FR2941098A1 - Dispositif de connexion comportant au moins deux conducteurs pour realiser une liaison electrique entre deux organes electriques - Google Patents

Abstract

Dans le dispositif de connexion, les conducteurs individuels (4) sont pourvus à leurs extrémités (4A) de cosses de connexion. Ces cosses de connexion (7) présentent, au niveau de leur zone destinée à établir le contact électrique avec un organe électrique (1), des formes géométriques spécifiques qui coopèrent, par concordance de forme, avec des alvéoles de connexion (8) correspondantes dudit organe électrique pour permettre le positionnement exact desdites cosses de connexion (7) dans les alvéoles de connexion (8), de telle sorte qu'une seule combinaison d'appariements entre les cosses de connexion (7) et les alvéoles de connexion (8) permette l'assemblage de l'ensemble desdites cosses dans lesdites alvéoles. Véhicules automobiles électriques ou hybrides. Connexion électrique entre un moteur électrique et un onduleur.

Description

DISPOSITIF DE CONNEXION COMPORTANT AU MOINS DEUX CONDUCTEURS POUR REALISER UNE LIAISON ELECTRIQUE ENTRE DEUX ORGANES ELECTRIQUES.

La présente invention concerne un dispositif de connexion comportant au moins deux conducteurs pour réaliser une liaison électrique entre deux organes électriques. Elle concerne plus particulièrement un tel dispositif de connexion destiné à réaliser une liaison électrique entre deux organes électriques embarqués sur un véhicule automobile, notamment une liaison électrique entre un moteur électrique et un onduleur sur un véhicule électrique ou hybride. Des véhicules électriques ou hybrides sont, de manière classique, équipés de moteurs polyphasés, généralement triphasés, alimentés en courant électrique par des onduleurs, eux aussi polyphasés. Pour connecter un moteur électrique à l'onduleur qui lui correspond, on a recours à un câble de connexion, qui comprend autant de fils électriques distincts que le moteur comporte de phases. Ce câble de connexion peut comporter, de plus, un fil conducteur de neutre et/ou de masse, ainsi qu'un blindage électromagnétique périphérique. Lors de l'opération de connexion du moteur polyphasé à l'onduleur, il va de soi que la polarité des connexions doit être respectée. Une interversion entre des fils conducteurs de phase du moteur entraînerait une inversion du sens de rotation de ce dernier, voire un dysfonctionnement susceptible d'empêcher le bon fonctionnement du moteur, et une interversion d'un fil de phase avec un fil de neutre ou de masse provoquerait la destruction de l'onduleur et un emballement thermique au niveau du système électrique. Selon une technique connue de l'art antérieur, on utilise un faisceau préétabli, qui comporte à chacune de ses extrémités un connecteur regroupant les voies de connexion respectives du moteur et de l'onduleur. Chacun des deux connecteurs comporte un dispositif de détrompage qui assure l'unicité de son positionnement en regard de sa contrepartie correspondante. A l'issue de la réalisation du faisceau, un test électrique est effectué au moyen généralement d'un automate de test comportant des contreparties pour chacun des connecteurs. Ce test permet de s'assurer de la conformité du câblage du faisceau électrique et de garantir l'ordre de connexion des conducteurs, le détrompage ne permettant qu'un seul mode de montage du faisceau sur le véhicule.

On notera que la confection d'un faisceau de conducteurs de puissance muni de connecteurs s'avère une solution relativement coûteuse, principalement en raison du coût élevé des connecteurs de puissance extrémaux, qui sont volumineux, susceptibles d'être traversés par des courants de forte intensité, qui doivent garantir un isolement électrique suffisant et comporter des dispositifs de verrouillage et d'étanchéité. D'autres techniques de connexion sont connues de l'art antérieur.

