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FR3149464A1 - RECEIVING BOX FOR BATTERY OR ELECTRONIC CARD IN A MOTOR VEHICLE - Google Patents

RECEIVING BOX FOR BATTERY OR ELECTRONIC CARD IN A MOTOR VEHICLE Download PDF

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Publication number
FR3149464A1
FR3149464A1 FR2305490A FR2305490A FR3149464A1 FR 3149464 A1 FR3149464 A1 FR 3149464A1 FR 2305490 A FR2305490 A FR 2305490A FR 2305490 A FR2305490 A FR 2305490A FR 3149464 A1 FR3149464 A1 FR 3149464A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
metal insert
receiving box
receiving
metal
box according
Prior art date
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Pending
Application number
FR2305490A
Other languages
French (fr)
Inventor
Dominique Pierrat
Alexis Marty
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
PSA Automobiles SA
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by PSA Automobiles SA filed Critical PSA Automobiles SA
Priority to FR2305490A priority Critical patent/FR3149464A1/en
Publication of FR3149464A1 publication Critical patent/FR3149464A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0007Casings
    • H05K9/002Casings with localised screening
    • H05K9/0022Casings with localised screening of components mounted on printed circuit boards [PCB]
    • H05K9/0037Housings with compartments containing a PCB, e.g. partitioning walls
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073Shielding materials
    • H05K9/0081Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
    • H05K9/0086Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising a single discontinuous metallic layer on an electrically insulating supporting structure, e.g. metal grid, perforated metal foil, film, aggregated flakes, sintering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)

Abstract

L’invention concerne un boîtier de réception (1) pour recevoir dans un véhicule automobile au moins un composant électrique ou électronique parmi lesquels un élément de batterie électrique ou une carte électronique, le boîtier de réception comprenant une ou plusieurs parois délimitant un volume intérieur vis-à-vis de l'environnement extérieur, le boîtier de réception comprenant une portion principale en matière plastique et au moins un insert métallique s'étendant dans au moins une paroi, caractérisé en ce que l’insert métallique s'étend dans l'épaisseur de la portion principale en matière plastique. Figure 3The invention relates to a receiving housing (1) for receiving in a motor vehicle at least one electrical or electronic component including an electric battery element or an electronic card, the receiving housing comprising one or more walls delimiting an interior volume with respect to the external environment, the receiving housing comprising a main portion made of plastic material and at least one metal insert extending in at least one wall, characterized in that the metal insert extends in the thickness of the main portion made of plastic material. Figure 3

Description

BOÎTIER DE RECEPTION POUR BATTERIE OU CARTE ELECTRONIQUE DANS UN VEHICULE AUTOMOBILERECEIVING BOX FOR BATTERY OR ELECTRONIC CARD IN A MOTOR VEHICLE

L’invention concerne un boîtier de réception configuré pour recevoir un composant électrique ou électronique du type élément de batterie électrique ou carte électronique. Ce boîtier de réception peut aussi être appelé bac ou ‘contenant’ voire ‘récipient’.The invention relates to a receiving box configured to receive an electrical or electronic component such as an electric battery element or electronic card. This receiving box can also be called a tray or ‘container’ or even a ‘receptacle’.

Lorsqu'il contient une batterie de stockage d'énergie électrique, ce boîtier de réception peut être appelé bac batterie. Lorsqu'il contient des composants électroniques, ce boîtier peut être appelé boîtier de protection électronique.When it contains an electrical energy storage battery, this receiving box can be called a battery tray. When it contains electronic components, this box can be called an electronic protection box.

