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WO2018046867A1 - Dispositif electrique, notamment destine a etre integre dans un convertisseur de tension pour vehicule automobile - Google Patents

Dispositif electrique, notamment destine a etre integre dans un convertisseur de tension pour vehicule automobile Download PDF

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WO2018046867A1
WO2018046867A1 PCT/FR2017/052392 FR2017052392W WO2018046867A1 WO 2018046867 A1 WO2018046867 A1 WO 2018046867A1 FR 2017052392 W FR2017052392 W FR 2017052392W WO 2018046867 A1 WO2018046867 A1 WO 2018046867A1
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WO
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electronic
unit
support
electrically conductive
electrical device
Prior art date
Application number
PCT/FR2017/052392
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English (en)
Inventor
Manuel FALGUIER
Michael SANCHES
Original Assignee
Valeo Systemes De Controle Moteur
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Valeo Systemes De Controle Moteur filed Critical Valeo Systemes De Controle Moteur
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    • H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0215—Grounding of printed circuits by connection to external grounding means

Definitions

  • the subject of the invention is an electrical device, in particular intended to be integrated in a voltage converter for a motor vehicle, as well as a method of assembling such an electrical device.
  • the invention also relates to a voltage converter comprising such an electrical device and an electrical equipment comprising an electric machine and such a voltage converter.
  • an electric motor particularly for a motor vehicle, comprises an inverter comprising electronic power modules arranged on a chassis and controlled by an electronic control card.
  • the electronic power modules of the electric motor are powered by a power interface requiring two terminals.
  • the power mass of the power interface is connected by an electric cable to the inverter, which results in the generation of electromagnetic disturbances.
  • the chassis is electrically connected to the control electronics board to make a common mode filter between the chassis ground and the two terminals of the power interface.
  • connection blade between a frame and an electronic control card.
  • one end of the connection blade is screwed to a part having a potential to chassis ground, and the other end of the connection blade cooperates with a metallized port of the electronic control board.
  • This second end is intended to be welded, in particular by wave soldering, on the electronic control board.
  • this technical solution is expensive and bulky because it requires the use of specific parts, for example a connecting blade and a screw having an exclusion zone around its axis for the passage of specific tools, and the use of wave soldering on the electronic control board.
  • the present invention aims to remedy these drawbacks by proposing an electrical device that does not require the addition of additional parts in order to electrically connect the potential of the chassis ground to the common mode filter.
  • the subject of the invention is an electrical device, in particular intended to be integrated in a voltage converter for a motor vehicle, comprising: a support, the support being made of electrically conductive material and being electrically connected to an electrical reference potential ,
  • an electronic unit disposed on the support, the electronic unit comprising at least one electrically conductive track, wherein the electronic unit is fixed to the support by interlocking an electrically conductive material so that the bouterollage electrically connects the electrically conductive track of the electronic unit to the support.
  • the electrical device according to the invention makes it possible to reduce the cost of the electrical connection between the reference electric potential and the electronic unit, in particular while facilitating the mounting of the electronic unit within the voltage converter.
  • such an electrical device allows a reduction in the number of parts in the device for electrically connecting the reference electrical potential and the electronic unit.
  • the electrical device according to the invention may also comprise one or more of the following characteristics, considered individually or according to all the possible combinations:
  • the support comprising at least one positioning member
  • the electronic unit comprising a positioning orifice complementary to the positioning member of the support, and wherein the electronic unit is fixed to the support at least by pegging the positioning member support in the complementary positioning hole of the electronic unit;
  • the electronic unit is an electronic control unit configured to control an electronic power unit, the electronic control unit being fixed to the support by interlocking an electrically conductive material so that the grounding electrically connects the electrically conductive track of the electronic control unit to the support; and or
  • each positioning orifice of the electronic control unit comprises a connection pad made of electrically conductive material, the connection pad being in contact with the complementary positioning member of the support, the connection pad being electrically connected to the conducting track electrically from the electronic control unit; and / or the electrical device also comprises an electronic power unit, the support supporting the electronic power unit, the electronic control unit being electrically connected to the electronic power unit, and in which the support, the unit the power electronics and the electronic control unit each extend in substantially parallel planes and are superimposed on each other in that order; and or
  • the electronic unit is an electronic power unit, the electronic power unit being fixed to the support by pegging an electrically conductive material so that the grounding electrically connects the track electrically conductive from the power electronics unit to the support; and or
  • the electrical device also comprises an electronic control unit configured to control the electronic power unit, the electrically conductive track of the electronic power unit electrically connecting the electronic power unit to the electronic control unit, and in which the support, the electronic power unit and the electronic control unit each extend in substantially parallel planes and are superimposed on each other in this order; and or
  • the electronic power unit is disposed at the bottom of a cavity of the support, and / or
  • the electrically conductive track of the electronic unit is electrically connected to an electronic circuit of the electronic control unit, in particular an electronic filter; and or
  • the electronic circuit of the electronic control unit is a common mode filter
  • the electrically conductive track of the electronic unit is electrically connected to a temperature sensor
  • the support of the electronic power unit is a heat sink, and / or the electronic power unit comprises at least one electronic power module, and / or the electronic control unit is an electronic control board.
  • the invention also relates to a voltage converter for controlling an electrical energy exchanged between an electric machine and a power supply source comprising an electrical device according to the invention.
  • the invention also relates to an electrical equipment comprising an electric machine and a voltage converter according to the invention, wherein the voltage converter is mounted on the electric machine.
  • the invention also relates to a method of assembling an electrical device according to the invention, comprising at least the following steps: a step of providing a support and an electronic unit, the support being made of material electrically conductive and being electrically connected to a reference potential, the electronic unit being disposed on the support and comprising at least one electrically conductive track,
  • a step of pegging during which the electronic unit is fixed on the support by interlocking an electrically conductive material so that the pegging electrically connects the electrically conductive track of the electronic unit to the support.
