FR3075490A1 - ELECTRICAL CONNECTOR FOR AN ELECTRICAL COMPRESSOR OF AN AIR CONDITIONING FACILITY - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un connecteur électrique (14) destiné à un compresseur électrique d'une installation de conditionnement d'air, le connecteur électrique (14) comprenant au moins une embase (140) traversée par au moins deux conducteurs électriques (141), au moins un matériau diélectrique (15) étant agencé autour de chaque conducteur électrique (141), caractérisé en ce que le connecteur électrique (14) comprend au moins deux dispositifs d'étanchéité (17), chacun de ces dispositifs d'étanchéité (17) étant agencé autour d'un seul des conducteurs électriques (141). The invention relates to an electrical connector (14) intended for an electrical compressor of an air conditioning installation, the electrical connector (14) comprising at least one base (140) crossed by at least two electrical conductors (141), at least one dielectric material (15) being arranged around each electrical conductor (141), characterized in that the electrical connector (14) comprises at least two sealing devices (17), each of these sealing devices (17 ) being arranged around only one of the electrical conductors (141).
Description
CONNECTEUR ELECTRIQUE POUR UN COMPRESSEUR ELECTRIQUEELECTRICAL CONNECTOR FOR AN ELECTRICAL COMPRESSOR
D’UNE INSTALLATION DE CONDITIONNEMENT D’AIROF AN AIR CONDITIONING INSTALLATION
La présente invention a trait au domaine des compresseurs électriques des installations de conditionnement d’air et plus particulièrement aux moyens de connexion entre différents composants de ces compresseurs électriques.The present invention relates to the field of electric compressors of air conditioning installations and more particularly to the means of connection between different components of these electric compressors.
Une installation de conditionnement d'air d’un véhicule automobile comprend un circuit fermé à l’intérieur duquel circule un fluide réfrigérant. Successivement suivant le sens de circulation du fluide réfrigérant à son travers, le circuit fermé comprend essentiellement un condenseur, un détendeur, un évaporateur et un compresseur, notamment un compresseur électrique.An air conditioning installation of a motor vehicle comprises a closed circuit inside which a coolant circulates. Successively according to the direction of circulation of the refrigerant fluid through it, the closed circuit essentially comprises a condenser, a pressure reducer, an evaporator and a compressor, in particular an electric compressor.
Le compresseur électrique comprend un boîtier qui délimite une cavité et un logement séparés l’un de l’autre par une paroi du boîtier et dans lesquels sont respectivement reçus un module de commande et un moteur électrique piloté par ce module de commande. Le boîtier est en outre muni d'une bouche d'entrée à travers laquelle le fluide réfrigérant est admis à basse pression à l'intérieur du boîtier. Le fluide réfrigérant circule alors à travers le boîtier depuis la bouche d'entrée vers un mécanisme de compression mis en œuvre par le moteur électrique et également reçu dans le logement du boîtier. Une bouche de sortie est en communication avec le mécanisme de compression pour l'évacuation du fluide réfrigérant à haute pression hors du boîtier, suite à sa compression.The electric compressor comprises a housing which delimits a cavity and a housing separated from each other by a wall of the housing and in which are received respectively a control module and an electric motor controlled by this control module. The housing is further provided with an inlet through which the coolant is admitted at low pressure into the interior of the housing. The refrigerant then flows through the housing from the inlet mouth to a compression mechanism implemented by the electric motor and also received in the housing of the housing. An outlet mouth is in communication with the compression mechanism for the evacuation of the high pressure refrigerant fluid out of the housing, following its compression.
Ainsi, le fluide réfrigérant circule dans le logement recevant le moteur électrique et le mécanisme de compression. La paroi du boîtier séparant la cavité du logement doit être étanche pour éviter toute introduction de fluide réfrigérant dans la cavité, tout en autorisant une connexion entre le module de commande et le moteur électrique.Thus, the coolant circulates in the housing receiving the electric motor and the compression mechanism. The wall of the housing separating the cavity from the housing must be sealed to prevent any introduction of coolant into the cavity, while allowing a connection between the control module and the electric motor.
A cet effet, le document US2012230851 divulgue un compresseur dans lequel la paroi du boîtier séparant la cavité du logement comprend un orifice autorisant le passage d’un connecteur électrique 100 qui comprend une embase 110 et trois conducteurs électriques 120 et qui permet de réaliser ladite connexion électrique entre le moteur électrique et le module de commande. Afin de garantir l’étanchéité entre cette paroi et le connecteur électrique 100, un unique dispositif d’étanchéité 130 est alors disposé autour de l’embase 110, un tel dispositif d’étanchéité 130 entourant alors l’ensemble des conducteurs électriques 120 de ce connecteur électrique 100. Un tel connecteur électrique 100 est par exemple illustré sur la figure 1.To this end, document US2012230851 discloses a compressor in which the wall of the housing separating the cavity from the housing includes an orifice allowing the passage of an electrical connector 100 which comprises a base 110 and three electrical conductors 120 and which allows said connection to be made connection between the electric motor and the control module. In order to guarantee sealing between this wall and the electrical connector 100, a single sealing device 130 is then placed around the base 110, such a sealing device 130 then surrounding all of the electrical conductors 120 of this electrical connector 100. Such an electrical connector 100 is for example illustrated in FIG. 1.
