Brevet FR3157784A1 — publié le 20250627

L'invention concerne un équipement électrique (24) comportant : - un jeu de barres de connexion électrique (3, 4), - au moins un filtre (6) présentant au moins une ouverture (9) pour le passage du jeu de barres de connexion électrique, - un support (5), le filtre étant monté sur le support, caractérisé en ce que l’équipement électrique (24) comprend une chambre de refroidissement (13) apte à recevoir un fluide de refroidissement ménagé entre le support et le filtre. Fig. 2 équipement électrique pour véhicule à propulsion électrique Domaine technique de l’invention La présente invention concerne le domaine des équipements électriques, notamment haute tension, tels que des convertisseurs de puissance, notamment configurés pour être embarqués dans un engin de mobilité tel qu’un véhicule automobile hybride ou électrique. La présente invention concerne en particulier un dispositif électronique de puissance présentant un refroidissement amélioré. Arrière-plan technologique Il est connu de l’art antérieur des équipements électriques de puissance, en particulier les convertisseurs de puissance (chargeurs embarqués, convertisseurs DC/DC, onduleur) pour véhicule électrique comprenant plusieurs composants électriques tels que, entre autres, des cartes électroniques, des barres de connexion électrique (busbar en anglais), des modules de puissance transformateurs et des condensateurs. Ces composants électriques dans lesquels circulent des courants, en particulier à des niveaux de puissance élevés, génèrent des champs magnétiques émis qui peuvent perturber le fonctionnement d’autres équipements électriques. Par conséquent, des exigences de comptabilité électromagnétique (CEM) sont appliqués pour garantir que les autres équipements électriques sont capables de fonctionner malgré ces perturbations électromagnétiques. Ainsi, comme cela est connu, de tels composants électriques doivent présenter une bonne performance de compatibilité électromagnétique. Autrement dit, il faut s’assurer d’une part que le composant électrique est apte à fonctionner lui-même sans perturbations, dans son environnement électromagnétique, et d’autre part qu’il est apte également à fonctionner sans introduire de perturbations électromagnétiques susceptibles de nuire au bon fonctionnement de composants électriques tiers situés à proximité. Les barres de connexion électrique sont destinées à acheminer une énergie électrique depuis une interface, notamment une interface externe, de l’équipement électrique vers un composant interne de l’équipement électrique. Par exemple, un jeu de barres de connexion électrique connecte des bornes de l’équipement électrique avec une capacité du convertisseur de puissance. Le jeu de barres comprend généralement deux barres conductrices électriques, notamment métallique, maintenue par un corps en matériau isolant électrique, notamment plastique. Des filtres électriques peuvent être reçus sur la barre de connexion électrique pour permettre un filtrage du signal circulant dans les barres conductrices électriques. Lors du passage du courant dans la barre de connexion électrique, la chaleur dégagée par le conducteur électrique et/ou les composants de filtrage peut endommager les autres composants de l’équipement électrique, notamment la capacité, qui génère déjà de la chaleur par effet joule du fait de son propre fonctionnement. Il est donc recherché une solution de refroidissement permettant une dissipation thermique améliorée des filtres entourant le jeu de barres conductrices dans un équipement électrique de puissance tel qu’un convertisseur de puissance. A cet effet il est proposé, un équipement électrique comportant : - un jeu de barres de connexion électrique, - au moins un filtre présentant au moins une ouverture pour le passage du jeu de barres de connexion électrique, - un support, le filtre étant monté sur le support. L’équipement électrique est remarquable en ce qu’il comprend une chambre de refroidissement apte à recevoir un fluide de refroidissement ménagé entre le support et le filtre. La chambre de refroidissement permet de dissiper efficacement la chaleur résiduelle qui se produit dans le filtre au passage du jeu de barres de connexion électrique. Selon un aspect de l’invention, le fluide de refroidissement peut être un liquide, par exemple de l’eau ou de l’huile. Selon un aspect de l’invention, la chambre de refroidissement et le fluide qu’elle peut contenir sont en contact direct avec le filtre. En particulier, aucune couche intermédiaire n’est disposée