Brevet FR3091013A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : Organe de plaquage, ensemble et équipement électrique DOMAINE TECHNIQUE ET OBJET DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne un organe (le plaquage, un ensemble comportant un tel organe de plaquage et un dispositif électronique, et un équipement électrique comprenant un tel ensemble, par exemple embarqué dans un véhicule automobile. Un tel équipement électrique peut être un onduleur, un convertisseur de tension ou un chargeur électrique de batterie. Technique antérieure [0002] Typiquement, dans des applications de véhicule électrique ou hybride, les équipements électriques, utilisés notamment pour la traction du véhicule, peuvent, au cours du fonctionnement du véhicule, présenter des tensions élevées, par exemple compris entre 200V et 800V. De tels équipements électriques comprennent par exemple un onduleur, un convertisseur de tension ou un chargeur électrique embarqué. La génération de chaleur par effet joule dans les composants électroniques de ces équipements peut alors devenir importante au risque d'endommager le composant électronique. Afin d'éviter toute dégradation par la chaleur, un système de refroidissement des composants électroniques est nécessaire. Il est connu d'utiliser un organe de plaquage pour plaquer le composant électronique contre une surface du système de refroidissement pour améliorer son refroidissement. On connaît un tel organe de plaquage 11, illustré en figure 1, par la publication de demande de brevet W02014033382. L'organe de plaquage 11 vient contre un module électronique de puissance 30 pour le plaquer contre une surface d'un système de refroidissement de l'équipement électrique. L'organe de plaquage 11 comprend une portion en forme de plaque 12 qui comporte des ouvertures 14 depuis lesquelles des lames ressort 16 s'étendent. Dans chaque ouverture 14 s'étend une lame 16 ou deux lames 16 situées en vis-à-vis. Pour assurer un plaquage efficace du composant électronique 30, la plaque ressort exerce typiquement un effort de 1004 sur le composant électronique 30 par l'intermédiaire des lames ressort 16. Chaque lame ressort 16 doit donc exercer un effort de 12,5kg sur le composant 30. Or cet effort exercé par une lame 16 peut endommager la surface du composant 30, par exemple une couche superficielle du composant 30. Pour palier cela, il est connu d'introduire une seconde plaque intercalée entre le composant électronique 30 et la plaque ressort 10. Cependant cette plaque supplémentaire augmente la hauteur de l'ensemble et complexifie son assemblage. 100031 11 est donc recherché un système de plaquage des composants électroniques 2 permettant de limiter un dommage de la surface du composant électronique de manière simple et efficace. PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE L'INVENTION 100041 À cet effet, la présente invention concerne un organe de plaquage comprenant une portion en forme de plaque et une pluralité de lames ressort, chaque lame ressort ayant une première extrémité intégrale avec la portion en forme de plaque et une deuxième extrémité distalc par rapport à la première extrémité destinée à venir en appui contre un corps sur lequel l'organe de plaquage exerce un effort. Dans l'organe de plaquage selon l'invention, la portion en forme de plaque comprend au moins une première ouverture traversante dont les bords sont intégralement formés par ladite pluralité de lames ressort. [0005] Ainsi, contrairement à l'art antérieur, tous les bords de l'ouverture travcrsantc com- prennent une lame ressort, cc qui permet d'augmenter la quantité de lames ressort de l'organe dc plaquage par rapport à l'organe de plaquage de l'art antérieur. Ainsi, l'effort dc plaquage sur le corps est mieux réparti entre les lames ressort, cc qui permet d'éviter un endommagement de la surface du composant électronique. [0006] Selon un mode dc réalisation, les lames ressort sont formées par une succession d'arc concaves et convexes, notamment définis dans ladite portion en forme de plaque. [0007] Selon un mode dc réalisation, les deuxièmes extrémités des lames ressort définissent une zone libre centrale autour de laquelle elles sont régulièrement réparties. [0008] Selon un mode dc réalisation, l'organe de plaquage comprend une pluralité de ladite