Le fluide réfrigérant parcourant le compresseur électrique peut par exemple être un fluide supercritique qui présente une pression de fonctionnement élevée. Cette pression s’exerce alors sur une surface importante du connecteur électrique, générant ainsi un effort d’appui particulièrement élevé sur le dispositif d’étanchéité. Ceci peut résulter en une fuite entre le logement dans lequel circule le fluide réfrigérant et la cavité dans laquelle est reçu le module de commande. Une telle fuite doit être évitée car elle a pour conséquence un endommagement irréversible du module de commande, et concomitamment du compresseur électrique.The refrigerant flowing through the electric compressor can for example be a supercritical fluid which has a high operating pressure. This pressure is exerted on a large surface of the electrical connector, thus generating a particularly high pressing force on the sealing device. This can result in a leak between the housing in which the refrigerant circulates and the cavity in which the control module is received. Such a leak must be avoided because it results in irreversible damage to the control module, and concomitantly to the electric compressor.
La présente invention s’inscrit dans ce contexte et propose un connecteur électrique permettant de pérenniser l’étanchéité entre le logement et la cavité du boîtier du compresseur.The present invention is part of this context and proposes an electrical connector making it possible to perpetuate the seal between the housing and the cavity of the compressor housing.
Un objet de la présente invention concerne ainsi un connecteur électrique destiné à un compresseur électrique d’une installation de conditionnement d’air, le connecteur électrique comprenant au moins une embase traversée par au moins deux conducteurs électriques, au moins un matériau diélectrique étant agencé autour de chaque conducteur électrique. Selon l’invention, le connecteur électrique comprend au moins deux dispositifs d’étanchéité, chacun de ces dispositifs d’étanchéité étant agencé autour d’un seul des conducteurs électriques.An object of the present invention thus relates to an electrical connector intended for an electrical compressor of an air conditioning installation, the electrical connector comprising at least one base through which at least two electrical conductors pass, at least one dielectric material being arranged around of each electrical conductor. According to the invention, the electrical connector comprises at least two sealing devices, each of these sealing devices being arranged around only one of the electrical conductors.
On comprend ici que chaque conducteur électrique est entouré d’un dispositif d’étanchéité qui lui est propre.It is understood here that each electrical conductor is surrounded by a sealing device which is specific to it.
Selon une caractéristique de la présente invention, le connecteur électrique comprend trois conducteurs électriques et trois dispositifs d’étanchéité, chaque dispositif d’étanchéité étant agencé autour d’un seul des conducteurs électriques. Le connecteur électrique est ainsi adapté pour transporter une alimentation électrique triphasée.According to a characteristic of the present invention, the electrical connector comprises three electrical conductors and three sealing devices, each sealing device being arranged around only one of the electrical conductors. The electrical connector is thus adapted to transport a three-phase electrical supply.
Avantageusement, chaque dispositif d’étanchéité présente une section égale ou sensiblement égale au connecteur électrique autour duquel il est agencé. Il en résulte une réduction de l’effort d’appui sur chaque dispositif d’étanchéité, et, par conséquent, le connecteur électrique est exposé à la pression sur une surface moins importante. Ainsi, l’étanchéité au niveau du connecteur électrique est améliorée en ce sens qu’elle est fiabilisée.Advantageously, each sealing device has a section equal to or substantially equal to the electrical connector around which it is arranged. This results in a reduction in the pressing force on each sealing device, and, consequently, the electrical connector is exposed to pressure on a smaller surface. Thus, the seal at the electrical connector is improved in the sense that it is made more reliable.
Selon une caractéristique de la présente invention, les dispositifs d’étanchéité sont reliés entre eux par un pont. Ce pont est avantageusement unique entre deux dispositifs d’étanchéité immédiatement adjacents. Avantageusement, ce pont est constitué de la même matière que la matière constituant les dispositifs d’étanchéité. On comprend que ces dispositifs d’étanchéité peuvent ainsi former un ensemble monobloc, c’est-à-dire un ensemble qui ne peut être séparé sans occasionner la détérioration de l’un des dispositifs d’étanchéité.According to a characteristic of the present invention, the sealing devices are interconnected by a bridge. This bridge is advantageously unique between two immediately adjacent sealing devices. Advantageously, this bridge is made of the same material as the material constituting the sealing devices. It is understood that these sealing devices can thus form a one-piece assembly, that is to say an assembly which cannot be separated without causing the deterioration of one of the sealing devices.
Selon une caractéristique de la présente invention, le matériau diélectrique traverse l’embase. Un tel matériau diélectrique s’étend donc d’une face à l’autre de l’embase, tout en assurant une étanchéité au fluide réfrigérant au niveau du contact entre le matériau diélectrique et le conducteur électrique concerné.According to a characteristic of the present invention, the dielectric material passes through the base. Such a dielectric material therefore extends from one face to the other of the base, while ensuring a seal against the coolant at the contact between the dielectric material and the electrical conductor concerned.