  • FIGS. 1 and 2 show schematic views in section of FIG. an electrical device according to embodiments of the invention
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view of an electronic unit and a support of an electrical device according to the invention before pegging;
  • FIG. 4 is an enlarged sectional view of an electric device according to one embodiment; of the invention,
  • FIG. 5 represents an exploded view of the elements of a voltage converter comprising an electrical device according to one embodiment of the invention, before pegging, and
  • FIGS 6a and 6b show flowcharts of the assembly methods of an electrical device according to embodiments of the invention.
  • the invention relates to an electrical device that can be intended to be integrated in a voltage converter for a motor vehicle.
  • the electrical device comprises a support and an electronic unit.
  • the electronic unit may be, for example, an electronic power unit such as an electronic power module or an electronic control unit such as an electronic control board.
  • the electronic unit comprises at least one electrically conductive track.
  • the electronic unit can be arranged on the support.
  • the support may be a heat sink configured to dissipate the heat generated by the electronic unit when the electronic unit is disposed on the support.
  • the support 10 may comprise a cavity at the bottom of which the electronic unit is supported.
  • the electronic unit may be supported on the support, for example on a wall of the support extending from the bottom of the cavity and around said support cavity.
  • the support is made of electrically conductive material, for example aluminum.
  • the support is electrically connected to an electrical reference potential, in particular referred to as ground potential of the chassis.
  • the electronic unit is fixed to the support by interlocking an electrically conductive material, for example aluminum, so that the cutter electrically connects the electrically conductive track of the electronic unit to the support.
  • an electrically conductive material for example aluminum
  • the support may comprise one or a plurality of positioning members.
  • a support positioning member may extend from the bottom of the support cavity in a direction transverse to said bottom.
  • a positioning member is made of the same electrically conductive material as the support, so that a positioning member is an electrical conductor.
  • the electronic unit may comprise one or a plurality of positioning orifices complementary to the positioning members of the support.
  • the electronic unit can be fixed to the support at least by pegging the positioning members of the support in the complementary positioning holes of the electronic unit.
  • such a fixing of the electronic unit to the support allows a mechanical strength of the electronic unit on the support, while allowing to connect the electronic unit to the reference electric potential of the support.
  • the positioning members of the support are made of aluminum, so that the bouterollage of the electronic unit on the support is an aluminum bouterollage.
  • FIG. 1 shows a support 10 and an electronic unit 20 before the electronic unit is jammed on the support.
  • the support 10 comprises a positioning member 12 and the electronic unit 20 comprises a positioning orifice 22 complementary to the positioning member 12 of the support 10.
  • the positioning member 12 of the support 10 and the orifice of positioning 22 of the electronic unit 20 cooperate with each other so as to position the electronic unit 20 on the support 10.
  • FIG. 2 represents a part of an electrical device 30 according to the invention comprising a support 10 and an electronic unit 20 after jamming of the electronic unit on the support.
  • a positioning member 12 of the support is riveted in a positioning orifice 22 of the electronic unit 20.
  • FIG. 3 illustrates a first embodiment of an electrical device 30 according to the invention.
  • the electronic unit is an electronic control unit 40, for example an electronic control card.
  • the electronic control unit 40 is fixed to the support 10 by basting an electrically conductive material.
  • the pegging of the electronic control unit 40 on the support 10 electrically connects the electrically conductive track of the electronic control unit 40 to the support 10.
  • the electronic control unit 40 may comprise a connection pad 44 made of electrically conductive material, for example copper, disposed at each positioning orifice 42 of the electronic control unit 40.
  • a positioning orifice 42 may have a substantially circular section, and comprise a connection pad 44 of substantially complementary shape to the shape of the positioning orifice 42.
  • the electronic control unit 40 may be substantially flat in shape and comprise two faces.
  • a patch pad 44 preferably extends on each face of the electronic control unit 40 and in the positioning port 42. Specifically, a patch pad 44 is present at each end of a positioning port 42 In other words, a patch pad 44 is present on each face of the electronic control unit 40, as well as on the walls of the electronic control unit 40 defining the positioning orifice 42.
  • connection pad on both sides and in the positioning hole of the electronic control unit makes it possible to reinforce the electronic control unit when the electronic control unit is jammed on the support.
  • each connection pad 44 may be in contact with a complementary positioning member 12 which is riveted to the support 10.
  • Each patch pad 44 may be electrically connected to the electrically conductive track of the electronic control unit 40.
  • the electrical device 30 may also comprise an electronic power unit 50, for example one or more electronic power modules.
  • the electronic control unit 40 is configured to control the electronic power unit.
  • the electronic power unit 50 can be supported by the bottom of the cavity 14 of the support 10.
  • the electronic power unit 50 is fixed to the support 10, in particular by gluing and / or screwing.
  • the electronic control unit 40 and the electronic power unit 50 are electrically connected, in particular via electrical connection elements 60 as represented in FIG. 3.
  • FIG. 4 illustrates a second embodiment of an electrical device 30 according to the invention, in which the electronic unit is an electronic power unit 50, for example one or more electronic power modules.
  • the support 10, and more precisely the bottom of the cavity 14 of the support 10 is configured to support the power electronic unit 50.
  • the cavity 14 of the support 10 may comprise a protrusion 16 extending from the bottom of the cavity 14, in a direction substantially perpendicular to said bottom.
  • the electronic power unit 50 can be supported by the protrusion 16 of the support 10.
  • the electronic power unit 50 can be fixed to the support 10 by interlocking an electrically conductive material. More specifically, the pegging of the positioning members 12 of the support 10 in the complementary positioning holes 52 of the power electronics unit 50 electrically connects the electrically conductive track 54 of the power electronics unit 50 to the support 10.