première ouverture travcrsantc, dont les bords de chacune sont intégralement formés par une pluralité de lames ressort. [0009] Selon un mode dc réalisation, l'organe de plaquage comprend au moins une seconde ouverture travcrsantc, dont les bords comprennent des lames ressort. [0010] Selon une variante, ladite au moins une seconde ouverture traversante est située dans la portion en forme de plaque entre lesdites premières ouvertures. [0011] Selon une variante particulière, les premières ouvertures sont agencées de sorte à être aux sommets d'un quadrilatère, l'au moins une deuxième ouverture étant située dans une zone médiane dudit quadrilatère. [0012] L'invention concerne également un ensemble comprenant un dispositif électrique et au moins un organe de plaquage selon l'invention, ensemble dans lequel : - ledit dispositif électrique comprend au moins un composant électronique et au moins un conducteur électrique fixé sur ledit composant électronique pour le connecter électriquement, ledit composant électronique et ledit conducteur électrique étant connectés l'un à l'autre au niveau d'une zone, dite zone de fixation, - l'organe de plaquage est configuré pour plaquer ledit dispositif électrique contre une surface, en venant contre une face, dit face de plaquage, dudit dispositif électrique 3 comprenant ladite zone de fixation , ladite zone de fixation venant dans la première ouverture de l'organe de plaquage lors du plaquage dudit dispositif électrique par l'organe de plaquage. [0013] Selon un mode de réalisation, ladite face de plaquage comprend deux zones de fixation à distance l'une de l'autre et l'organe de plaquage comprend deux premières ouvertures à distance l'une de l'autre de manière à entourer chacune une zone de fixation, une seconde ouverture traversante étant située à équidistance entre lesdites premières ouvertures. [0014] Selon un mode de réalisation, la face de plaquage dudit dispositif électrique comprend une polarité positive et une polarité négative dudit dispositif électrique. [0015] Selon un mode de réalisation, au moins une feuille d'isolation électrique est in- tercalée entre l'organe de plaquage et la face de plaquage. [0016] Selon un mode de réalisation, ledit dispositif électrique comporte : - au moins deux composants électroniques, tels qu'une première partie de la face de plaquage comprend une home positive d'un premier composant électronique et une deuxième partie de la face de plaquage comprend une borne négative d'un deuxième composant électronique, - un premier conducteur électrique, connecté à la borne positive du premier composant électronique et un deuxième conducteur électrique connecté à la borne négative du deuxième composant électronique, le premier et le deuxième conducteur électrique comportant chacun un bras s'étendant entre le premier et le deuxième composant électronique pour se connecter respectivement à une borne positive du deuxième composant électronique et à une borne négative du premier composant électronique, lesdits bras étant agencés l'un à côté de l'autre l'ensemble comprenant une première feuille d'isolation électrique intercalée entre l'organe de plaquage et la première partie de la face de plaquage et une deuxième feuille d'isolation électrique intercalée entre l'organe de plaquage et la deuxième partie de la face de plaquage, la première et la deuxième feuille d'isolation électrique s'étendant respectivement le long du bras du deuxième conducteur électrique et du bras du premier conducteur électrique.de manière à isoler électriquement les conducteurs électriques entre eux. [0017] Selon un mode de réalisation, l'ensemble comprend deux organes de plaquage, chaque organe de plaquage étant directement en contact avec une polarité respective, lesdits organes de plaquage étant isolés électriquement l'un de l'autre. [0018] Selon un mode de réalisation, le dispositif électrique est un bloc capacitif et les composants électroniques sont des condensateurs. [0019] L'invention concerne en outre un équipement électrique comprenant un châssis et un ensemble selon l'invention, dans lequel ledit organe de plaquage est pris en com- pression entre une surface dudit châssis et le dispositif électrique, de manière à plaquer le dispositif électrique contre un circuit de refroidissement. de l'équipement électrique. Brève