Brevet FR3089069A1 — publié le 20200529

Description Titre de l'invention : Agencement de sécurisation d'un connecteur de puissance [0001] La présente invention concerne un agencement de sécurisation d'un connecteur de puissance dans un circuit électrique embarqué sur un véhicule, par exemple un circuit haute tension d'un véhicule électrique. [0002] Un véhicule électrique possède une batterie de traction haute tension, par exemple de l'ordre de 400 Volts, qui stocke l'énergie nécessaire au fonctionnement du moteur électrique du véhicule. Cette batterie est reliée à un circuit haute tension du véhicule. [0003] Afin d'assurer la protection du personnel lors d'une intervention de maintenance du véhicule notamment sous le coffre moteur au niveau des connecteurs de puissance du circuit, il est primordial que les parties actives normalement sous tension de ces connecteurs ne soient pas accessibles. Dans ce contexte, pour prévenir les contacts directs entre une partie du corps humain et ces parties actives, une première mesure de protection peut consister à prévoir que les parties actives du connecteur possèdent, par construction, un degré de protection minimal lP2x ou lPxxh. Une telle mesure de protection consiste en une isolation des parties actives qui doivent être complètement recouvertes d'une isolation, qui ne peut être enlevée que par destruction. [0004] Une autre mesure de protection consiste à utiliser un connecteur non lP2x ou lPxxh et à placer les parties actives des connecteurs à l'intérieur d'un boîtier sur lequel le connecteur est monté. Le boîtier constitue alors une enveloppe de protection à l'égard des parties actives du connecteur et dispose d'une trappe d'accès, fixée au boîtier, par exemple par vissage, fermant une ouverture apte à fournir un accès aux parties actives du connecteur, pour permettre une éventuelle intervention en après-vente sur les parties actives du connecteur de puissance vissées sur des conducteurs du circuit. Une telle intervention doit bien entendu être réalisée sur un circuit ouvert. Dans cc cas, on prévient les risques de contact direct de l'opérateur avec les parties actives du connecteur vissé au moyen d'un mécanisme d'interverrouillage électrique (« interlock » en anglais), associé à la trappe d'accès, comprenant par exemple un interrupteur de sécurité permettant de couper le courant dès que la trappe d'accès est ouverte ou retirée. Ainsi, l'opérateur doit, dans un premier temps, retirer la trappe d'accès fixée au boîtier, ce qui entraîne la déconnexion du mécanisme d'interverrouillage électrique et rend le circuit ouvert. L'opérateur peut alors effectuer son intervention sur le connecteur de puissance en toute sécurité, après avoir effectué une procédure classique de vérification d'absence de tension. [0005] Cependant, au terme de l'intervention, il n'est pas exclu de se retrouver dans une 2 situation dans laquelle l'opérateur a pu remonter la trappe d'accès, ce qui reconnecte le mécanisme d' interverrouillage électrique, permettant la fermeture du circuit, sans que par ailleurs le connecteur ne soit remonté sur le boîtier, laissant ainsi accès aux parties actives sous tension de ce dernier. Cette situation présente bien entendu un risque majeur en termes de sécurité. [0006] Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un agencement de sé- curisation d'un connecteur de puissance exempt des limitations précédemment évoquées. [0007] A cette fin, l'invention concerne un agencement de sécurisation d'un connecteur de puissance dans un circuit électrique embarqué sur un véhicule, comprenant ledit connecteur adapté à être monté sur un boîtier constituant une enveloppe de protection à l'égard de parties actives dudit connecteur destinées à être reliées à des conducteurs dudit circuit, ledit agencement comprenant une trappe adaptée à être fixée de manière amovible sur ledit boîtier pour obturer une ouverture dudit boîtier donnant accès auxdites parties actives, ladite trappe étant solidaire d'un mécanisme d'interverrouillage électrique apte à permettre l'ouverture dudit circuit lorsque ladite trappe est retirée, caractérisé en ce que ladite trappe est rendue solidaire dudit connecteur par un moyen de liaison, la liaison entre ladite trappe et ledit connecteur étant permanente. [0008] Ainsi, grâce à cet agencement, l'opérateur est systématiquement protégé vis-à-vis des parties actives sous tension du connecteur lors d'une intervention sous coffre moteur du véhicule. En particulier, le fait de lier physiquement la trappe d'accès et le connecteur rend impossible l'opération de démontage du connecteur sans que la trappe, porteuse du mécanisme d'interverrouillage électrique, ne soit elle-même démontée, coupant ainsi le circuit. Egalement, lors du remontage, la trappe étant solidaire du connecteur, lorsque l'opérateur veut remonter la