  • the electrical device 30 may also comprise an electronic control unit 40, for example an electronic control board, configured to control the electronic power unit 50.
  • an electronic control unit 40 for example an electronic control board, configured to control the electronic power unit 50.
  • the electrically conductive track 54 of the electronic power unit 50 can electrically connect the electronic power unit 50 to the electronic control unit 40.
  • the support 10, the electronic power unit 50 and the electronic control unit 40 each extend in substantially parallel planes and are superimposed on each other in this manner. order.
  • the electronic control unit 40 may comprise an electronic circuit, for example an electronic filter.
  • the electronic circuit of the electronic control unit 40 may be a common mode filter.
  • the electronic filter may comprise for example one or a plurality of inductors and / or one or a plurality of capacitors.
  • the electrically conductive track of the electronic unit can be electrically connected to the electronic circuit of the electronic control unit 40. More specifically, in the first embodiment, the electrically conductive track of the electronic control unit 40 is electrically connected to the electronic circuit of the electronic control unit 40.
  • the electrically conductive track 54 of the electronic power unit 50 is electrically connected to the electronic circuit of the electronic control unit 40.
  • the electrical device according to the invention may also comprise one or a plurality of capacitors configured to stabilize a voltage received by the electrical device and to reduce the electromagnetic disturbances generated by the electronic units.
  • the capacitors of the electrical device are electrically connected to the electronic control unit and to the electronic power unit, and can be supported by the support, for example in specific receiving areas of the support.
  • the temperature of the capacitors of the electrical device in operation can reach a hundred degrees, for example 150 ° C.
  • the electrically conductive track of the electronic unit can be electrically connected to a temperature sensor.
  • the electrically conductive track of the electronic control unit 40 is electrically connected to a temperature sensor.
  • a temperature sensor disposed near a connection pad of the electronic control unit makes it possible to measure the temperature of the support and consequently to calculate a temperature of the capacitors of the electrical device.
  • the electrically conductive track 54 of the power electronics unit 50 is electrically connected to a temperature sensor.
  • FIG. 1 An exploded view of the elements of an electrical device before rocketing are shown in FIG. 1
  • the electrical device comprises a support 10, an electronic power unit 50, an electronic control unit 40 and an electrical connection bar 70.
  • the electronic power unit 50 comprises three electronic power modules in FIG.
  • the electronic power unit 50 comprises positioning holes 52, six in number in FIG. 5, and the support comprises positioning members 12, six positioning members 12 are shown in FIG. 5.
  • the electronic unit of FIG. Power 50 is intended to be pegged to the support 10 by interlocking an electrically conductive material.
  • the electrical connection bar 70 may be arranged between the electronic power unit 50 and the electronic control unit 40.
  • the electrical connection bar 70 is configured to electrically connect the electronic power unit 50 and the electronic control unit. control 40.
  • the electrical connection bar 70 may comprise positioning members 72, shown in FIG. 5.
  • the positioning members 72 are preferably made of electrically insulating material, for example of plastic material. More specifically, the electrical connection bar 70 may be of substantially flat shape and include positioning members 72 extending from the plane of the electrical connection bar 70 in a direction transverse to said plane, in particular in the direction of an electronic unit .
  • the electronic control unit 40 may comprise positioning orifices 42, of which there are seven in FIG. 5.
  • the positioning orifices 42 of the electronic control unit 40 are intended to be riveted to the positioning members 72 of the bar. electrical connection 70 by interlocking an electrically insulating material.
  • the invention also relates to a voltage converter comprising an electrical device as described above.
  • a voltage converter comprising an electrical device as described above.
  • An example of a voltage converter is illustrated in FIG.
  • the voltage converter is for controlling electrical energy exchanged between an electric machine and a power source.
  • the voltage converter can be mounted on the electric machine.
  • Electrical equipment may comprise the electrical machine and the voltage converter according to the invention.
  • the invention also relates to a method of assembling an electrical device according to the invention.
  • the assembly method comprises a provisioning step, wherein a medium and an electronic unit as previously described are provided.
  • the assembly method may comprise a supply step, in particular denoted S 10 in FIGS. 6a and 6b, of a support, an electronic control unit and an electronic power unit.
  • the assembly method may comprise, following the supply step, an assembly step, denoted S20 in FIGS. 6a and 6b, in which the electronic power unit is disposed on the support.
  • the electronic power unit is disposed at the bottom of a cavity of the support.
  • the assembly method also comprises a step of pegging, during which the electronic unit is fixed on the support by pegging.
  • Figure 6a shows a method of assembling an electrical device according to the first embodiment.
  • the assembly method may comprise, after the supply step S 10 and the assembly step S20, an assembly step S30 in which the electronic control unit is disposed on the support.
  • the assembly method can also comprise a connection step S40, in which the electronic power unit and the electronic control unit are electrically connected.
  • the assembly method may comprise, following the connection step S40, a step of peeling S50 of the electronic control unit on the support.
  • Figure 6b shows a method of assembling an electrical device according to the second embodiment.
  • the assembly method may comprise, following the supply step S 10 and the assembly step S20, a step of pegging S60 of the electronic power unit on the support.
  • the assembly method may also comprise, following the step of peeling S60 and prior to the connection step S40, an assembly step S30 in which the electronic control unit is disposed on the support.
  • the assembly method may comprise the connection step S40, wherein the electronic power unit and the electronic control unit are electrically connected.
  • the assembly method may comprise a stub step S70, wherein the electronic control unit is pegged on the electrical connection bar by a plastic peg.
  • the electrical device according to the invention has been described in the context of a voltage converter which manages an energy exchange between an electrical machine on board a motor vehicle and an electrical network of said motor vehicle.
