Brevet FR3090182A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : Equipement électrique comportant un film isolant replié sur lui-même Domaine technique [0001] La présente invention concerne un dispositif électrique présentant un système d'isolation électrique amélioré et un équipement électrique comprenant un tel dispositif électrique, notamment un convertisseur de tension, ou un chargeur électrique ou un onduleur. [0002] L'équipement électrique est notamment destiné à un véhicule électrique ou hybride. [0003] L'invention vise notamment à permettre une isolation électrique durable pour de tels dispositifs électriques. Technique antérieure [0004] Comme cela est connu, dans un véhicule automobile électrique ou hybride, une batterie d'alimentation haute tension assure une fonction d'alimentation en énergie électrique d'un système de motorisation électrique permettant la propulsion du véhicule. Plus précisément, afin de commander la machine électrique entrainant les roues du véhicule, il est connu d'utiliser un onduleur permettant de convertir le courant continu fourni par la batterie d'alimentation haute tension en un ou plusieurs courants de commande alternatifs, par exemple sinusoïdaux. [0005] Par ailleurs, afin d'être chargée, la batterie d'alimentation haute tension est par exemple connectée à un réseau électrique d'alimentation externe, notamment via un chargeur élechique embarqué comprenant notamment au moins un convertisseur de tension continu-continu. [0006] L'onduleur comprend un logement, dédié à cet équipement et communément appelé « housing » par l'homme du métier. L'onduleur comprend également un bloc capacitif comprenant un boîtier adapté pour s'insérer dans le logement de l'onduleur. Le bloc capacitif comprend également une cavité, située à l'intérieur du boîtier, et une capacité de lissage, adaptée pour être insérée dans la cavité du boîtier. Le bloc capacitif permet de lisser le courant continu fourni par la batterie d'alimentation, avant sa conversion en un courant de commande alternatif. Cette capacité permet ainsi de supprimer les perturbations résiduelles du courant continu afin qu'il puisse être filtré et être converti en un courant de commande alternatif. [0007] Le bloc capacitif comprend également au moins deux conducteurs, notamment un conducteur relié à la borne négative de la capacité et un conducteur relié à la borne positive de la capacité. Chaque conducteur se présente comme une lamelle en cuivre pliée par exemple. Ces conducteurs permettent ainsi de donner un accès simple aux 2 bornes négative et positive de la capacité, afin de connecter simplement la capacité au reste du système. [0008] Cependant les conducteurs sont disposés selon des plans parallèles distincts mais à proximité l'un de l'autre. Ainsi, une isolation doit être réalisée entre les conducteurs et également entre les conducteurs et le logement afin d'isoler ces éléments les uns des autres pour éviter tout risque de court-circuit pouvant empêcher un fonctionnement optimal de l'onduleur. [0009] Selon l'état de la technique, une première solution consiste à utiliser un premier film isolant à placer entre les conducteurs et le logement et un deuxième film isolant à placer entre les conducteurs. Selon cette solution, le premier et le deuxième film isolants sont maintenus immobiles en les fixant notamment avec une matière adhésive, telle que de la colle. [0010] Cependant, toute matière adhésive a une durée de vie très limitée et largement in- férieure à la durée de vie d'un véhicule en tout genre. Il est donc possible que la matière adhésive se détériore avec le temps et que des problèmes de courts-circuits surviennent. [0011] Il existe donc un besoin pour une solution efficace et durable d'un système de fixation d'éléments d'isolation des différents éléments d'un équipement électrique, notamment d'un bloc capacitif. Exposé de l'invention [0012] Plus précisément, l'invention a pour objet un dispositif électrique comprenant : un boîtier comprenant une cavité recevant un composant électrique, et au moins deux conducteurs connectés au composant électrique de manière à l'alimenter en énergie électrique, les