A titre d'exemple, le document EP 1 284 031 B1 décrit une patte de fixation de câble destinée à être montée sur l'extrémité d'un câble pour établir une connexion électrique entre un conducteur du câble et un autre équipement électrique. La patte comprend une paume pour connecter la patte à l'équipement électrique, et un manchon cylindrique allongé pour recevoir une extrémité du conducteur du câble. La patte comprend, de plus, un insert destiné à être agencé dans le manchon et à s'étendre autour et le long de la surface interne du manchon, l'insert étant destiné à se situer en service entre le conducteur de câble et la surface interne de la patte, et un moyen pour retenir l'insert contre un déplacement à l'intérieur du manchon. Ce moyen de retenue est destiné à retenir l'insert, d'une part, contre un déplacement par rotation dans les deux directions par rapport à la surface interne du manchon et, d'autre part, contre un déplacement longitudinal dans les deux directions par rapport à la surface interne du manchon.

A titre d'exemple également, le document US 3 452 317 décrit une cosse électrique pour la connexion d'un fil ou câble conducteur dénudé ou une patte de connexion électrique de type rondelle, qui comprend un corps tubulaire ayant une paroi frontale définissant une ouverture taraudée, une paroi arrière de serrage et des parois latérales de connexion, des moyens de serrage mobiles montés par liaison filetée dans l'ouverture taraudée et ayant une paroi de transmission de pression mobile de façon sélective entre la paroi frontale et la paroi arrière pour venir en contact et presser un fil dénudé ou une patte de connexion située contre la paroi arrière, des moyens de positionnement situés dans ledit corps tubulaire comprenant des rainures opposées dans les parois latérales, les rainures étant conformées pour recevoir des parties latérales d'une patte de connexion de façon à maintenir cette patte à proximité de la paroi arrière dans une position telle qu'elle puisse être bloquée par les moyens de serrage, et un évidemment dans la paroi arrière conformé pour recevoir un élément de cosse électrique dans une position telle que ce dernier puisse être mis en contact direct avec un fil ou câble conducteur ou une patte de connexion de type rondelle. Une telle connexion électrique de type comprenant une cosse à oeil, non détrompée, rend nécessaire une grande attention à l'ordre de connexion. De plus, avec une connexion de ce type, le montage du câblage ayant lieu dans le véhicule, il est difficile de réaliser le test systématique de l'ordre de connexion. Le but de la présente invention est de fournir un dispositif de connexion comportant au moins deux conducteurs pour réaliser une liaison électrique entre deux organes électriques, qui permette un câblage sans risque d'inversion de polarité lors du montage desdits organes électriques. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif de connexion, qui soit de conception simple, de réalisation aisée, et qui soit très économique pour le câblage de liaisons de puissance, par exemple.

Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif de connexion, qui soit bien adapté à la réalisation de la liaison électrique entre deux organes électriques embarqués sur un véhicule, notamment à la réalisation de la liaison électrique entre un moteur électrique et un onduleur sur un véhicule électrique ou hybride. Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un dispositif de connexion comportant au moins deux conducteurs pour réaliser une liaison électrique entre deux organes électriques, lesdits conducteurs étant pourvus à leurs extrémités de cosses de connexion, et dans ce nouveau dispositif de connexion les cosses de connexion présentent, au niveau de leur zone destinée à établir le contact électrique avec un organe électrique, des formes géométriques spécifiques qui coopèrent, par concordance de forme, avec des alvéoles de connexion correspondantes dudit organe électrique pour permettre le positionnement exact desdites cosses de connexion dans les alvéoles de connexion, de telle sorte qu'une seule combinaison d'appariements entre les cosses de connexion et les alvéoles de connexion permette l'assemblage de l'ensemble desdites cosses dans lesdites alvéoles. L'existence de cette unique combinaison possible 25 constitue ainsi un véritable dispositif de détrompage pour le câblage de la liaison électrique. Chaque cosse de connexion est pourvue d'un moyen de fixation, qui permet de la fixer au contact d'un élément conducteur dudit organe électrique. 30 Ce moyen de fixation est constitué, de préférence, par un trou de la cosse de connexion qui permet le passage d'un élément de fixation prévu pour se fixer sur l'organe électrique auquel la cosse de connexion est reliée électriquement. 35 L'élément de fixation de l'organe électrique peut être un boulon, ou un goujon, destiné à être inséré dans un taraudage prévu dans l'alvéole de connexion.