  • the invention is not limited to the embodiments described and illustrated, which have been given only as examples. On the contrary, other applications of the electrical device according to the invention are also possible without departing from the scope of the invention.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif électrique (30), notamment destiné à être intégré dans un convertisseur de tension pour véhicule automobile, comprenant : - un support (10), le support étant en matériau conducteur électriquement et étant connecté électriquement à un potentiel électrique de référence, - une unité électronique (20) disposée sur le support (10), l'unité électronique (20) comprenant au moins une piste conductrice électriquement, dans lequel l'unité électronique (20) est fixée au support (10) par bouterollage d'un matériau conducteur électriquement de sorte que le bouterollage connecte électriquement la piste conductrice électriquement de l'unité électronique (20) au support (10).

Description

Dispositif électrique, notamment destiné à être intégré dans un convertisseur de tension pour véhicule automobile
L'invention a pour objet un dispositif électrique, notamment destiné à être intégré dans un convertisseur de tension pour véhicule automobile, ainsi qu'un procédé d'assemblage d'un tel dispositif électrique.
L'invention concerne également un convertisseur de tension comprenant un tel dispositif électrique et un équipement électrique comprenant une machine électrique et un tel convertisseur de tension.
En général, un moteur électrique, notamment pour véhicule automobile, comprend un onduleur comprenant des modules électroniques de puissance disposés sur un châssis et contrôlés par une carte électronique de contrôle.
Les modules électroniques de puissance du moteur électrique sont alimentés par une interface de puissance nécessitant deux bornes. Cependant, dans un tel moteur électrique, la masse de puissance de l'interface de puissance est reliée par un câble électrique à l'onduleur, ce qui a pour conséquence la génération de perturbations électromagnétiques .
Afin de réduire, voire supprimer, ces perturbations électromagnétiques, il est nécessaire d'avoir un filtre de mode commun au niveau de la carte électronique de contrôle. Pour réaliser ce filtre de mode commun, le châssis est connecté électriquement à la carte électronique de contrôle afin de faire un filtre de mode commun entre la masse du châssis et les deux bornes de l'interface de puissance.
Il est connu un dispositif présentant l'intégration d'une tresse de masse entre un châssis et une carte électronique de contrôle. Plus précisément, une tresse métallique est vissée à l'une de ses extrémités au châssis et à l'autre extrémité à la carte électronique de contrôle. Cependant, cette solution technique est coûteuse car elle nécessite l'utilisation de pièces spécifiques, par exemple d'une tresse métallique, d'une vis et d'un composant spécifique intégré sur la carte électronique de contrôle destiné à accueillir la vis de la tresse métallique. En particulier, ce composant spécifique de la carte électronique de contrôle est coûteux et difficile à manufacturer.
Il est également connu un dispositif présentant l'intégration d'une lame de connexion entre un châssis et une carte électronique de contrôle. Plus précisément, une extrémité de la lame de connexion est vissée sur une pièce présentant un potentiel à la masse du châssis, et l'autre extrémité de la lame de connexion coopère avec un orifice métallisé de la carte électronique de contrôle. Cette deuxième extrémité est destinée à être soudée, notamment par soudure par vague, sur la carte électronique de contrôle. Néanmoins, cette solution technique est coûteuse et volumineuse car elle nécessite l'utilisation de pièces spécifiques, par exemple d'une lame de connexion et d'une vis présentant une zone d'exclusion autour de son axe pour le passage d'outils spécifiques, et l'utilisation de la soudure par vague sur la carte électronique de contrôle.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif électrique ne nécessitant pas l'ajout de pièces supplémentaires afin de connecter électriquement le potentiel de la masse du châssis au filtre de mode commun.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif électrique, notamment destiné à être intégré dans un convertisseur de tension pour véhicule automobile, comprenant : un support, le support étant en matériau conducteur électriquement et étant connecté électriquement à un potentiel électrique de référence,
une unité électronique disposée sur le support, l'unité électronique comprenant au moins une piste conductrice électriquement, dans lequel l'unité électronique est fixée au support par bouterollage d'un matériau conducteur électriquement de sorte que le bouterollage connecte électriquement la piste conductrice électriquement de l'unité électronique au support.
Avantageusement, le dispositif électrique selon l'invention permet une diminution du coût de la connexion électrique entre le potentiel électrique de référence et l'unité électronique, notamment tout en facilitant le montage de l'unité électronique au sein du convertisseur de tension. En outre, un tel dispositif électrique permet une réduction du nombre de pièces dans le dispositif permettant de connecter électriquement le potentiel électrique de référence et l'unité électronique.
Le dispositif électrique selon l'invention peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons possibles :
le support comprenant au moins un organe de positionnement, l'unité électronique comprenant un orifice de positionnement complémentaire de l'organe de positionnement du support, et dans lequel l'unité électronique est fixée au support au moins par bouterollage de l'organe de positionnement du support dans l'orifice de positionnement complémentaire de l'unité électronique ; et/ou
l'unité électronique est une unité électronique de contrôle configurée pour contrôler une unité électronique de puissance, l'unité électronique de contrôle étant fixée au support par bouterollage d'un matériau conducteur électriquement de sorte que le bouterollage connecte électriquement la piste conductrice électriquement de l'unité électronique de contrôle au support ; et/ou
chaque orifice de positionnement de l'unité électronique de contrôle comprend une pastille de connexion en matériau conducteur électriquement, la pastille de connexion étant en contact avec l'organe de positionnement complémentaire bouterollé du support, la pastille de connexion étant connectée électriquement à la piste conductrice électriquement de l'unité électronique de contrôle ; et/ou le dispositif électrique comprend également une unité électronique de puissance, le support supportant l'unité électronique de puissance, l'unité électronique de contrôle étant connectée électriquement à l'unité électronique de puissance, et dans lequel le support, l'unité électronique de puissance et l'unité électronique de contrôle s'étendent chacun suivant des plans sensiblement parallèles et sont superposés les uns sur les autres dans cet ordre ; et/ou
- l'unité électronique est une unité électronique de puissance, l'unité électronique de puissance étant fixée au support par bouterollage d'un matériau conducteur électriquement de sorte que le bouterollage connecte électriquement la piste conductrice électriquement de l'unité électronique de puissance au support ; et/ou
le dispositif électrique comprend également une unité électronique de contrôle configurée pour contrôler l'unité électronique de puissance, la piste conductrice électriquement de l'unité électronique de puissance connectant électriquement l'unité électronique de puissance à l'unité électronique de contrôle, et dans lequel le support, l'unité électronique de puissance et l'unité électronique de contrôle s'étendent chacun suivant des plans sensiblement parallèles et sont superposés les uns sur les autres dans cet ordre ; et/ou
l'unité électronique de puissance est disposée au fond d'une cavité du support, et/ou
la piste conductrice électriquement de l'unité électronique est connectée électriquement à un circuit électronique de l'unité électronique de contrôle, notamment un filtre électronique ; et/ou
le circuit électronique de l'unité électronique de contrôle est un filtre de mode commun ; et/ou
la piste conductrice électriquement de l'unité électronique est connectée électriquement à un capteur de température ; et/ou
le support de l'unité électronique de puissance est un dissipateur thermique, et/ou l'unité électronique de puissance comprend au moins un module électronique de puissance, et/ou l'unité électronique de contrôle est une carte électronique de contrôle.