description des dessins [0020] L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux figures annexées dans lesquelles : [0021] [fig.1] , déjà décrite, présente un organe de plaquage de l'art antérieur ; [0022] Rigil présente un organe de plaquage selon un exemple de l'invention ; [0023] [fig.3] présente une vue agrandie de l'organe de plaquage de la figure 2 ; [0024] [fig.4] présente un ensemble selon un exemple de l'invention ; [0025] [fig.5] présente un dispositif électrique d'un ensemble selon un exemple dc l'invention ; [0026] [fig.6] présente un dispositif électrique d'un ensemble selon un exemple dc l'invention ; [0027] [fig.7] présente une vue de dessus d'un ensemble selon un exemple de l'invention ; [0028] [fig.8] présente un organe dc plaquage selon un exemple de l'invention ; [0029] [fig.9] présente un équipement électrique selon un exemple de l'invention. Description détaillée de l'invention 100301 Un exemple d'organe de plaquage 100 va être décrit en faisant référence aux figures 2 à 4. L'organe de plaquage 100 comprend une portion 102 en forme de plaque et plusieurs lames ressort 110. Chaque lame ressort 110 présente une première extrémité 111 qui est intégrale avec la portion en forme de plaque 102. Une deuxième extrémité 112 de la lame ressort 110 est distale par rapport à la première extrémité III et est destinée à venir en appui contre un corps 150 sur lequel l'organe de plaquage 100 exerce un effort. La portion en forme de plaque 102 comprend une première ouverture traversante 121 dont les bords sont intégralement formés par les lames ressort 110. Ainsi les lames ressort 110 sont juxtaposées l'une à côté de l'autre tout le long du bord de l'ouverture 121. Dans l'art antérieur illustré en figure 1, les lames ressort 16 sont reliées par une portion droite du bord de l'ouverture 14. Deux lames ressort 16 sont à distance l'une de l'autre. Dans l'organe de plaquage 100, les bords de l'ouverture tra- versante 121 sont complètement définis par les lames ressort 110. Ainsi, l'ouverture traversante 121 comprend plus de lames ressort par rapport à l'art antérieur. Ce qui permet de diminuer l'effort individuel exercé par une lame ressort et ainsi, de préserver la surface du corps 150 plaqué par l'organe de plaquage 100. [0031] En particulier, les lames ressort 110 sont définies par une succession d'arcs convexes 113 et d'arcs concaves 114. Ces arcs 113, 114 sont par exemple définis dans la portion 102 en forme de plaque. Notamment, l'ensemble des deuxièmes extrémités 112 des lames ressort 110 définissent une zone libre centrale 121a autour de laquelle elles sont régulièrement réparties. Par exemple, la portion 102 en forme de plaque subit une découpe par laquelle on enlève de la matière pour définir la partie centrale 121a de l'ouverture 121, les lames ressort 11 étant formées tout autour de cette zone centrale 121a par la définition des arcs convexes 113 et concaves 114. La zone libre centrale 121a permet notamment de laisser une portion de la face du corps 150 libre de tout appui comme cela sera expliqué plus loin. Les lames ressort 110 s'étendent radialement depuis la zone libre centrale 121a depuis leur deuxième extrémité 112 vers leur première extrémité 111. Une fois montées sur le corps 150, les deuxièmes extrémités 112 appuient tout autour de la zone libre centrale 121a, permettant ainsi un appui au plus de la zone libre centrale 121a. [0032] Plusieurs premières ouvertures traversantes 121 peuvent être régulièrement réparties dans la portion en forme de plaque 102, notamment pour permettre un appui autour de plusieurs zones libres centrales 121a. [0033] Selon une variante, l'organe de plaquage 100 comprend une seconde ouverture tra- versante 122, dont les bords comprennent des lames ressort 116. Ces lames ressort 116 peuvent être agencées en quinconce, de sorte que dans une vue de dessus, par exemple comme en figure 2, la seconde ouverture 122 forme dans la portion en forme de plaque 102 une boucle alternativement concave et convexe suivant une direction. Cette seconde ouverture 122 complète l'effort de plaquage exercé par les lames ressort 110 des premières ouvertures 121. En particulier, la seconde ouverture traversante 122 est située entre les premières ouvertures. 