Avantageusement, le matériau diélectrique qui est agencé autour de chaque conducteur électrique est un premier matériau diélectrique, chaque conducteur électrique étant entouré d’un deuxième matériau diélectrique, ce deuxième matériau diélectrique étant distinct du premier matériau diélectrique. Selon un aspect de la présente invention, chaque dispositif d’étanchéité entoure au moins le deuxième matériau diélectrique. On comprend ici qu’un plan perpendiculaire à une direction longitudinale du conducteur électrique passe à la fois par ce deuxième matériau diélectrique et par le dispositif d’étanchéité qui est entouré par ce deuxième matériau diélectrique.Advantageously, the dielectric material which is arranged around each electrical conductor is a first dielectric material, each electrical conductor being surrounded by a second dielectric material, this second dielectric material being distinct from the first dielectric material. According to one aspect of the present invention, each sealing device surrounds at least the second dielectric material. It is understood here that a plane perpendicular to a longitudinal direction of the electrical conductor passes both through this second dielectric material and through the sealing device which is surrounded by this second dielectric material.
Chaque conducteur électrique du connecteur électrique s’étend principalement selon une direction longitudinale. Selon l’invention, le premier matériau diélectrique et le deuxième matériau diélectrique sont agencés l’un après l’autre le long de cette direction longitudinale. Dans un tel cas, le deuxième matériau diélectrique est hors de l’embase du connecteur électrique selon l’invention.Each electrical conductor of the electrical connector extends mainly in a longitudinal direction. According to the invention, the first dielectric material and the second dielectric material are arranged one after the other along this longitudinal direction. In such a case, the second dielectric material is outside the base of the electrical connector according to the invention.
Avantageusement, le premier matériau diélectrique comprend du verre. De manière plus précise, le premier matériau diélectrique est du verre. Ce matériau est notamment choisi car, en plus d’assurer une bonne isolation électrique, le verre assure une étanchéité entre les espaces qu’il sépare en étant fondu autour du conducteur électrique.Advantageously, the first dielectric material comprises glass. More specifically, the first dielectric material is glass. This material is particularly chosen because, in addition to ensuring good electrical insulation, the glass provides a seal between the spaces it separates by being melted around the electrical conductor.
Le deuxième matériau diélectrique comprend quant à lui de la céramique. De manière plus précise, le deuxième matériau diélectrique est de la céramique. La céramique est notamment choisie car elle présente, en plus de ses propriétés d’isolant électrique, une grande résistance mécanique, une faible densité, une forte dureté et une résistance élevée à l'usure.The second dielectric material comprises ceramic. More specifically, the second dielectric material is ceramic. Ceramic is particularly chosen because it has, in addition to its electrical insulating properties, high mechanical strength, low density, high hardness and high resistance to wear.
Selon une caractéristique de la présente invention, chaque conducteur électrique est réalisé par une broche rigide. On entend par « broche rigide » un élément apte à conduire un courant électrique et qui résiste aux efforts de torsion, de cisaillement. En d’autres termes, cette broche rigide ne plie pas sous son propre poids, comme cela peut être le cas d’un câble électrique souple.According to a characteristic of the present invention, each electrical conductor is produced by a rigid pin. The term “rigid spindle” is understood to mean an element capable of conducting an electric current and which withstands torsional and shear forces. In other words, this rigid pin does not bend under its own weight, as can be the case with a flexible electrical cable.
L’invention concerne également un compresseur électrique comprenant un boîtier délimitant au moins une cavité et un logement séparé l’un de l’autre par une paroi interne du boîtier, le logement recevant au moins un moteur électrique et la cavité logeant au moins un module de commande du moteur électrique, le module de commande étant électriquement connecté au moteur électrique par un connecteur électrique conforme à la présente invention.The invention also relates to an electric compressor comprising a housing delimiting at least one cavity and a housing separated from one another by an internal wall of the housing, the housing receiving at least one electric motor and the cavity housing at least one module. for controlling the electric motor, the control module being electrically connected to the electric motor by an electric connector according to the present invention.
Selon l’invention, le connecteur électrique est fixé à la paroi interne du boîtier. On comprend alors que la paroi interne du boîtier comprend autant d’orifices que le connecteur électrique comprend de conducteurs électriques. Ainsi, la paroi interne du boîtier comprend au moins deux orifices distincts. On notera que chaque conducteur électrique de ce connecteur électrique traverse cette paroi interne indépendamment des autres conducteurs électriques.According to the invention, the electrical connector is fixed to the internal wall of the housing. It is then understood that the internal wall of the housing comprises as many orifices as the electrical connector comprises electrical conductors. Thus, the internal wall of the housing comprises at least two separate orifices. It will be noted that each electrical conductor of this electrical connector passes through this internal wall independently of the other electrical conductors.