L'invention se rapporte également à un convertisseur de tension destiné à contrôler une énergie électrique échangée entre une machine électrique et une source d'alimentation électrique comprenant un dispositif électrique selon l'invention.
L'invention concerne également un équipement électrique comprenant une machine électrique et un convertisseur de tension selon l'invention, dans lequel le convertisseur de tension est monté sur la machine électrique. L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage d'un dispositif électrique selon l'invention, comprenant au moins les étapes suivantes : une étape de fourniture d'un support et d'une unité électronique, le support étant réalisé en matériau conducteur électriquement et étant connecté électriquement à un potentiel de référence, l'unité électronique étant disposée sur le support et comprenant au moins une piste conductrice électriquement,
une étape de bouterollage au cours de laquelle l'unité électronique est fixée sur le support par bouterollage d'un matériau conducteur électriquement de sorte que le bouterollage connecte électriquement la piste conductrice électriquement de l'unité électronique au support.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs et illustrés, accompagnée des figures suivantes : les figures 1 et 2 représentent des vues schématiques en coupe d'un dispositif électrique selon des modes de réalisation de l'invention,
la figure 3 est une vue agrandie en coupe d'une unité électronique et d'un support d'un dispositif électrique selon l'invention avant bouterollage, la figure 4 est une vue agrandie en coupe d'un dispositif électrique selon un mode de réalisation de l'invention,
la figure 5 représente une vue éclatée des éléments d'un convertisseur de tension comprenant un dispositif électrique selon un mode de réalisation de l'invention, avant bouterollage, et
les figures 6a et 6b représentent des organigrammes des procédés d'assemblage d'un dispositif électrique selon des modes de réalisation de l'invention.
Il est à noter que ces dessins n'ont d'autre but que d'illustrer le texte de la description et ne constituent en aucune sorte une limitation de la portée de l'invention.
Sur les différentes figures, les éléments analogues sont désignés par des références identiques. L'invention concerne un dispositif électrique qui peut être destiné à être intégré dans un convertisseur de tension pour véhicule automobile.
Le dispositif électrique selon l'invention comprend un support et une unité électronique.
L'unité électronique peut être, par exemple, une unité électronique de puissance telle qu'un module électronique de puissance ou une unité électronique de contrôle telle qu'une carte électronique de contrôle.
L'unité électronique comprend au moins une piste conductrice électriquement. L'unité électronique peut être disposée sur le support. Le support peut être un dissipateur thermique configuré pour dissiper la chaleur générée par l'unité électronique lorsque l'unité électronique est disposée sur le support. Par exemple, le support 10 peut comprendre une cavité au fond de laquelle l'unité électronique est supportée. L'unité électronique peut être en appui sur le support, par exemple sur une paroi du support s 'étendant depuis le fond de la cavité et autour de ladite cavité du support.
Le support est réalisé en matériau conducteur électriquement, par exemple en aluminium.
Le support est connecté électriquement à un potentiel électrique de référence, notamment appelé potentiel de la masse du châssis. L'unité électronique est fixée au support par bouterollage d'un matériau conducteur électriquement, par exemple de l'aluminium, de sorte que le bouterollage connecte électriquement la piste conductrice électriquement de l'unité électronique au support. Avantageusement, la fixation de l'unité électronique au support par bouterollage permet de connecter électriquement l'unité électronique au potentiel électrique de référence du support.
Le support peut comprendre un ou une pluralité d'organes de positionnement. Un organe de positionnement du support peut s'étendre depuis le fond de la cavité du support dans une direction transverse audit fond. Un organe de positionnement est réalisé dans le même matériau conducteur électriquement que le support, de sorte qu'un organe de positionnement est un conducteur électrique.
L'unité électronique peut comprendre un ou une pluralité d'orifices de positionnement complémentaires des organes de positionnement du support.
L'unité électronique peut être fixée au support au moins par bouterollage des organes de positionnement du support dans les orifices de positionnement complémentaires de l'unité électronique.
Avantageusement, une telle fixation de l'unité électronique au support permet une tenue mécanique de l'unité électronique sur le support, tout en permettant de connecter l'unité électronique au potentiel électrique de référence du support.
De préférence, les organes de positionnement du support sont réalisés en aluminium, de sorte que le bouterollage de l'unité électronique sur le support soit un bouterollage en aluminium.