121, afin de permettre un plaquage entre les premières ouvertures 121. [0034] Comme illustré sur les figures, les premières ouvertures 121 peuvent être réparties sur les sommets d'un quadrilatère. La seconde ouverture 122 est alors par exemple située dans une zone médiane dudit quadrilatère. Cette configuration peut être particulièrement avantageuse lorsque l'organe de plaquage 100 plaque un dispositif électrique 150 tel qu'illustré en figure 4 à 6, qui sera décrit plus loin. [0035] L'organe de plaquage 100 peut comprendre en outre des lames ressort 118 situées en périphérie de la portion 102 en forme de plaque. Ces lames ressort 118 sont par exemple situées sur un bord de la portion 102 en forme de plaque. Notamment, les 6 lames ressort 118 s'étendent depuis la portion en forme de plaque 102 en s'éloignant l'une de l'autre le long d'une direction. Ces lames 118 situées en périphérie contribuent également à l'effort exercé par l'organe de plaquage sur le corps 150. [0036] Globalement, l'ensemble des lames ressort 110, 116, 118 sont réparties sur la portion 102 en forme de plaque afin de laisser libre de tout appui des zones du corps 150 et de multiplier les zones d'appui sur le corps 150. [0037] Par exemple, l'organe de plaquage 100 est obtenu à partir d'une plaque découpée. Grâce à son nombre de lames ressort plus élevé que dans l'art antérieur, l'organe de plaquage 100 peut être formé dans une plaque ayant une épaisseur plus faible. Par exemple, l'épaisseur de la plaque est comprise entre 0,4 et 0,5 mm alors que dans l'art antérieur l'épaisseur de la plaque est comprise entre 0,8 et lmm. Ainsi, l'épaisseur de la plaque à partir de laquelle l'organe de plaquage 100 est obtenue peut être divisée par 2. [0038] La figure 4 illustre un ensemble 200 selon un exemple de l'invention. L'ensemble 200 comprend un dispositif électrique 150 par exemple tel qu'illustré en figure 5. Le dispositif électrique 150 comprend des composant électroniques 152,154. Des conducteurs électriques 160p, 160n sont fixés sur les composants électroniques 152,154 pour les connecter électriquement. Les composants électroniques 152,154 et les conducteurs électriques 160p, 160n sont connectés l'un à l'autre au niveau de zones Zf, dites zones de fixation, visibles en figures 6 ou 7. Ces zones de fixation Zf peuvent présenter une hauteur variable d'une zone à l'autre. C'est en particulier le cas lorsque les conducteurs 160p, 160n sont soudés par soudage sur des bornes des composants électroniques 152,154. L'épaisseur des soudures au niveau des zones de fixation Zf peut varier d'une zone de fixation Zf à l'autre. Ces zones de fixation Zf peuvent en outre former des excroissances par rapport au reste de la portion 102 en forme de plaque. [0039] L'organe de plaquage 100 est positionné sur une face F, dite face de plaquage, du dispositif électrique 150. En appuyant sur cette face de plaquage F, l'organe de plaquage 100 est configuré pour plaquer le dispositif électrique 150 contre une surface. Cette face de plaquage comprend notamment lesdites zones de fixation Zf. [0040] Dans une solution de l'art antérieur, l'organe de plaquage ne prend pas en compte la variabilté de la hauteur des zones de fixation Zf. Ce faisant, l'organe de plaquage de l'art antérieur peut exercer un effort plus important sur une zone de fixation Zf plus haute que les autres. Cela entraine une usure différenciée entre les zones de fixation. Dans l'ensemble 200 selon un exemple de l'invention, chaque zone de fixation Zf vient dans une première ouverture 121 de l'organe de plaquage 100. Ainsi, l'organe de plaquage 100 n'exerce pas d'effort directement sur les zone de fixation Zf, et évite de la sorte une usure différenciée de ces zones de fixation Zf. En outre, lorsque ces zones 7 de fixation Zf forment des excroissances par rapport au reste de la portion 102 en forme de plaque, cela permet d'éviter un effort trop important sur ces zones de fixation Zf par rapport au reste de la portion 102 en forme de plaque. Les deuxièmes extrémités 122 des lames ressort 110 viennent tout autour de la zone de fixation Zf, pour notamment répartir régulièrement l'effort de plaquage autour la zone de fixation Zf respective. [0041] Chaque composant électronique 152, 154 peut comprendre deux bornes 152p, 154n de même polarité dans un même plan, comme par exemple illustré en figure 6. Les bornes 