent de plus en plus courantes. Un exemple de telles innovations comprend des avancées récentes dans le domaine des automobiles électriques, qui pourraient devenir un jour la norme d'efficacité énergétique et remplacer les véhicules traditionnels à essence. Dans de tels appareils électriques 2 coûteux et utilisés de manière routinière, une protection contre une surintensité est particulièrement applicable pour éviter un dysfonctionnement de dispositif et empêcher des dommages permanents à des dispositifs. En outre, une protection contre une surintensité peut prévenir les risques de sécurité, tels que des incendies électriques. [0006] Un problème lié à l'utilisation de contacteurs et de dispositifs de déconnexion classiques est que si une conception de circuit nécessite à la fois un contacteur et un dispositif de déconnexion, par exemple, pour fournir à la fois un interrupteur pour un fonctionnement normal et un élément de protection contre une surintensité, au moins deux dispositifs distincts doivent être utilisés. En particulier dans des dispositifs électriques modernes coûteux, tels que les voitures électriques, cela demande un espace supplémentaire précieux pour loger la pluralité de dispositifs, et nécessite également des considérations de conception supplémentaires pour connecter une pluralité de dispositifs en circuit au dispositif électrique. RÉSUMÉ [0007] La présente invention concerne des contacteurs configurés pour interrompre ou terminer un circuit connecté, qui comprennent également au moins un élément de déconnexion configuré pour assurer une protection contre une surintensité en coupant de façon permanente un circuit connecté, de sorte que le circuit reste rompu jusqu'à ce que le dispositif de déconnexion soit réparé, remplacé ou réinitialisé. Dans certains modes de réalisation, l'élément de déconnexion comprend des caractéristiques pyrotechniques. Lorsque ces caractéristiques pyrotechniques sont activées, l'explosion qui en résulte génère une force suffisante pour provoquer un mouvement ou un changement d'orientation entre les caractéristiques internes du contacteur, ayant pour résultat une coupure permanente du circuit. [0008] Dans un mode de réalisation, un dispositif contacteur comprend un boîtier et des composants internes à l'intérieur du boîtier configurés pour changer l'état dudit dispositif contacteur vers et depuis un état fermé et un état ouvert en réponse à une entrée. L'état fermé permet la circulation de courant à travers le dispositif et l'état ouvert interrompt la circulation de courant à travers le dispositif. Le dispositif comprend en outre des structures de contact connectées électriquement auxdits composants internes pour une connexion à des circuits externes et à des éléments pyrotechniques. Le dispositif contacteur est configuré de sorte que lorsqu'un niveau de courant seuil passe à travers lesdits composants internes, lesdites caractéristiques pyrotechniques s'activent, ce qui amène lesdits composants internes à faire passer ledit dispositif contacteur dans ledit état ouvert. [0009] Dans un autre mode de réalisation, un dispositif contacteur comprend un boîtier et des composants internes comprenant des contacts fixes isolés électriquement les uns des autres et au moins partiellement entourés par le boîtier, un ou plusieurs contacts 3 mobiles permettant une circulation de courant entre les contacts fixes lorsque les contacts mobiles sont mis en contact avec les contacts fixes, une structure de tige connectée aux contacts mobiles et des structures de contact connectées électriquement aux composants internes pour une connexion à des circuits externes. Le dispositif contacteur comprend en outre des caractéristiques pyrotechniques configurées de telle sorte que lorsqu'un niveau de courant seuil passe à travers les composants internes, les caractéristiques pyrotechniques s'activent et interagissent avec la structure de tige, de sorte que la structure de tige change de configuration, de sorte que les contacts mobiles se séparent des contacts fixes. [0010] Dans encore un autre mode de réalisation, un dispositif contacteur comprend un boîtier et des composants internes comprenant des contacts fixes isolés électriquement les uns des autres et au moins partiellement entourés par le boîtier, un ou plusieurs contacts mobiles permettant une circulation de courant entre les contacts fixes lorsque les contacts mobiles sont mis en contact avec les contacts fixes, une structure de tige connectée aux contacts mobiles, une structure de plongeur connectée à la structure de tige, des structures de contact connectées électriquement aux composants internes pour une connexion à des circuits externes et un solénoïde configuré pour commander un mouvement de la structure de plongeur. Le dispositif contacteur comprend en outre des caractéristiques pyrotechniques configurées de telle sorte que lorsqu'un niveau de courant seuil traverse les composants internes, les caractéristiques pyrotechniques s'activent et interagissent avec la structure de tige, de telle sorte que la structure de tige change de configuration, de sorte que les contacts mobiles se séparent desdits contacts fixes. [0011] Ces