entre le filtre et le fluide, Selon un aspect de l’invention, le filtre peut être un filtre en ferrite. Le filtrage permet de diminuer le champ électromagnétique CEM lié au courant circulant dans le jeu de barres de connexion électrique afin de protéger les composants de l’équipement électrique. Selon un aspect de l’invention, le jeu de barres de connexion électrique peut comprendre une première barre et une deuxième barre, notamment apte à fournir un courant continu. Le nombre de barres du jeu de barres de connexion électrique peut être supérieur à deux, notamment trois. Selon un aspect de l’invention, la chambre de refroidissement est formée dans par une première surface du filtre et par une deuxième surface du support. La chambre de refroidissement peut être formée par complémentarité de forme entre le filtre et le support. La chambre de refroidissement n’est pas formée par l’espace interne d’une pièce unique. Selon un aspect de l’invention, le support présente un renfoncement formant en partie la chambre de refroidissement. Le filtre peut s’enfoncer dans ce renfoncement ce qui améliorer les échanges thermiques. Le renfoncement peut présenter un fond, notamment plan. Le renfoncement peut présenter deux bords, notamment plans. Le fond peut être perpendiculaire à chacun des deux bords. Selon un aspect de l’invention, la chambre de refroidissement comprend une pluralité d’ailettes. Les ailettes peuvent définir entre elles des canaux. Les ailettes peuvent être rectilignes ou tortueuses. Les ailettes peuvent être solidaires du filtre. Les ailettes peuvent venir de matière avec le filtre. Cela favorise l’échange de calories. Les ailettes peuvent être situées dans le renfoncement. Il peut exister une distance non nulle entre le fond du renfoncement et les ailettes. Les ailettes peuvent s’étendre sur toute une longueur du filtre. Selon un aspect de l’invention, un joint est monté entre le filtre et le support. Ce joint permet de rendre étanche la chambre de refroidissement et d’éviter les échanges fluidiques entre ladite chambre et le reste de l’équipement électrique. Le joint peut être monté autour, notamment tout autour de la chambre de refroidissement. Le joint peut être monté dans une rainure du filtre ou du support. Selon un aspect de l’invention, le filtre comprend une première portion et une deuxième portion définissant entre elles l’au moins une ouverture pour le passage du jeu de barres de connexion. La chambre de refroidissement est ménagée entre la première portion uniquement et le support. Seule la première portion du filtre peut définir la chambre de refroidissement. Selon un aspect de l’invention, la première portion et la deuxième portion présente des branches extérieures. Selon un aspect de l’invention, la première portion et la deuxième portion présente une forme en U dans un plan qui les transverse. Le filtre peut définir une ouverture unique recevant l’ensemble du jeu de barres de connexion électrique. Selon un aspect de l’invention, la première portion et la deuxième portion présente une forme en E dans un plan qui les transverse. Le filtre peut définir deux ouvertures recevant chacune la première barre ou la deuxième barre du jeu de barres de connexion électrique. Selon un aspect de l’invention, la première portion et la deuxième portion sont fixées ensemble, par exemple par collage, par exemple, au niveau des branches extérieures. Selon un aspect de l’invention, le filtre est fixé sur le support. Le filtre est fixé au support par des moyens de fixation ménagés autour du canal de refroidissement. La première portion peut être fixée directement sur le support. Selon un aspect de l’invention, le filtre peut comprendre un couvercle, notamment en plastique. Le couvercle peut être fixé au support. Le couvercle peut être fixé à la première portion et/ou à la deuxième portion. En variante, le filtre comprend uniquement la première portion et la deuxième portion. Selon un aspect de l’invention, le filtre, notamment le couvercle du filtre, peut être fixé sur une pièce de fixation de l’équipement électrique, cette pièce de fixation étant solidaire mais distincte du support. Ainsi la fixation ne se fait pas directement sur le support mais le filtre est solidaire indirectement du support. Selon un aspect de l’invention, le support est formé par un boitier de l’équipement électrique. Le boitier peut être l’enveloppe extérieur de l’équipement électrique. En variante, le support peut être une plaque support. Cette plaque support peut être solidaire du boitier. Cette plaque support peut former