Selon une caractéristique de la présente invention, la paroi interne du boîtier comprend un lamage autour de chaque orifice, chaque lamage formant un logement de réception de l’un des dispositifs d’étanchéité. Tel que précédemment mentionné, chaque conducteur électrique est ainsi entouré d’un dispositif d’étanchéité qui lui est propre. L’étanchéité de la paroi interne du boîtier est ainsi assurée au niveau de chaque orifice ménagé dans cette paroi interne.According to a characteristic of the present invention, the internal wall of the housing comprises a counterbore around each orifice, each counterbore forming a housing for receiving one of the sealing devices. As previously mentioned, each electrical conductor is thus surrounded by its own sealing device. The sealing of the internal wall of the housing is thus ensured at the level of each orifice formed in this internal wall.
Selon l’invention, le compresseur est parcouru par un fluide réfrigérant apte à passer dans et/ou autour des éléments reçus dans le logement du boîtier, ce fluide réfrigérant étant un fluide supercritique. Avantageusement, ce fluide réfrigérant est du dioxyde de carbone.According to the invention, the compressor is traversed by a coolant capable of passing in and / or around the elements received in the housing of the housing, this coolant being a supercritical fluid. Advantageously, this refrigerant is carbon dioxide.
Selon un aspect de ce compresseur électrique, le boîtier peut être réalisé à partir d’un assemblage de plusieurs pièces fabriquées séparément les unes des autres. Alternativement, le boîtier délimitant le logement, la cavité et comprenant la paroi interne, peut résulter d’une unique pièce monobloc, avantageusement réalisée pat moulage.According to one aspect of this electric compressor, the housing can be produced from an assembly of several parts manufactured separately from each other. Alternatively, the housing delimiting the housing, the cavity and comprising the internal wall, can result from a single piece, advantageously produced by molding.
D’autres détails, caractéristiques et avantages ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec les différents modes de réalisation illustrés sur les figures suivantes :Other details, characteristics and advantages will emerge more clearly on reading the detailed description given below for information only in relation to the various embodiments illustrated in the following figures:
- la figure 1 illustre un connecteur électrique tel qu’il est divulgué dans le document US2012230851;- Figure 1 illustrates an electrical connector as disclosed in document US2012230851;
- la figure 2 illustre schématiquement un compresseur électrique selon la présente invention ;- Figure 2 schematically illustrates an electric compressor according to the present invention;
- la figure 3 illustre un connecteur électrique selon l’invention, disposé dans le compresseur électrique illustré sur la figure 2 et vu dans une coupe réalisée selon un plan longitudinal ;- Figure 3 illustrates an electrical connector according to the invention, arranged in the electric compressor illustrated in Figure 2 and seen in a section made along a longitudinal plane;
- la figure 4 une vue de dessus de dispositifs d’étanchéité.- Figure 4 a top view of sealing devices.
Comme exposé plus haut, la figure 1 illustre un connecteur électrique 100 connu du document US2012230851.As explained above, FIG. 1 illustrates an electrical connector 100 known from document US2012230851.
La figure 2 illustre un compresseur électrique 1 selon la présente invention comprenant un boîtier 2 de conformation générale cylindrique, fermé par un couvercle 3.FIG. 2 illustrates an electric compressor 1 according to the present invention comprising a box 2 of generally cylindrical conformation, closed by a cover 3.
Ce boîtier 2 délimite au moins une cavité 4 et un logement 5 séparés l’un de l’autre par une paroi interne 6 du boîtier 2. Tel que représenté sur la figure 2, la cavité 4 loge un module de commande 7, tandis que le logement 5 reçoit un mécanisme de compression 9 et une motorisation, en l’espèce un moteur électrique 8. Selon un exemple illustré sur la figure 2, ce compresseur électrique 1 s’étend principalement selon une direction longitudinale X et on remarque que le logement 5, la paroi interne 6 du boîtier 2, la cavité 4, le module de commande 7 et le couvercle 3 de ce boîtier 2 sont alignés, dans cet ordre, le long de la direction longitudinale X. Le compresseur électrique 1 de l’invention est ainsi un compresseur électrique longitudinal, à contrario des compresseurs électrique où le module de commande est disposé radialement.This housing 2 delimits at least one cavity 4 and a housing 5 separated from one another by an internal wall 6 of the housing 2. As shown in FIG. 2, the cavity 4 houses a control module 7, while the housing 5 receives a compression mechanism 9 and a motorization, in this case an electric motor 8. According to an example illustrated in FIG. 2, this electric compressor 1 extends mainly in a longitudinal direction X and it is noted that the housing 5, the internal wall 6 of the housing 2, the cavity 4, the control module 7 and the cover 3 of this housing 2 are aligned, in this order, along the longitudinal direction X. The electric compressor 1 of the invention is thus a longitudinal electric compressor, unlike electric compressors where the control module is arranged radially.
Le boîtier 2 du compresseur électrique 1 peut être réalisé en aluminium ou en un alliage d’aluminium. Ce boîtier 2 du compresseur électrique 1 peut par exemple être composé de plusieurs pièces fabriquées séparément puis solidarisées entre elles. Alternativement, ce boîtier 2 peut être réalisé par une unique pièce, cette unique pièce étant par exemple obtenue par moulage.The housing 2 of the electric compressor 1 can be made of aluminum or an aluminum alloy. This box 2 of the electric compressor 1 can for example be made up of several parts manufactured separately and then joined together. Alternatively, this housing 2 can be produced by a single piece, this single piece being for example obtained by molding.
