Brevet FR3118675A1 — publié le 20220708

Assemblage électrique pour transport d’énergie électrique soumis à haute température Assemblage électrique (1) pour transport d’énergie électrique vers un composant (10) soumis à une haute température, apte à s’interfacer à une borne de connexion du composant (10), comprenant un câble conducteur, un connecteur solidaire de l’extrémité du câble conducteur et apte à connecter le câble conducteur à la borne, une gaine (4) entourant le câble conducteur et un capuchon (5) apte à relier la gaine (4) au composant (10), en enveloppant le connecteur et la borne, où le câble conducteur comprend une protection électriquement isolante et supportant la haute température et en ce que la gaine (4), le capuchon (5) et l’interface entre la gaine (4) et le capuchon (5) forment une enveloppe continue étanche aux projections et aux ruissellements de liquide, afin de protéger le câble conducteur et sa protection. Figure pour l'abrégé : Figure 3 Assemblage électrique pour transport d’énergie électrique soumis à haute température L’invention concerne un assemblage électrique pour transporter de l’énergie électrique depuis ou vers un composant soumis à une haute température, au moins égale à 400 °C. Une utilisation automobile, typiquement pour un composant d’une ligne d’échappement, nécessite encore une protection contre les projections et ruissellements de liquide. Dans un tel contexte thermique, la plupart des câbles électriques, par exemple ceux définis par la norme ISO 19642, utilisée dans le domaine automobile, ne sont pas qualifiés du fait de la présence de gaines d’assemblage ou d’isolation réalisées en polymère, ce type de matériau ne résistant pas à de telles températures. Il est connu des solutions, typiquement à base de PTFE. Cependant, ces solutions sont limitées à des températures de l’ordre de 300 °C, ce qui n’est pas suffisant. Il est connu, dans des domaines autres que l’automobile, des câbles supportant de telles hautes températures. Ils sont typiquement isolés par des protections minérales. Cependant, ces protections minérales, typiquement constituées de céramiques poreuses, n’assurent plus leur fonction principale d’isolation électrique lorsqu’elles sont soumises à des les projections et ruissellements de liquide. Aussi, l’invention a pour objet un assemblage électrique pour transport d’énergie électrique avec un composant soumis à une haute température, apte à s’interfacer à une borne de connexion du composant, comprenant un câble conducteur, un connecteur solidaire de l’extrémité du câble conducteur et apte à connecter le câble conducteur à la borne, une gaine entourant le câble conducteur et un capuchon apte à relier la gaine au composant, en enveloppant le connecteur et la borne, où le câble conducteur comprend une protection électriquement isolante et supportant la haute température et en ce que la gaine, le capuchon et l’interface entre la gaine et le capuchon forment une enveloppe continue étanche aux projections et aux ruissellements de liquide, afin de protéger le câble conducteur et sa protection. Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont : - le câble conducteur comprend un toron multibrin, chaque brin comprenant un éventuel cœur de cuivre enveloppé de nickel ou d’un alliage de nickel, - la protection comprend au moins une couche minérale, préférentiellement composée de fibres de verre, de mica ou d’aramide, - la gaine est métallique, en aluminium ou préférentiellement en acier inoxydable, - la gaine est annelée, - l’étanchéité à l’interface entre la gaine et le capuchon est réalisée par au moins une chicane, - le capuchon présente, à l’interface avec la gaine, un profil axial sensiblement complémentaire du profil axial de la gaine, - le capuchon comprend deux demi-coques, séparées par un plan passant par l’axe du câble conducteur et par l’axe du connecteur, - l’étanchéité à l’interface entre les deux demi-coques est réalisée par un chicanage, - le capuchon comprend un corps monobloc et un couvercle clipsé au droit du connecteur et de la borne. Dans un deuxième aspect de l’invention, un réchauffeur de gaz d’échappement, comprenant au moins un tel assemblage électrique, préférentiellement deux, assurant son alimentation électrique. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d’exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles : montre, en vue perspective, un EHC avec sa borne de connexion, montre, en vue perspective, un câble conducteur, son connecteur et une gaine, en place sur l’EHC de la , montre, en vue perspective, le dispositif de la , complété par un capuchon, formant un assemblage électrique complet, montre, en vue longitudinale sectionnelle, un câble conducteur, sa protection et la gaine. En référence aux figures 1-3, est illustré un composant 10, par exemple un réchauffeur électrique pour gaz d’échappement ou EHC (de l’anglais : Electricaly Heated Catalyst). Ce composant 10 est destiné à canaliser des gaz d’échappement pouvant atteindre une température de 980 °C. Aussi, le composant 10 peut être soumis, en fonctionnement, à des températures élevées. Ce composant 10 est un composant électrique et nécessite à ce titre une alimentation électrique. Cette alimentation électrique lui est fournie via une borne 11. L’intérieur du composant 10 peut atteindre 980 °C. La surface extérieure du composant 10 et la borne 11 peuvent atteindre, par conduction thermique, une température comprise entre 350 °C et 400 °C. La température ambiante autour du composant 10 est de l’ordre de 200 °C. L’invention vise à fournir un assemblage électrique 1 pour transport d’énergie électrique, de puissance ou de mesure, vers ou depuis, le composant 10. L’assemblage électrique 1 est situé dans une zone extérieure au composant 10. Aussi, l’assemblage électrique 1 est soumis à une haute température, pouvant atteindre et/ou dépasser 400°C. De plus il est situé dans une zone soumise aux projections de liquide. L’assemblage électrique 1 doit supporter une telle haute température et les projections et ruissellements de liquides. Afin de transporter l’énergie électrique, l’assemblage électrique 1 comprend un câble conducteur 2. Afin de pouvoir s’interfacer électriquement à la borne 11 de connexion du composant 10, le câble conducteur 2 est prolongé par un connecteur 3 fixé à une extrémité du câble conducteur 2. Ce connecteur est apte à connecter électriquement le câble conducteur 2 à la borne 11. Il peut s’agir, tel qu’illustré, d’un connecteur serti sur le câble conducteur 2 et comprenant un moyen de connexion, tel un œillet. Toute autre solution de connexion du connecteur au câble conducteur 2 : soudure, typiquement par ultrasons, vissage, etc., est alternativement possible. Afin de rester isolé électriquement, le câble conducteur 2 comprend une protection 6 électriquement isolante et apte à supporter la haute température, supérieure à 350 °C et pouvant atteindre 1000 °C. La montre, en vue longitudinale sectionnelle, un câble conducteur 2, entouré de sa protection 6 et le tout entouré de la gaine 4. Afin de pouvoir résister aux projections et aux ruissellements de liquide, afin d’en protéger le câble conducteur 2, sa protection 6 et la borne 11, l’assemblage électrique 1 comprend encore une gaine 4 et un capuchon 5. La gaine 4 entoure le câble conducteur 2 sur sensiblement toute sa longueur, y compris la protection 6. Le capuchon 5 relie la gaine 4 au composant 10, en enveloppant le connecteur 3 et la borne 11 auquel le connecteur 3 est connecté, en formant une enveloppe continue. La gaine 4 est continue afin d’apporter une étanchéité à l’immersion. Le capuchon 5 et l’interface entre la gaine 4 et le capuchon 5 sont étanches aux projections et aux ruissellements de liquide. Selon une autre caractéristique, le câble conducteur 2 comprend un toron multibrin. Le multibrin permet de conserver une certaine souplesse au câble conducteur 2. Compte tenu des intensités électriques importantes à transporter, la section du câble conducteur 2 est comprise entre 16 et 50 mm². Afin de supporter la haute température, chaque brin du toron est enveloppé de nickel et/ou d’alliage de nickel. L’enveloppe de nickel ou d’alliage de nickel évite la corrosion à haute température d’un cœur en autre matériau, tel du cuivre. Chaque brin peut comprendre un cœur de cuivre. Ce cœur peut être réduit à zéro, la totalité du brin étant en nickel et/ou en alliage de nickel. Compte tenu de sa section importante, le câble conducteur 2 comprend un unique conducteur. Selon une autre caractéristique, la protection 6 enveloppe le câble conducteur 2 sur sensiblement toute sa longueur. La protection 6 comprend au moins une couche minérale, préférentiellement composée de fibres de verre, de mica de basalte ou d’aramide, tel du Kevlar®. Une telle technique de protection d’un conducteur par une protection 6 minérale est connue dans d’autres domaines que celui de l’automobile. Une telle protection 6 isole électriquement le câble conducteur 2 et supporte la haute température. Un inconvénient d’une telle protection est qu’elle comprend typiquement une céramique dont la mise en forme, fibres ou feuillets, la rend