également un blindage électromagnétique. Selon un aspect de l’invention, l’équipement électrique forme un convertisseur de puissance, notamment un onduleur. Le convertisseur de puissance comprend un étage de filtration comprenant le filtre. L’étage de filtration peut comprendre un condensateur de liaison de courant continu ( « DC link capacitor » en anglais) et une unité de puissance. L’unité de puissance peut comprendre une pluralité de transistors. L’invention à également pour objet un dispositif d'entraînement pour entrainer un véhicule, comprenant un équipement électrique et une machine électrique pouvant être alimentée par l’équipement électrique, lorsqu’il forme un convertisseur de puissance. Figures L'invention va maintenant être décrite en référence à différents modes de réalisation illustrés dans les dessins ci-joints. FIG. 1 montre schématiquement un exemple de réalisation d’un dispositif d'entraînement selon l'invention. FIG. 2 montre schématiquement, partiellement et en coupe selon un premier plan un exemple d’équipement électrique selon l’invention. FIG. 3 montre schématiquement, partiellement et en coupe selon un deuxième plan perpendiculaire au premier plan l’équipement électrique de la FIG. 2 . FIG. 4 montre schématiquement, partiellement et en perspective l’équipement électrique de la FIG. 2 . FIG. 5 montre schématiquement, partiellement et en coupe selon le premier plan un autre exemple d’équipement électrique selon l’invention. La FIG. 1 est un schéma de principe d'un exemple de réalisation d'un dispositif d'entraînement 23 pour entrainer un véhicule comprenant un équipement électrique 24 prenant ici la forme d’un convertisseur de puissance. Dans l’exemple considéré, l’équipement électrique 24 comporte un jeu de barres de connexion électrique conducteurs comprenant une première barre 3 et une deuxième barres 4 réalisant une liaison électriquement conductrice entre une batterie 25 et une unité de puissance (non représentée) de l’équipement électrique 23. Dans l’exemple considéré, l’équipement électrique 24 comporte un boitier 12 qui englobe l’unité de puissance et un étage de filtrage. Le boitier 12 est ici l’enveloppe extérieur de l’équipement électrique 24. Le dispositif d'entraînement 23 comprend en outre une machine électrique 26 pour entraîner un véhicule 27, qui est alimentée électriquement par l’équipement électrique 24, formant convertisseur de puissance. Dans l’exemple considéré, l’unité de puissance sert à convertir le courant continu fourni par la batterie 25 en un courant alternatif qui est fourni à la machine électrique 26. Si les moteurs électriques sont entraînés de manière à récupérer de l'énergie électrique, l'électronique de puissance sert à convertir le courant alternatif fourni par les moteurs électriques en un courant continu qui est fourni aux batteries. Dans l’exemple considéré, le boîtier comprenant un premier élément de boîtier et un second élément de boîtier. Compte tenu des exigences en matière de CEM, les éléments de boîtier sont généralement constitués d'un matériau conducteur d'électricité, en particulier d'un alliage métallique. Dans l’exemple considéré aux figures 2 à 4, il est décrit schématiquement et partiellement un exemple d’équipement électrique 24 pouvant appartenir au dispositif d’entrainement de la FIG. 1 . Dans l’exemple considéré, l’équipement électrique 24 comprend le jeu de barres de connexion électrique, comprenant en plus de la première barre 3 et de la deuxième barre 4, un support 5 et un filtre 6 monté sur le support. Le filtre 6 peut ici est un filtre en ferrite. Dans l’exemple considéré, le support peut est formé par le boitier 12. En variante, le support 5 peut être une plaque support solidaire et distincte du boitier 12. Dans l’exemple considéré, le filtre 6 comprend une première portion 7 et une deuxième portion 8 définissant entre elles une unique ouverture 9 pour le passage de la première barre 3 et de la deuxième barre 4. Chacune de la première portion 7 et de la deuxième portion 8 présentent des branches extérieures 10. La première portion 7 et la deuxième portion 8 présente une forme en U dans le plan de la figure. Dans l’exemple considéré, la première portion 7 et la deuxième portion 8 sont fixées ensembles, par exemple par collage, par exemple, au niveau des branches extérieures 10. Dans l’exemple considéré, L’équipement électrique 24 comprend également une chambre de refroidissement 13 apte à recevoir un fluide de refroidissement ménagé entre le support 5 et le filtre 6, plus précisément entre la première portion 7 