Dans certains cas de figure, ce boîtier de réception est réalisé entièrement en matière plastique notamment lorsqu'il n'y a pas d'exigence de protection vis-à-vis des ondes électromagnétiques, c'est-à-dire qu'il n'y a aucune précaution particulière en termes de CEM (pour Compatibilité Electro-Magnétique). Les exigences en matière de robustesse mécanique dictent le choix de la matière parmi les polymères thermoplastiques possibles, e.g. les polyamides, polypropylènes, polyéthylènes, PVC et cetera, et dictent également l'épaisseur de matière à prévoir selon les zones du boîtier de réception, sans exclure la présence de nervures de renfort et de formes spécifiques pour les fixations du boîtier, le maintien ou les passages d'éléments.In some cases, this receiving box is made entirely of plastic, particularly when there is no requirement for protection against electromagnetic waves, i.e. there are no special precautions in terms of EMC (for Electro-Magnetic Compatibility). The requirements for mechanical robustness dictate the choice of material among the possible thermoplastic polymers, e.g. polyamides, polypropylenes, polyethylenes, PVC and so on, and also dictate the thickness of material to be provided according to the areas of the receiving box, without excluding the presence of reinforcing ribs and specific shapes for the fixings of the box, the maintenance or the passages of elements.

Dans certains autres cas de figure, le boîtier de réception en question est réalisé entièrement en matière métallique, e.g. acier ou aluminium. Cette solution, en fournissant un effet efficace de cage de Faraday, procure une protection vis-à-vis des ondes électromagnétiques et permet de répondre à certaines exigences de CEM (pour Compatibilité Electro-Magnétique).In some other cases, the receiving box in question is made entirely of metal, e.g. steel or aluminum. This solution, by providing an effective Faraday cage effect, provides protection against electromagnetic waves and makes it possible to meet certain EMC (Electromagnetic Compatibility) requirements.

Toutefois, la solution métallique présente des inconvénients. En effet, il n'est pas possible d'intégrer diverses formes lors de la formation du boîtier. De plus, le coût et le poids d'un tel boîtier de réception sont aussi défavorables.However, the metal solution has disadvantages. Indeed, it is not possible to integrate various shapes when forming the housing. In addition, the cost and weight of such a receiving box are also unfavorable.

Encore dans certains autres cas de figure, on réalise le boîtier en matière plastique et on vient le recouvrir d'une couche de métallisation pour procurer un effet de protection CEM. Toutefois, un tel procédé est long et coûteux et le coût de revient d’un tel boîtier s’avère trop élevé.In some other cases, the housing is made of plastic and covered with a layer of metallization to provide an EMC shielding effect. However, such a process is long and expensive and the cost price of such a housing is too high.

Les inventeurs ont cherché à proposer une solution plus pertinente pour améliorer le compromis entre le poids, le coût et les performances CEM.The inventors sought to propose a more relevant solution to improve the compromise between weight, cost and EMC performance.

A cet effet, l’invention propose un boîtier de réception pour recevoir dans un véhicule automobile au moins un composant électrique ou électronique parmi lesquels un élément de batterie électrique ou une carte électronique, le boîtier de réception comprenant une ou plusieurs parois délimitant un volume intérieur vis-à-vis de l'environnement extérieur,
le boîtier de réception comprenant une portion principale en matière plastique et au moins un insert métallique s'étendant dans au moins une paroi, caractérisé en ce que l’insert métallique s'étend dans l'épaisseur de la portion principale en matière plastique.
For this purpose, the invention proposes a receiving box for receiving in a motor vehicle at least one electrical or electronic component including an electric battery element or an electronic card, the receiving box comprising one or more walls delimiting an interior volume with respect to the exterior environment,
the receiving housing comprising a main portion made of plastic material and at least one metal insert extending in at least one wall, characterized in that the metal insert extends in the thickness of the main portion made of plastic material.

Grâce à un tel agencement, on utilise du métal dans le boîtier de réception uniquement là où c'est nécessaire, le reste du boîtier de réception étant réalisé en matière plastique.Thanks to such an arrangement, metal is used in the receiving box only where necessary, the rest of the receiving box being made of plastic.