152p, 154n d'un composant électronique 152, 154 sont à distance l'une de l'autre. Ainsi, notamment sur la face de plaquage F, les deux zones de fixation Zf correspondantes sont à distance l'une de l'autre, par exemple comme illustré sur les figures. Dans cette configuration, l'organe de plaquage 100 comprend deux premières ouvertures 121 à distance l'une de l'autre qui viennent entourer chacune une zone de fixation Zf respective. La seconde ouverture traversante 122 est située à équidistance entre les premières ouvertures 121. Ainsi, la seconde ouverture 122 vient appuyer sur une partie médiane d'un composant électronique 152, 154 de manière à améliorer le plaquage du composant électronique 152, 154. Les composants électroniques 152, 154 sont notamment arrangés en ligne l'un à côté de l'autre, de sorte que l'ensemble des bornes électriques sont réparties sur deux plans parallèles qui sont en vis-à-vis. Sur les figures, les bornes 154p, 154n situées dans un de ces plans sont représentés. [0042] La face de plaquage F peut comprendre une polarité positive et une polarité négative du dispositif électrique 150. Par exemple, les composants électroniques 152 d'un premier côté de la rangée de composants électronique sont tête-bêche par rapport aux composants électroniques 154 d'un deuxième côté de la rangée. Ainsi, vu de la face de plaquage F, le premier côté de la rangée comprend des bornes de polarité opposée à celle des bornes du deuxième côté de la rangée de composants électroniques 152, 154. [0043] Une feuille d'isolation électrique 170p, 170n est notamment intercalée entre l'organe de plaquage 100 et la face de plaquage F afin d'isoler l'organe de plaquage 100 du dispositif électrique 150. Dans l'art antérieur, une plaque d'isolation suffisamment épaisse est nécessaire pour protéger la face de plaquage F de l'effort exercé par les lames ressort. Dans l'ensemble 200 selon l'exemple de l'invention, les lames ressort 110, 116 exercent chacune un effort inférieur par rapport à l'art antérieur, ce qui permet d'utiliser une feuille d'isolation électrique au lieu d'une plaque. Une telle feuille est souple alors que la plaque d'isolation est rigide. Par exemple, la feuille d'isolation électrique a une épaisseur de 0,5mm et est notamment en polyuréthane. Alors que dans l'art antérieur la plaque d'isolation électrique a une épaisseur de 2mm et est notamment en un composite résiné epoxy. [0044] L'ensemble 200 comprend une feuille d'isolation électrique en particulier lorsqu'un 8 seul organe de plaquage 100' est utilisé pour plaquer le dispositif électrique 150. L'organe de plaquage est par exemple tel que celui illustré en figure 8. L'organe de plaquage 100' est par ailleurs similaire à l'organe de plaquage 100 illustré sur les autres figures et est utilisé de la même manière. Cependant, une ou plusieurs feuilles d'isolation électrique170p, 170n peuvent être utilisées dans le cas où deux organes de plaquage 100 sont utilisés pour plaquer le dispositif électrique 150, par exemple comme illustré en figure 4. [0045] En particulier, en figures 4 à 7 une première partie de la face de plaquage F comprend les bornes positives 152p de premiers composants électroniques 152 et une deuxième partie de la face de plaquage F comprend des bornes négatives 154n de deuxièmes composants électroniques 154. La première partie de la face de plaquage F est donc située dans le premier côté de la rangée de composant électroniques, et la deuxième partie de la plaque de plaquage F est située dans le deuxième côté de la rangée de composants électroniques. Un des conducteurs, dit conducteur positif 160p, est connecté aux bornes positives 152p des premiers composants électroniques 152. Un deuxième conducteur électrique, dit conducteur négatif 160n, est connecté aux bornes négatives 154n des deuxièmes composants électroniques 154. Chaque conducteur électrique 160p, 160n comprend un bras qui s'étend entre d'une part les premiers composants électroniques 152 et d'autre part les deuxièmes composants électroniques 154. Ces bras sont agencés l'un à côté de l'autre, les tranches des conducteurs électriques 170, 170n se faisant face. Le bras du conducteur positif 160p se connecte aux bornes positives des deuxièmes composants électroniques 154. Le bras du conducteur négatif 160n se connecte aux