caractéristiques et avantages de la présente invention, ainsi que d'autres, appa- raîtront à l'homme du métier grâce à la description détaillée qui suit, lue conjointement avec les dessins annexés, dans lesquels des références numériques indiquent des parties correspondantes sur les figures. DESCRIPTION BRÈVE DES DESSINS [0012] [fig. 1] La figure 1 est une vue en coupe avant d'un mode de réalisation d'un contacteur in- corporant des caractéristiques de la présente invention, montré dans l'orientation « fermée » qui permet une circulation d'électricité à travers le dispositif ; [0013] [fig.21 la figure 2 est une vue en coupe avant du mode de réalisation du dispositif contacteur de la figure 1, représenté dans une orientation « ouverte » ou « déconnectée » qui empêche une circulation d'électricité à travers le dispositif ; [0014] [fig.31 la figure 3 est une vue en coupe avant du mode de réalisation du dispositif contacteur 4 de la figure 1, représenté dans une orientation différente, dans laquelle les éléments de déconnexion ont été « déclenchés » ; [0015] [fig.41 la figure 4 est une vue en perspective de dessus du mode de réalisation du dispositif contacteur de la figure 1. Description des modes de réalisation [0016] La présente description va maintenant exposer des descriptions détaillées de divers modes de réalisation. Ces modes de réalisation décrivent des dispositifs contacteurs comprenant un boîtier contenant des composants internes configurés pour changer l'état du dispositif entre un état qui permet à l'électricité de circuler à travers le dispositif et un état qui ne permet pas à l'électricité de circuler à travers le dispositif, et inversement. [0017] Le changement entre ces deux états peut être en réponse à diverses formes d'entrée qui peuvent être reçues, par exemple, une entrée manuelle telle qu'un utilisateur appuyant sur un bouton pour exécuter une fonction de « commutation » en utilisant le dispositif contacteur. D'autres formes de saisie peuvent inclure une saisie automatisée, par exemple des capteurs ou un ensemble de commandes informatiques stockées sur un support non transitoire exécutées par un processeur, ce qui entraînera une transition des composants internes entre des états en réponse à des informations de synchronisation ou des informations de système détectées par des capteurs en communication avec le dispositif de déconnexion, par exemple, des capteurs de courant, de tension ou de température. En réponse à cette entrée, les composants internes peuvent s'activer tel que décrit ici, par exemple, en activant un mécanisme à solénoïde ou manuel, et changer de configuration pour changer entre les deux états. [0018] Dans certains modes de réalisation, les composants internes de dispositifs contacteurs incorporant des caractéristiques de la présente invention comprennent des contacts fixes isolés électriquement les uns des autres et un ou plusieurs contacts mobiles qui sont configurés pour entrer en contact électrique avec les contacts fixes afin de permettre une circulation d'électricité entre eux. Dans certains modes de réalisation, le contact mobile est connecté à une structure de tige et un mouvement de la tige, et par conséquent du contact mobile, est commandé par une entrée d'utilisateur, de sorte que le contact mobile peut être séparé de manière sélective des contacts fixes afin d'empêcher une circulation d'électricité à travers le dispositif. De même, le contact mobile peut être placé sélectivement en contact avec les contacts fixes pour permettre à l'électricité de circuler à travers le dispositif. [0019] En plus du fonctionnement ordinaire ci-dessus, des dispositifs incorporant des carac- téristiques de la présente invention peuvent inclure des caractéristiques de déconnexion pyrotechniques qui fonctionnent comme une protection contre une surintensité, par exemple de manière similaire à un fusible ou à un disjoncteur, en amenant le dispositif à être inopérationnel de façon permanente, par exemple fonctionnant comme une caractéristique sacrificielle. Lorsqu'un niveau suffisant de courant passe à travers le dispositif, représentant un niveau de courant dangereux pouvant endommager de manière permanente un appareil électrique connecté coûteux ou représentant un risque comme le déclenchement d'un incendie électrique, une charge pyrotechnique dans le dispositif se déclenche. L'explosion pyrotechnique qui en résulte génère une force suffisante pour que les composants internes interagissent les uns avec les autres, en ayant pour résultat le contact mobile séparé de manière permanente des contacts fixes. [0020] Dans certains modes de réalisation, des dispositifs incorporant des caractéristiques de la présente invention peuvent incorporer une structure de piston qui peut être positionnée à proximité ou autour de la charge pyrotechnique. Lorsque la charge pyrotechnique est activée, la force résultante pousse la structure de piston loin de la charge pyrotechnique et entraîne la structure de piston jusque sur l'assemblage de contacts mobiles, en repoussant le contact mobile loin des contacts fixes. [0021] D'un bout à l'autre de cette description, le mode de réalisation préféré et les exemples illustrés