perméable à l’eau ou aux autres liquides. Aussi, il convient de disposer une enveloppe externe protégeant le câble conducteur 2 et sa protection 6 de toute projection ou ruissellement de liquide. Cette enveloppe externe comprend la gaine 4, le capuchon 5 et leur interface. Selon une autre caractéristique, la gaine 4 est métallique, afin de résister à la haute température tout en apportant une étanchéité aux liquides. Le métal peut être de l’aluminium. Préférentiellement, le métal peut être de l’acier inoxydable. Selon une autre caractéristique, la gaine 4 est encore annelée. Un tel annelage permet de conférer une certaine déformabilité à la gaine 4 et donc une certaine souplesse, facilitant sa mise en place. De manière analogue, le capuchon 5 est métallique, afin de résister à la haute température tout en apportant une étanchéité aux liquides. Le métal peut être de l’aluminium. Préférentiellement, le métal peut être de l’acier inoxydable. Il convient de réaliser l’étanchéité de l’enveloppe externe en ses différents points : à l’extrémité proximale de la gaine 4 en interface avec une extrémité du capuchon 5, à l’extrémité distale de la gaine 4 et à l’autre extrémité du capuchon 5 en interface avec le composant 10. L’étanchéité à l’extrémité distale de la gaine 4 peut être réalisée par tout moyen. La problématique est nettement moins critique, l’éloignement du composant 10 et de sa chaleur, réduit nettement la température et permet l’utilisation de solutions plus classiques. Selon une autre caractéristique, l’étanchéité à l’extrémité proximale de la gaine 4, à l’interface entre la gaine 4 et le capuchon 5 est réalisée par une chicane. Le capuchon 5 peut être extérieur ou intérieur à la gaine 4. Le choix dépend du sens de ruissellement du liquide. Ainsi, si la gaine 4 part vers le haut, il est préférable que la gaine 4 soit extérieure et recouvre le capuchon 5. Si la gaine 4 part vers le bas, il est préférable que la gaine 4 soit intérieure et recouverte par le capuchon 5. Selon une autre caractéristique, le capuchon 5 présente, à l’interface avec la gaine 4, un profil axial sensiblement complémentaire du profil axial de la gaine 4. Ainsi si la gaine 4 est annelée, le capuchon 5 peut présenter un profil axial complémentaire, soit un profil annelé en négatif du profil de la gaine 4. Alternativement, le capuchon 5 peut présenter un profil axial sensiblement complémentaire, soit, par exemple, un profil comprenant au droit de chaque creux entre deux anneaux de la gaine 4, une lame circulaire, s’enfonçant dans ledit creux. Selon une autre caractéristique, l’interface entre la gaine 4 et le capuchon 5 comprend un collier de serrage. Selon ce mode de réalisation avec collier, le capuchon 5 est préférentiellement intérieur à la gaine 4. Le collier serre alors la gaine 4 sur le manchon correspondant du capuchon 5. L’étanchéité à l’autre extrémité du capuchon 5, en interface avec le composant 10, peut être réalisée par tout moyen adapté. Il est ainsi préférable de reproduire l’un des modes de réalisation, chicané ou avec collier, proposés ci-dessus pour l’interface entre la gaine 4 et le capuchon 5. Selon une autre caractéristique, le capuchon 5 comprend deux demi-coques. Ces demi-coques sont, par exemple, séparées par un plan passant par l’axe du câble conducteur 2 et par l’axe du connecteur 3, soit par l’axe de la borne 11. Un tel mode de réalisation simplifie l’assemblage du capuchon 5 en ce qu’il enserre, entre ses deux demi-coques, la gaine 4 à une extrémité et un manchon du composant 10 à l’autre extrémité. Selon ce mode de réalisation avec deux demi-coques, le capuchon 5 est préférentiellement extérieur à la gaine 4 et au manchon du composant 10. L’assemblage des deux demi-coques, se faisant en enserrant la gaine 4 et le manchon du composant 10, de manière à réaliser les étanchéités. Selon une autre caractéristique, l’étanchéité à l’interface entre les deux demi-coques est réalisée par un chicanage. Ce chicanage assure une étanchéité aux projections et aux ruissellements de liquide. Le capuchon 5 est encore conformé pour qu’en cas de pénétration de liquide à l’intérieur, par le plan de joint entre les demi-coques, l’écoulement de liquide qui en résulte s’effectue de manière pariétale et ne puisse atteindre la protection 6. Alternativement, selon un autre mode de réalisation (non illustré), le capuchon 5 comprend un corps monobloc. Afin de pouvoir procéder à l’assemblage du connecteur 3 avec la borne 11, ce corps est percé d’une lumière au droit du connecteur 3 et sensiblement dans l’axe de la borne 11. Une telle lumière