Brevet FR3135662A1 — publié le 20231124

L'invention concerne un ensemble électromoteur (1) pour véhicules électrique comprenant une machine électrique (2) et un onduleur (3), l’ensemble électromoteur s’étendant suivant un axe principal (A) et étant destiné à être positionné transversalement dans un compartiment moteur (25) du véhicule de façon que l’axe principal (A) soit parallèle à un tablier (11) du véhicule, l’onduleur comprenant un premier carter (4) comprenant un connecteur d’onduleur (6) destiné à être relié à un connecteur d’un câble relié à une batterie et un deuxième carter (5) fermant le premier carter et comprenant des composants de puissances destinés à alimenter la machine électrique, le premier carter comprenant une portion de liaison (9) destinée à être fixée à une suspension reliée à un berceau (29) du véhicule de façon à être orientée vers le tablier (11) et vers le berceau du véhicule. Le connecteur d’onduleur est positionné dans la portion de liaison (9) du premier carter. Figure 4 ENSEMBLE ELECTROMOTEUR POUR VEHICULES ELECTRIQUE COMPRENANT UN CONNECTEUR D’ONDULEUR EN ZONE SECURISEE DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION L'invention concerne, de façon générale, le domaine technique des connecteurs d’onduleur pour ensemble électromoteur de véhicule mû au moins partiellement par de l’énergie électrique et plus particulièrement des connecteurs haute tension reliés à une batterie. On entend par véhicule mû au moins partiellement par de l’énergie électrique un véhicule automobile à traction ou propulsion électrique ou hybride, comportant une machine électrique alimentée par un ou plusieurs modules de batterie reliés à un réseau de puissance. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Les machines électriques sont généralement reliées à une boîte de vitesses et positionnées à l’avant d’un véhicule électrique sur un berceau. La boîte de vitesses peut être un réducteur (avec un rapport de réduction unique), par exemple. Les machines électriques comprennent classiquement un stator comprenant une pluralité de bobines destinées à être parcourues par un courant électrique, un rotor comprenant un corps et des aimants permanents logés dans le corps. La rotation du rotor résulte de l'interaction entre un champ magnétique tournant créé par les bobines du stator et un champ magnétique créé par les aimants du rotor. Le champ magnétique tournant du stator est obtenu en commandant l'alimentation électrique des différentes bobines du stator selon une séquence temporelle définie en fonction de la position relative des pôles du rotor par rapport à ces bobines. Pour cela, les bobines sont reliées électriquement à un onduleur de puissance. L’onduleur est relié à la batterie principale située au niveau du soubassement du véhicule par un câble haute tension. La fonction de l’onduleur est de transformer le courant continu venant de la batterie afin d’alimenter les trois phases de la machine électrique. Le câble haute tension comprend un connecteur de batterie à l’une de ses extrémités, qui vient se connecter et se verrouiller sur un connecteur d’onduleur comprenant une embase prévue à cet effet sur l’onduleur. Classiquement, l’onduleur comprend un premier carter, qui peut être intégré ou non intégré au corps principal de la machine électrique et un deuxième carter ou couvercle, sur lequel sont embarqués tous les composants constituant l’électronique de puissance de l’onduleur. Pour des raisons de commodités liées à la conception de l’onduleur, l’embase du connecteur haute tension est lui-même généralement implantée sur ce couvercle. L’ensemble électromoteur (ou groupe électromoteur) est classiquement relié au réducteur de vitesse et est implanté transversalement dans le bloc avant du véhicule, c’est-à-dire perpendiculairement par rapport à la direction longitudinale ou d’avancement du véhicule. Par rapport à un conducteur assis dans le véhicule, le réducteur de vitesse est positionné du côté gauche, la machine électrique étant du côté droit. L’onduleur de puissance est positionné à l’extrémité droite de la machine électrique. Le connecteur de batterie du câble haute tension et le connecteur d’onduleur sur lequel