L’insert métallique forme un écran aux ondes électromagnétiques entrantes dans le boîtier ou sortant du boîtier. On peut ainsi traiter les problèmes éventuels d'immunité aux parasites extérieurs (susceptibilité aux ondes électromagnétiques rayonnées par des équipement tiers) et aussi un problème éventuel de manque de mutisme si de forts courants sont commutés rapidement à l'intérieur du boîtier de réception (émission indésirable d'ondes électromagnétiques depuis l'intérieur du boîtier).The metal insert forms a screen for electromagnetic waves entering or leaving the housing. This can address potential problems of immunity to external interference (susceptibility to electromagnetic waves radiated by third-party equipment) and also a potential problem of lack of mute if high currents are switched quickly inside the receiving housing (unwanted emission of electromagnetic waves from inside the housing).

L'insert métallique peut aussi former un chemin d'évacuation des calories qui peuvent être générées à l'intérieur du boîtier.The metal insert can also form an evacuation path for calories that may be generated inside the housing.

Le compromis de matériaux tel qu'il est proposé permet de diminuer la le poids du boîtier par rapport à une solution tout métallique. Ce compromis permet d'améliorer le comportement CEM par rapport à une solution tout plastique. Ce compromis présente un optimum de coût de revient.The proposed material compromise allows the weight of the housing to be reduced compared to an all-metal solution. This compromise allows the EMC behavior to be improved compared to an all-plastic solution. This compromise presents an optimum cost price.

On peut former le boîtier de réception avec l'insert métallique par surmoulage de cet insert métallique dans un moule où on injecte la matière thermoplastique.The receiving housing with the metal insert can be formed by overmolding this metal insert in a mold into which the thermoplastic material is injected.

Avantageusement, la surface extérieure des parois du boîtier est formée essentiellement par le matériau plastique. On peut choisir des couleurs très variées pour le matériau plastique, notamment en fonction de la destination et de la fonction du boîtier de réception.Advantageously, the outer surface of the housing walls is formed essentially by the plastic material. A wide variety of colours can be chosen for the plastic material, in particular depending on the destination and function of the receiving housing.

L’insert métallique peut affleurer à la surface, notamment si on l'utilise comme pont thermique pour évacuer des calories générées à l'intérieur du boîtier.The metal insert can be flush with the surface, especially if it is used as a thermal bridge to evacuate calories generated inside the housing.

On relève que le terme ‘armature métallique’ peut aussi être utilisé pour désigner l’insert métallique.It is noted that the term ‘metal frame’ can also be used to designate the metal insert.

Selon une réalisation, l’insert métallique peut être ajouré. Ainsi on diminue le poids de l'insert métallique, tout en obtenant un effet de protection CEM recherché non dégradé aux longueurs d'onde considérées. Un tel insert métallique peut être formé comme un réseau maillé avec un réseau de trous.According to one embodiment, the metal insert can be perforated. This reduces the weight of the metal insert, while obtaining a desired EMC shielding effect that is not degraded at the wavelengths considered. Such a metal insert can be formed as a mesh network with a network of holes.

En particulier, l’insert métallique est un treillis métallique. Ce genre de composant est très bon marché car disponible très couramment. Il peut s'agir d'une grille ou d'une portion de grillage ou encore d'une toile métallique perforée. Par exemple, un tel treillis peut être formé comme un réseau de tiges qui se croisent à angle droit.In particular, the metal insert is a metal mesh. This type of component is very cheap because it is very commonly available. It can be a grid or a portion of wire mesh or even a perforated metal mesh. For example, such a mesh can be formed as a network of rods that cross at right angles.

Selon une réalisation, la densité moyenne du boîtier peut être comprise entre 2 g/cm3 et 4 g/cm3. Cette valeur est très inférieure à celle obtenue par une solution de boitier tout en métal pour lequel la densité est proche de 8 g/cm3.According to one embodiment, the average density of the housing can be between 2 g/cm3 and 4 g/cm3This value is much lower than that obtained by an all-metal case solution for which the density is close to 8 g/cm3.