trappe, ce qui va alors connecter le mécanisme d'interverrouillage électrique et fermer le circuit, le connecteur doit nécessairement être d'abord remonté sur le boîtier pour permettre ensuite le remontage de la trappe, de sorte que l'accès aux parties actives sous tension de ce dernier est rendu impossible. [0009] Avantageusement, ledit moyen de liaison est conçu pour permettre une translation et un pivotement relatifs de la trappe et du connecteur. [0010] Avantageusement, ledit moyen de liaison comprend une articulation permettant le pi- votement relatif de ladite trappe et dudit connecteur autour d'un axe de pivotement, ledit moyen de liaison étant conçu pour permettre un déplacement dudit axe de pivotement par rapport audit connecteur. [0011] Avantageusement, ledit moyen de liaison comprend au moins un rail de guidage solidaire dudit connecteur, ainsi qu'un coulisseau solidaire de ladite trappe, ledit 3 coulisseau étant relié au mil de guidage pour d'une part, coulisser le long dudit rail de guidage et, d'autre part, pivoter sur lui-même selon un axe de pivotement sensiblement perpendiculaire à la direction d'extension dudit rail de guidage. [0012] Selon un mode de réalisation, le rail de guidage est constitué d'un élément en forme de U renversé présentant une face d'ouverture orientée vers ledit connecteur et dans lequel est engagé et maintenu ledit coulisseau, ce dernier coopérant avec une pane deformable solidaire dudit connecteur adaptée à être déformée de façon permanente lorsque ladite trappe est vissée sur ledit boîtier de façon à empêcher la sortie dudit coulisseau dudit rail de guidage. [0013] Selon un autre mode de réalisation, ledit connecteur comprend un corps de connecteur à partir duquel s'élèvent deux joues latérales parallèles, ledit mil de guidage comprenant deux rainures parallèles disposées en regard l'une de l'autre et ménagées respectivement dans lesdites joues latérales, ladite trappe comprenant deux bords parallèles opposés destinés à venir respectivement en regard desdites rainures, ledit coulisseau comprenant deux tétons s'étendant respectivement à partir desdits bords, de façon opposée, pour pénétrer dans la rainure correspondante. [0014] Avantageusement, ladite trappe forme un volet présentant deux faces opposées res- pectivement interne et externe, la face interne portant ledit mécanisme d' interverrouillagc électrique. [0015] L'invention concerne également un véhicule comprenant un agencement tel que décrit ci-des sus. [0016] D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la des- cription faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : [0017] - la Figure 1 illustre schématiquement une vue en coupe de l'agencement de sécu- risation du connecteur selon un mode de réalisation de l'invention ; [0018] - les Figures 2a-2d illustrent l'agencement à différents stades d'assemblage lors de la première opération de montage en usine ; [0019] - la Figure 3 illustre une variante de réalisation de l'agencement de l'invention. [0020] La Figure 1 est une représentation schématique d'un exemple d'agencement de sécu- risation d'un connecteur de puissance conforme à l'invention. Il s'agit par exemple d'un connecteur de puissance dans un circuit haute tension d'un véhicule électrique. Le connecteur de puissance 1 représenté sur la figure 1 est un connecteur vissé non Ipxxb. Le connecteur 1 est muni d'une paire de bornes de connexion 11, destinées à être reliées par vissage à des conducteurs 3 du circuit haute tension et d'un boîtier 2, sur lequel est destiné à être monté le connecteur 1, le boîtier renfermant la paire de bornes de connexion 11 du connecteur constituant les parties actives sous tension de ce dernier. Le boîtier 2 comporte un carter 20 dans lequel une ouverture est ménagée pour la réception d'un corps 10 du connecteur, de sorte que les parties actives 11 du connecteur soient disposées dans un logement défini par le carter dans lequel elles sont reliées aux conducteurs 3. Le carter 20 comporte un capot supérieur 21 dans lequel est ménagée une ouverture 22 fournissant un accès aux parties actives 11 du connecteur 1. Cette ouverture 22 est destinée à être fermée par une trappe d'accès 4, dite aussi trappe de vérification d'absence de tension, montée de façon amovible, typiquement par vissage, sur le capot supérieur 21 du boîtier 2. Le boîtier constitue ainsi une enveloppe de protection à l'égard des parties actives 11 du connecteur 1 monté sur celui-ci. [0021] La trappe d'accès 4 forme un volet, présentant par exemple une forme sensiblement parallélépipédique, et comportant une face externe 41 et une face interne 42 opposée, orientée vers l'intérieur du boîtier lorsque la trappe d'accès 4 est fixée par vissage sur le capot supérieur 21 du boîtier. Afin d'assurer la protection des opérateurs amenés à intervenir en après-vente au niveau du