Brevet FR3153965A1 — publié le 20250411

La présente invention vise un système électrique (2), comprenant : un carter (3) logeant un substrat (6) électrique ; un onduleur (8) logé dans le carter (3) et configuré pour recevoir une tension électrique continue d’une batterie et fournir une tension électrique alternative à une machine électrique ; module de contrôle (10) logé dans le carter (3) et configuré pour contrôler l’alimentation de la machine électrique par l’onduleur (8) ; le système (2) étant caractérisé en ce qu’il comprend un convertisseur de tension continu-continu (12) logé dans le carter (3), le convertisseur de tension continu-continu (12) étant configuré pour abaisser une tension électrique continue de la batterie pour alimenter un équipement électrique ainsi que le module de contrôle (10) ; l’onduleur (8), le module de contrôle (10) et le convertisseur de tension continu-continu (12) étant montés sur le substrat électrique (6). Figure de l’abrégé : Figure 3 Système électrique pour véhicule électrique ou hybride, comprenant un convertisseur de tension, un onduleur et une carte de contrôle sur un même substrat La présente invention concerne le domaine technique des véhicules électriques ou hybrides. Plus particulièrement, la présente invention concerne le domaine technique des moteurs-roues équipant un véhicule électrique ou hybride et des systèmes électriques permettant d’alimenter en énergie électrique de tels moteurs-roues. ETAT DE LA TECHNIQUE Il est connu de l’état de la technique un véhicule électrique ou hybride comprenant un assemblage électrique formé par une machine électrique tournante alimentée en énergie électrique par l’intermédiaire d’une batterie et un système électrique permettant d’adapter la tension électrique délivrée par la batterie pour l’utilisation de ladite machine électrique. La batterie de l’assemblage électrique peut également fournir de l’énergie électrique à au moins un autre équipement électrique du véhicule, avec une tension différente de la tension nécessaire au fonctionnement de la machine électrique tournante. Ainsi, il est connu de l’état de la technique un assemblage électrique comprenant notamment un onduleur configuré pour transformer une tension continue de la batterie en tension alternative pour alimenter la machine électrique, et comprenant un convertisseur de tension continu-continu configuré pour abaisser la tension continue de la batterie et alimenter ledit équipement, par exemple pour abaisser la tension de 48V à 12V. Il est par ailleurs connu de l’état de la technique véhicule électrique ou hybride dans lequel l’assemblage électrique est situé au niveau d’une roue dudit véhicule, logé dans un carter autour duquel est disposé la roue. Cette configuration est couramment désignée « moteur-roue » par l’homme du métier et présente l’avantage de réduire significativement le nombre de composant mécanique entre la machine électrique tournante et la roue entrainée par ladite machine électrique tournante. Cependant, un tel assemblage électrique doit naturellement présenter un encombrement minimal contraint par sa localisation dans la roue dudit véhicule. Ainsi, cette architecture dite « moteur-roue » n’est pas compatible avec des critères normatifs de sécurité, imposant d’isoler électriquement le circuit électrique de l’onduleur du circuit électrique du convertisseur tension continu-continu. En effet dans cette configuration, la connexion électrique reliant respectivement la batterie à l’onduleur et au convertisseur de tension continu-continu comprennent chacune des composants électriques distincts et/ou identiques, comme par exemple des modules capacitifs configurés pour lisser la tension délivrée par la batterie, conférant de fait à l’assemblage un encombrement important. Néanmoins, pour certaines applications, entrant dans le registre des « mobilités douces », il n’est pas nécessaire d’isoler électriquement le circuit électrique de l’onduleur du circuit électrique du convertisseur tension continu-continu, car les puissances mises en œuvre sont moindres. L’invention vise donc à résoudre tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique, notamment en proposant un assemblage électrique, comprenant au moins un onduleur et un convertisseur de tension continu, dont la compacité est adaptée à une architecture « moteur-roue » de véhicule. PRESENTATION DE L’INVENTION Plus précisément, l’invention a pour objet un système électrique, comprenant : un carter logeant un substrat électrique plan ; un onduleur logé dans le carter et configuré pour recevoir une tension électrique continue d’une batterie et fournir une tension électrique alternative à au moins une machine électrique tournante ; au moins un module de contrôle logé dans le carter et configuré pour contrôler l’alimentation de la machine électrique tournante par l’onduleur ; Le système est remarquable en ce qu’il comprend un convertisseur de tension continu-continu logé