doivent être considérés comme des exemples plutôt que comme des limitations de la présente invention. Tels qu'utilisés ici, les termes « invention », « dispositif », « présente invention » ou « présent dispositif » font référence à l'un quelconque des modes de réalisation de l'invention décrits ici, et à tout équivalent. En outre, une référence à une ou plusieurs caractéristiques diverses de « l'invention », du « dispositif », de la « présente invention » ou du « présent dispositif » d'un bout à l'autre du présent document ne signifie pas que tous les modes de réalisation ou procédés revendiqués doivent inclure la ou les caractéristiques référencées. [0022] Il est également entendu que lorsqu'un élément ou une caractéristique est indiqué(e) comme étant « sur » ou « adjacent(e) » à un autre élément ou une autre caractéristique, il peut être directement sur ou adjacent à l'autre élément ou caractéristique, ou des éléments ou caractéristiques intermédiaires peuvent aussi être présent. Il est également entendu que lorsqu'un élément est indiqué comme étant « attaché », « connecté » ou « couplé » à un autre élément, il peut être directement attaché, connecté ou couplé à l'autre élément, ou des éléments intermédiaires peuvent être présents. En revanche, lorsqu'un élément est désigné comme étant « directement attaché », « directement connecté » ou « directement couplé » à un autre élément, aucun élément intermédiaire n'est présent. [0023] Des termes relatifs, tels que « extérieur(e) », « au-dessus », « inférieur », « au-dessous », « horizontale », « verticale » et des termes similaires, peuvent être utilisés ici pour décrire une relation d'une caractéristique à une autre. Il est entendu que 6 ces termes sont destinés à englober différentes orientations en plus de l'orientation représentée sur les figures. [0024] Bien que les termes premier, deuxième, etc., puissent être utilisés ici pour décrire divers éléments ou composants, ces éléments ou composants ne doivent pas être limités par ces termes. Ces termes ne sont utilisés que pour distinguer un élément ou un composant d'un autre élément ou composant. Ainsi, un premier élément ou composant décrit ci-dessous pourrait être appelé un deuxième élément ou composant sans sortir des enseignements de la présente invention. [0025] La terminologie utilisée dans le présent document est uniquement destinée à décrire des modes de réalisation particuliers et n'est pas destinée à limiter l'invention. Tels qu'utilisées ici, les formes singulières « un », « une » et « le/la » sont censées inclure également les formes plurielles, à moins que le contexte n'indique clairement le contraire. Il est également entendu que les termes « comprend », « comprenant », lorsqu'ils sont utilisés ici, spécifient la présence de caractéristiques, de nombres entiers, d'étapes, d'opérations, d'éléments et/ou de composants établis, sans toutefois exclure la présence ou l'ajout d'un/une ou de plusieurs autres caractéristiques, nombres entiers, étapes, opérations, éléments, composants et/ou groupes de ceux-ci. [0026] Des modes de réalisation de l'invention sont décrits ici en faisant référence à dif- férentes vues et illustrations qui sont des illustrations schématiques de modes de réalisation idéalisés de l'invention. Ainsi, des variations dans la forme des illustrations résultant, par exemple, de techniques et/ou de tolérances de fabrication sont attendues. Les modes de réalisation de l'invention ne doivent pas être interprétés comme étant limités aux formes particulières des régions illustrées ici, mais doivent inclure des écarts entre les formes qui résultent, par exemple, de la fabrication. [0027] Il est entendu que lorsqu'un premier élément est désigné comme étant « entre », « enserré » ou « enserré entre » deux autres éléments ou plus, le premier élément peut être directement entre les deux autres éléments ou plus, ou des éléments intermédiaires peuvent également être présents entre les deux autres éléments ou plus. Par exemple, si un premier élément est « entre » ou « enserré entre » un deuxième et un troisième élément, le premier élément peut être directement entre les deuxième et troisième éléments sans élément intermédiaire, ou le premier élément peut être adjacent à un ou plusieurs éléments supplémentaires avec le premier élément, et ces éléments supplémentaires tous entre les deuxième et troisième éléments. [0028] La figure 1 est une vue en coupe d'un exemple de mode de réalisation d'un dispositif contacteur 100, qui comprend un composant de déconnexion pyrotechnique intégré pouvant fonctionner comme un élément de déconnexion sacrificiel en cas de surintensité. La figure 1 montre le dispositif contacteur 100 dans une position de circuit « fermée », dans laquelle une circulation d'électricité à travers le dispositif contacteur 7 est activée. La figure 1 montre en outre la partie de déconnexion pyrotechnique du dispositif contacteur 100 dans son orientation mécanique non déclenchée ou « réglée », permettant au dispositif contacteur de fonctionner normalement pour fonctionner entre ses positions « fermée » et « ouverte ». La partie de déconnexion du dispositif contacteur 100 a également une