permet le passage d’au moins un outil pour mettre en place le connecteur 3 sur la borne 11 et assurer sa fixation. Ainsi, si telle qu’illustrée, la borne 11 présente une tige filetée, munie d’un épaulement et le connecteur 3 comprend un œillet apte à être engagé sur ladite tige filetée en butée contre l’épaulement, la fixation peut être assurée par un écrou vissé sur la tige filetée de manière à maintenir ledit œillet serré contre l’épaulement. La lumière permet le passage d’une clé de vissage/ serrage. Afin d’obturer, de manière étanche, la lumière, le capuchon 5 est complété par un couvercle, avantageusement clipsé au droit du connecteur 3 et de la borne 11, dans ladite lumière. Selon ce deuxième mode de réalisation, où le capuchon 5 comprend un corps monobloc, le montage à l’interface entre la gaine 4 et le capuchon 5, est réalisé à force. Il en est de même pour le montage à l’interface entre le capuchon 5 et le manchon du composant 10. L’invention peut être appliquée à tout composant 10 soumis à une haute température. Ainsi, l’invention concerne encore un réchauffeur 10 de gaz d’échappement, comprenant au moins un tel assemblage électrique 1. Afin d’assurer une alimentation électrique biphasée d’un tel réchauffeur 10 électrique, il est préférentiellement employé deux tels assemblages électriques 1, afin de fournir deux câbles conducteurs 2. L’invention concerne encore un véhicule automobile comprenant au moins un tel réchauffeur 10 de gaz d’échappement. L’invention a été illustrée et décrite en détail dans les dessins et la description précédente. Celle-ci doit être considérée comme illustrative et donnée à titre d’exemple et non comme limitant l’invention à cette seule description. De nombreuses variantes de réalisation sont possibles. 1 : assemblage électrique, 2 : câble conducteur, 3 : connecteur, 4 : gaine, 5 : capuchon, 6 : protection, 10 : composant, 11 : borne. Assemblage électrique (1) pour transport d’énergie électrique vers un composant (10) soumis à une haute température, apte à s’interfacer à une borne (11) de connexion du composant (10), comprenant un câble conducteur (2), un connecteur (3) solidaire de l’extrémité du câble conducteur (2) et apte à connecter le câble conducteur (2) à la borne (11), une gaine (4) entourant le câble conducteur (2) et un capuchon (5) apte à relier la gaine (4) au composant (10), en enveloppant le connecteur (3) et la borne (11), caractérisé en ce que le câble conducteur (2) comprend une protection (6) électriquement isolante et supportant la haute température et en ce que la gaine (4), le capuchon (5) et l’interface entre la gaine (4) et le capuchon (5) forment une enveloppe continue étanche aux projections et aux ruissellements de liquide, afin de protéger le câble conducteur (2) et sa protection (6). Assemblage électrique (1) selon la revendication précédente, où le câble conducteur (2) comprend un toron multibrin, chaque brin comprenant un éventuel cœur de cuivre enveloppé de nickel ou d’un alliage de nickel. Assemblage électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où la protection (6) comprend au moins une couche minérale, préférentiellement composée de fibres de verre, de mica ou d’aramide. Assemblage électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où la gaine (4) est métallique, en aluminium ou préférentiellement en acier inoxydable. Assemblage électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où la gaine (4) est annelée. Assemblage électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où l’étanchéité à l’interface entre la gaine (4) et le capuchon (5) est réalisée par au moins une chicane. Assemblage électrique (1) selon la revendication précédente, où le capuchon (5) présente, à l’interface avec la gaine (4), un profil axial sensiblement complémentaire du profil axial de la gaine (4). Assemblage électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où le capuchon (5) comprend deux demi-coques, séparées par un plan passant par l’axe du câble conducteur (2) et par l’axe du connecteur (3). Assemblage électrique (1) selon la revendication précédente, où l’étanchéité à l’interface entre les deux demi-coques est réalisée par un chicanage. Assemblage électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, où le capuchon (5) comprend un corps monobloc et un couvercle clipsé au droit du connecteur (3) et de la borne (11). Réchauffeur (10) de gaz d’échappement, comprenant au moins un assemblage électrique (1), préférentiellement deux, selon l’une quelconque des revendications précédentes, assurant son alimentation électrique.