dans le carter, le convertisseur de tension continu-continu étant configuré pour abaisser une tension électrique continue de la batterie pour alimenter au moins un équipement électrique ainsi que le module de contrôle ; l’onduleur, le module de contrôle et le convertisseur de tension continu-continu étant montés sur le substrat électrique. Grâce à une telle combinaison de caractéristiques, les composants électroniques formant l’onduleur et les composants électriques formant le convertisseur de tension continu-continu sont montés sur un même substrat électrique, réduisant le nombre de pièces mécatroniques nécessaires et simplifiant l’assemblage. Aussi, l’encombrement global du système électrique est sensiblement réduit. Avantageusement, l’onduleur comprend un module capacitif relié électriquement au convertisseur de tension continu-continu par l’intermédiaire du substrat électrique. En outre, le système électrique comprend un bornier apte à être connecté à la batterie, permettant au module capacitif de délivrer une tension continue lissée aux composants actifs du convertisseur de tension continu-continu et aux composants actifs de l’onduleur. Dans une telle configuration, l’onduleur et le convertisseur de tension continu-continu sont montés en parallèle. En mutualisant ainsi le module capacitif, qui est par conséquent commun à l’onduleur et au convertisseur de tension continu-continu, l’assemblage du système électrique est davantage simplifié. Avantageusement, l’onduleur, le convertisseur de tension continu-continu et le module de contrôle sont sensiblement coplanaires et montés sur une même première face du substrat électrique plan. Dans une telle configuration, l’encombrement global du système est davantage réduit. Avantageusement, le carter délimite un logement parallélépipédique cylindrique annulaire, le substrat électrique plan présentant une section annulaire. Dans une telle configuration, le carter et le substrat peuvent être traversés par un essieu ou un arbre de transmission. Selon un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à un assemblage électrique embarqué, comprenant : un système électrique tel que décrit-ci-dessus ; une batterie configurée pour fournir une tension continue à l’onduleur et au convertisseur de tension continu-continu du système électrique ; une machine électrique tournante recevant une tension électrique alternative de l’onduleur du système électrique ; au moins un équipement électrique recevant une tension électrique continue du convertisseur de tension continu-continu. Avantageusement, la machine électrique comprend un stator solidaire d’un essieu et un rotor mobile en rotation par rapport au stator, le système électrique étant solidaire du stator. Avantageusement, le carter du système électrique délimite un logement parallélépipédique cylindrique annulaire, le substrat électrique plan présentant une section annulaire, l’essieu délimitant un diamètre intérieur du carter et le stator délimitant un diamètre extérieur du carter. Dans une telle configuration, l’assemblage électrique peut entrainer en rotation un élément mécanique solidaire d’un diamètre extérieur du rotor de la machine électrique. Selon un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à un véhicule électrique comprenant un assemblage électrique tel que décrit ci-dessus. Avantageusement, l’assemblage électrique est localisé au niveau d’une roue dudit véhicule. De préférence, la roue est solidaire d’un diamètre extérieur du rotor de la machine électrique de l’assemblage. PRESENTATION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels : La FIG. 1 est une représentation schématique en perspective isométrique d’un assemblage électrique selon un premier aspect de l’invention ; La FIG. 2 est une représentation schématique en vue de face de l’assemblage électrique de la FIG. 1 dans une position retirée d’un capot de l’assemblage ; La FIG. 3 est une représentation schématique en vue de face d’un système électrique selon un autre aspect de l’invention ; La FIG. 4 est une représentation schématique en vue arrière du système électrique de la FIG. 3 ; Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour permettre de mettre en œuvre l’invention ; bien que non limitatives, lesdites figures servent notamment à mieux définir l’invention le cas échéant. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION L’invention concerne un assemblage électrique 1 embarqué, comme illustré sur la FIG. 1 et sur la FIG. 2 . L’assemblage électrique 1 est configuré pour entraîner en rotation un élément mécanique duquel il est solidaire, par exemple une roue d’un véhicule électrique ou hybride (non-illustré). De préférence, l’assemblage électrique 1 est alors localisé au niveau d’une roue dudit véhicule, à l’intérieur de la roue. Cette configuration est couramment désignée « moteur-roue » par l’homme du métier. Pour entraîner en rotation la roue ou l’élément mécanique duquel il est solidaire, l’assemblage électrique 1 comprend une machine électrique 5 tournante. Par ailleurs, l’assemblage électrique 1 comprend au moins un autre équipement électrique, par exemple un phare du véhicule. Il est à noter que l’équipement électrique peut se situer à distance de la roue dudit véhicule et du reste de l’assemblage électrique 1. Plus particulièrement, la machine électrique tournante comprend un stator 7 solidaire d’un essieu 11 et un rotor 9 mobile en rotation par rapport au stator 7 et par rapport à l’essieu 11, par exemple par l’intermédiaire d’un roulement à billes. Ici, la roue est solidaire d’un diamètre extérieur du rotor 9. Avantageusement, au moins un couvercle est intercalé entre le rotor 9 et ladite roue. Pour fournir de l’énergie à la machine électrique 5 ainsi qu’à l’équipement électrique, l’assemblage électrique comprend au moins une batterie (non-illustrée). La batterie est configurée pour délivrer à ses bornes une tension continue, par exemple une tension continue de 48V. Cette tension ne pouvant être utilisée telle quelle par la machine électrique 5 et l’équipement électrique, la batterie 3 est reliée à un système électrique 2 fournissant une tension électrique alternative à la machine électrique tournante 5 et une tension électrique continue inférieure à l’équipement électrique. La suite de la description s’attache à décrire le système électrique 2. Le système électrique 2 comprend un carter 3 logeant un substrat 6 électrique plan. Sur la FIG. 1 , le carter 3 est par exemple réalisé en deux parties assemblables.. Le corps du stator 7 formant le carter 3 délimite ici un logement globalement parallélépipédique cylindrique annulaire. Le substrat 6 est avantageusement fixé à un dissipateur thermique, également logé dans le carter 3 et solidaire de l’essieu 11. Le substrat 6 électrique est notamment un substrat électrique dit FR4, présentant ici une section annulaire, et permettant de relier électriquement des composants électroniques montés sur ses faces, par les couches internes le constituant. Grâce à sa section annulaire, le substrat peut être traversé par l’essieu 11. Pour fournir à la machine électrique 5 une tension alternative à partir de la tension continue reçue de la batterie, le système électrique 2 comprend des composants électroniques montés sur le substrat 6 pour former un onduleur 8 logé dans le carter 3. Pour contrôler l’alimentation de la machine électrique 5 par l’onduleur 8, le système électrique 2 comprend au moins un module de contrôle 10, logé dans le carter 3 et monté sur le substrat 6. Le module de contrôle 10 peut notamment comprendre une commande grille, un microcontrôleur et/ou un ordinateur embarqué. Pour fournir à l’équipement électrique une tension continue inférieure à la tension reçue de la batterie, le système électrique 2 comprend des composants électriques montés sur le substrat 6 pour former un convertisseur de tension continu-continu 12, désigné couramment « Buck ». Par ailleurs, le convertisseur de tension continu-continu 12 est également configuré pour alimenter le module de contrôle 10. Le convertisseur de tension continu-continu 12 est par exemple configuré pour abaisser la tension reçue de la batterie initialement à 48V à une tension de 12V. Grâce à une telle combinaison de caractéristiques, les composants électroniques formant l’onduleur 8 et les composants électriques formant le convertisseur de tension continu-continu 12 sont montés sur un même substrat 6, réduisant le nombre de pièces mécatroniques nécessaires et simplifiant l’assemblage. Aussi, l’encombrement global du système électrique est sensiblement réduit. Il en résulte que des pistes électriques présentant des tensions différentes s’étendent sur un même substrat. Pour lisser et filtrer la tension délivrée par la batterie à l’onduleur 8, l’onduleur 8 comprend avantageusement un module capacitif. Le module capacitif comprend au moins un condensateur de liaison 14. Le module capacitif est relié électriquement au convertisseur de tension continu-continu par l’intermédiaire du substrat 6. De préférence, le système électrique 2 comprend un bornier 16 apte à être connecté à la batterie et permettant au module capacitif de délivrer une tension continue lissée aux composants actifs du convertisseur de tension continu-continu 12 et aux composants actifs de l’onduleur 8. Dans une telle configuration, l’onduleur 8 et le convertisseur de tension continu-continu 12 sont montés en parallèle. En mutualisant ainsi le module capacitif, l’assemblage du système électrique est davantage simplifié, réduisant le nombre de condensateurs nécessaires pour lisser la tension. Dans le mode de réalisation illustré, le bornier 16 traverse le substrat 6 du fait de sa section annulaire. Cette configuration peut varier, notamment en fonction de la localisation de la batterie de l’assemblage électrique 1, d’un côté ou de l’autre côté du substrat 6. Dans le mode de réalisation illustré, en