Tel qu’illustré, le boîtier 2 comprend également une bouche d’entrée 10 et une bouche de sortie 11 configurées pour permettre l’entrée et la sortie d’un fluide réfrigérant dans et hors du boîtier 2. Plus particulièrement, cette bouche d’entrée 10 et cette bouche de sortie 11 sont ménagées dans une portion du boîtier 2 délimitant le logement 5 dans lequel sont reçus le mécanisme de compression 9 et le moteur électrique 8. Le boîtier 2 est donc configuré pour que le fluide réfrigérant circule le long au moins du moteur électrique 8, notamment pour le refroidir.As illustrated, the housing 2 also comprises an inlet mouth 10 and an outlet mouth 11 configured to allow the entry and exit of a refrigerant fluid in and out of the case 2. More particularly, this mouth inlet 10 and this outlet mouth 11 are formed in a portion of the housing 2 delimiting the housing 5 in which the compression mechanism 9 and the electric motor are received. The housing 2 is therefore configured so that the coolant circulates along the less of the electric motor 8, in particular for cooling it.
Ce fluide réfrigérant circule ainsi dans le logement 5 où il est comprimé par le mécanisme de compression 9 entraîné en rotation par un arbre d’entrainement 12 du moteur électrique 8. Le mécanisme de compression 9 peut par exemple être un mécanisme de compression à spirales, dont une spirale est fixe tandis que l’autre spirale oscille. Lorsque le compresseur électrique 1 est intégré à un circuit fermé d’une installation de conditionnement d’air, le fluide réfrigérant quitte le compresseur électrique 1 après avoir été comprimé par le mécanisme de compression 9 pour rejoindre, par exemple, un condenseur.This refrigerant thus circulates in the housing 5 where it is compressed by the compression mechanism 9 driven in rotation by a drive shaft 12 of the electric motor 8. The compression mechanism 9 can for example be a spiral compression mechanism, one spiral is fixed while the other spiral oscillates. When the electric compressor 1 is integrated into a closed circuit of an air conditioning installation, the refrigerant leaves the electric compressor 1 after having been compressed by the compression mechanism 9 to reach, for example, a condenser.
Le moteur électrique 8 est quant à lui alimenté électriquement et piloté par le module de commande 7 logé dans la cavité 4 du boîtier 2 du compresseur électrique 1. Ce module de commande 7 comprend une carte électronique sur laquelle sont fixés une pluralité de composants électroniques - non illustrés ici - et ce module de commande 7 est alimenté par un faisceau d’alimentation électrique 13 relié électriquement à un réseau électrique d’un véhicule dans lequel est montée le compresseur électrique 1. Selon l’exemple illustré sur la figure 2, le faisceau d’alimentation électrique 13 comprend, à l’une de ses extrémités longitudinale, un élément de connexion 19 qui traverse le couvercle 3 du boîtier 2. Cet élément de connexion 19 comprend un élément femelle 190 auquel est relié le faisceau d’alimentation électrique 13 et un élément mâle 191 qui est enfiché dans l’élément femelle 190 à une extrémité et qui est relié au module de commande 17 à une autre extrémité, ces deux extrémités étant opposées le long de la direction longitudinale X.The electric motor 8 is itself electrically powered and controlled by the control module 7 housed in the cavity 4 of the housing 2 of the electric compressor 1. This control module 7 comprises an electronic card on which are fixed a plurality of electronic components - not illustrated here - and this control module 7 is supplied by an electrical supply harness 13 electrically connected to an electrical network of a vehicle in which the electric compressor is mounted 1. According to the example illustrated in FIG. 2, the electrical supply harness 13 comprises, at one of its longitudinal ends, a connection element 19 which passes through the cover 3 of the housing 2. This connection element 19 comprises a female element 190 to which the electrical supply harness is connected 13 and a male element 191 which is plugged into the female element 190 at one end and which is connected to the module of c control 17 at another end, these two ends being opposite along the longitudinal direction X.
Afin d’assurer l’alimentation électrique du moteur électrique 8 par le module de commande 7, un connecteur électrique 14 selon l’invention traverse la paroi interne 6 du boîtier 2. Tel que mentionné ci-dessus, un fluide réfrigérant circule dans le logement 5 partiellement délimité par cette paroi interne 6. Afin d’éviter toute intrusion du fluide réfrigérant dans la cavité 4 logeant le module de commande 7, plusieurs dispositifs d’étanchéité sont agencés entre le connecteur électrique 14 et la paroi interne 6 du boîtier 2.In order to ensure the electrical supply of the electric motor 8 by the control module 7, an electrical connector 14 according to the invention passes through the internal wall 6 of the housing 2. As mentioned above, a coolant circulates in the housing 5 partially delimited by this internal wall 6. In order to avoid any intrusion of the coolant into the cavity 4 housing the control module 7, several sealing devices are arranged between the electrical connector 14 and the internal wall 6 of the housing 2.