il est connecté sont localisés plutôt vers l’arrière du véhicule, du côté tablier et habitacle. Le connecteur d’onduleur est positionné au-dessus du premier carter, c’est-à-dire qu’il est orienté vers une direction opposée au berceau du véhicule. Le connecteur d’onduleur comprend une embase qui est logée dans le premier carter. Le premier carter est relié à un amortisseur lui-même fixé au berceau du véhicule. L’onduleur est positionné au-dessus d’un arbre de transmission relié au réducteur de vitesse. Cependant, cette position du connecteur d’onduleur et de son embase est loin d’être idéale, puisqu’ils sont directement exposés à la structure arrière du bloc avant du véhicule, tel le tablier, en cas de « Crash ». Les occupants et les personnes qui sont amenés à intervenir en cas d’accident sont alors dangereusement exposés à des risques d’échauffements aggravés ou d’électrocution. L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique en proposant un onduleur d’ensemble électromoteur pour véhicules mû au moins partiellement par de l’énergie électrique comprenant un connecteur d’onduleur mieux protégé en cas de choc du véhicule afin de mieux assurer la sécurité des passagers. Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un ensemble électromoteur pour véhicules mû au moins partiellement par de l’énergie électrique comprenant une machine électrique et un onduleur alimentant la machine électrique. L’ensemble électromoteur s’étend suivant un axe principal et est destiné à être positionné transversalement dans un compartiment moteur du véhicule de façon que l’axe principal soit parallèle à un tablier du véhicule positionné entre un habitacle du véhicule et le compartiment moteur. L’onduleur comprend un premier carter comprenant un connecteur d’onduleur destiné à être relié à un connecteur d’un câble relié à une batterie et un deuxième carter fermant le premier carter et comprenant des composants de puissances destinés à alimenter la machine électrique. Le premier carter comprend une portion de liaison comportant un élément de fixation d’amortisseur destiné à être fixé à une suspension reliée à un berceau du véhicule et de façon à être orientée vers le tablier et vers le berceau du véhicule. Le connecteur d’onduleur est positionné dans la portion de liaison du premier carter. Selon un mode de réalisation, le premier carter est fixé autour d’une première extrémité de la machine électrique. Selon un autre mode de réalisation, le connecteur d’onduleur est un connecteur mâle comprenant une embase logée à l’intérieur du premier carter et des broches de connexion s’étendant depuis l’embase vers l’extérieur du premier carter et suivant une direction parallèle à un axe principal de la machine électrique vers une direction opposée au deuxième carter. Selon un autre mode de réalisation, la portion de liaison du premier carter comprend une protubérance qui s’étend perpendiculairement par rapport à l’axe principal et reçoit l’embase du connecteur d’onduleur. La protubérance est destinée à être dirigée vers le tablier. Selon un autre mode de réalisation, la portion de liaison comprend un premier passage délimité par la protubérance et destiné à être traversé par un premier arbre de transmission parallèlement à l’axe principal. Le connecteur d’onduleur est adjacent au premier passage. Selon un autre mode de réalisation, le premier carter comprend une paroi principale s’étendant perpendiculairement par rapport à l’axe principal depuis la première extrémité de la machine électrique jusqu’à une paroi périphérique. L’embase du connecteur d’onduleur est fixée sur une face interne de la paroi. Selon un autre mode de réalisation, la protubérance comprend une ouverture pour accéder à un connecteur de barre omnibus prévu sur l’embase du connecteur d’onduleur. L’ouverture est refermée par une plaque fixée sur la protubérance. L’ouverture permet de faciliter l’assemblage de l’onduleur. Après le montage du deuxième carter sur le premier carter de l’onduleur, la barre omnibus de l’embase (ou bornes de connexion internes) est facilement connectée aux bornes des composants de puissance tel le filtre de compatibilité électromagnétique (CEM) situé sur le