bornes négatives des premiers composants électroniques 152. Dans cette configuration, une première feuille d'isolation électrique 170p peut être intercalée entre l'organe de plaquage 100 et la première partie de la face de plaquage F et une deuxième feuille d'isolation électrique 170n peut être intercalée entre l'organe de plaquage100 et la deuxième partie de la face de plaquage F. La première feuille d'isolation électrique 170p peut alors s'étendre le long du bras du conducteur négatif 160n et la deuxième feuille d'isolation électrique 170n peut alors s'étendre le long du bras du conducteur positif 160p. [0046] Ces feuilles d'isolation électriques 170p, 170n contribuent à l'isolation électrique des conducteurs électriques 170p, 170n à l'endroit où ces conducteurs 160p, 160n sont les plus proches, c'est-à-dire entre les premiers 152 et le deuxièmes 154 composants électroniques. Notamment, la première feuille d'isolation électrique 170p assure une isolation électrique entre la portion du conducteur positif 160p comprise dans la face de plaquage F et le bras du conducteur négatif 160n. De même, la deuxième feuille d'isolation électrique 170n assure une isolation électrique entre la portion du conducteur négatif 160n comprise dans la face de plaquage F et le bras du conducteur 9 positif 160p. Les feuilles d'isolation électriques 170n, 170p sont donc intégrées dans le dispositif électronique 150. Pour assurer l'isolation électrique en les organes de plaquage 100 et le dispositif électrique 150, on utilise donc ces feuilles 170n, 170p qui sont déjà prévues pour isoler les conducteurs 160p, 160n entre eux. Ainsi, l'intégration de l'ensemble 200 est amélioré. [0047] Dans la variante de l'ensemble 200 illustrée en figures 4 ou 7, l'ensemble 200 comprend deux organes de plaquages 100. En particulier, dans l'exemple illustré en figure 4 une feuille d'isolation électrique est intercalée entre les organes de plaquage 100 et la face de plaquage F ; dans l'exemple illustré en figure 7, les organes de plaquage 100 viennent directement contre la face de plaquage F du dispositif électrique 150. Chaque organe de plaquage 100 est en contact avec une polarité respective de la face de plaquage F. Les organes de plaquage 100 sont isolés électriquement l'un de l'autre, par exemple par une distance les séparant. Une telle isolation électrique pourrait être obtenu par un matériau isolant intercalé entre eux. [0048] La figure 9 représente un équipement électrique 300 comprenant un ensemble 200 selon un exemple de l'invention. L'ensemble 200 est monté sur un châssis 310 de l'équipement électrique 300. L'organe de plaquage 100 est pris en compression entre une surface 310a dudit châssis 310 et le dispositif électrique 150 de manière à plaquer le dispositif électrique 150 contre un circuit de refroidissement 312 de l'équipement électrique 300. Ce circuit de refroidissement 312 comprend notamment un canal 313 par lequel circule un fluide destiné à drainer la chaleur du dispositif électrique 150. Le circuit de refroidissement 312 vient notamment contre une face du dispositif électrique 150, ladite face étant opposée a" la face de plaquage F. [0049] L'équipement électrique 300 est par exemple un onduleur embarqué dans un véhicule et configuré pour alimenter un moteur du véhicule à partir d'une batterie. Alternativement, l'équipement électrique 200 peut être un convertisseur de tension continu-continu configuré pour échanger de l'énergie entre une batterie haute tension et une batterie basse tension du véhicule, ou un chargeur électrique configuré pour charger une batterie haute tension du véhicule depuis un réseau électrique extérieur au véhicule [0050] Dans les figures, le dispositif électrique est notamment un bloc capacitif 150 dans lequel les composants électroniques sont des condensateurs 152, 154. Cependant, le dispositif électrique 150 illustré pourrait comprendre d'autres composants électroniques, par exemple en autres des résistances, ou des bobines inductives. [0051] L'exemple illustré comprend plusieurs composants électroniques 152, 154 et deux conducteurs électriques 160p, 160n fixés sur la face de plaquage F. Cependant, cet exemple pourrait comprendre un seul composant électronique 152, 154 et un seul conducteur électrique 160p, 160n fixé sur la face de plaquage F. 10