Brevet FR3135866A1 — publié le 20231124

L'invention porte sur un dispositif de connexion électrique entre un moteur électrique (2) intégré dans un carter (4) et un onduleur (6), comportant au moins une barre conductrice (110), au moins un élément conducteur de signal (120) et une portion d’interface (130) destinée à obturer une ouverture (47) ménagée dans une paroi (46) du carter (4). L’au moins un élément conducteur de signal (120) comporte une broche métallique allongée et la portion d’interface (130) est formée par une pièce en matière plastique surmoulée autour de l’au moins une barre conductrice (110) et de l’au moins un élément conducteur de signal (120). Figure pour l’abrégé : Fig. 4 Dispositif de connexion électrique entre un moteur électrique et un onduleur Domaine technique de l’invention La présente invention concerne le domaine des assemblages d’au moins deux éléments électriques, tel que l’assemblage d’un onduleur et d’une machine électrique de traction d’un véhicule électrique ou hybride. En particulier, l’invention concerne un dispositif de connexion électrique pour connecter électriquement un onduleur et une machine électrique, par exemple pour un véhicule automobile. Etat de la technique Les véhicules électriques ou hybrides sont généralement équipés d’un ou de plusieurs onduleurs permettant notamment de générer des tensions alternatives adaptées au fonctionnement d’un moteur électrique, synchrone ou asynchrone, à partir d’une source de tension continue, telle qu’une batterie électrique. Un onduleur comporte généralement un étage de puissance comportant des interrupteurs électroniques, par exemple des IGBT (IGBT signifiant transistor bipolaire à grille isolée, de l’anglais « Insulated Gate Bipolar Transistor »), dont les ouvertures et les fermetures sont commandées de manière appropriée par un module de commande. Un tel onduleur comporte ainsi un assemblage de plusieurs composants : cartes électroniques (carte de contrôle et carte de puissance) et un certain nombre de modules de puissance. Il existe des dispositifs de connexion électrique entre un onduleur et un moteur électrique, permettant d’établir une connexion électrique entre l’étage de puissance de l’onduleur et des phases du moteur électrique ainsi qu’entre le module de commande de l’onduleur et un connecteur du moteur électrique. Ces dispositifs de connexion comportent généralement des barres conductrices (généralement désignées par le terme anglophone « busbars ») pour connecter électriquement l’étage de puissance et le module de commande de l’onduleur avec les phases du moteur électrique et un câble intégrant des fils conducteurs pour connecter le module de commande de l’onduleur avec le connecteur du moteur électrique. Par exemple, il est connu du document EP 3 606 303 un dispositif de connexion électrique comprenant des barres conductrices pour la transmission d’énergie électrique et un câble contenant des conducteurs électriques pour la transmission d’un signal, qui sont intégrés ensemble dans un corps, et plus particulièrement au niveau d’une partie du corps destinée à coopérer avec une interface entre l’onduleur et le moteur électrique. Néanmoins, les solutions de l'état de la technique ne sont pas totalement satisfaisantes. En particulier, l’assemblage et le démontage des dispositifs de connexion électrique connus sont complexes et nécessitent des opérations manuelles, notamment pour raccorder le câble électrique entre le module de commande de l’onduleur et le connecteur du moteur électrique. En outre, ces dispositifs ne garantissent pas un niveau d’étanchéité totalement satisfaisant. Il existe donc un besoin pour faciliter l’assemblage et/ou le désassemblage de l’onduleur et du moteur électrique et d’améliorer l’étanchéité entre ces éléments. A cet effet, est proposé selon un premier aspect, un dispositif de connexion électrique entre un moteur électrique intégré dans un carter formant un volume de réception du moteur électrique et un onduleur positionné dans un volume de réception de l’onduleur. Le dispositif comporte au moins une barre conductrice comportant une première extrémité destinée à être raccordée électriquement à un étage de puissance de l’onduleur et une deuxième extrémité destinée à être raccordée électriquement à une phase du moteur électrique. Le dispositif comporte au moins un élément conducteur de signal comportant une première extrémité destinée à être raccordée électriquement à un module de commande de l’onduleur et une deuxième extrémité destinée à être raccordée électriquement à un connecteur lié au moteur électrique. Le dispositif comporte une portion d’interface destinée à obturer une ouverture ménagée dans une paroi du carter séparant le volume de réception du moteur électrique du volume de réception de l’onduleur. L’au moins une barre conductrice et l’au moins un élément conducteur de signal traversent ladite portion d’interface de sorte que, lorsque la portion d’interface obture l’ouverture, la première extrémité de l’au moins une barre conductrice et la première extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal sont situées dans le volume de réception de l’onduleur tandis que la deuxième extrémité de l’au moins une barre conductrice et la deuxième extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal sont situés dans le volume de réception du moteur électrique. Selon l’invention, l’au moins un élément conducteur de signal comporte