deuxième carter. Selon un autre mode de réalisation, l’ouverture est formée sur une partie supérieure d’une paroi périphérique du premier carter délimitant en partie la protubérance. L’ouverture est opposée au premier passage par rapport au connecteur d’onduleur et destinée à être orientée vers le tablier. Cette position facilite l’accès à la barre omnibus (ou bornes de connexion interne). Selon un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à un véhicule mû au moins partiellement par de l’énergie électrique comprenant un ensemble électromoteur tel que défini précédemment. L’ensemble électromoteur s’étend suivant un axe principal et est positionné transversalement dans un compartiment moteur du véhicule de façon que l’axe principal soit parallèle à un tablier du véhicule positionné entre un habitacle du véhicule et le compartiment moteur. L’onduleur comprend un premier carter comprenant un connecteur d’onduleur relié à un connecteur d’un câble relié à une batterie et un deuxième carter comprenant des composants de puissances destinés à alimenter la machine électrique. Le premier carter comprend une portion de liaison fixée à une suspension reliée à un berceau du véhicule de façon à être orientée vers le tablier et vers le berceau du véhicule. Le connecteur d’onduleur est positionné dans la portion de liaison du premier carter. Selon un mode de réalisation, le premier carter comprend une protubérance s’étendant perpendiculairement par rapport à l’axe principal et vers l’habitacle. La protubérance comporte une cavité secondaire dans laquelle est logée une embase du connecteur d’onduleur. Le connecteur d’onduleur comprend des broches de connexion s’étendant depuis l’embase vers l’extérieur du premier carter et suivant une direction parallèle à un axe principal de la machine électrique. L’invention fournit ainsi un onduleur d’ensemble électromoteur pour véhicules mû au moins partiellement par de l’énergie électrique comprenant un connecteur d’onduleur mieux protégé en cas de choc du véhicule, afin de mieux assurer la sécurité des passagers. Le connecteur haute tension est positionné dans une zone du compartiment moteur dite « tranquille » ou plus sécurisée, c’est-à-dire ayant un risque limité d’être impactée en cas de choc. La solution proposée permet également de faciliter le montage de l’onduleur et du moteur électrique dans le compartiment moteur (ou bloc avant) du véhicule. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : : une vue en perspective d’un ensemble électromoteur comprenant une machine électrique et un onduleur muni d’un connecteur d’onduleur ; : une autre vue en perspective de cet ensemble électromoteur ; : une vue en perspective de l’ensemble électromoteur monté dans un véhicule ; : une autre vue en perspective de l’ensemble électromoteur monté dans le véhicule. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D’UN MODE DE REALISATION La et la illustrent un ensemble électromoteur 1 comprenant une machine électrique 2 et un onduleur 3, appelé également onduleur de puissance, muni d’un connecteur d’onduleur 6 pour alimenter la machine électrique 2. L’onduleur 3 est relié à une batterie principale située au niveau du soubassement du véhicule par un câble appelé câble haute tension. La fonction de l’onduleur 3 est de transformer le courant continu venant de la batterie afin d’alimenter les trois phases de la machine électrique 2. Le câble haute tension comprend un connecteur de batterie à l’une de ses extrémités, qui vient se connecter et se verrouiller sur le connecteur d’onduleur 6. L’onduleur 3 comprend un premier carter 4, qui peut être intégré ou non intégré à la machine électrique 2 et un deuxième carter 5 (ou couvercle), sur lequel sont embarqués tous les composants constituant l’électronique de puissance de l’onduleur 3, appelés composants de puissances. Selon le mode de réalisation des figures 1 à 4, le premier carter 4 est intégré au corps principal de la machine électrique 2. Le premier carter 4 est fixé autour d’une première extrémité 12 de la machine électrique 2. Le premier carter 4 comprend une cavité principale 13 dans laquelle est logée la première extrémité 12 de la machine électrique 2. Comme