deux conducteurs étant superposés et s'étendant parallèlement, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un film isolant électrique replié sur lui-même autour d'une pliure, et dont une première partie située d'un côté de la pliure vient contre une surface d'un premier conducteur de manière à l'isoler électriquement, et une deuxième partie située de l'autre côté de la pliure est insérée entre les deux conducteurs de manière à les isoler électriquement l'un de l'autre. [0013] De manière préférée, la pliure du film isolant du dispositif électrique comprend au moins une ouverture adaptée pour laisser un accès libre aux conducteurs. [0014] Avantageusement, la première partie et la deuxième partie du film isolant du dispositif électrique possèdent chacune au moins une excroissance configurée pour s'insérer dans la cavité du boîtier et pour être prise dans un matériau de remplissage de la cavité du boîtier. [0015] De manière avantageuse, le dispositif électrique forme un bloc capacitif et le 3 composant électrique est une bobine capacitive. [0016] De préférence, selon une forme de réalisation, la première partie du film isolant du dispositif électrique présente au moins un pli de manière à épouser la surface du premier conducteur ct est maintenue contre ladite surface du premier conducteur uniquement par l'excroissance et la pliure. [0017] De manière préférée, selon une autre forme de réalisation, la première partie du dispositif électrique est maintenue sur la surface du premier conducteur par une matière adhésive. [0018] Avantageusement, le dispositif électrique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le film isolant est cn plastique. [0019] L'invention concerne également un équipement électrique comprenant un logement et un dispositif électrique selon l'une des revendications précédentes logé dans ledit logement, équipement électrique dans lequel ledit film isolant électrique, et cn particulier la première partie du film isolant électrique, est configuré pour isoler électriquement le premier conducteur d'une paroi dudit logement de l'équipement électrique ou d'autres composants dc l'équipement électrique situés dans ledit logement de l'équipement électrique, ledit film isolant électrique, et en particulier la deuxième partie du film isolant électrique, est configuré pour isoler les conducteurs les uns des autres. [0020] De manière préférée, l'équipement électrique est configuré pour être embarqué dans un véhicule, et formant un onduleur configuré de manière à alimenter un moteur électrique entrainant le véhicule depuis une batterie, ou un convertisseur continu-continu configuré pour convertir une tension entre une batterie d'alimentation haute tension et une batterie d'alimentation basse tension, ou un chargeur électrique configuré pour convertir une tension entre un réseau électrique extérieur au véhicule et une batterie du véhicule. Brève description des dessins [0021] 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 donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels : [fig.1] illustre le schéma d'un bloc capacitif ; [fig.2] illustre le schéma des conducteurs du bloc capacitif illustré à la figure 1; [fig.3] représente le schéma du boîtier du bloc capacitif selon la figure 1 et d'un film isolant selon l'invention ; [fig.4] représente le schéma des conducteurs du bloc capacitif illustré à la figure 1 et du film isolant selon l'invention ; Ifig.51 représente le film isolant seul selon l'invention ; Ifig.61 représente un équipement électrique selon l'invention. [0022] Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en oeuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. Description des modes de réalisation [0023] Dans la description qui sera faite ci-après, l'invention sera décrite notamment dans le contexte d'un équipement électrique, tel qu'un onduleur, destiné à un véhicule automobile électrique ou hybride sans que cela ne soit limitatif de la portée de la présente invention. [0024] En effet, dans un véhicule automobile électrique ou hybride, la batterie d'alimentation haute tension assure la fonction d'alimentation en énergie électrique du