Nous allons maintenant décrire plus en détails ce connecteur électrique 14 ainsi que les dispositifs d’étanchéité 15 qu’il comprend en référence aux figures 3 et 4.We will now describe in more detail this electrical connector 14 as well as the sealing devices 15 which it includes with reference to FIGS. 3 and 4.
La figure 3 est une vue en coupe, réalisée selon un plan longitudinal passant par des conducteurs électriques 141 du connecteur électrique 14 et dans lequel s’inscrit la direction longitudinale X.Figure 3 is a sectional view, taken along a longitudinal plane passing through electrical conductors 141 of the electrical connector 14 and in which is registered the longitudinal direction X.
Tel que représenté sur cette figure 3, le connecteur électrique 14 qui permet de réaliser la connexion électrique entre le module de commande 7 et le moteur électrique non illustré sur la figure 3 - comprend une embase 140 et, selon l’exemple illustré, trois conducteurs électriques 141 s’étendant respectivement parallèlement la direction longitudinale X. Ces conducteurs électriques 141 sont aptes à conduire un courant électrique depuis le module de commande 7 et vers le moteur électrique du compresseur.As shown in this FIG. 3, the electrical connector 14 which makes it possible to make the electrical connection between the control module 7 and the electric motor not illustrated in FIG. 3 - comprises a base 140 and, according to the illustrated example, three conductors electrical 141 extending respectively parallel to the longitudinal direction X. These electrical conductors 141 are capable of conducting an electric current from the control module 7 and towards the electric motor of the compressor.
Par exemple, ces conducteurs électriques 141 sont des broches rigides fabriquées en un matériau métallique, par exemple de l’acier.For example, these electrical conductors 141 are rigid pins made of a metallic material, for example steel.
La paroi interne 6 du boîtier séparant le logement 5 de la cavité 4 comprend trois orifices 60, par lesquels passent les conducteurs électriques 141. Autrement dit, chaque conducteur électrique 141 traverse la paroi interne 6 via l’un de ces orifices 60. Ainsi, une première extrémité longitudinale de chaque conducteur électrique 141 s’étend dans le logement 5 et une deuxième extrémité longitudinale de chaque conducteur électrique 141 s’étend quant à elle dans la cavité 4.The internal wall 6 of the housing separating the housing 5 from the cavity 4 comprises three orifices 60, through which the electrical conductors 141 pass. In other words, each electrical conductor 141 passes through the internal wall 6 via one of these orifices 60. Thus, a first longitudinal end of each electrical conductor 141 extends into the housing 5 and a second longitudinal end of each electrical conductor 141 extends in turn into the cavity 4.
Le moteur électrique reçu dans le logement 5 comprend un faisceau électrique auquel est fixé un élément de connexion femelle - non illustré ici - apte à s’enficher sur les trois conducteurs électriques 141, et plus particulièrement les premières extrémités longitudinales de ces conducteurs électrique 141. Ces conducteurs électriques 141 sont également électriquement connectés au module de commande 7 via des cosses 20 de raccordement électrique portées par la carte électronique du module de commande 7. Tel qu’illustré sur la figure 3, chaque conducteur électrique 141, et plus particulièrement les deuxièmes extrémités longitudinales de ces conducteurs électriques 141, est ainsi connecté au module de commande 7 par une cosse 20 de raccordement électrique qui lui est propre.The electric motor received in the housing 5 comprises an electric harness to which a female connection element is attached - not illustrated here - capable of being plugged into the three electric conductors 141, and more particularly the first longitudinal ends of these electric conductors 141. These electrical conductors 141 are also electrically connected to the control module 7 via electrical connection lugs 20 carried by the electronic card of the control module 7. As illustrated in FIG. 3, each electrical conductor 141, and more particularly the second longitudinal ends of these electrical conductors 141, is thus connected to the control module 7 by a terminal 20 for its own electrical connection.
Tel que précédemment mentionné, le boîtier comprend de l’aluminium ou un alliage d’aluminium. Afin d’isoler électriquement les conducteurs électriques 141 de ce boîtier, et plus exactement de la paroi interne 6 de ce boîtier, ces derniers sont entourés par au moins deux matériaux diélectriques 15, 16 agencés l’un après l’autre le long de la direction longitudinale X. Un premier matériau diélectrique 15 est agencé dans l’embase 140 du connecteur électrique 14 et un deuxième matériau diélectrique 16, distinct du premier matériau diélectrique 15, est quant à lui agencé au moins dans la paroi interne 6 du boîtier, ce premier matériau diélectrique 15 et ce deuxième matériau diélectrique 16 étant tous deux disposés autour des conducteurs électrique 141.As previously mentioned, the housing includes aluminum or an aluminum alloy. In order to electrically isolate the electrical conductors 141 of this housing, and more precisely of the internal wall 6 of this housing, the latter are surrounded by at least two dielectric materials 15, 16 arranged one after the other along the longitudinal direction X. A first dielectric material 15 is arranged in the base 140 of the electrical connector 14 and a second dielectric material 16, distinct from the first dielectric material 15, is in turn arranged at least in the internal wall 6 of the housing, this first dielectric material 15 and this second dielectric material 16 both being arranged around the electrical conductors 141.