représenté sur la et la , l’ensemble électromoteur 1 est relié à un réducteur de vitesse 24 et est implanté transversalement dans un compartiment moteur 25 situé à l’avant du véhicule, c’est-à-dire perpendiculairement par rapport à la direction longitudinale ou d’avancement B du véhicule. Le réducteur de vitesse 24 est relié à une deuxième extrémité 50 de la machine électrique 2 opposée à la première extrémité 12. Par rapport à un conducteur assis dans le véhicule, le réducteur de vitesse 24 est positionné du côté gauche du véhicule, la machine électrique 2 étant du côté droit du véhicule. L’onduleur 3 est positionné à la première extrémité 12 de la machine électrique 2. L’ensemble électromoteur 1 s’étend suivant un axe principal A qui est sensiblement parallèle à un tablier 11 du véhicule qui est positionné entre un habitacle 27 du véhicule et le compartiment moteur 25. L’axe principal A est sensiblement perpendiculaire par rapport à la direction d’avancement B. Le véhicule comprend un berceau 29. Le premier carter 4 est relié à une suspension ou amortisseur fixé au berceau 29. Sur la et la , seule une portion d’amortisseur 30 est représentée par simplification. Le réducteur de vitesse 24 est relié à un premier arbre de transmission 10 positionné à droite du véhicule et à un deuxième arbre de transmission 31 positionné à gauche du véhicule. L’onduleur 3 est positionné au-dessus du premier arbre de transmission 10. Une portion de liaison 9 du premier carter 4 forme une excroissance s’étendant vers le tablier 11 et l’habitacle 27 suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l’axe principal A. La portion de liaison 9 est positionnée à une partie inférieure du véhicule. La portion de liaison 9 du premier carter 4 comprend une protubérance 14 reliée à un élément de fixation d’amortisseur 32 de la portion de liaison 9. La protubérance 14 et l’élément de fixation d’amortisseur 32 s’étendent donc vers le tablier 11 (ou l’habitacle 27) suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l’axe principal A et s’étendent également vers le berceau 29. L’élément de fixation d’amortisseur 32 est fixé à la suspension du véhicule et comprend un orifice 34 pour le passage du premier arbre de transmission 10. L’élément de fixation d’amortisseur 32 présente une forme générale triangulaire. L’élément de fixation d’amortisseur 32 forme une excroissance comprenant un orifice 38 pour sa fixation à la suspension. Selon l’invention, le connecteur d’onduleur 6 est positionné dans la portion de liaison 9 du premier carter 4. Le connecteur d’onduleur 6 est de préférence un connecteur mâle. Le connecteur d’onduleur 6 comprend une embase 7 logée à l’intérieur du premier carter 4 et des broches de connexion 8 s’étendant depuis l’embase 7 vers l’extérieur du premier carter 4 et suivant une direction sensiblement parallèle à l’axe principal A de la machine électrique 2, vers le réducteur de vitesse 24, c’est-à-dire vers une direction opposée au deuxième carter 5. La portion de liaison 9 du premier carter 4 comprend une protubérance 14 s’étendant perpendiculairement par rapport à l’axe principal A et qui est dirigée vers le tablier 11 et le berceau 29. L’embase 7 est logée dans une cavité secondaire 15 formée dans la protubérance 14, qui est adjacente à la cavité principale 13. Les deux broches de connexion 8 forment des bornes de connexion sur lesquelles sont connectées deux autres bornes de connexion du connecteur de batterie. L’embase 7 comprend deux bornes de connexion internes 39 (ou barre omnibus) connectées aux composants électriques de puissances logés à l’intérieur de l’onduleur 3 tel le filtre de compatibilité électromagnétique. Le premier carter 4 ou plus précisément la protubérance 14 comprend un orifice 37 traversé par les deux broches de connexion 8. Le premier carter 4 comprend une paroi principale 18 s’étendant perpendiculairement par rapport à l’axe principal A, c’est-à-dire suivant la direction d’avancement B, depuis la première extrémité 12 de la machine électrique 2 jusqu’à une paroi périphérique 23. L’embase 7 du connecteur d’onduleur 6 est fixée sur une face interne 19 de la paroi principale 18. Les deux broches de connexion 8 