Brevet FR3127631A1 — publié le 20230331

La présente invention concerne un ensemble (100) électronique comportant un logement (20) électronique dans lequel sont disposés au moins un module (1) électronique et un élément (10) de refroidissement disposé sous le module (1) électronique, l’élément (10) de refroidissement étant disposé entre le module (1) électronique et une surface support (2) du logement (20) électronique, caractérisé en ce que au moins un élément conducteur de chaleur (7) est disposé dans l’épaisseur de l’élément (10) de refroidissement. Figure pour l’abrégé : Fig. 1. Ensemble électronique comportant un élément de refroidissement amélioré La présente invention concerne le refroidissement de l’ensemble électronique d’une machine électrique d’un véhicule automobile, et par exemple une machine électrique tournante. Plus particulièrement, l’invention trouve des applications dans le domaine des machines électriques tournantes telles que les générateurs, alternateurs, les alterno-démarreurs, dont les tensions sont comprises entre 10 et 60V, et par exemple sont égales ou supérieures à 48V. L’ensemble électronique, disposé dans un logement électronique, comporte au moins un module électronique dont la température s’élève lors de son fonctionnement, la valeur de l’élévation de cette température étant liée au dimensionnement du module électronique. L’augmentation de température va créer des dommages importants au niveau du module électronique lui-même et au niveau des autres éléments de l’ensemble électronique. Pour limiter ces effets thermiques, il est connu d’utiliser un circuit de refroidissement du logement électronique. Le circuit de refroidissement, en général en aluminium, est disposé sous le module électronique. Un problème avec ce type de circuit de refroidissement provient du fait que l’échange thermique entre l’aluminium et le fluide de refroidissement n’est pas suffisant pour obtenir un refroidissement efficace des modules de puissance. En effet, l’aluminium n’étant pas suffisamment conducteur, la température du fluide de refroidissement est hétérogène le long du circuit de refroidissement. Il est reste ainsi des points chauds sous les modules électroniques. La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l’art antérieur en proposant un système de refroidissement amélioré en limitant les points chauds, qui par conséquent limite les dommages dus aux effets thermiques en abaissant la température. Pour cela la présente invention propose un ensemble électronique comportant un logement électronique dans lequel sont disposés au moins un module électronique et un élément de refroidissement disposé sous le module électronique, l’élément de refroidissement étant disposé entre le module électronique et une surface support du logement électronique, au moins un élément conducteur de chaleur étant disposé dans l’épaisseur de l’élément de refroidissement. L’élément de refroidissement est ainsi disposé de façon à permettre le refroidissement des composants électroniques et plus particulièrement du module 1 électronique. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément conducteur de chaleur est une chambre de vapeur ou un caloduc. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément de refroidissement est formé par au moins une plaque métallique conductrice de chaleur. Selon un mode de réalisation de l’invention, la conductivité de la plaque métallique est supérieure ou égale à 150 w/m.k. Selon un mode de réalisation de l’invention, lequel l’élément de refroidissement a une épaisseur comprise entre 2 et 5 mm. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément de refroidissement est fixé au support et au module électronique avec une colle thermique ou un équivalent. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’épaisseur de la colle thermique est comprise entre 0,1 mm et 0,5 mm. L’invention concerne également un ensemble machine comprenant une machine électrique et un ensemble électronique selon l’invention. L’invention concerne également l’utilisation de l’ensemble selon l’invention dans un véhicule automobile. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: - la est une représentation schématique d’une vue en coupe transversale d’un logement électronique avec système de refroidissement selon un mode de réalisation de l'invention, - la est une représentation schématique d’une vue en coupe transversale d’un logement électronique avec système de refroidissement selon un autre mode de réalisation de l'invention, - la est une représentation schématique d’une vue en coupe transversale d’un logement électronique avec système de refroidissement selon un autre mode de réalisation de l'invention, - la est une représentation schématique d’une vue en coupe transversale d’un logement électronique avec système de refroidissement selon un autre mode de réalisation de l'invention, - la est une représentation schématique d’une vue en coupe transversale d’un logement électronique avec système de refroidissement selon un autre mode de réalisation de l'invention. La illustre un ensemble 100 électronique comportant un logement 20 électronique avec un élément 10 de refroidissement, et un module 1 électronique, pour machine électrique. La machine électrique est par exemple une machine électrique tournante. Par exemple, la machine électrique tournantes est du type générateur, alternateur, alterno-démarreurs, dont les tensions sont comprises entre 10 et 60V, et par exemple sont égales ou supérieures à 48V. Le logement 20 électronique comprend au moins un module 1 électronique. Selon un mode de réalisation de l’invention, le module 1 électronique est un module 1 de puissance. Dans le cadre de l’invention, un module 1 de puissance est un module électronique contenant des puces semi-conductrices (par exemple des transistors dit de puissance), conçu pour réaliser des circuits de conversion d'énergie, comme ceux par exemple d’une cellule de commutation, d'un onduleur ou encore d’un pont redresseur. Selon un mode de réalisation de l’invention, le logement 20 électronique comprend des composants de l’électronique de puissance. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le logement 20 électronique comprend des composants de l’électronique de commande. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément 10 de refroidissement est disposé sous le module 1 électronique et sur une surface support 2 du logement 20 électronique. Plus précisément, l’élément 10 de refroidissement est disposé entre le module 1 électronique et la surface support 2, du logement 20 électronique. L’élément 10 de refroidissement est ainsi disposé de façon à permettre le refroidissement des composants électroniques et plus particulièrement du module 1 électronique. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément 10 de refroidissement est formé par au moins une plaque 10 métallique conductrice de chaleur. Selon un mode de réalisation de l’invention, la plaque 10 métallique a une épaisseur comprise entre 2 et 5 mm. Selon un mode de réalisation de l’invention, la plaque 10 métallique a une épaisseur égale à 4 mm. Plus la plaque est épaisse, plus la conductivité est augmentée. Une telle épaisseur permet ainsi un compromis entre la conductivité et l’encombrement de la plaque. De cette façon, la plaque permet d’avoir une plus grande surface d’échange et d’éviter les points chauds. Dans le cadre de l’invention, au moins un élément conducteur de chaleur 7 est disposé dans l’épaisseur de l’élément 10 de refroidissement. Selon une variante de l’invention, l’élément conducteur de chaleur 7 est formé par une chambre de vapeur. Selon une variante de l’invention, l’élément conducteur de chaleur 7 est formé par un moins un caloduc. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément conducteur de chaleur 7 est rectiligne. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément conducteur de chaleur 7 a toutes formes adaptées à son insertion dans l’épaisseur de l’élément 10 de refroidissement. Cet élément conducteur de chaleur 7 augmente d’avantage l’effet de dissipation thermique et permet ainsi de limiter les points chauds sous le module 1 électronique. Selon un mode de réalisation de l’invention, la conductivité de la plaque 10 métallique est supérieure ou égale à 150 w/m.k. Selon un mode de réalisation de l’invention, la conductivité de la plaque 10 métallique est supérieure ou égale à 200 w/m.k. Selon un mode de réalisation de l’invention, la conductivité de la plaque 10 métallique est égale à 200 w/m.k. La plaque permet ainsi d’avoir une plus grande conductivité permettant un meilleur échange de chaleur et permettant d’éviter les points chauds Selon un mode de réalisation de l’invention, la plaque10 métallique est fixée au support 2 et au module 1 électronique avec une colle thermique ou un équivalent, illustré . L’épaisseur de la colle 3 thermique est comprise entre 0,1 mm et 0,5 mm. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’épaisseur de la colle thermique est égale à 0,3 mm. Selon un mode de réalisation de l’invention illustré , la plaque 10 métallique est disposée dans au moins un logement 4 formé au niveau de la surface 2 du support. L’élément 10 de refroidissement est ainsi disposé dans l‘épaisseur de la paroi 61, du logement 20 électronique, formant la surface 2 du support. Un tel agencement permet une diminution de l’encombrement dans le logement électronique en diminuant l’épaisseur totale des couches formées par la plaque 10 et le module 1 électronique, et la colle 3 thermique. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble 100 électronique comporte au moins une plaque 10 sous chaque module 1 électronique, illustré . Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble 100 électronique comporte plus d’une plaque 10 sous chaque module1 électronique., illustré Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble 100 électronique comporte une plaque 10 commune à plusieurs modules 1 électronique, c’est-à-dire disposée sous plusieurs module 1 électronique. Dans le cadre de l’invention, l’ensemble 100 électronique comporte également un système 60 de refroidissement comportant un circuit 62 de refroidissement disposé sous la surface 2 de support de façon à permettre le refroidissement des composants électroniques et plus particulièrement du module 10 électronique. Le circuit 60 de refroidissement est formé par un canal 62 formé dans le corps 61 du circuit 60. Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit 60 de refroidissement est formé par un canal 62 circulaire ou en forme de parallélépipède ou toutes formes compatibles avec le fonctionnement du circuit 60 de refroidissement. Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit 60 de refroidissement est en aluminium. Le circuit 60 de refroidissement est parcouru par un fluide de refroidissement, et par exemple de l’eau ou un mélange eau-glycol. Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit 60 de refroidissement comporte sur sa surface interne des excroissances 64 primaires et/ou des excroissances turbulatrices 65 secondaire, également appelés picots. La surface interne est définie par la surface du circuit 60 en contact avec le fluide de refroidissement. Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit 60 de refroidissement est fermé par un capot 66. Les excroissances primaires et secondaires sont ainsi disposées de façon à de forcer l’eau à turbuler et permettent de décoller le fluide de refroidissement de la surface interne. Cela augmente l’échange thermique. L’invention concerne également un ensemble machine comprenant une machine électrique et un ensemble (100) électronique selon l’invention. L’invention concerne également l’utilisation de l’ensemble 100 selon l’invention dans un véhicule thermique, électrique ou hybride. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications. Ensemble (100) électronique comportant un logement (20) électronique dans lequel sont disposés au moins un module (1) électronique et un élément (10) de refroidissement disposé sous le module (1) électronique, l’élément (10) de refroidissement étant disposé entre le module (1) électronique et une surface support (2) du logement (20) électronique, caractérisé en ce que au moins un élément conducteur de chaleur (7) est disposé dans l’épaisseur de l’élément (10) de refroidissement. Ensemble (100) électronique selon la revendication 1, dans lequel l’élément conducteur de chaleur (7) est une chambre de vapeur ou un caloduc. Ensemble (100) électronique selon une des revendications 1 ou 2, dans lequel l’élément (10) de refroidissement est formé par au moins une plaque (10) métallique conductrice de chaleur. Ensemble (100) électronique selon la revendication 3, dans lequel la conductivité de la plaque (10) métallique est supérieure ou égale à 150 w/m.k. Ensemble (100) électronique selon une des revendications 1 à 4, dans lequel l’élément (10) de refroidissement a une épaisseur comprise entre 2 et 5 mm. Ensemble (100) électronique selon une des revendications 1 à 5, dans lequel l’élément (10) de refroidissement est fixé au support (2) et au module (1) électronique avec une colle thermique (3) ou un équivalent. Ensemble (100) électronique selon la revendication 6, dans lequel l’épaisseur de la colle (3) thermique est comprise entre 0,1 mm et 0,5 mm. Ensemble machine comprenant une machine électrique et un ensemble (100) électronique selon une des revendications 1 à 7. Utilisation de l’ensemble (100) selon une des revendications 1 à 8 dans un véhicule automobile.