Selon une réalisation, la densité moyenne du boîtier peut être comprise entre 1,5 g/cm3 et 2,5 g/cm3. Le boîtier de réception n’est ainsi pas beaucoup plus lourd que s'il était réalisé totalement en matière plastique, pour une densité de matière plastique prise conventionnellement à 1 g/cm3.According to one embodiment, the average density of the housing can be between 1.5 g/cm3 and 2.5 g/cm3The receiving box is therefore not much heavier than if it were made entirely of plastic, for a plastic density conventionally taken at 1 g/cm3.

On note ici que la densité moyenne correspond à la somme du poids du matériau plastique et du poids de l'insert métallique divisé par le volume total occupé par les deux matériaux. Grâce à la solution promue ici, on obtient une pièce beaucoup plus légère que si elle était toute en métal et pour autant on obtient l'effet de protection CEM recherché. En outre, le coût de fabrication est aussi particulièrement pertinent.It is noted here that the average density corresponds to the sum of the weight of the plastic material and the weight of the metal insert divided by the total volume occupied by the two materials. Thanks to the solution promoted here, we obtain a much lighter part than if it were all made of metal and yet we obtain the desired EMC protection effect. In addition, the manufacturing cost is also particularly relevant.

Selon une réalisation, la proportion en volume de la portion principale est comprise entre 80%et 95% du volume total de matière constituant le boîtier. On utilise ainsi peu de métal dans le mix métalloplastique proposé même si l'insert métallique ou les inserts métalliques recouvrent un pourcentage beaucoup plus important des parois, que le pourcentage en volume exprimé.According to one embodiment, the volume proportion of the main portion is between 80% and 95% of the total volume of material constituting the housing. Little metal is thus used in the proposed metal-plastic mix even if the metal insert or inserts cover a much greater percentage of the walls than the expressed volume percentage.

Selon une réalisation, le boîtier de réception comprend un corps de base et un couvercle.According to one embodiment, the receiving housing comprises a base body and a cover.

On remarque que non seulement le corps de base mais aussi le couvercle peut comprendre un insert métallique comme proposé plus haut.It is noted that not only the base body but also the cover can include a metal insert as proposed above.

Selon une option, l’insert métallique peut former un pont thermique.As an option, the metal insert can form a thermal bridge.

L'insert métallique participe ainsi efficacement à l'évacuation des calories qui sont générées à l'intérieur du boîtier de réception. On compense ainsi au moins en partie un coefficient de transfert thermique plutôt défavorable concernant le matériau plastique.The metal insert thus effectively participates in the evacuation of the calories which are generated inside the receiving box. This at least partially compensates for a rather unfavorable heat transfer coefficient concerning the plastic material.

Selon une option, l’insert métallique affleure à la surface de la paroi, sur une seule face ou sur deux faces opposées dos à dos.Depending on one option, the metal insert is flush with the surface of the wall, on one side only or on two opposite sides back to back.

Il est ainsi possible d'adosser un composant à refroidir sur la paroi du boîtier du côté intérieur, ainsi que d'appuyer une source froide en vis-à-vis sur la paroi du boîtier du côté extérieur.It is thus possible to place a component to be cooled against the housing wall on the inside, as well as to place a cold source opposite the housing wall on the outside.

La présente invention vise également un procédé de fabrication d'un boîtier de réception tel que décrit précédemment, caractérisé par un processus de surmoulage comprenant les étapes de :
- placer l'insert métallique dans un moule,
- fermer le moule et y injecter la matière plastique à l'état liquide ou visqueux, qui vient remplir l'espace disponible et non occupé par l'insert métallique,
- laisser refroidir et démouler.
The present invention also relates to a method of manufacturing a receiving box as described above, characterized by an overmolding process comprising the steps of:
- place the metal insert in a mold,
- close the mold and inject the plastic material in a liquid or viscous state, which fills the available space not occupied by the metal insert,
- leave to cool and unmold.