orientation « déclenchée », dans laquelle le circuit est coupé et la circulation d'électricité à travers le dispositif contacteur est désactivée de manière permanente jusqu'à ce que le dispositif soit remplacé ou réparé et réinitialisé. Les modes de contacteur « fermé » et « ouvert » et les modes de déconnexion « réglé » et « déclenché » sont décrits plus en détail ci-après. [0029] Le dispositif contacteur 100 de la figure 1 comprend un corps 102 (également appelé boîtier 102) et deux structures de contact fixe 104, 106 (deux représentées) ou plus qui sont configurés pour connecter électriquement les composants internes du dispositif contacteur à des circuits externes, par exemple à un système ou un dispositif électrique. Le corps 102 peut comprendre tout matériau approprié qui peut supporter la structure et la fonction du dispositif contacteur 100 tel que décrit ici, un matériau préféré étant un matériau robuste pouvant fournir un support structurel au dispositif contacteur 100 sans interférer avec la circulation électrique à travers les contacts fixes 104, 106 et les composants internes du dispositif. Dans certains modes de réalisation, le corps 102 comprend un plastique ou un polymère durable. Le corps 102 entoure au moins partiellement les divers composants internes du dispositif contacteur 100, qui sont décrits plus en détail ci-après. [0030] Le corps 102 peut comprendre toute forme appropriée pour loger les divers composants internes, y compris tout polygone régulier ou irrégulier. Le corps 102 peut être une structure continue ou peut comprendre de multiples pièces constitutives assemblées ensemble, comprenant par exemple une « coupelle » de corps de base et une partie « d'en-tête » supérieure scellées avec un matériau époxy. [0031] Les contacts fixes 104, 106 sont configurés de sorte que les divers composants internes du dispositif contacteur 100 qui sont logés dans le corps 102 puissent communiquer électriquement avec un système ou dispositif électrique externe, de telle sorte que le dispositif contacteur 100 puisse fonctionner comme un commutateur pour couper ou compléter un circuit électrique tel que décrit ici. Les contacts fixes 104, 106 peuvent comprendre tout matériau conducteur approprié pour fournir un contact électrique aux composants internes du dispositif contacteur, par exemple divers métaux et matériaux métalliques ou tout matériau ou structure de contact électrique connu dans la technique. Les contacts fixes 104, 106 peuvent comprendre des structures de contact uniques continues (telles que représentées) ou peuvent comprendre de multiples structures connectées électriquement. Par exemple, dans certains modes de réalisation, les contacts fixes 104, 106 peuvent comprendre deux parties, une première partie 8 s'étendant depuis le corps 102, qui est connectée électriquement à une seconde partie interne au corps 102 qui est configurée pour interagir avec d'autres composants internes au corps, tel que décrit ici. [0032] Le corps 102 peut être configuré de sorte que l'espace interne du corps 102, qui reçoit les divers composants internes du dispositif contacteur 100, est scellé de manière hermétique. Lors d'un couplage avec l'utilisation de gaz électronégatif, cette configuration scellée hermétiquement peut aider à atténuer ou à empêcher la formation d'arcs électriques entre des éléments conducteurs adjacents et, dans certains modes de réalisation, aide à fournir une isolation électrique entre des contacts séparés dans l'espace. Dans certains modes de réalisation, le corps 102 peut être dans des conditions sous vide. Le corps 102 peut être scellé hermétiquement en utilisant tout moyen connu pour générer des dispositifs électriques scellés hermétiquement. [0033] Dans certains modes de réalisation, le corps 102 peut être au moins partiellement rempli d'un gaz électronégatif, par exemple, de l'hexafluorure de soufre ou un mélange d'azote et d'hexafluorure de soufre. Dans certains modes de réalisation, le corps 102 comprend un matériau ayant une perméabilité faible ou pratiquement nulle à un gaz injecté dans le boîtier. Dans certains modes de réalisation, le corps peut comprendre divers gaz, liquides ou solides configurés pour augmenter la performance du dispositif. [0034] Avant de décrire les composants de déconnexion pyrotechniques du dispositif contacteur 100 utilisé pour une protection contre une surintensité, les composants de contacteur utilisés lors d'une utilisation de commutation ordinaire du dispositif contacteur 100 vont tout d'abord être décrits. Lorsqu'ils ne sont pas en interaction avec l'un des autres composants internes au corps 102, les contacts fixes 104, 106 sont sinon isolés électriquement les uns des autres, de sorte que de l'électricité ne peut pas circuler librement entre eux. Les contacts fixes 104, 106 peuvent être isolés électriquement les uns des autres par toute structure ou tout procédé connu(e) d'isolation électrique. [0035] Lorsque le dispositif contacteur 100 est dans sa position « fermée », comme re- présenté sur la figure 1, les deux contacts fixes par ailleurs électriquement isolés 104, 106 sont mis en contact avec un contact mobile 108, de sorte que le contact