connecteur de puissance, l'accès aux parties actives 11 du connecteur dans le boîtier est protégé par un mécanisme d'interverrouillage électrique 43 porté par la face interne 42 de la trappe d'accès 4. De façon connue en soi, lorsque la trappe d'accès 4 qui est fixée par vissage sur le capot supérieur 21 du boîtier 2 est retirée, le mécanisme d'interverrouillage électrique 43, porté par la face interne 42 de la trappe, est déconnecté, de sorte que le circuit devient ouvert. Une intervention de dévissage et revissage des parties actives 11 du connecteur peut alors être effectuée en toute sécurité, dès lors bien sûr que l'opérateur a pris au préalable la précaution de vérifier l'absence de tension au moyen d'un équipement adéquat, selon une procédure classique. [0022] Conformément à l'invention, il est prévu de rendre solidaire et indémontable la trappe d'accès 4 du connecteur 1. Ainsi, il est prévu un moyen de liaison 5 reliant la trappe 4 et le connecteur 1 de façon permanente, permettant à la trappe 4 d'évoluer entre une configuration de fermeture (illustrée à la figure 1), dans laquelle elle est fixée sur le couvercle supérieur 21 du boîtier 2 de façon à assurer la connexion du mécanisme d'interverrouillage électrique 43 porté par sa face interne 42, et une configuration d'ouverture, dans laquelle elle peut être dégagée suffisamment de l'ouverture 22 prévue dans le couvercle supérieur 21 du boîtier pour permettre l'accès aux parties actives du connecteur. Autrement dit, la trappe 4 et le connecteur 1 sont montés mobiles l'un relativement à l'autre par l'intermédiaire du moyen de liaison 5, la liaison mécanique entre la trappe et le connecteur, réalisée par le moyen de liaison 5, permettant à la trappe d'évoluer réversiblement entre ses configurations de fermeture et d'ouverture. [0023] Selon un mode de réalisation préféré, le moyen de liaison 5 est conçu pour permettre à la fois une translation et un pivotement relatifs de la trappe et du connecteur pour assurer le passage de la configuration de fermeture de la trappe à sa configuration d'ouverture avec suffisamment de dégagement de la trappe pour un accès aisé aux parties actives du connecteur. Plus précisément, dans les exemples illustrés sur les figures qui seront décrits plus en détail par la suite, le moyen de liaison 5 comprend une articulation permettant le pivotement relatif de la trappe 4 et du connecteur 1 autour d'un axe de pivotement X-X', le moyen de liaison 5 étant conçu pour permettre un déplacement en translation de l'axe de pivotement X-X' par rapport au connecteur 1, de sorte que la trappe puisse être relié au connecteur avec un degré de liberté suffisant pour pouvoir évoluer aisément entre ses différente configurations et, en particulier, pour pouvoir être vissée sur le couvercle supérieur du boîtier. [0024] Afin de réaliser cette liaison, le moyen de liaison 5 comprend de préférence un rail de guidage solidaire du connecteur 1, ainsi qu'un coulisseau solidaire de la trappe 4, le coulisseau étant relié au mil de guidage pour d'une part, coulisser le long du rail de guidage et, d'autre part, pivoter sur lui-même selon l'axe de pivotement X-X', qui est sensiblement perpendiculaire à la direction d'extension du rail de guidage. [0025] Dans les exemples illustrés à la figure 1 et figures 2a-2d, le mil de guidage est constitué d'un élément 50 en forme de U renversé, formant un crochet, dans lequel est engagé et maintenu le coulisseau solidaire de la trappe. Cc dernier se présente sous la forme d'une tige 51 s'étendant entre deux bras support opposés 51 a faisant saillie sensiblement perpendiculairement de la face interne 42 de la trappe d'accès 4. L'élément 50 en forme de U renversé est agencé sur le corps 10 du connecteur à l'opposé des parties actives 11 du connecteur par rapport au carter 20 du boîtier 2 lorsque le connecteur 1 est monté sur celui-ci. L'élément en forme de U renversé présente une face d'ouverture orientée vers le corps 10 du connecteur. Plus précisément, l'extrémité libre de la branche intérieure du U (du côté du carter) est solidaire du corps 10 du connecteur, tandis que l'extrémité libre de la branche extérieure opposée s'étend sensiblement à distance du corps du connecteur, tandis qu'une patte déformable 52, solidaire du corps 10 de connecteur, est disposée relativement au rail de guidage, à proximité immédiate d'une extrémité de celui-ci, de façon à permettre de laisser un passage d'introduction de la tige 51 solidaire de la trappe au travers de la face d'ouverture du rail de guidage en U uniquement lors de la première opération de montage en usine de la trappe d'accès 4 sur le connecteur. Lorsque la tige est logée dans le rail de guidage, la patte déformable 52 se trouve en regard d'un bras support de la tige. Cette patte déformable 25 est ensuite adaptée à être déformée au cours