système de motorisation électrique, permettant la propulsion du véhicule, notamment via un onduleur permettant de convertir le courant continu fourni par la batterie d'alimentation haute tension en un ou plusieurs courants de commande alternatifs, par exemple sinusoïdaux [0025] En référence à la figure 1, l'équipement électrique comprend un logement, qui lui est dédié, et communément appelé « housing » par l'homme du métier. Dans le cas présent, cet équipement électrique est un onduleur. L'onduleur comprend un bloc capacitif 12 comprenant un boîtier 10 adapté pour s'insérer dans le logement. Le bloc capacitif 12 comprend également une cavité 11, située à l'intérieur du boîtier 10, notamment définie par le boitier 10. Le bloc capacitif 12 comprend en outre des éléments capacitifs 121, 122, adaptés pour être insérés dans la cavité 11 du boîtier 10. Le bloc capacitif 12 permet de lisser le courant continu fourni par la batterie d'alimentation, avant sa conversion en un courant de commande alternatif. Cc bloc capacitif 12 comprenant une borne positive et une borne négative, permet ainsi de supprimer les perturbations résiduelles du courant continu afin qu'il puisse être filtré et être converti en un courant de commande alternatif notamment par des interrupteurs électroniques non représentés. Les éléments capacitifs 121, 122 sont par exemple des capacités chimiques ou des capacités film, ou tout autre type d'élément capacitif. [0026] En référence aux figures 1 et 2, le bloc capacitif 12 comprend également au moins deux conducteurs Cl, C2, disposés selon des plans plu-allèles distincts mais à proximité l'un de l'autre. Notamment, les conducteurs Cl, C2 sont superposés l'un sur l'autre. Un premier conducteur Cl est relié aux bornes négatives respectives des éléments capacitifs 121, 122 du bloc capacitif 12. Un deuxième conducteur C2 est relié aux bornes positives respectives des éléments capacitifs 121, 122 du bloc capacitif 12. À cet effet, le bloc capacitif 12 peut comprendre des premières soudures S1 permettant de relier le premier conducteur Cl et les bornes négatives des éléments capacitifs 121, 122. En figure 1, le premier conducteur Cl est par exemple soudé sur une face du premier élément capacitif 121. Une portion du premier conducteur Cl passe entre les éléments capacitifs 121, 122 pour venir se connecter à une face opposée du deuxième élément capacitif 122. De même, le bloc capacitif 12 peut comprendre des secondes soudures S2 permettant de relier le deuxième conducteur C2 et les bornes positives des éléments capacitifs 121, 122. En figure 1, le deuxième conducteur C2 est par exemple soudé sur une face du deuxième élément capacitif 122. Une portion du deuxième conducteur C2 passe entre les éléments capacitifs 121, 122 pour venir se connecter à une face opposée du premier élément capacitif 121. [0027] Par ailleurs, les conducteurs Cl, C2 sont également situés à proximité d'une paroi Pl dudit logement de l'équipement électrique ou à proximité d'autres composants pouvant être situés dans ledit logement de l'équipement électrique. Par exemple, comme illustré en figure 6, l'équipement électrique 1, en l'espèce un onduleur, comprend notamment un bloc capacitif 12 et un module électronique de puissance 13 séparés par un circuit de refroidissement 14. Par ailleurs, le premier conducteur Cl est à proximité d'une paroi Pl du logement 100. Ladite paroi Pl est comprise notamment dans une face du circuit de refroidissement 14 destiné à refroidir des composants de l'équipement électrique 1, en particulier le bloc capacitif 12. [0028] En référence à la figure 2, chaque conducteur Cl, C2 comprend respectivement au moins une borne de connexion C10, C20 permettant de connecter les bornes négatives et positives du bloc capacitif 12 au reste du système afin notamment de distribuer l'énergie électrique au système de motorisation électrique. Par exemple, les bornes de connexion C10, C20 des conducteurs Cl, C2 sont connectées à des bornes d'un module électronique de puissance 13. [0029] Les bornes de connexion C10, C20 peuvent par exemple désigner une portion des conducteurs Cl, C2. Afin de disliibuer l'énergie