une broche métallique allongée et en ce que la portion d’interface est formée par une pièce en matière plastique surmoulée autour de l’au moins une barre conductrice et de l’au moins un élément conducteur de signal. Par broche métallique allongée, la présente invention vise à décrire une bande métallique conductrice, dont la rigidité est supérieure à celle des fils conducteurs d’un câble électrique qui sont relativement souples, se déforment sous l’effet de leur poids et sont plus sensibles aux phénomènes vibratoires. L’assemblage du dispositif de connexion électrique avec le module de commande de l’onduleur est ainsi simplifié, puisque la première extrémité de l’élément conducteur de signal ne se déforme pas sous l’effet de son poids et peut être maintenue dans une position prédéterminée par rapport à la portion d’interface. L’invention peut comporter de manière facultative une ou plusieurs des caractéristiques suivantes combinées entre elles ou non. Selon une particularité de réalisation, l’au moins un élément conducteur de signal a un profil en forme de U entre la portion d’interface et sa première extrémité. Une telle forme permet de déporter la première extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal depuis la portion d’interface selon trois directions perpendiculaires, dont deux directions sont parallèles l’une à l’autre. De cette manière, il est possible d’assembler le dispositif de connexion électrique au module de commande de l’onduleur par translation de l’onduleur ou du dispositif de connexion électrique. Un tel assemblage est particulièrement avantageux, et peut être facilement mis en œuvre par des moyens automatisés. Selon une particularité de réalisation, l’au moins un élément conducteur de signal a un profil en forme de L entre la portion d’interface et sa deuxième extrémité. En pratique, le dispositif de connexion électrique est assemblé avec le moteur électrique par translation dans une direction sensiblement parallèle à la première branche de l’élément conducteur de signal. Une fois l’assemblage réalisé, l’accès à la deuxième extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal s’effectue depuis une ouverture de la paroi du carter qui est sensiblement perpendiculaire à l’ouverture obturée par la portion d’interface du dispositif de connexion électrique. Ainsi, un tel arrangement permet d’orienter la deuxième extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal face à l’ouverture d’accès par exemple, de sorte que l’assemblage avec le connecteur complémentaire lié au moteur électrique puisse être réalisé par un mouvement de translation depuis l’ouverture. Un tel arrangement est particulièrement avantageux, et peut être facilement mis en œuvre par des moyens automatisés. Selon une particularité de réalisation, le dispositif de connexion comporte une portion inférieure s’étendant depuis la portion d’interface jusqu’à la première extrémité de l’au moins une barre conductrice et la première extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal. La portion inférieure intègre l’au moins une barre conductrice et l’au moins un élément conducteur de signal. Ainsi, L’au moins une barre conductrice et l’au moins un élément conducteur de signal sont intégrés ensemble à la fois dans la portion d’interface et dans la portion inférieure. La portion inférieure permet de maintenir en position l’au moins un élément conducteur de signal relativement à l’au moins une barre conductrice et de réduire les phénomènes vibratoires. Selon une particularité de réalisation, le dispositif de connexion comporte au moins un noyau magnétique entourant au moins partiellement l’au moins une barre conductrice, de préférence du côté de sa première extrémité. Le noyau magnétique peut être intégré dans la portion inférieure avec l’au moins une barre conductrice qu’il entoure. Selon une particularité de réalisation, la portion inférieure présente une encoche entre l’au moins une barre conductrice et l’au moins un élément conducteur de signal. L’encoche est configurée pour recevoir un organe complémentaire de l’onduleur ou un élément du carter de l’onduleur. En coopérant avec un organe de blindage électromagnétique, il est possible de réduire, voire de supprimer, les perturbations électromagnétiques entre l’au moins une barre conductrice et l’au moins élément conducteur de signal lorsque l’organe complémentaire de l’onduleur est un organe de blindage électromagnétique prenant par exemple la forme d’une grille ou d’un muret métallique. Selon une particularité de réalisation, le dispositif de connexion comporte un connecteur intermédiaire associé à l’au moins un élément conducteur de signal du côté de sa deuxième extrémité ainsi qu’une portion supérieure s’étendant entre la portion d’interface et le connecteur intermédiaire. La portion d’interface, la portion supérieure et le connecteur intermédiaire sont formés par une pièce en matière plastique surmoulée autour de l’au moins un élément conducteur de signal. Le connecteur intermédiaire est configuré pour coopérer avec le connecteur lié au moteur électrique. En d’autres termes, la portion d’interface, la portion supérieure et le connecteur sont réalisés d’un seul tenant. Dans les dispositifs de connexion électrique de l’état de la technique, il existe une jonction entre la portion d’interface et le câble électrique qui est susceptible de constituer un défaut d’étanchéité. Or, cette jonction est ici