Brevet FR3133495A1 — publié le 20230915

L’invention porte sur un système électrique pour aéronef comprenant un bus barre (140) s’étendant longitudinalement selon un premier axe, et au moins un dipôle dont un pôle est relié au bus barre par le biais d’un connecteur, le connecteur (110) comprenant un premier contact électrique (120) et un deuxième contact électrique (125) respectivement agencés de part et d’autre du premier axe, caractérisé en ce que le système comprend en outre un dispositif de protection (235) électrique et/ou thermique comprenant un corps (235a), un première et deuxième lames isolantes thermiquement et/ou électriquement reliées au corps (235a) par le biais d’un système d’actionnement configuré pour translater les lames isolantes (230a, 230b) relativement au corps (235a), le système d’actionnement étant configuré pour mettre le dispositif de protection (235) électrique et/ou thermique dans une configuration active dans laquelle les première et deuxième lames isolantes sont en saillie du corps (235a) et respectivement disposées entre le premier contact électrique (120) et le bus barre (140), et le deuxième contacts électriques (125) et le bus barre (140), grâce à quoi le dipôle peut être électriquement et/ou thermiquement isolé du système électrique. Figure pour l’abrégé : Fig. 2B Dispositif de protection électrique et/ou thermique pour un connecteur électrique d’un réseau de distribution électrique d’un aéronef Domaine technique de l’invention La présente invention concerne les circuits de distribution électrique embarqués dans un aéronef. En particulier, la présente invention concerne l’intégration de packs de batteries dans les aéronefs, et leurs connexions aux circuits de distribution électrique par le biais de connecteurs électriques. État de la technique L’architecture des systèmes électriques embarqués dans les aéronefs, comprenant des circuits de distribution, connaît actuellement de nombreuses évolutions, notamment au regard des travaux d’hybridation et/ou d’électrification des aéronefs. De telles évolutions nécessitent notamment d’augmenter la capacité de stockage d’énergie électrique embarquée dans les aéronefs. Pour cela, le nombre de packs de batteries embarqué dans les aéronefs doit être sensiblement augmenté. Afin de faciliter leur intégration, il est envisagé de diviser chaque pack de batteries en modules ou en cellules de plus faibles dimensions, afin de les répartir dans toutes les zones disponibles des aéronefs, telles que les ailes de l’aéronef. Chaque module comprend deux pôles, un pôle positif et un pôle négatif, qui sont respectivement connectés à un premier bus barre et un deuxième bus barre. Un bus barre, aussi connu sous le terme barre de puissance, permet le transit d’une énergie électrique dans le système électrique embarqué de l’avion. La connexion des modules par le biais des bus barres est privilégiée à l’utilisation de câbles souples, notamment en raison du niveau de la puissance transitant dans de tels systèmes électriques. De tels bus barres ont l’avantage d’être facilement dimensionnables au regard de la puissance électrique y transitant. Les modules sont connectés aux bus barres par le biais de connecteurs, assurant l’intégration des modules dans le système électrique. Les modules utilisés dans de tels systèmes électriques délivrent de hautes tensions continues pouvant aller de 50V à 200V individuellement. Lorsque intégrées en série dans des batteries, les hautes tensions continues délivrées vont de 800 V à 3kV. De tels modules sont disposés dans des zones difficiles d’accès, ou des environnements sévères, tels que des zones soumises à des déformations lors des phases de vol, par exemple les ailes. La gestion de telles hautes tensions et la multiplicité des connexions et interfaces dans les systèmes électriques nécessitent la mise en œuvre de protections électriques dans le système électrique de l’avion. En effet, la multiplication des connexions et interfaces augmente le risque de formation d’arcs électriques. Comme cela est connu, les arcs électriques se forment en général au niveau des connexions des modules avec le bus barre, i.e. au niveau des connecteurs, lorsqu‘un écart se forme entre le connecteur et le bus barre. Dans les systèmes électriques existants, des protections électriques peuvent être mises en œuvre au sein des modules, mais également déportées dans le système électrique. De telles protections électriques s’appuient sur la détection d’arcs électriques dans le système électrique. La nature aléatoire de la formation d’arcs électriques rend ainsi difficile leur détection, et ainsi réduit ainsi la fiabilité de telles protections électriques. En outre, lorsqu’un des modules s’emballe thermiquement, la chaleur générée peut être propagée par le biais du bus barres aux autres modules. Une telle propagation de chaleur peut impacter le bon fonctionnement des modules, mais également impacter les propriétés de conduction des bus barres. Il existe donc