La figure 1 représente un support 10 et une unité électronique 20 avant bouterollage de l'unité électronique sur le support. En particulier, le support 10 comprend un organe de positionnement 12 et l'unité électronique 20 comprend un orifice de positionnement 22 complémentaire de l'organe de positionnement 12 du support 10. L'organe de positionnement 12 du support 10 et l'orifice de positionnement 22 de l'unité électronique 20 coopèrent entre eux de sorte à positionner l'unité électronique 20 sur le support 10.
La figure 2 représente une partie d'un dispositif électrique 30 selon l'invention comprenant un support 10 et une unité électronique 20 après bouterollage de l'unité électronique sur le support. En particulier, un organe de positionnement 12 du support est bouterollé dans un orifice de positionnement 22 de l'unité électronique 20. La figure 3 illustre un premier mode de réalisation d'un dispositif électrique 30 selon l'invention. En particulier, l'unité électronique est une unité électronique de contrôle 40, par exemple une carte électronique de contrôle.
Dans ce premier mode de réalisation, l'unité électronique de contrôle 40 est fixée au support 10 par bouterollage d'un matériau conducteur électriquement. En particulier, le bouterollage de l'unité électronique de contrôle 40 sur le support 10 connecte électriquement la piste conductrice électriquement de l'unité électronique de contrôle 40 au support 10.
L'unité électronique de contrôle 40 peut comprendre une pastille de connexion 44 réalisée en matériau conducteur électriquement, par exemple en cuivre, disposée au niveau de chaque orifice de positionnement 42 de l'unité électronique de contrôle 40. En particulier, un orifice de positionnement 42 peut avoir une section sensiblement circulaire, et comprendre une pastille de connexion 44 de forme sensiblement complémentaire à la forme de l'orifice de positionnement 42. L'unité électronique de contrôle 40 peut être de forme sensiblement plane et comprendre deux faces. Une pastille de connexion 44 s'étend de préférence sur chaque face de l'unité électronique de contrôle 40 et dans l'orifice de positionnement 42. Plus précisément, une pastille de connexion 44 est présente à chaque extrémité d'un orifice de positionnement 42. Autrement dit, une pastille de connexions 44 est présente sur chaque face de l'unité électronique de contrôle 40, ainsi que sur les parois de l'unité électronique de contrôle 40 délimitant l'orifice de positionnement 42.
Avantageusement, une pastille de connexion présente sur les deux faces et dans l'orifice de positionnement de l'unité électronique de contrôle permet de renforcer l'unité électronique de contrôle lors du bouterollage de l'unité électronique de contrôle sur le support.
En particulier, comme représenté sur la figure 3, chaque pastille de connexion 44 peut être en contact avec un organe de positionnement 12 complémentaire bouterollé du support 10.
Chaque pastille de connexion 44 peut être connectée électriquement à la piste conductrice électriquement de l'unité électronique de contrôle 40. Le dispositif électrique 30 peut également comprendre une unité électronique de puissance 50, par exemple un ou plusieurs modules électroniques de puissance. En particulier, l'unité électronique de contrôle 40 est configurée pour contrôler l'unité électronique de puissance. En particulier, l'unité électronique de puissance 50 peut être supportée par le fond de la cavité 14 du support 10. De préférence, l'unité électronique de puissance 50 est fixée au support 10, notamment par collage et/ou vissage.
De préférence, l'unité électronique de contrôle 40 et l'unité électronique de puissance 50 sont connectées électriquement, notamment via des éléments de connexion électrique 60 tels que représenté sur la figure 3.
La figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation d'un dispositif électrique 30 selon l'invention, dans lequel l'unité électronique est une unité électronique de puissance 50, par exemple un ou plusieurs modules électroniques de puissance. Dans ce deuxième mode de réalisation, le support 10, et plus précisément le fond de la cavité 14 du support 10, est configuré pour supporter l'unité électronique de puissance 50. Par exemple, la cavité 14 du support 10 peut comprendre une excroissance 16 s 'étendant depuis le fond de la cavité 14, dans une direction sensiblement perpendiculaire audit fond. L'unité électronique de puissance 50 peut être supportée par l'excroissance 16 du support 10.
L'unité électronique de puissance 50 peut être fixée au support 10 par bouterollage d'un matériau conducteur électriquement. Plus précisément, le bouterollage des organes de positionnement 12 du support 10 dans les orifices de positionnement 52 complémentaires de l'unité électronique de puissance 50 connecte électriquement la piste conductrice électriquement 54 de l'unité électronique de puissance 50 au support 10.
Le dispositif électrique 30 peut également comprendre une unité électronique de contrôle 40, par exemple une carte électronique de contrôle, configurée pour contrôler l'unité électronique de puissance 50. En particulier, la piste conductrice électriquement 54 de l'unité électronique de puissance 50 peut connecter électriquement l'unité électronique de puissance 50 à l'unité électronique de contrôle 40.
De plus, comme illustré sur les figures 3 et 4, le support 10, l'unité électronique de puissance 50 et l'unité électronique de contrôle 40 s'étendent chacun suivant des plans sensiblement parallèles et sont superposés les uns sur les autres dans cet ordre.
En outre, l'unité électronique de contrôle 40 peut comprendre un circuit électronique, par exemple un filtre électronique. Le circuit électronique de l'unité électronique de contrôle 40 peut être un filtre de mode commun. Le filtre électronique peut comprendre par exemple une ou une pluralité d'inductances et/ou une ou une pluralité de condensateurs.
En particulier, la piste conductrice électriquement de l'unité électronique peut être connectée électriquement au circuit électronique de l'unité électronique de contrôle 40. Plus précisément, dans le premier mode de réalisation, la piste conductrice électriquement de l'unité électronique de contrôle 40 est connectée électriquement au circuit électronique de l'unité électronique de contrôle 40.
Dans le deuxième mode de réalisation, la piste conductrice électriquement 54 de l'unité électronique de puissance 50 est connectée électriquement au circuit électronique de l'unité électronique de contrôle 40.