Le premier matériau diélectrique 15 comprend du verre. Avantageusement, l’utilisation de ce matériau permet d’une part d’isoler électriquement le conducteur électrique 141 de la paroi interne 6 du boîtier et participe, d’autre part, à l’étanchéité de cette paroi interne 6. On comprend de la figure 3 que ce premier matériau diélectrique 15 empêche ici toute migration du fluide réfrigérant le long des conducteurs électriques 141 ainsi que le long de trous ménagés dans l’embase 140 et par lesquels passent ces conducteurs électriques 141.The first dielectric material 15 includes glass. Advantageously, the use of this material makes it possible on the one hand to electrically isolate the electrical conductor 141 from the internal wall 6 of the housing and, on the other hand, participates in the sealing of this internal wall 6. It is understood FIG. 3 shows that this first dielectric material 15 here prevents any migration of the refrigerant fluid along the electrical conductors 141 as well as along holes made in the base 140 and through which these electrical conductors 141 pass.
Le deuxième matériau diélectrique 16 comprend quant à lui de la céramique et permet d’isoler électriquement les conducteurs électriques 141 autour desquels il est agencé de la paroi interne 6 du boîtier. Autrement dit, le premier matériau diélectrique 15 est agencé entre chaque conducteur électrique 141 et l’embase 140 du connecteur électrique 14 et le deuxième matériau diélectrique 16 est quant à lui agencé entre chaque conducteur électrique 141 et la paroi interne 6 du boîtier.The second dielectric material 16 comprises ceramic and makes it possible to electrically isolate the electrical conductors 141 around which it is arranged from the internal wall 6 of the housing. In other words, the first dielectric material 15 is arranged between each electrical conductor 141 and the base 140 of the electrical connector 14 and the second dielectric material 16 is in turn arranged between each electrical conductor 141 and the internal wall 6 of the housing.
Le choix de ces matériaux, c’est-à-dire du verre et de la céramique, résulte du fait que la tension qui circule sur les conducteurs électriques 141 est comprise entre 300V et 600V, ce qui nécessite une isolation électrique importante. De plus, le fluide réfrigérant qui circule dans le logement 5 comprend un lubrifiant qui favorise les arcs électriques, il est donc nécessaire de bien isoler électriquement les conducteurs électriques 141, notamment au niveau de leur portion qui s’étend dans le logement 5. Tel qu’illustré sur la figure 3, le deuxième matériau diélectrique 16 entoure ainsi au moins partiellement une portion de chaque conducteur électrique 141 qui s’étend au-delà de la paroi interne 6, dans le logement 5. La céramique présente avantageusement des propriétés d’isolation électrique supérieure au verre, ce qui permet d’assurer une isolation électrique efficace même sur ces portions de conducteurs électriques 141 directement au contact du fluide réfrigérant auquel est ajouté le lubrifiant.The choice of these materials, that is to say glass and ceramic, results from the fact that the voltage which circulates on the electrical conductors 141 is between 300V and 600V, which requires significant electrical insulation. In addition, the refrigerant which circulates in the housing 5 comprises a lubricant which promotes electric arcs, it is therefore necessary to properly electrically insulate the electrical conductors 141, in particular at the level of their portion which extends into the housing 5. Tel as illustrated in FIG. 3, the second dielectric material 16 thus at least partially surrounds a portion of each electrical conductor 141 which extends beyond the internal wall 6, in the housing 5. The ceramic advantageously has properties of electrical insulation superior to glass, which ensures effective electrical insulation even on these portions of electrical conductors 141 directly in contact with the refrigerant to which the lubricant is added.
Le connecteur électrique 14 comprend également plusieurs dispositifs d’étanchéité 17, en l’espèce trois dispositifs d’étanchéité 17, respectivement agencés autour de l’un des conducteurs électriques 141. Vue en projection, la forme du dispositif d’étanchéité 17 est identique à la forme d’une paroi externe du conducteur électrique 141. Il s’agit ici de cercles. Ces dispositifs d’étanchéité 17 empêchent notamment une migration du fluide réfrigérant le long de l’embase 140, c’est-à-dire entre une face de cette embase 140 et une face de la paroi interne 6 qui est tournée vers la cavité 4. En d’autres termes, ces dispositifs d’étanchéité 17 assurent une étanchéité à l’interface entre la paroi interne 6 du boîtier et l’embase 140 du connecteur électrique 14.The electrical connector 14 also comprises several sealing devices 17, in this case three sealing devices 17, respectively arranged around one of the electrical conductors 141. Viewed in projection, the shape of the sealing device 17 is identical in the form of an external wall of the electrical conductor 141. These are circles. These sealing devices 17 prevent in particular a migration of the coolant along the base 140, that is to say between a face of this base 140 and a face of the internal wall 6 which faces the cavity 4 In other words, these sealing devices 17 provide a seal at the interface between the internal wall 6 of the housing and the base 140 of the electrical connector 14.