Les alvéoles de connexion peuvent être réalisées par moulage dans la matière constitutive du boîtier de l'organe électrique dans lequel elles sont situées, et cette matière constitutive est avantageusement une matière plastique.

Selon une variante de réalisation de l'invention, l'organe électrique recevant les alvéoles de connexion peut comporter un capotage isolant recouvrant lesdites alvéoles de connexion, et ce capotage ne peut être installé que lorsque l'appariement des connexions des conducteurs individuels est correct. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le dispositif de connexion comporte trois conducteurs individuels pour une liaison électrique triphasée.

Selon ce même mode particulier de réalisation de l'invention, l'une des trois cosses de connexion présente une forme d'extrémité quadrangulaire et les deux autres cosses de connexion des formes d'extrémité sensiblement quadrangulaires mais avec un embrèvement différemment placé pour l'une et l'autre desdites autres cosses, de façon à ne permettre qu'une seule combinaison d'appariements avec les alvéoles correspondantes et empêcher ainsi toute inversion de polarité de la liaison triphasée. Les cosses de connexion sont, de préférence, des 25 cosses du type cosse à oeil . La présente invention a également pour objet un véhicule automobile à propulsion électrique comportant au moins une liaison électrique polyphasée entre deux organes électriques embarqués du système de puissance, dans lequel 30 la liaison électrique polyphasée est réalisée au moyen d'un dispositif de connexion conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes Les deux organes électriques embarqués peuvent être respectivement un moteur électrique et un onduleur 35 correspondant.

En variante, les deux organes électriques embarqués peuvent être respectivement une batterie d'accumulateurs et un onduleur. En variante également, les deux organes électriques 5 embarqués peuvent être respectivement une batterie d'accumulateurs et un convertisseur. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'exemples de réalisation, non limitatifs de l'objet et de 10 la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 représente, de manière schématique, un dispositif de connexion reliant électriquement deux organes électriques, 15 - la figure 2 représente, de manière schématique, une extrémité d'un conducteur électrique du dispositif de connexion de la figure 1, conçue selon le principe de la présente invention, et - la figure 3 représente, de manière schématique 20 également, le principe de l'invention appliqué à une liaison sur un équipement électrique triphasé. En référence au dessin de la figure 1, on a représenté, de manière schématique, un dispositif de connexion, de référence générale 3. Ce dispositif de 25 connexion 3 permet de réaliser une liaison électrique à trois conducteurs (fils ou câbles) individuels reliant entre eux deux organes électriques, référencés 1 et 2. Ces deux organes embarqués 1 et 2 peuvent être, à titre d'exemple et de façon non limitative de l'objet et de la portée de la 30 présente invention, deux organes électriques embarqués sur un véhicule automobile, notamment un moteur électrique et un onduleur embarqués sur un véhicule électrique ou hybride. Les références 4, 5 et 6 désignent les conducteurs individuels du dispositif de connexion reliant ce dernier à 35 l'organe électrique 1, plus précisément sur des contreparties de connexion telles que les contreparties 8 et 9 de l'organe électrique 1 pour les conducteurs 4 et 5, respectivement. Sur chaque extrémité des conducteurs électriques individuels, en particulier sur les extrémités des conducteurs individuels 4, 5 et 6, est disposée une cosse de type cosse à oeil , la référence 7 désignant à titre d'exemple la cosse à oeil de l'extrémité tournée vers l'organe électrique 1 du conducteur 4, ladite cosse à oeil 7 étant destinée à être reliée électriquement sur la borne conductrice 8 de l'organe électrique 1. Comme représenté schématiquement sur la figure 2, la cosse à oeil 7 est sertie sur l'extrémité 4A du conducteur 4. Cette cosse à oeil 7 est percée d'un trou 7A, qui permet de fixer la cosse au contact d'un autre élément conducteur de l'organe 1 au moyen d'un boulon, goujon ou autre élément de fixation similaire destiné à être vissé dans un taraudage 8A de l'alvéole 6, et d'assurer ainsi le contact électrique entre la cosse 7 et l'élément conducteur de l'organe électrique 1. Les autres extrémités des conducteurs 4, 5 et 6, sont pourvues de cosse à oeil de même type, montées de la même façon que la cosse 7 sur une contrepartie correspondante d'un organe électrique 1 ou 2. La cosse 7 présente, au niveau de la zone destinée à établir le contact électrique, une forme géométrique spécifique qui permet son positionnement exact dans une alvéole 8 de forme correspondante. Dans le cas de l'exemple donné sur la figure 2, la forme géométrique de l'extrémité de la cosse 7 est celle d'une extrémité quadrangulaire qui vient se positionner parfaitement dans l'alvéole 8 de même forme quadrangulaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins deux des cosses d'une même extrémité de la liaison électrique présentent des formes géométriques différentes entre elles.