un besoin d’améliorer la protection thermique des systèmes électriques. La présente invention vise donc à résoudre ces inconvénients. À cet égard, la présente invention propose un système électrique pour aéronef comprenant un bus barre longitudinalement selon un premier axe, et au moins un dipôle dont un pôle est relié au bus barre par le biais d’un connecteur, le connecteur comprenant un premier contact électrique et un deuxième contact électrique respectivement agencés de part et d’autre du premier axe, le système électrique étant original en ce qu’il comprend en outre un dispositif de protection électrique et/ou thermique comprenant un corps, une première et deuxième lames isolantes thermiquement et/ou électriquement reliées au corps par le biais d’un système d’actionnement configuré pour translater les lames isolantes relativement au corps, le système d’actionnement étant configuré pour mettre le dispositif de protection électrique et/ou thermique dans une configuration active dans laquelle les première et deuxième lames isolantes sont en saillie du corps et respectivement disposées entre le premier contact électrique et le bus barre, et le deuxième contacts électriques et le bus barre, grâce à quoi le dipôle peut être électriquement et/ou thermiquement isolé du système électrique. Un tel système électrique présente l’avantage de pouvoir, lorsqu’un risque relatif à la formation d’un arc électrique ou d’un emballement thermique est détecté au niveau d’un dipôle, de l’isoler du reste du réseau électrique par le biais du dispositif de protection électrique et/ou thermique. Cela permet notamment d’éviter que la formation d’un arc électrique ou l’emballement thermique n’impacte les autres éléments du système électrique. Selon un mode de réalisation, le système d’actionnement peut être configuré pour mettre le dispositif de protection électrique et/ou thermique dans une configuration passive dans laquelle les première et deuxième lames isolantes sont partiellement rétractées dans un logement du corps de sorte que les premier et deuxième contacts électriques sont en contact avec le bus barre, de part et d’autre du premier axe. Le dispositif de protection électrique et/ou thermique est réversible, si bien que l’isolation d’un dipôle peut facilement être arrêté par le biais du système d’actionnement. Selon un mode de réalisation, le dispositif de protection électrique et/ou thermique peut comprendre en outre une unité de commande et au moins une sonde, l’unité de commande étant configurée pour actionner le système d’actionnement en fonction d’un signal de sortie de la sonde. Ainsi, il possible par la surveillance des dipôles par le biais d’une ou plusieurs sondes, d’activer le dispositif de protection électrique et/ou thermique. Un tel système permet ainsi une détection de risques ainsi qu’une isolation automatisée des dipôles présentant un risque pour le reste du système électrique. Selon un mode de réalisation, la sonde peut comprendre un détecteur de température, l’unité de commande étant configurée pour actionner le système d’actionnement pour mettre le dispositif de protection électrique et/ou thermique dans la configuration active lorsque le détecteur de température détecte une température du dipôle supérieure à une température critique prédéterminée. Un tel détecteur de température permet notamment d’identifier au niveau d’un dipôle, s’il est l’objet d’un emballement thermique, caractérisé par l’augmentation de la température du dipôle au-delà de la température seuil. L’activation du dispositif de protection dans la configuration active peut alors être automatisée selon la détection au niveau du dipôle d’une température supérieure ou égale à la température critique prédéterminée. Selon un mode de réalisation, la sonde peut comprendre un détecteur de courant, l’unité de commande étant configurée pour actionner le système d’actionnement pour mettre le dispositif de protection électrique et/ou thermique dans la configuration active lorsque le détecteur de courant détecte un courant au niveau du connecteur supérieur à un courant critique prédéterminé. Un tel détecteur de courant permet notamment de détecter la formation d’un arc électrique au niveau du connecteur, lorsque le courant détecté en sortie du dipôle est supérieure à un courant critique. Un tel détecteur de courant permet ainsi l’activation du mode actif du dispositif de protection électrique, lors de la détection d’un arc électrique. Selon un mode de réalisation, le dispositif de protection électrique et/ou thermique peut comprendre en outre un module de gestion de formation d’arc, électriquement relié au bus barre et au dipôle. Selon un mode de réalisation, le dispositif de protection électrique et/ou thermique peut comprendre en outre un module de gestion de court-circuit et de surcharge, électriquement relié à un organe de connexion du connecteur, reliant le connecteur au dipôle, et les contacts électriques du connecteur. Le module de gestion de formation d’arc, empêche la formation d’arc lors de l’activation du dispositif de protection électrique et/ou thermique. Le module de gestion de formation de court-circuit limite en outre la formation de court-circuit lors de l’activation du dispositif de protection à un courant non nul dans le système électrique. L’invention porte également sur un avion comprenant un système électrique tel que décrit précédemment, dans lequel le dispositif de protection (235) électrique et/ou thermique est monté fixe par rapport au connecteur (110). 