mobile 108 fonctionne comme un pont permettant à un signal électrique de circuler à travers le dispositif, par exemple depuis le premier contact fixe 104, jusqu'au contact mobile 108, jusqu'à la seconde structure de contact 106, ou inversement. Par conséquent, le dispositif contacteur 100 peut être connecté à un circuit, système ou dispositif électrique et compléter un circuit pendant que le contact mobile est en contact électrique avec les contacts fixes. [0036] Le contact mobile 108 peut comprendre tout matériau conducteur approprié, y compris l'un quelconque des matériaux décrits ici en ce qui concerne les contacts fixes 104, 106. Comme avec les contacts fixes 104, 106, le contact mobile 108 peut 9 comprendre une structure continue unique (comme représenté), ou peuvent comprendre de multiples pièces constitutives connectées électriquement les unes aux autres de manière à servir de pont de contact entre les contacts fixes par ailleurs électriquement isolés 104, 106, de sorte que de l'électricité peut circuler à travers le dispositif contacteur 100. [0037] Le contact mobile 108 peut être configuré de telle manière qu'il peut entrer et sortir du contact électrique avec les contacts fixes 104, 106, en amenant le circuit à être « fermé » ou « complet » lorsque le contact mobile est en contact électrique avec les contacts fixes 104, 106, et à être « ouvert » ou coupé lorsque le contact mobile 108 n'est pas en contact électrique avec les contacts fixes 104, 106, comme les contacts fixes 104, 106 sont par ailleurs isolés électriquement les uns des autres lorsqu'ils ne sont pas en contact avec le contact mobile 108. Dans certains modes de réalisation, y compris le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le contact mobile 108 est connecté physiquement à une structure de tige 110, qui est configurée pour se déplacer sur une distance prédéterminée à l'intérieur du dispositif contacteur 100. La tige 110 peut comprendre tout matériau ou toute forme adapté(e) à sa fonction en tant que composant mobile interne qui est connecté physiquement au contact mobile 108, de telle sorte que le contact mobile 108 peut se déplacer avec la tige 110. [0038] Le mouvement de la tige 110 commande le mouvement du contact mobile 108, qui commande à son tour la position du contact mobile 108 par rapport aux contacts fixes 104, 106, qui commande à son tour la circulation d'électricité à travers le dispositif contacteur 100, tel que décrit ici. Le mouvement de la tige peut être commandé à travers diverses configurations, y compris, mais sans s'y limiter, électrique et électronique, magnétique et solénoïde, et manuelle. [0039] Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le mouvement de la tige 110 est commandé par l'utilisation d'une configuration de solénoïde. Une structure de plongeur 111 est connectée à, ou au moins entoure partiellement, une partie de la tige 110. Le corps 102 reçoit également un solénoïde 112. De nombreux solénoïdes différents peuvent être utilisés, un exemple d'un solénoïde approprié étant un solénoïde fonctionnant sous basse tension et avec une force relativement élevée. Un exemple de solénoïde approprié est un solénoïde disponible dans le commerce, modèle N° SD1564 N1200, de Bicron Inc., bien que de nombreux autres solénoïdes puissent être utilisés. Dans le mode de réalisation représenté, la structure de plongeur 111 peut comprendre un matériau métallique qui peut être déplacé et commandé par le solénoïde 112. Le mouvement de la structure de plongeur 111 commande le mouvement de la tige connectée 110, qui commande à son tour le mouvement du contact mobile connecté 108. [0040] La distance de course de la tige 110 peut être commandée à l'aide de diverses carac- téristiques, par exemple des ressorts pour contrôler la distance de course/surcourse ou diverses parties du corps 102 pouvant bloquer ou restreindre la distance de course de la tige 110. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, la distance de course de la tige 110 est partiellement commandée par un arrêt dur 113 qui est configuré pour venir en butée contre une partie ailée 114 de la tige 110 afin de limiter la distance de la tige 110 lorsque la tige 110 a parcouru une distance suffisante à partir des contacts fixes 104, 106. L'arrêt dur 113 peut comprendre tout matériau ou toute forme approprié(e) pour fournir une surface pour interagir avec la tige 110 afin de limiter le mouvement ou la distance de course de la tige 110. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, l'arrêt dur 113 comprend un matériau plastique. Dans certains modes de réalisation, l'arrêt dur 113 est configuré pour se rompre ou se cisailler lorsque les éléments de déconnexion pyrotechniques sont déclenchés, comme cela va être décrit plus en détail ci-dessous. [0041] Maintenant que les caractéristiques de commutation de base du dispositif contacteur 110 ont été exposées, les éléments de déconnexion pyrotechniques vont maintenant être décrits. Le dispositif contacteur 100 peut comprendre plusieurs éléments pouvant fonctionner en tant que protection contre une surintensité, y compris une charge pyrotechnique 202 et une structure de piston 204. La structure de piston 204 peut être positionnée près ou au moins partiellement autour d'un ou de plusieurs des composants internes, par exemple la tige 110 telle que représentée, de telle sorte qu'un mouvement du piston depuis une position de repos peut modifier la configuration des composants internes pour interrompre la circulation d'électricité à travers le dispositif, par exemple en poussant contre ou en déplaçant autrement la tige 100, tel que décrit ici. La charge pyrotechnique 202 peut être configurée de sorte qu'elle peut être activée lorsque le courant dépasse un niveau de seuil prédéterminé, afin de prévenir des dommages permanents à un dispositif électrique connecté ou un risque pour la sécurité tel qu'un feu électrique. [0042] Le dispositif contacteur 100 peut comprendre diverses caractéristiques de capteur qui peuvent détecter lorsque du courant traversant le dispositif a atteint un niveau dangereux et peuvent déclencher la charge pyrotechnique lorsque ce niveau de seuil a été détecté. Dans certains modes de réalisation, le dispositif contacteur 100 peut comprendre un capteur de courant dédié configuré pour détecter le niveau de courant circulant à travers le dispositif. Le capteur de courant peut être configuré pour activer directement ou indirectement la charge pyrotechnique lorsque le courant a atteint un niveau seuil. Dans certains modes de réalisation, les capteurs de courant peuvent émettre un signal proportionnel au courant détecté pour activer la charge pyrotechnique lorsqu'un niveau de courant seuil est détecté. Dans certains modes de réalisation, les capteurs de courant peuvent comprendre un capteur à effet Hall, un trans- 11 formateur ou un ampèremètre à pince ampèremétrique, une résistance, un capteur de courant à fibre optique ou un interféromètre. [0043] Dans certains modes de réalisation, la charge pyrotechnique est configurée pour être activée par impulsion électrique et est entraînée par un système de coussin gonflable configuré pour détecter de multiples facteurs, similaires à ceux utilisés dans les véhicules modernes. Dans certains modes de réalisation, le dispositif contacteur 100 peut comprendre une ou plusieurs goupilles pyrotechniques 203 qui peuvent être configurées pour déclencher la charge pyrotechnique 202 lorsque les goupilles 203 reçoivent un signal d'activation. Dans certains modes de réalisation, la charge pyrotechnique peut être connectée à une autre caractéristique qui surveille déjà le courant en circulation. Cette autre caractéristique, par exemple un composant de gestion de batterie, peut ensuite être configurée pour envoyer un signal afin d'activer la charge pyrotechnique lorsqu'un niveau de courant seuil est détecté. [0044] La charge pyrotechnique 202 peut être une structure à charge unique ou une structure à plusieurs charges. Dans certains modes de réalisation, la charge pyrotechnique 202 comprend une structure à double charge comprenant d'abord une charge d'allumage, puis une charge génératrice de gaz secondaire. De nombreux types différents de charges pyrotechniques peuvent être utilisés à condition que la charge pyrotechnique utilisée soit suffisante pour fournir une force suffisante pour déplacer la structure de piston 204 afin de couper de manière permanente le circuit du dispositif contacteur 100, tel que décrit ici. Dans certains modes de réalisation, la charge pyrotechnique 202 comprend du perchlorate de potassium et de zirconium, qui présente l'avantage de pouvoir être utilisé à la fois comme charge d'allumage et comme charge génératrice de gaz. Dans certains modes de réalisation, la charge d'allumage comprend un matériau à combustion rapide tel que le perchlorate de potassium et de zirconium, le perchlorate de potassium, de tungstène et de zirconium, le perchlorate de potassium et de titane, le perchlorate de potassium et d'hydrure de zirconium, ou le perchlorate de potassium et d'hydrure de titane. Dans certains modes de réalisation, la charge génératrice de gaz comprend un matériau à combustion lente, tel que du nitrate de bore et de potassium, ou une poudre noire. [0045] Lorsque la charge pyrotechnique 202 est activée, la force résultante amène la structure de piston 204 à être éloignée de sa position de repos à proximité de ou autour de la charge pyrotechnique 202, ce qui amène à son tour la structure de piston 204 à pousser contre la tige 110 et amène la tige à être éloignée des contacts fixes 104, 106. La force résultante est également suffisante pour casser ou cisailler l'arrêt dur 113, en amenant la tige 110 à être poussée de force encore plus loin des contacts fixes 104, 106, étant par exemple poussée dans un compartiment interne séparé 206 du corps 102. La structure de piston 204 peut avoir des dimensions suffisantes (par exemple forme, 12 taille, orientation spatiale ou autre configuration) de sorte que la structure de piston 204 puisse supporter les composants internes dans une position ou une configuration où de l'électricité ne peut pas circuler à travers le dispositif contacteur, par exemple en maintenant la tige 110 en place plus loin des contacts fixes 104, 106, comme en maintenant la tige 110 de sorte qu'elle se trouve sensiblement à l'intérieur