particulier sur la FIG. 3 , les composants de l’onduleur 8, du convertisseur de tension continu-continu 12 et du module de contrôle 10 sont sensiblement coplanaires, et montés sur une même première face du substrat 6. Le plan dans lequel s’étendent les composants est de préférence un plan parallèle à un plan dans lequel s’étend le substrat 6. Dans une telle configuration, l’encombrement global du système, et notamment l’encombrement suivant l’axe de rotation de la machine électrique tournante 5, est réduit. Comme illustré sur la FIG. 4 , le système électrique comprend avantageusement une interface de phase 18. L’interface 18 est montée sur la première face du substrat 6 et à travers le substrat 6, vers une deuxième face du substrat 6. . L’interface de phase 18 est configurée pour relier électriquement l’onduleur 8 à la machine électrique 5. Dans le mode de réalisation décrit, les condensateurs de liaison 14 sont montés sur la deuxième face du substrat 6 et traversent ledit substrat 6 de la deuxième face vers la première face. De préférence, l’interface 18 et les condensateurs de liaison 14 sont coplanaires. De fait, L’encombrement global du système, et notamment l’encombrement suivant l’axe de rotation de la machine électrique tournante 5, est réduit. On notera par ailleurs que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrit précédemment. Il apparaîtra en effet à l’homme du métier que diverses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit ci-dessus, à la lumière de l’enseignement qui vient de lui être divulgué. Dans la présentation détaillée de l’invention qui est faite précédemment, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant l’invention au mode de réalisation exposé dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents dont la prévision est à la portée de l'homme du métier en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Système électrique (2), comprenant : un carter (3) logeant un substrat (6) électrique plan ; un onduleur (8) logé dans le carter (3) et configuré pour recevoir une tension électrique continue d’une batterie et fournir une tension électrique alternative à au moins une machine électrique (5) tournante ; au moins un module de contrôle (10) logé dans le carter (3) et configuré pour contrôler l’alimentation de la machine électrique (5) tournante par l’onduleur (8) ; le système électrique (2) étant caractérisé en ce qu’il comprend un convertisseur de tension continu-continu (12) logé dans le carter (3), le convertisseur de tension continu-continu (12) étant configuré pour abaisser une tension électrique continue de la batterie pour alimenter au moins un équipement électrique ainsi que le module de contrôle (10) ; l’onduleur (8), le module de contrôle (10) et le convertisseur de tension continu-continu (12) étant montés sur le substrat électrique (6). Système électrique (2) selon la revendication 1, dans lequel l’onduleur (8) comprend un module capacitif relié électriquement au convertisseur de tension continu-continu (12) par l’intermédiaire du substrat électrique (6). Système électrique (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’onduleur (8), le convertisseur de tension continu-continu (12) et le module de contrôle (10) sont sensiblement coplanaires et montés sur une même première face du substrat (6) électrique plan. Système électrique (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le carter (3) délimite un logement parallélépipédique cylindrique annulaire, le substrat (6) électrique plan présentant une section annulaire. Assemblage électrique (1) embarqué, comprenant : un système électrique (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 ; une batterie configurée pour fournir une tension continue à l’onduleur (8) et au convertisseur de tension continu-continu (12) du système électrique (2) ; une machine électrique (5) tournante recevant une tension électrique alternative de l’onduleur (8) du système électrique ; au moins un équipement électrique recevant une tension électrique continue du convertisseur de tension continu-continu (12). Assemblage électrique (1) embarqué selon la revendication 5, dans lequel la machine électrique (5) comprend un stator (7) solidaire d’un essieu (11) et un rotor (9) mobile en rotation par rapport au stator (7), le système électrique (1) étant solidaire du stator (7). Assemblage électrique (1) embarqué selon la revendication 6, dans lequel le carter (3) du système électrique (1) délimite un logement parallélépipédique cylindrique annulaire, le substrat (6) électrique plan présentant une section annulaire, l’essieu (11) délimitant un diamètre intérieur du carter (3) et le stator (7) délimitant un diamètre extérieur du carter (3). Véhicule électrique comprenant un assemblage électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7. Véhicule électrique selon la revendication 8, dans lequel l’assemblage électrique (1) est localisé au niveau d’une roue dudit véhicule.