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 une partie du système électrique d’un aéronef, comprenant un connecteur pour connecter un pôle d’un accumulateur électrique sur un bus barre d’un système électrique embarqué d’un aéronef ; la représente un exemple de dispositif de protection électrique et/ou thermique d’un connecteur tel qu’illustré à la dans une première configuration ; la représente un exemple de dispositif de protection électrique et/ou thermique d’un connecteur tel qu’illustré à la dans une deuxième configuration ; la illustre un exemple de dispositif de protection électrique et/ou thermique d’un connecteur tel qu’illustré à la selon un deuxième mode de réalisation ; la illustre un exemple de dispositif de protection électrique et/ou thermique d’un connecteur tel qu’illustré à la selon un troisième mode de réalisation. Système électrique pour aéronef comprenant un bus barre (140) s’étendant longitudinalement selon un premier axe, et au moins un dipôle dont un pôle est relié au bus barre par le biais d’un connecteur, le connecteur (110) comprenant un premier contact électrique (120) et un deuxième contact électrique (125) respectivement agencés de part et d’autre du premier axe, caractérisé en ce que le système comprend en outre un dispositif de protection (235) électrique et/ou thermique comprenant un corps (235a), une première et deuxième lames isolantes thermiquement et/ou électriquement reliées au corps (235a) par le biais d’un système d’actionnement configuré pour translater les lames isolantes (230a, 230b) relativement au corps (235a), le système d’actionnement étant configuré pour mettre le dispositif de protection (235) électrique et/ou thermique dans une configuration active dans laquelle les première et deuxième lames isolantes sont en saillie du corps (235a) et respectivement disposées entre le premier contact électrique (120) et le bus barre (140), et le deuxième contacts électriques (125) et le bus barre (140), grâce à quoi le dipôle peut être électriquement et/ou thermiquement isolé du système électrique. Système électrique selon la revendication 1, dans lequel le système d’actionnement est configuré pour mettre le dispositif de protection (235) électrique et/ou thermique dans une configuration passive dans laquelle les première et deuxième lames isolantes sont partiellement rétractées dans un logement du corps (235a) de sorte que les premier (120) et deuxième (125) contacts électriques sont en contact avec le bus barre, de part et d’autre du premier axe. Système électrique selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le dispositif de protection (235) électrique et/ou thermique comprend en outre une unité de commande et au moins une sonde, l’unité de commande étant configurée pour actionner le système d’actionnement en fonction d’un signal de sortie de la sonde. Système électrique selon la revendication 3, dans lequel la sonde comprend un détecteur de température, l’unité de commande étant configurée pour actionner le système d’actionnement pour mettre le dispositif de protection (235) électrique et/ou thermique dans la configuration active lorsque le détecteur de température détecte une température du dipôle supérieure à une température critique prédéterminée. Système électrique selon la revendication 3 ou 4, dans lequel la sonde comprend un détecteur de courant, l’unité de commande étant configurée pour actionner le système d’actionnement pour mettre le dispositif de protection (235) électrique et/ou thermique dans la configuration active lorsque le détecteur de courant détecte un courant au niveau du connecteur supérieur à un courant critique prédéterminé. Système électrique selon les revendications 1 à 5, dans lequel le dispositif de protection (235) électrique et/ou thermique comprend en outre un module de gestion de formation d’arc (305), électriquement relié au bus barre (140) et au dipôle. Système électrique selon les revendications 1 à 6, dans lequel le dispositif de protection (235) électrique et/ou thermique comprend en outre un module de gestion de court-circuit et de surcharge (310), électriquement relié à un organe de connexion du connecteur, reliant le connecteur au dipôle, et les contacts électriques du connecteur. Avion comprenant un système électrique selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le dispositif de protection (235) électrique et/ou thermique est monté fixe par rapport au connecteur (110).