Des alvéoles de formes différentes peuvent être ménagées dans au moins un des organes électriques au niveau d'au moins deux des zones de contact avec les cosses à oeil du faisceau. Selon le principe de la présente invention, les formes respectives des cosses et des alvéoles sont combinées de telle sorte qu'une seule combinaison d'appariements entre les cosses et les alvéoles permette l'engagement et la liaison des cosses insérées dans le fond des alvéoles. Il en résulte alors qu'une seule combinaison d'appariements électriques entre les cosses et les alvéoles permet un contact électrique de chacune des cosses au fond de l'alvéole correspondante dans laquelle elle est insérée. On a représenté, de manière schématique, sur la figure 3, un exemple de liaison électrique triphasée connectée sur un onduleur de tension. L'onduleur de tension, de référence 200, comporte trois alvéoles 201, 202 et 203, de formes différentes, destinées à accueillir respectivement les cosses 101, 102 et 103 d'extrémité d'un câble triphasé raccordé à un moteur électrique. Les cosses 101, 102, 103 sont serties sur les extrémités 11A, 12A, 13A, respectivement, des fils ou câbles conducteurs 11, 12, 13, respectivement. Chacune des cosses à oeil 101, 102, 103, est percée d'un trou 101A, 102A, 103A, respectivement, qui permet de fixer la cosse au contact d'un autre élément conducteur de l'organe 200 au moyen d'un boulon, goujon ou autre élément de fixation similaire destiné à être vissé dans un taraudage 201A, 202A, 203A, respectivement. Les formes respectives des cosses 101, 102, 103 et des alvéoles 201, 202, 203 empêchent directement l'interversion de connexion au montage. Comme on peut le voir sur la figure 3, la cosse quadrangulaire 102 ne peut pas être insérée dans l'alvéole 201, configurée avec un embrèvement 201B, et ne peut pas être insérée non plus dans l'alvéole 203, formée avec un embrèvement 203B. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les alvéoles de connexion 201, 202, 203 sont obtenues par moulage dans la matière plastique constitutive du boîtier de l'organe électrique 200, qui peut être un onduleur. Selon une variante de réalisation de l'invention décrite ci-dessus, l'onduleur de tension 200 comporte un capotage isolant (non représenté) qui recouvre les alvéoles de connexion, et ce capotage isolant ne peut être installé que lorsque l'appariement des connexions est correct. L'exemple ci-dessus d'onduleur n'est pas limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, laquelle peut être appliquée à toute liaison électrique du système de puissance embarqué sur un véhicule automobile, notamment à la liaison reliant tension, ou à d'accumulateurs à un Le dispositif un moteur électrique à l'onduleur de la liaison reliant une batterie onduleur ou à un convertisseur. de connexion décrit ci-dessus présente l'avantage de permettre un câblage très économique pour les liaisons de puissance, en supprimant tout risque d'inversion de polarité à la connexion lors du montage, en particulier lors du montage sur un véhicule automobile lorsque ce dispositif de connexion est utilisé pour la liaison électrique entre le moteur électrique du véhicule et son onduleur. De plus, le dispositif de connexion décrit ci-dessus est de conception et de réalisation simples, et constitue une solution technique robuste, fiable et économique. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples seulement; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de connexion comportant au moins deux conducteurs pour réaliser une liaison électrique entre deux organes électriques (1,