de cette première opération de montage, lorsque la trappe 4 est vissée sur le couvercle supérieur du boîtier, de façon à permettre d'empêcher la sortie de la tige 51 du rail de guidage 50. Le rail de guidage 50 en forme de U renversé et la patte déformable 52 sont préférentiellement issues de pièces de tôlerie. [0026] Les figures 2a-2c illustrent ainsi les différents stades d'assemblage lors de la 6 première opération de montage en usine. Comme illustré plus précisément en référence à la figure 2a, montrant l'assemblage de la trappe 4 sur le connecteur vissé 1 en vue de dessus en perspective, les dispositions respectives du mil de guidage 50 et de la patte deformable associée 52, solidaires du corps du connecteur, sont telles qu'elles permettent de laisser le passage à la tige 51 solidaire de la trappe d'accès 4, de sorte que son introduction dans le rail de guidage 50 est permise. Une fois la tige 51 introduite dans le rail de guidage 50, la trappe 4 peut pivoter autour de son axe de pivotement X-X' tout en déplaçant celui-ci le long de la direction d'extension du rail de guidage entre les deux ailes du U, jusqu'à amener la face interne 42 de la trappe d'accès 4 en regard du couvercle supérieur 21 du boîtier, comme illustré à la figure 2h. Ensuite, la trappe d'accès 4 est déplacée vers le bas suivant un mouvement vertical illustré par la flèche F à la figure 2h, la tige 51 étant guidée le long de l'aile intérieure du U, de façon à permettre la connexion du mécanisme d'interverrouillage électrique 43 et le vissage de la trappe 4 sur le couvercle supérieur 21, comme illustré à la figure 2c. Lors de l'opération de serrage de la trappe d'accès 4 sur le couvercle supérieur 21 du boîtier, le bras support 51a de la tige 51 qui est en regard de la patte déformahle 52 vient appuyer sur la patte déformahle 52, qui est ainsi mise sous contrainte et déformée en direction du corps du connecteur après l'opération de serrage de la trappe 4. Dans cette configuration déformée, la patte deformable 52 permet d'empêcher la sortie de la tige 51 du mil de guidage 50, de sorte que la trappe est rendue solidaire du connecteur de façon permanente, comme illustré par la vue de détail de la figure 2d, qui montre la trappe 4 en configuration d'ouverture, maintenue solidaire du connecteur grâce à l'agencement relativement au rail de guidage 50 de la patte déformable 52 en configuration déformée suite au serrage en première monte de la trappe sur le boîtier. Dès lors que la patte 52 a été déformée sous l'action du serrage de la trappe sur le couvercle du boîtier, le cadre, formé par la tige 51 et les deux bras support 51a en saillie de la face interne de la trappe, est verrouillé dans le rail de guidage 50, avec une liberté de mouvement de la tige 51 en pivotement et en translation le long du profil en U du rail de guidage. A noter que la figure 2b illustre la patte déformable 52 dans ses deux configurations, respectivement dans sa configuration non déformée avant l'opération de serrage en première monte de la trappe sur le couvercle du boîtier (trait plein), et dans sa configuration déformée après cette opération de serrage (traits pointillés). [0027] Ce mode de réalisation de la liaison mécanique entre la trappe et le connecteur est particulièrement simple, économique et fiable. Il est en outre particulièrement intéressant car il permet la mise en jeu d'un nombre minimal de pièces, simplifiant la fabrication du connecteur, avec un impact minimum sur le coût de ce dernier. En effet, le rail de guidage 50, de même que la patte deformable 52, peuvent être directement réalisés dans le corps de connecteur par une adaptation des formes de tôlerie du 7 connecteur. Dc la même façon, la tige 51 formant coulisseau peut venir de matière avec la trappe. [0028] La figure 3 illustre une variante de réalisation du moyen de liaison 5. Selon cette variante, le connecteur comprend deux joues latérales parallèles 53, qui s'élèvent à partir du corps 10 du connecteur et dans lesquelles sont formées deux rainures parallèles 54 disposées en regard l'une de l'autre. Ces deux rainures 54 forment des glissières en forme d'équerre auxquelles est reliée la trappe, permettant de guider cette dernière en pivotement autour de l'axe X-X', ce dernier pouvant translater le long des glissières 54. Ainsi, la trappe 4 comprend deux bords parallèles opposés 44 destinés à venir respectivement en regard des glissières 54, le coulisseau solidaire de la trappe comprenant deux tétons 45 s'étendant respectivement à partir des bords 44, de façon opposée, pour pénétrer dans une glissière correspondante. La liaison entre la trappe et le connecteur est ainsi rendue permanente. La figure 3 illustre la trappe 4 dans différentes positions entre ses configurations d'ouverture et de fermeture. 8 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5]