déportée au niveau du connecteur lié à l’au moins un élément conducteur de signal, ce qui permet, lorsque des connecteurs étanches connus sont utilisés pour former le connecteur lié à l’au moins un élément conducteur de signal et/ou le connecteur complémentaire lié au moteur électrique, de réduire, voire supprimer, le risque d’un défaut d’étanchéité une fois ces connecteurs assemblés. Selon une particularité de réalisation, le dispositif de connexion comporte un joint d’étanchéité surmoulé avec la portion d’interface, ou un joint d’étanchéité rapporté sur la portion d’interface présentant une première partie recouvrant au moins partiellement une face supérieure de la portion d’interface, laquelle face supérieure étant tournée vers la deuxième extrémité de l’au moins une barre conductrice. Le joint d’étanchéité présente une deuxième partie recouvrant une face latérale périphérique de la portion d’interface destinée à coopérer avec des parois de l’ouverture du carter. Selon une particularité de l’invention, la deuxième partie du joint d’étanchéité présente une surface externe ondulée. La surface externe est destinée à coopérer avec les parois de l’ouverture du carter du moteur électrique. L’ondulation de la surface externe permet de former une pluralité de zones de contact ponctuelles avec les parois de l’ouverture du carter, et donc de réduire la surface de frottement par rapport à une surface lisse. Le joint d’étanchéité peut ainsi glisser plus facilement le long des parois de l’ouverture du carter du moteur électrique. Lorsque le joint d’étanchéité est rapporté sur la portion d’interface, une telle surface ondulée permet de limiter l’étirement du joint d’étanchéité et de conserver une épaisseur suffisante pour assurer une étanchéité satisfaisante. Selon une particularité de réalisation, la première partie du joint d’étanchéité comporte au moins un orifice traversé par l’au moins une barre conductrice et l’au moins un élément conducteur de signal et/ou au moins un pion saillant depuis la portion d’interface. L’invention a également pour objet un procédé d’assemblage d’un moteur électrique intégré dans un carter (formant un volume de réception du moteur électrique à un onduleur avec un dispositif de connexion électrique tel que décrit ci-dessus. Le procédé comporte les étapes de : - raccordement électrique et mécanique de la première extrémité de l’au moins une barre conductrice à l’étage de puissance de l’onduleur, - raccordement électrique et mécanique de la première extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal au module de commande de l’onduleur, - raccordement électrique et mécanique de la deuxième extrémité de l’au moins une barre conductrice à une phase du moteur électrique, - raccordement électrique et mécanique de la deuxième extrémité de l’au moins un élément conducteur de signal au connecteur lié au moteur électrique. Brève description des figures L’invention, selon un exemple de réalisation, sera bien comprise et ses avantages apparaitront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, donnée à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la représente, selon une vue très schématique, un assemblage comportant un moteur électrique avec un onduleur ainsi qu’un dispositif de connexion électrique conforme à l’invention; - la est une vue de côté du dispositif de connexion de la selon un premier mode de réalisation ; - la est une vue en perspective en semi-transparence du dispositif de connexion de la selon un premier mode de réalisation ; - la est une vue en perspective en semi-transparence du dispositif de connexion de la selon un autre angle de vue ; - la est une vue en perspective du dispositif de connexion électrique selon un deuxième mode de réalisation ; - la est une vue en perspective du dispositif de connexion de la selon un autre angle de vue ; - la est une vue en perspective d’un joint d’étanchéité du dispositif de connexion électrique montré aux figures 5 et 6 et pris de manière isolée ; - la est une vue en coupe partielle du joint d’étanchéité selon un plan Pj représenté sur la ; - la illustre un procédé d’assemblage du moteur électrique à l’onduleur selon le premier mode de réalisation ou selon le deuxième mode de réalisation ; - la représente schématiquement et partiellement un ensemble formé par le dispositif de connexion électrique assemblé à l’onduleur ; et - la représente schématiquement et partiellement l’onduleur assemblé au moteur électrique. Dispositif de connexion électrique entre un moteur électrique (2) intégré dans un carter (4) formant un volume de réception du moteur électrique (V M ) et un onduleur (6) positionné dans un volume de réception de l’onduleur (V O ), le dispositif comportant - au moins une barre conductrice (110) comportant une première extrémité (111) destinée à être raccordée électriquement à un étage de puissance (64) de l’onduleur (6) et une deuxième extrémité (113) destinée à être raccordée électriquement à une phase (22) du moteur électrique (2), au moins un élément conducteur de signal (120) comportant une première extrémité (121) destinée à être raccordée électriquement à un module de commande (62) de l’onduleur (6) et une deuxième extrémité (123) destinée à être raccordée électriquement à un connecteur (24) lié au moteur électrique (2), - une portion d’interface (130) destinée à obturer une ouverture (47) ménagée dans une paroi (46) du carter (4) séparant le volume de réception