électrique à d'autres composants, ces portions sont par exemple percées d'un ou plusieurs orifices, dans lesquels un connecteur est vissé. Ces portions peuvent être reliées au connecteur par d'autres moyens, par exemple par soudage. [0030] En référence aux figures 3 et 4, afin d'isoler électriquement les conducteurs Cl, C2 du logement 100 et afin d'isoler électriquement les conducteurs Cl, C2 l'un de l'autre et éviter ainsi tout court-circuit, le bloc capacitif 12 comprend également un film isolant. Ledit film isolant désigne un film replié sur lui-même. On désigne par première partie F1» et « deuxième partie F2» chaque partie du film isolant située de part et d'autre de la pliure P. [0031] Selon la forme de réalisation présentée en référence aux figures 3 et 4, la première partie FI est adaptée pour être placée contre le conducteur parmi les au moins deux 6 conducteurs Cl, C2, le plus proche du logement 100, de manière à isoler électriquement cc conducteur du reste du logement 100. Selon la forme de réalisation présentée, la première partie FI est placée contre la paroi du premier conducteur Cl. [0032] La première partie FI peut être maintenue et fixée contre la surface de ce premier conducteur Cl notamment en utilisant une matière adhésive telle que de la colle. [0033] Cependant, on pourrait se passer de matière adhésive pour maintenir la première partie FI du film isolant contre la surface du premier conducteur Cl. C'est en particulier le cas lorsque le film isolant est suffisamment rigide pour être plié avant montage sur ledit premier conducteur Cl et conserver sa forme une fois monté sur ledit premier conducteur Cl. Ainsi la durée de vie d'une matière adhésive n'impactc pas la longévité du bloc capacitif 12. [0034] L'extrémité de la première partie FI orientée vers la cavité 11 du boîtier 10 comprend au moins une excroissance Fm. Ladite excroissance F10 désigne une partie en saillie de la première partie Fi. Cette excroissance Fu, est configurée pour s'étendre dans la cavité 11 du boîtier 10 afin d'être prise et fixée dans le matériau de remplissage de la cavité 11 du boîtier 10. [0035] Par ailleurs, au vu de la position de la première partie F,, la deuxième partie F, est adaptée pour être insérée entre lesdits conducteurs Cl, C2. Autrement dit, la deuxième partie F2 est maintenue en étant prise en sandwich entre les deux conducteurs Cl, C2 du bloc capacitif 12. Ladite deuxième partie F2 est contigu& pour isoler lesdits conducteurs Cl, C2 l'un de l'autre et éviter tout court-circuit entre eux. [0036] L'extrémité de la deuxième partie F2 orientée vers la cavité 11 du boîtier 10 comprend au moins une excroissance F20. Ladite excroissance F20 désigne une partie en saillie de la deuxième partie F2. Cette excroissance F20 est configurée pour s'étendre dans la cavité 11 du boîtier 10 afin d'être prise et fixée dans le matériau de remplissage de la cavité 11 du boîtier 10. [0037] La pliure P du film isolant est configurée de manière à laisser un accès libre aux bornes de connexion C10, C20, ledit accès permettant de connecter facilement les bornes de connexion C10, C20 au reste du système afin notamment de distribuer l'énergie électrique au système de motorisation électrique. Par exemple, en référence à la figure 4, la pliure P comprend au moins un orifice permettant un accès aux bornes de connexion C10, C20. [0038] Le film isolant est notamment constitué de matière plastique. [0039] En particulier, ledit matériau de remplissage est fluide lors du remplissage de la cavité 11 du boîtier 10, puis devient solide après une étape de polymérisation. Notamment le matériau de remplissage est une substance polymérisable, telle qu'une résine polymérisable par exemple, notamment une résine époxy. [0040] Ainsi, la fixation et le maintien du film isolant sont assurés d'un côté par les ex- 7 croissances F10. F2u s'étendant dans le matériau de remplissage et d'un côté par la pliure P. [0041] En référence à la figure 5, il est représenté le film isolant seul, comprenant la première face FI, la deuxième F, et leurs excroissances F'), F,0 respectives. 8 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8]