font saillies par rapport à une face externe 33 la paroi principale 18. La portion de liaison 9 comprend un premier passage 16 délimité par la protubérance 14 et traversé par le premier arbre de transmission 10 parallèlement à l’axe principal A. Le connecteur d’onduleur 6 est également adjacent au premier passage 16. Il est positionné au-dessus du premier passage 16. Le premier passage 16 présente une forme quasi cylindrique et s’étend suivant l’axe principal A. Le deuxième carter 5 comprend un deuxième passage 35 traversé par le premier arbre de transmission 10. Le deuxième passage 35 est positionné à une partie inférieure 36 du deuxième carter 5, s’étendant vers le berceau 29. Selon une variante, la protubérance 14 comprend une ouverture 20 pour accéder à aux bornes de connexion internes 39 (ou barre omnibus) prévues sur l’embase 7 du connecteur d’onduleur 6. L’ouverture 20 est refermée par une plaque 21 fixée sur la protubérance 14 par quatre vis 51, par exemple. Plus précisément, l’ouverture 20 est formée sur une partie supérieure 22 de la bordure périphérique 23 du premier carter 4 entourant la paroi principale 18. L’ouverture 20 est opposée au premier passage 16 par rapport au connecteur d’onduleur 6 et est orientée vers le tablier 11. Le connecteur d’onduleur 6 est positionné entre l’ouverture 20 et le premier passage 16. La bordure périphérique 23 entoure également la cavité secondaire 15 de la protubérance 14. L’ouverture 20 peut être rectangulaire. La bordure périphérique 23 du premier carter 4 comprend une portion arrière 40, une portion supérieure 41, une portion avant 42 et une portion inférieure 43 délimitant en partie la cavité principale 13. Les termes avant et arrière sont définis par rapport à la direction d’avancement B du véhicule lorsqu’il avance en marche avant. Les termes inférieur et supérieur sont définis pour un ensemble électromoteur 1 positionné dans un véhicule posé au sol. La bordure périphérique 23 comprend une portion de forme quasiment circulaire 47 comportant une ouverture inférieure 44 et délimitant le premier passage 16. La portion de forme quasiment circulaire 47 est reliée à la portion inférieure 43 à une première extrémité 48 de la portion de forme quasiment circulaire 47. La protubérance 14 comprend une paroi inférieure 45 reliée à la portion de forme quasiment circulaire 47 par une deuxième extrémité 49 de la portion de forme quasiment circulaire 47 et à la partie supérieure 22 de la protubérance 14. Les première et deuxième extrémités 48, 49 sont saillantes. La partie supérieure 22 présente une section en forme de U. La cavité secondaire 15 de la protubérance 14 est délimitée par la portion de forme quasiment circulaire 47, la paroi inférieure 45 et la partie supérieure 22 de la protubérance 14. La partie supérieure 22 est reliée à la portion arrière 40 du premier carter 4. La partie supérieure 22 est incliné d’un angle supérieur à 90° par rapport à la portion arrière 40. La cavité secondaire 15 communique avec la cavité principale 13 par une ouverture intermédiaire 46. Naturellement, l’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention. Ensemble électromoteur (1) pour véhicules mû au moins partiellement par de l’énergie électrique comprenant une machine électrique (2) et un onduleur (3) alimentant la machine électrique (2), l’ensemble électromoteur (1) s’étendant suivant un axe principal (A) et étant destiné à être positionné transversalement dans un compartiment moteur (25) du véhicule de façon que l’axe principal (A) soit parallèle à un tablier (11) du véhicule positionné entre un habitacle (27) du véhicule et le compartiment moteur (25), l’onduleur (3) comprenant un premier carter (4) comprenant un connecteur d’onduleur (6) destiné à être relié à un connecteur d’un câble relié à une batterie et un deuxième carter (5) fermant le premier carter (4) et comprenant des composants de puissances destinés à alimenter la machine électrique (2), le premier carter (4) comprenant une portion de liaison (9) comportant un élément de fixation d’amortisseur (32) destiné à être fixé à une suspension reliée à un berceau (29) du véhicule et de façon à être orientée vers le tablier (11) et vers le