Avantageusement une pluralité de lamages 18 sont ménagés dans la paroi interne 6, autour des conducteurs électriques 141, et plus précisément autour du deuxième matériau diélectrique 16 entourant chaque conducteur électrique 141. Tel que représenté, chaque dispositif d’étanchéité 17 est agencé dans l’un de ces lamages 18. Par exemple, ces dispositifs d’étanchéité 17 peuvent être des joints toriques.Advantageously, a plurality of countersinks 18 are formed in the internal wall 6, around the electrical conductors 141, and more precisely around the second dielectric material 16 surrounding each electrical conductor 141. As shown, each sealing device 17 is arranged in the one of these counterbores 18. For example, these sealing devices 17 can be O-rings.
Tel que mentionné ci-dessus, le logement 5 est parcouru par le fluide supercritique, par exemple par du dioxyde de carbone, qui présente donc une pression de fonctionnement élevée. Ainsi, la pression d’utilisation du compresseur électrique selon l’invention est comprise entre 15 bars et 110 bars à basse pression. A titre informatif, la pression d’éclatement à basse pression est de 260 bars. Le connecteur électrique 14 selon l’invention, et son organisation particulière des dispositifs d’étanchéité 17, s’inscrit dans ce contexte de pression très élevée, génératrice de forces également très élevées. On entend par « organisation particulière », le fait que, selon l’invention, la surface totale du connecteur électrique 14 est inférieure à la surface de ce connecteur électrique 14 sur laquelle s’exerce effectivement la pression de ce fluide supercritique. C’est notamment cette différence de surfaces qui permet à ce connecteur électrique 14 de résister à ces pressions élevées.As mentioned above, the housing 5 is traversed by the supercritical fluid, for example by carbon dioxide, which therefore has a high operating pressure. Thus, the operating pressure of the electric compressor according to the invention is between 15 bars and 110 bars at low pressure. For information, the burst pressure at low pressure is 260 bars. The electrical connector 14 according to the invention, and its particular organization of the sealing devices 17, fits in this context of very high pressure, generating also very high forces. By "particular organization" is meant the fact that, according to the invention, the total area of the electrical connector 14 is less than the area of this electrical connector 14 on which the pressure of this supercritical fluid is effectively exerted. It is in particular this difference in surfaces which allows this electrical connector 14 to resist these high pressures.
En utilisant trois dispositifs d’étanchéité 17 distincts, la surface de chaque dispositif d’étanchéité 17 exposée à cette pression est relativement réduite, ce qui permet avantageusement de fiabiliser l’étanchéité assurée par ces dispositifs d’étanchéité.By using three separate sealing devices 17, the surface of each sealing device 17 exposed to this pressure is relatively reduced, which advantageously makes the sealing provided by these sealing devices more reliable.
La figure 4 est une vue de dessus des dispositifs d’étanchéité 17 agencés entre le connecteur électrique et la paroi interne du boîtier, montrés selon un exemple particulier de réalisation.Figure 4 is a top view of the sealing devices 17 arranged between the electrical connector and the inner wall of the housing, shown according to a particular embodiment.
Tel qu’illustré, les dispositifs d’étanchéité 17 sont reliés entre eux pas des ponts 170. Avantageusement, ces ponts 170 sont de la même matière que les dispositifs d’étanchéité 17, ces trois dispositifs d’étanchéité 17 formant ainsi un ensemble monobloc. On entend par « ensemble monobloc » le fait que les dispositifs d’étanchéité ne peuvent être séparés les uns des autres sans occasionner la détérioration d’au moins l’un d’entre eux. Une telle organisation permet de faciliter l’installation des dispositifs d’étanchéité 17 lors de l’assemblage du connecteur électrique sur le compresseur électrique.As illustrated, the sealing devices 17 are interconnected by bridges 170. Advantageously, these bridges 170 are made of the same material as the sealing devices 17, these three sealing devices 17 thus forming a one-piece assembly . “One-piece assembly” means that the sealing devices cannot be separated from one another without causing the deterioration of at least one of them. Such an organization makes it easier to install the sealing devices 17 when assembling the electrical connector on the electric compressor.
On comprend de ce qui précède que la présente invention permet, par des moyens simples et peu coûteux, de pérenniser l’étanchéité entre deux espaces d’un compresseur électrique haute pression.It is understood from the above that the present invention allows, by simple and inexpensive means, to perpetuate the seal between two spaces of a high pressure electric compressor.
L’invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s’étend également à tout moyen ou configuration équivalent et à toute combinaison techniquement opérant de tels moyens. En particulier, la forme et la disposition des dispositifs d’étanchéité du connecteur électrique peuvent être modifiées dans la mesure où elles remplissent les fonctionnalités décrites dans le présent document.The invention cannot however be limited to the means and configurations described and illustrated here, and it also extends to any equivalent means or configuration and to any technically operating combination of such means. In particular, the shape and arrangement of the sealing devices of the electrical connector can be modified to the extent that they fulfill the functions described in this document.
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2017
- 2017-12-15 FR FR1762238A patent/FR3075490B1/en active Active
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