du compartiment interne séparé 206 du corps 102. Ceci amène à son tour le contact mobile 108, qui est connecté à la tige 110, à être séparé par un intervalle spatial encore plus grand des contacts fixes 104, 106, en amenant le dispositif à être dans la configuration « déclenchée » ou « ouverte » de façon permanente dans laquelle de l'électricité ne peut pas circuler à travers le dispositif. Dans certains modes de réalisation, la structure de piston 204 comprend des dimensions suffisantes pour qu'une fois déplacée par l'activation des caractéristiques pyrotechniques 202, la structure de piston 204 soit poussée de force dans une position dans laquelle elle interagit avec une partie du corps 102, de sorte qu'elle ne peut pas facilement être déplacée. [0046] En plus du grand espace créé rapidement entre les contacts fixes 104, 106 et le contact mobile 108, des structures supplémentaires peuvent être utilisées. Par exemple, dans certains modes de réalisation, un ou plusieurs aimants de soufflage d'arc 208 (deux représentés) peuvent être utilisés pour commander davantage une formation d'arc électrique. Bien que le procédé principal pour interrompre une circulation de courant consiste à ouvrir rapidement les contacts à un espace d'air beaucoup plus grand, tel que décrit ici, des performances supplémentaires peuvent également être obtenues grâce à un jet de gaz secondaire dirigé vers l'arc, par exemple, grâce à l'utilisation d'une charge génératrice de gaz. [0047] Dans certains modes de réalisation, y compris le mode de réalisation représenté sur la figure 1, d'autres caractéristiques de conception facultatives peuvent être incluses, qui peuvent aider à prévenir les risques provoqués par l'accumulation rapide de gaz résultant de l'activation de la charge pyrotechnique 202. Dans ces modes de réalisation, le corps 102 peut être configuré de telle sorte que lorsque la charge pyrotechnique 202 est activée, la structure de piston 204 entraîne la tige 110 avec une force suffisante pour perforer une partie du corps 102. Cela permettra à l'accumulation rapide de gaz de s'échapper. Ceci est obtenu, dans certains modes de réalisation, par une partie du corps 102 comprenant une membrane qui peut être perforée pendant le cycle de déconnexion pyrotechnique, par exemple par une partie aiguisée 210 de la tige 110, en permettant au gaz de s'échapper à partir d'une partie de ventilation connectée 212 du corps 102, qui peut être une membrane filtrante haute température. Le gaz haute température peut alors sortir du corps 102. La libération de pression peut refroidir l'arc électrique et améliorer la performance tout en empêchant le boîtier de contacteur de se rompre. [0048] Les différences entre une coupure du circuit de circulation électrique à travers le 13 dispositif contacteur 100 pendant une opération de commutation normale et une coupure permanente du circuit de circulation électrique à travers le dispositif contacteur 100 lorsque le dispositif est dans son état « déclenché » est mieux illustrée sur les figures 2 et 3. Les figures 2 et 3 montrent le dispositif contacteur 100 de la figure 1, mais dans des orientations différentes. Comme la figure 1, les figures 2 et 3 montrent le corps 102, les contacts fixes 104, 106, le contact mobile 108, la tige 110, la structure de plongeur 111, le solénoïde 112, l'arrêt dur 113, la partie ailée 114 de la tige 110, la charge pyrotechnique 202, les goupilles pyrotechniques 203, la structure de piston 204, le compartiment séparé 206 du corps 102, les aimants de soufflage d'arc 208, la partie aiguisée 210 de la tige 110, et la partie de ventilation 212 du corps 102. [0049] Le dispositif contacteur 100 est représenté dans son état « ouvert » sur la figure 2, qui montre la tige 110 déplacée de telle sorte que le contact mobile connecté 108 est séparé des contacts fixes 104, 106 par un intervalle spatial de déconnexion 302. Le dispositif contacteur 100, tel que représenté sur la figure 2, est toujours dans la position « réglée » sans que les caractéristiques pyrotechniques soient activées. L'espace spatial de déconnexion 302 amène le contact mobile 108 à être espacé d'une distance suffisante des contacts fixes 104, 106, qui sont par ailleurs isolés électriquement les uns des autres, pour interrompre une circulation d'électricité à travers le dispositif. Au contraire, la figure 3 représente le dispositif contacteur 100 dans son état déclenché lorsque la charge pyrotechnique 202 a été activée, amenant la structure de piston 204 à pousser de force la tige 110 et le contact mobile 108 dans une direction plus éloignée des contacts fixes 104, 106. Ceci crée rapidement un intervalle spatial de coupure de circuit plus grand 350 entre les contacts fixes 104, 106 et le contact mobile 108. [0050] La force résultant de l'activation de la charge pyrotechnique 202 et le mouvement brusque résultant de la structure de piston 204 et de la tige 110 sont suffisants pour casser ou cisailler l'arrêt dur 113, qui est représenté sur la figure 3 pour être déplacé à partir de sa position d'origine connecté au corps 113. L'arrêt dur 113 peut comprendre un matériau solide qui est connecté ou intégré au corps 102, de