Le dispositif électrique selon l'invention peut également comprendre une ou une pluralité de condensateurs configurés pour stabiliser une tension électrique reçue par le dispositif électrique et pour réduire les perturbations électromagnétiques générées par les unités électroniques.
Les condensateurs du dispositif électrique, par exemple des condensateurs chimiques, sont connectés électriquement à l'unité électronique de contrôle et à l'unité électronique de puissance, et peuvent être supportés par le support, par exemple dans des zones de réception spécifiques du support. En général, la température des condensateurs du dispositif électrique en fonctionnement peut atteindre une centaine de degrés, par exemple 150°C.
Afin de connaître la température des condensateurs du dispositif électrique, la piste conductrice électriquement de l'unité électronique peut être connectée électriquement à un capteur de température.
Plus précisément, dans le premier mode de réalisation, la piste conductrice électriquement de l'unité électronique de contrôle 40 est connectée électriquement à un capteur de température.
Avantageusement, un capteur de température disposé à proximité d'une pastille de connexion de l'unité électronique de contrôle permet de mesurer la température du support et par conséquent de calculer une température des condensateurs du dispositif électrique.
Dans le deuxième mode de réalisation, la piste conductrice électriquement 54 de l'unité électronique de puissance 50 est connectée électriquement à un capteur de température.
Une vue éclatée des éléments d'un dispositif électrique avant bouterollage sont représentés en figure 5.
Le dispositif électrique comprend un support 10, une unité électronique de puissance 50, une unité électronique de contrôle 40 et une barre de connexion électrique 70.
L'unité électronique de puissance 50 comprend trois modules électroniques de puissance sur la figure 5.
L'unité électronique de puissance 50 comprend des orifices de positionnement 52, au nombre de six sur la figure 5, et le support comprend des organes de positionnement 12, six organes de positionnement 12 sont représentés sur la figure 5. L'unité électronique de puissance 50 est destinée à être bouterollée au support 10 par bouterollage d'un matériau conducteur électriquement. La barre de connexion électrique 70 peut être agencée entre l'unité électronique de puissance 50 et l'unité électronique de contrôle 40. La barre de connexion électrique 70 est configurée pour connecter électriquement l'unité électronique de puissance 50 et l'unité électronique de contrôle 40. La barre de connexion électrique 70 peut comprendre des organes de positionnement 72, représentés sur la figure 5. Les organes de positionnement 72 sont de préférence réalisés en matériau isolant électriquement, par exemple en matériau plastique. Plus précisément, la barre de connexion électrique 70 peut être de forme sensiblement plane et comprendre des organes de positionnement 72 s'étendant depuis la plan de la barre de connexion électrique 70 dans une direction transverse audit plan, notamment en direction d'une unité électronique.
L'unité électronique de contrôle 40 peut comprendre des orifices de positionnement 42, au nombre de sept sur la figure 5. Les orifices de positionnement 42 de l'unité électronique de contrôle 40 sont destinés à être bouterollés aux organes de positionnement 72 de la barre de connexion électrique 70 par bouterollage d'un matériau isolant électriquement.
L'invention concerne également un convertisseur de tension comprenant un dispositif électrique tel que décrit précédemment. Un exemple de convertisseur de tension est illustré en figure 5.
Le convertisseur de tension est destiné à contrôler une énergie électrique échangée entre une machine électrique et une source d'alimentation électrique. En particulier, le convertisseur de tension peut être monté sur la machine électrique.
Un équipement électrique peut comprendre la machine électrique et le convertisseur de tension selon l'invention.
L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage d'un dispositif électrique selon l'invention. Le procédé d'assemblage comprend une étape de fourniture, dans laquelle un support et une unité électronique tels que décrits précédemment sont fournis.
Plus précisément, le procédé d'assemblage peut comprendre une étape de fourniture, notamment notée S 10 sur les figures 6a et 6b, d'un support, d'une unité électronique de contrôle et d'une unité électronique de puissance.
Le procédé d'assemblage peut comprendre, suite à l'étape de fourniture, une étape d'assemblage, notée S20 sur les figures 6a et 6b, dans laquelle l'unité électronique de puissance est disposée sur le support.
Par exemple, l'unité électronique de puissance est disposée au fond d'une cavité du support.
Le procédé d'assemblage comprend également une étape de bouterollage, au cours de laquelle l'unité électronique est fixée sur le support par bouterollage.
La figure 6a représente un procédé d'assemblage d'un dispositif électrique selon le premier mode de réalisation.
Le procédé d'assemblage peut comprendre, suite à l'étape de fourniture S 10 et à l'étape d'assemblage S20, une étape d'assemblage S30 dans laquelle l'unité électronique de contrôle est disposée sur le support.
Suite à l'étape d'assemblage S30, le procédé d'assemblage peut également comprendre une étape de connexion S40, dans laquelle l'unité électronique de puissance et l'unité électronique de contrôle sont connectées électriquement.
De plus, le procédé d'assemblage peut comprendre, suite à l'étape de connexion S40, une étape de bouterollage S50 de l'unité électronique de contrôle sur le support.
La figure 6b représente un procédé d'assemblage d'un dispositif électrique selon le deuxième mode de réalisation. Le procédé d'assemblage peut comprendre, suite à l'étape de fourniture S 10 et à l'étape d'assemblage S20, une étape de bouterollage S60 de l'unité électronique de puissance sur le support.
Le procédé d'assemblage peut également comprendre, suite à l'étape de bouterollage S60 et préalablement à l'étape de connexion S40, une étape d'assemblage S30 dans laquelle l'unité électronique de contrôle est disposée sur le support.
Le procédé d'assemblage peut comprendre l'étape de connexion S40, dans laquelle l'unité électronique de puissance et l'unité électronique de contrôle sont connectées électriquement. En outre, suite à l'étape de connexion S40, le procédé d'assemblage peut comprendre une étape de bouterollage S70, dans laquelle l'unité électronique de contrôle est bouterollée sur la barre de connexion électrique par un bouterollage plastique.