berceau (29) du véhicule, caractérisé en ce que le connecteur d’onduleur (6) est positionné dans la portion de liaison (9) du premier carter (4). Ensemble électromoteur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier carter (4) est fixé autour d’une première extrémité (12) de la machine électrique (2). Ensemble électromoteur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le connecteur d’onduleur (6) est un connecteur mâle comprenant une embase (7) logée à l’intérieur du premier carter (4) et des broches de connexion (8) s’étendant depuis l’embase (7) vers l’extérieur du premier carter (4) et suivant une direction parallèle à un axe principal (A) de la machine électrique (2) vers une direction opposée au deuxième carter (5). Ensemble électromoteur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la portion de liaison (9) du premier carter (4) comprend une protubérance (14), la protubérance (14) s’étendant perpendiculairement par rapport à l’axe principal (A) et recevant l’embase (7) du connecteur d’onduleur (6), la protubérance (14) étant destinée à être dirigée vers le tablier (11). Ensemble électromoteur (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la portion de liaison (9) comprend un premier passage (16) délimité par la protubérance (14) et destiné à être traversé par un premier arbre de transmission (10) parallèlement à l’axe principal (A), le connecteur d’onduleur (6) étant adjacent au premier passage (16). Ensemble électromoteur (1) selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le premier carter (4) comprend une paroi principale (18) s’étendant perpendiculairement par rapport à l’axe principal (A) depuis la première extrémité (12) de la machine électrique (2) jusqu’à une paroi périphérique (23), l’embase (7) du connecteur d’onduleur (6) étant fixée sur une face interne (19) de la paroi (18). Ensemble électromoteur (1) selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la protubérance (14) comprend une ouverture (20) pour accéder à un connecteur de barre omnibus prévu sur l’embase (7) du connecteur d’onduleur (6), l’ouverture (20) étant refermée par une plaque (21) fixée sur la protubérance (14). Ensemble électromoteur (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’ouverture (20) est formée sur une partie supérieure (22) de la paroi périphérique (23) du premier carter (4) délimitant en partie la protubérance (14), l’ouverture (20) étant opposée au premier passage (16) par rapport au connecteur d’onduleur (6) et destinée à être orientée vers le tablier (11). Véhicule mû au moins partiellement par de l’énergie électrique caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble électromoteur (1) tel que défini selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, l’ensemble électromoteur (1) s’étendant suivant un axe principal (A) et étant positionné transversalement dans un compartiment moteur (25) du véhicule de façon que l’axe principal (A) soit parallèle à un tablier (11) du véhicule positionné entre un habitacle (27) du véhicule et le compartiment moteur (25), l’onduleur (3) comprenant un premier carter (4) comprenant un connecteur d’onduleur (6) relié à un connecteur d’un câble relié à une batterie et un deuxième carter (5) comprenant des composants de puissances destinés à alimenter la machine électrique (2), le premier carter (4) comprenant une portion de liaison (9) fixée à une suspension reliée à un berceau (29) du véhicule de façon à être orientée vers le tablier (11) et vers le berceau (29) du véhicule, caractérisé en ce que le connecteur d’onduleur (6) est positionné dans la portion de liaison (9) du premier carter (4). Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que le premier carter (4) comprend une protubérance (14) s’étendant perpendiculairement par rapport à l’axe principal (A) et vers l’habitacle (11), la protubérance (14) comportant une cavité secondaire (15) dans laquelle est logée une embase (7) du connecteur d’onduleur (6), le connecteur d’onduleur (6) comprenant des broches de connexion (8) s’étendant depuis l’embase (7) vers l’extérieur du premier carter (4) et suivant une direction parallèle à un axe principal (A) de la machine électrique (2).