2. 2), lesdits conducteurs (4 ; 11, 12, 13) étant pourvus à leurs extrémités (4A ; 11A, 12A ; 13A) de cosses de connexion, caractérisé en ce que lesdites cosses de connexion (7 ; 101, 102, 103) présentent, au niveau de leur zone destinée à établir le contact électrique avec u-1 organe électrique, des formes géométriques spécifiques qui coopèrent, par concordance de forme, avec des alvéoles de connexion (8 ; 201, 202, 203) correspondantes dudit organe électrique pour permettre le positionnement exact desdites cosses de connexion (7 ; 101, 102, 103) dans les alvéoles de connexion (8 ; 201, 202, 203), de telle sorte qu'une seule combinaison d'appariements entre les cosses de connexion (7 ; 101, 102, 103) et les alvéoles de connexion (8. 201, 202, 203) permette l'assemblage de l'ensemble desdites cosses dans lesdites alvéoles. 2. Dispositif de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque cosse de connexion (7 ; 101, 102, 103) est pourvue d'un moyen de fixation qui permet de la fixer au contact d'un élément conducteur dudit organe électrique.
3. 3. Dispositif de connexion selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de fixation est constitué par un trou (7A ; 1OlA, 102A, 103A) de la cosse de connexion qui permet le passage d'un élément de fixation prévu se fixer suc l'organe électrique auquel la cosse de connexion est reliée électriquement.
4. 4. Dispositif de connexion selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit élément de fixation de l'organe électrique est un boulon, ou un goujon, destiné à être inséré di.ns un taraudage (8A, 201A, 202A, 203A) prévu dans l'alvéole de connexion (8, 201, 202, 203).
5. 5. Dispositif de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les alvéoles de connexion (201, 202, 203; sont réalisées par moulage dans la matière constitutive du boît=_er de l'organe électrique (200) auquel sont reliées lesdites cosses de connexion (101, 102, 103).
6. 6. Dispositif de connexion selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite matière constitutive est une matière plastique.
7. 7. Dispositif de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe électrique recevant les alvéoles de connexion (8 ; 201, 202, 203) comporte un capctage isolant recouvrant lesdites alvéoles de connexion, qui ne peut être installé que lorsque l'appariement des connexions des conducteurs individuels est correct.
8. 8. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte trois conducteurs individuels (11, 12, 13) pour une liaison électrique triphasée.
9. 9. Dispositif de connexion selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'une (102) des trois cosses de connexion présente une forme d'extrémité quadrangulaire et les deux autres cosses de connexion (101, 103) des formes d'extrémité sensiblement quadrangulaires mais avec un embrèvement (101B, 103B) différemment placé pour l'une et l'autre desdites autres cosses (101, 103), de façon à ne permettre qu'une seule combinaison d'appariements avec les alvéoles correspondantes (201, 202, 203) et empêcher toute inversion de polarité de la liaison triphasée.
10. 10. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les cosses de connexion (7 ; 101, 102, 103) sont des cosses du type cosse à œil .
11. 11. Véhicule automobile à propulsion électrique, comportant au moins une liaison électrique polyphasée entre deux organes électriques embarqués du système de puissance, caractérisé en ce que ladite liaison électrique polyphasée 12 est réalisée au moyen d'un dispositif de connexion conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10. l';. Véhicule automobile selon la revendication 11, caractérisé en ce que les deux organes électriques embarqués sont respectivement un moteur électrique et un onduleur correspondant. 13. Véhicule automobile selon la revendication 11, caractérisé en ce que les deux organes électriques embarqués sont respectivement une batterie d'accumulateurs et un onduleur. 14. Véhicule automobile selon la revendication 11, caractérisé en ce que les deux organes électriques embarqués sont respectivement une batterie d'accumulateurs et un convertisseur.15