Le dispositif électrique selon l'invention a été décrit dans le cadre d'un convertisseur de tension qui gère un échange d'énergie entre une machine électrique embarquée dans un véhicule automobile et un réseau électrique dudit véhicule automobile. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés, qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. Au contraire, d'autres applications du dispositif électrique conforme à l'invention sont également possibles sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif électrique (30), notamment destiné à être intégré dans un convertisseur de tension pour véhicule automobile, comprenant : un support (10), le support étant en matériau conducteur électriquement et étant connecté électriquement à un potentiel électrique de référence,
une unité électronique (20) disposée sur le support (10), l'unité électronique (20) comprenant au moins une piste conductrice électriquement, dans lequel l'unité électronique (20) est fixée au support (10) par bouteroUage d'un matériau conducteur électriquement de sorte que le bouteroUage connecte électriquement la piste conductrice électriquement de l'unité électronique (20) au support (10).
2. Dispositif électrique selon la revendication 1, le support (10) comprenant au moins un organe de positionnement (12), l'unité électronique (20) comprenant un orifice de positionnement (22) complémentaire de l'organe de positionnement (12) du support (10), et dans lequel l'unité électronique (20) est fixée au support (10) au moins par bouteroUage de l'organe de positionnement (12) du support (10) dans l'orifice de positionnement (22) complémentaire de l'unité électronique (20).
3. Dispositif électrique selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'unité électronique est une unité électronique de contrôle (40) configurée pour contrôler une unité électronique de puissance (50), l'unité électronique de contrôle (40) étant fixée au support (10) par bouteroUage d'un matériau conducteur électriquement de sorte que le bouteroUage connecte électriquement la piste conductrice électriquement de l'unité électronique de contrôle (40) au support (10).
4. Dispositif électrique selon les revendications 2 et 3, dans lequel chaque orifice de positionnement (42) de l'unité électronique de contrôle (40) comprend une pastille de connexion (44) en matériau conducteur électriquement, la pastille de connexion (44) étant en contact avec l'organe de positionnement (12) complémentaire bouterollé du support (10), la pastille de connexion (44) étant connectée électriquement à la piste conductrice électriquement de l'unité électronique de contrôle (40).
5. Dispositif électrique selon l'une des revendications 3 ou 4, comprenant également une unité électronique de puissance (50), le support (10) supportant l'unité électronique de puissance (50), l'unité électronique de contrôle (40) étant connectée électriquement à l'unité électronique de puissance (50), et dans lequel le support (10), l'unité électronique de puissance (50) et l'unité électronique de contrôle (40) s'étendent chacun suivant des plans sensiblement parallèles et sont superposés les uns sur les autres dans cet ordre.
6. Dispositif électrique selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'unité électronique est une unité électronique de puissance (50), l'unité électronique de puissance (50) étant fixée au support (10) par bouterollage d'un matériau conducteur électriquement de sorte que le bouterollage connecte électriquement la piste conductrice électriquement (54) de l'unité électronique de puissance (50) au support (10).
7. Dispositif électrique selon la revendication 6, comprenant également une unité électronique de contrôle (40) configurée pour contrôler l'unité électronique de puissance (50), la piste conductrice électriquement (54) de l'unité électronique de puissance (50) connectant électriquement l'unité électronique de puissance (50) à l'unité électronique de contrôle (40), et dans lequel le support (10), l'unité électronique de puissance (50) et l'unité électronique de contrôle (40) s'étendent chacun suivant des plans sensiblement parallèles et sont superposés les uns sur les autres dans cet ordre.
8. Dispositif électrique selon l'une des revendications 5 ou 7 dans lequel ladite unité électronique de puissance (50) est disposée au fond d'une cavité (14) dudit support (10).
9. Dispositif électrique selon l'une des revendications 3 à 5 ou 7 à 8, dans lequel la piste conductrice électriquement de l'unité électronique est connectée électriquement à un circuit électronique de l'unité électronique de contrôle (40), notamment un filtre électronique.
10. Dispositif électrique selon la revendication 9, dans lequel le circuit électronique de l'unité électronique de contrôle (40) est un filtre de mode commun.
11. Dispositif électrique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la piste conductrice électriquement de l'unité électronique est connectée électriquement à un capteur de température.
12. Dispositif électrique selon l'une des revendications 3 à 5 ou 7 à l l, dans lequel le support (10) de l'unité électronique de puissance (50) est un dissipateur thermique, et/ou l'unité électronique de puissance (50) comprend au moins un module électronique de puissance, et/ou l'unité électronique de contrôle (40) est une carte électronique de contrôle.
13. Equipement électrique comprenant une machine électrique, et un convertisseur de tension destiné à contrôler une énergie électrique échangée entre la machine électrique et une source d'alimentation électrique, ledit convertisseur de tension comprenant un dispositif électrique (30) selon l'une des revendications précédentes et dans lequel le convertisseur de tension est monté sur la machine électrique.
14. Procédé d'assemblage d'un dispositif électrique (30) selon l'une des revendications 1 à 12, comprenant au moins les étapes suivantes : une étape de fourniture (S 10) d'un support (10) et d'une unité électronique (20), le support (10) étant réalisé en matériau conducteur électriquement et étant connecté électriquement à un potentiel de référence, l'unité électronique (20) étant disposée sur le support (10) et comprenant au moins une piste conductrice électriquement,
une étape de bouteroUage (S50, S60) au cours de laquelle l'unité électronique (20) est fixée sur le support (10) par bouteroUage d'un matériau conducteur électriquement de sorte que le bouteroUage connecte électriquement la piste conductrice électriquement de l'unité électronique (20) au support (10).
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