sorte qu'il fonctionne comme un arrêt pour la tige 110 pendant le fonctionnement normal du dispositif entre les états de circuit « fermé » et « ouvert ». Cependant, lors du fonctionnement des caractéristiques de déconnexion pyrotechniques, l'arrêt dur 113 peut être intentionnellement conçue pour « faire défaut » en tant que structure d'arrêt et se briser ou se cisailler pour permettre à la tige 110 de pénétrer dans le compartiment de corps séparé 206. [0051] Dans certains modes de réalisation, la structure de piston 204 peut être configurée de telle sorte qu'elle peut interagir avec une partie d'arrêt de piston 352 du corps 102 après que la charge pyrotechnique 202 a été activée, par exemple, en interagissant avec une position de la structure de piston 204, par exemple, une partie de la partie d'arrêt 14 de piston 352 configurée pour interagir ou s'apparier avec une autre partie de la structure de piston 204. Dans certains modes de réalisation, la structure de piston 204 ne sera pas dans une position pour entrer en contact avec la partie d'arrêt de piston 352 jusqu'à ce que la structure de piston 204 ait été déplacée par l'activation de la charge pyrotechnique 202. Ceci amène la structure de piston 204 à être supportée entre la partie d'arrêt de piston 352 et le contact mobile 108, lorsque la charge pyrotechnique 202 a été activée et que la structure de piston 204 a été poussée de force à partir de sa position de repos. Comme représenté sur la figure 3, cette configuration place la structure de piston 204 dans une position qui supporte ou verrouille la structure de piston 204 contre le contact mobile 108. La structure de piston 204 supporte le contact mobile 108 en place et contribue à maintenir l'espace spatial de coupure de circuit 350 de sorte que les contacts fixes 104, 106 et le contact mobile 108 ne peuvent pas se remettre en contact les uns avec les autres, en rendant le dispositif contacteur 100 in-opérationnel. [0052] Dans certains modes de réalisation, au lieu ou en plus de la partie d'arrêt de piston 352 du corps 102, le compartiment séparé 206 du corps 102 peut comporter des dimensions suffisantes y compris, par exemple, une taille et une forme, de telle sorte que le compartiment séparé 206 peut interagir avec une partie de la tige 110 qui s'est déplacée jusque dans le compartiment séparé 206 en raison de l'activation de la charge pyrotechnique 202. Dans certains modes de réalisation, le compartiment séparé peut être configuré pour interagir avec un arrêt dur cisaillé 113 ou une autre structure connectée à la tige 110 qui s'est déplacée jusque dans le compartiment séparé 206 du fait de l'activation de la charge pyrotechnique 202. Ces parties de la tige 110, ou structures connectées, ne se trouvaient pas auparavant dans le compartiment séparé 206 pendant le fonctionnement normal du dispositif, mais sont poussées de force dans le compartiment séparé 206 pendant le cycle pyrotechnique pendant une opération de protection contre une surintensité. Le compartiment séparé 206 comprend une taille, une forme ou des caractéristiques supplémentaires suffisantes, par exemple, des caractéristiques configurées pour interagir ou s'apparier avec des caractéristiques correspondantes de la tige 110 ou de la structure connectée, afin de supporter la tige 110 en place de telle sorte que le contact mobile 108 connecté à la tige 110 ne peut pas se remettre en contact avec les contacts fixes 104, 106. [0053] Les caractéristiques externes du dispositif sont mieux représentées sur la figure 4, qui montre le dispositif contacteur 100 comprenant le corps 102 et les contacts fixes 104, 106 s'étendant depuis le corps 102 pour permettre une connexion externe des composants internes du corps à un dispositif ou système électrique externe. La figure 4 montre également des fils conducteurs 400, configurés pour fournir une alimentation électrique au solénoïde interne (solénoïde 112 sur les figures 1 à 3) et un compartiment de caractéristiques pyrotechniques facultatif 402, qui peut être configuré pour loger des caractéristiques sensitives ou d'activation afin d'interagir avec la charge pyrotechnique interne, par exemple les goupilles pyrotechniques. [0054] Bien que la présente invention ait été décrite en détail en faisant référence à certaines des configurations préférées de celle-ci, d'autres versions sont possibles. Des modes de réalisation de la présente invention peuvent comprendre toute combinaison de caractéristiques compatibles représentées dans les différentes figures, et ces modes de réalisation ne doivent pas être limités à ceux expressément illustrés et décrits. Par conséquent, l'esprit et la portée de l'invention ne doivent pas être limités aux versions décrites ci-dessus. [0055] Ce qui précède est destiné à couvrir toutes les modifications et constructions en variante qui entrent dans l'esprit et la portée de l'invention, où aucune partie de la divulgation n'est prévue, expressément ou implicitement, pour être dédiée au domaine public si ce n'est pas établi dans de quelconques revendications. 16 [Revendication 11 [Revendication 21 [Revendication 31 [Revendication 41 [Revendication 51 [Revendication 61 [Revendication 71