Ce procédé est répétable et bien maîtrisé. Le positionnement de l'insert métallique est fiable et rapide.This process is repeatable and well controlled. The positioning of the metal insert is reliable and fast.

L’invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant un boîtier de réception tel que décrit précédemment.The invention also relates to a motor vehicle comprising a receiving box as described above.

L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans lesquelles :
est une représentation schématique d’un premier exemple de boîtier de réception, conformément à la présente invention,
est une représentation schématique d’un deuxième exemple de boîtier de réception, conformément à la présente invention,
est une représentation schématique d’un troisième exemple de boîtier de réception, conformément à la présente invention,
représente une vue de coupe d’un exemple de paroi de boîtier de réception,
représente une vue de coupe d’un autre exemple de paroi de boîtier de réception, selon une variante de réalisation,
représente schématiquement un exemple d’insert métallique,
représente schématiquement un autre exemple d’insert métallique,
The invention will be further detailed by the description of non-limiting embodiments, and on the basis of the appended figures illustrating variants of the invention, in which:
is a schematic representation of a first example of a receiving box, in accordance with the present invention,
is a schematic representation of a second example of a receiving box, in accordance with the present invention,
is a schematic representation of a third example of a receiving box, in accordance with the present invention,
represents a sectional view of an example of a receiving box wall,
represents a sectional view of another example of a receiving housing wall, according to an alternative embodiment,
schematically represents an example of a metal insert,
schematically represents another example of a metal insert,

Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Pour des raisons de clarté de l'exposé, certains éléments ne sont pas nécessairement représentés à l'échelle.In the various figures, the same references designate identical or similar elements. For reasons of clarity of the presentation, certain elements are not necessarily shown to scale.

Dans les véhicules automobiles, il est de pratique courante de protéger la batterie et un certain nombre de composants électriques et/ou électroniques dans des boîtiers de réception.In motor vehicles, it is common practice to protect the battery and a number of electrical and/or electronic components in receiver boxes.

Par véhicule automobile, on comprend ici des véhicules conventionnels avec un moteur thermique (i.e. à combustion interne), des véhicules 100% électrique, et des véhicules hybrides alliant un moteur à combustion interne et un moteur de traction électrique.By motor vehicle, we mean conventional vehicles with a thermal engine (i.e. internal combustion), 100% electric vehicles, and hybrid vehicles combining an internal combustion engine and an electric traction motor.

Ce boîtier de réception est appelé ‘bac batterie’ lorsqu'il contient une batterie électrique, et est appelé ‘boîtier de protection’ électronique lorsqu'il contient des composants électroniques.This receiving box is called a ‘battery box’ when it contains an electric battery, and is called an electronic ‘protection box’ when it contains electronic components.

Un bac batterie peut contenir une batterie de type lithium-ion bien entendu. Une batterie de type lithium-ion comprend habituellement une pluralité de cellules de base juxtaposées les unes à la suite des autres et reliées entre elles par des cavaliers électriques. La présente invention couvre également le cas d'autres types de batteries comme des batteries nickel métal ou même des batteries au plomb.A battery tray can contain a lithium-ion type battery of course. A lithium-ion type battery usually comprises a plurality of basic cells juxtaposed one after the other and connected together by electrical jumpers. The present invention also covers the case of other types of batteries such as nickel metal batteries or even lead batteries.

Dans le cas d'un bac batterie contenant une batterie de traction, ce bac peut contenir également un boîtier électronique communément appelé BMS de l'anglais Batterie Management System, et accessoirement divers capteurs de température ou de tension électrique.In the case of a battery tray containing a traction battery, this tray can also contain an electronic box commonly called BMS from the English Battery Management System, and incidentally various temperature or electrical voltage sensors.