uniquement et le support 5. La chambre de refroidissement 13 et le fluide qu’elle peut contenir sont en contact direct avec le filtre 6. En particulier, aucune couche intermédiaire n’est disposée entre le filtre et le fluide, Dans l’exemple considéré, le fluide de refroidissement peut être un liquide, par exemple de l’eau ou de l’huile. Dans l’exemple considéré, la chambre de refroidissement est formée dans par une première surface du filtre 6, la première surface appartenant à la première portion 7 et par une deuxième surface du support 6. La chambre de refroidissement 13 est formée par complémentarité de forme entre le filtre et le support. La chambre de refroidissement n’est pas formée par l’espace interne d’une pièce unique. Dans l’exemple considéré, le support 6 présente un renfoncement 14 formant en partie la chambre de refroidissement 13. Le filtre 6 s’enfonce dans ce renfoncement qui présente un fond 15 plan et deux bords 16 plans. Le fond 15 est perpendiculaire à chacun des deux bords 16. Dans l’exemple considéré, le chambre de refroidissement 13 comprend une pluralité d’ailettes 17 rectilignes définissant entre elles des canaux 18. Les ailettes sont ici solidaires du filtre 6, elles viennent de matière avec la première portion 7. Les ailettes sont situées dans le renfoncement et il existe une distance non nulle entre le fond 15 et les ailettes 17. Dans l’exemple considéré, les ailettes 17 peuvent s’étendre sur toute une longueur du filtre 6 comme est visible à la FIG. 3 . Dans l’exemple considéré, un joint 19 est monté entre le filtre 6 et le support 5. Le joint est monté tout autour, notamment tout autour de la chambre de refroidissement 13. Enfin, dans l’exemple considéré, le filtre est fixé sur le support par des moyens de fixation (non représenté) ménagés autour du canal de refroidissement. La première portion peut être fixée directement sur le support. Dans un autre exemple représenté à la FIG. 5 , le filtre comprendre 6 un couvercle 20 en plastique. Ce couvercle 20 est fixé au support 6. Le couvercle peut être fixé à la première portion 7 et/ou à la deuxième portion 8. Dans une variante non représentée, le filtre, notamment le couvercle du filtre, peut être fixé sur une pièce de fixation de l’équipement électrique. Cette pièce de fixation peut être solidaire mais distincte du support. Ainsi la fixation ne se fait pas directement sur le support mais le filtre est solidaire indirectement du support. Équipement électrique (24) comportant : - un jeu de barres de connexion électrique (3, 4), - au moins un filtre (6) présentant au moins une ouverture (9) pour le passage du jeu de barres de connexion électrique, - un support (5), le filtre étant monté sur le support, caractérisé en ce que l’équipement électrique (24) comprend une chambre de refroidissement (13) apte à recevoir un fluide de refroidissement ménagé entre le support et le filtre. Equipement électrique (24) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la chambre de refroidissement (13) est formée dans par une première surface du filtre (6) et par une deuxième surface du support (5). Equipement électrique (24) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (5) présente un renfoncement formant en partie la chambre de refroidissement (13). Equipement électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de refroidissement comprend une pluralité d’ailettes. Equipement électrique (24) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’un joint (19) est monté entre le filtre et le support. Equipement électrique (24) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filtre (6) comprend une première portion (7) et une deuxième portion (8) définissant entre elles l’au moins une ouverture (9) pour le passage du jeu de barres de connexion (3, 4). Equipement électrique (24) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le filtre (6) est fixé sur le support par des moyens de fixation ménagé autour du canal de refroidissement . Equipement électrique (24) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support est formé par un boitier (12) de l’équipement électrique (24). Equipement électrique (24) selon l’une quelconque des revendications précédentes, formant un convertisseur de puissance, notamment un onduleur, comprenant un étage de filtration comprenant le filtre (6) et une unité de puissance. Dispositif d'entraînement (23) pour entrainer un véhicule (27), comprenant un équipement électrique selon la revendication précédente et une machine électrique (26) pouvant être alimentée par l’équipement électrique.