du moteur électrique (V M ) du volume de réception de l’onduleur (V O ), l’au moins une barre conductrice (110) et l’au moins un élément conducteur de signal (120) traversant ladite portion d’interface (130) de sorte que, lorsque la portion d’interface (130) obture l’ouverture (47), la première extrémité (111) de l’au moins une barre conductrice (110) et la première extrémité (121) de l’au moins un élément conducteur de signal (120) sont situées dans le volume de réception de l’onduleur (V O ) tandis que la deuxième extrémité (113) de l’au moins une barre conductrice (110) et la deuxième extrémité (123) de l’au moins un élément conducteur de signal (120) sont situés dans le volume de réception du moteur électrique (V M ), le dispositif étant caractérisé en ce que l’au moins un élément conducteur de signal (120) comporte une broche métallique allongée et en ce que la portion d’interface (130) est formée par une pièce en matière plastique surmoulée autour de l’au moins une barre conductrice (110) et de l’au moins un élément conducteur de signal (120). Dispositif de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’au moins un élément conducteur de signal (120) a un profil en forme de U entre la portion d’interface (130) et sa première extrémité (121). Dispositif de connexion selon l’une des revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’au moins un élément conducteur de signal (120) a un profil en forme de L entre la portion d’interface (130) et sa deuxième extrémité (123). Dispositif de connexion selon l’une des revendication 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comporte une portion inférieure (140) s’étendant depuis la portion d’interface (130) jusqu’à la première extrémité (111) de l’au moins une barre conductrice (110) et la première extrémité (121) de l’au moins un élément conducteur de signal (120), la portion inférieure (140) intégrant l’au moins une barre conductrice (110) et l’au moins un élément conducteur de signal (120). Dispositif de connexion selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un noyau magnétique (118) entourant au moins partiellement l’au moins une barre conductrice (110), de préférence du côté de sa première extrémité (111). Dispositif de connexion selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la portion inférieure (140) présente une encoche (145) entre l’au moins une barre conductrice (110) et l’au moins un élément conducteur de signal (120), ladite encoche (145) étant configurée pour recevoir un organe complémentaire de l’onduleur (6) ou un élément du carter (66) de l’onduleur (6). Dispositif de connexion selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte un connecteur intermédiaire (129) associé à l’au moins un élément conducteur de signal (120) du côté de sa deuxième extrémité (123), une portion supérieure (150) s’étendant entre la portion d’interface (130) et le connecteur intermédiaire (129) ; la portion d’interface (130), la portion supérieure (150) et le connecteur intermédiaire (129) étant formés par une pièce en matière plastique surmoulée autour de l’au moins un élément conducteur de signal (120), le connecteur intermédiaire (129) étant configuré pour coopérer avec le connecteur (24) lié au moteur électrique (2). Dispositif de connexion selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comporte un joint d’étanchéité (160) surmoulé avec la portion d’interface (130), ou un joint d’étanchéité (160) rapporté sur la portion d’interface (130) présentant une première partie (162) recouvrant au moins partiellement une face supérieure (132) de la portion d’interface (130), la face supérieure (132) étant tournée vers la deuxième extrémité (113) de l’au moins une barre conductrice (110), le joint d’étanchéité (160) présentant une deuxième partie (164) recouvrant une face latérale périphérique (136) de la portion d’interface (130) destinée à coopérer avec des parois de l’ouverture (47) du carter (4). Dispositif de connexion selon la revendication 8, caractérisé en ce que la deuxième partie (164) du joint d’étanchéité (160) présente une surface externe (166) ondulée. Dispositif de connexion selon l’une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la première partie (162) du joint d’étanchéité (160) comporte au moins un orifice (163a, 163b, 163c) traversé par l’au moins une barre conductrice (110) et l’au moins un élément conducteur de signal (120) et/ou au moins un pion (138) saillant depuis la portion d’interface (130). Procédé d’assemblage d’un moteur électrique (2) intégré dans un carter (4) formant un volume de réception du moteur électrique (V M ) à un onduleur (6) avec un dispositif de connexion électrique (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, ledit procédé comportant les étapes de : - raccordement (202) électrique et mécanique de la première extrémité (111) de l’au moins une barre conductrice (110) à l’étage de puissance (64) de l’onduleur (6), - raccordement (203) électrique et mécanique de la première extrémité (121) de l’au moins un élément conducteur de signal (120) au module de commande (62) de l’onduleur (6), - raccordement (205) électrique et mécanique de la deuxième extrémité (113) de l’au moins une barre conductrice (110) à une phase du moteur électrique (2), - raccordement (206) électrique et mécanique de la deuxième extrémité (123) de l’au moins un élément conducteur de signal (120) au connecteur (24) lié au moteur électrique (2).