Dans le cas d'un boîtier de protection électronique, il peut contenir des cartes électroniques avec un ou plusieurs micro-contrôleur(s), des composants de puissance capables de commuter des courants de commande, des convertisseurs analogique/digital, des circuits spécialisés ou autres ‘Asics’, et tout autre composant électronique ou électrique.In the case of an electronic protection box, it may contain electronic cards with one or more microcontroller(s), power components capable of switching control currents, analog/digital converters, specialized circuits or other ‘Asics’, and any other electronic or electrical component.

Sur la , on a représenté un boîtier de réception 1 destiné à recevoir généralement des composants électriques ou électroniques dans un véhicule automobile.On the , a receiving box 1 is shown, generally intended to receive electrical or electronic components in a motor vehicle.

Dans l'exemple illustré à la , la boîte de réception 1 est de forme générale parallélépipédique, avec une paroi de fond 20, quatre côtés s’étendant à partir de la paroi de fond, perpendiculairement à ladite paroi de fond. Chaque côté forme une paroi latérale. Les parois de fond et de côté encadrent continument et délimitent ensemble un volume intérieur 3 dans lequel sont accueillis des composants électroniques et/ou des éléments de batterie.In the example shown in the , the receiving box 1 is of generally parallelepiped shape, with a bottom wall 20, four sides extending from the bottom wall, perpendicular to said bottom wall. Each side forms a side wall. The bottom and side walls continuously frame and together delimit an interior volume 3 in which electronic components and/or battery elements are received.

Plus généralement, la boîte de réception peut être d'une forme générale prismatique ou même peut présenter une forme plus complexe en fonction de l'emplacement qui lui est alloué dans l'architecture du véhicule et des composants à y loger. La personne du métier comprend que les dispositions prévues par la présente invention peuvent s'appliquer à toute forme de boîtier de réception.More generally, the receiving box may be of a generally prismatic shape or may even have a more complex shape depending on the location allocated to it in the architecture of the vehicle and the components to be housed therein. The person skilled in the art understands that the provisions provided by the present invention may apply to any form of receiving box.

Dans l'exemple illustré à la , la boîte de réception ne comprend pas de couvercle sur le dessus, mais nous verrons plus loin d'autres exemples avec un couvercle.In the example shown in the , the inbox does not include a lid on top, but we will see other examples with a lid later.

Le boîtier de réception 1 est généralement réalisé par injection de matière plastique dans un moule. La matière plastique peut être choisie selon les exigences de tenues mécanique, thermique et physico-chimique auxquelles le boîtier doit se conformer.The receiving box 1 is generally made by injection of plastic material into a mold. The plastic material can be chosen according to the mechanical, thermal and physicochemical resistance requirements to which the box must conform.

Avantageusement selon la présente invention, il est prévu d'agrémenter certaines portions du boîtier de réception avec un élément appelé insert métallique.Advantageously, according to the present invention, provision is made to decorate certain portions of the receiving housing with an element called a metal insert.

Plus précisément, dans l'exemple illustré, il est prévu dans la paroi frontale 21 et dans la paroi latérale droite 22 un insert métallique 5. Les parois du boîtier de réception sont désignées par la référence générique 2.More specifically, in the illustrated example, a metal insert 5 is provided in the front wall 21 and in the right side wall 22. The walls of the receiving box are designated by the generic reference 2.

Selon cet exemple, l'insert métallique 5 peut être formé en une seule pièce pliée à l'endroit du coin entre les faces adjacentes 21,22, ou bien il est prévu une pièce plate respective pour chaque côté équipé d’un insert métallique, agencé dans l'épaisseur du plastique.According to this example, the metal insert 5 can be formed in a single piece folded at the corner between the adjacent faces 21, 22, or a respective flat piece is provided for each side equipped with a metal insert, arranged in the thickness of the plastic.

Pour obtenir un insert métallique intégré dans l'épaisseur de la pièce généralement moulée en matière plastique, on utilise un processus de surmoulage.To obtain a metal insert integrated into the thickness of the part generally molded in plastic, an overmolding process is used.

Ce processus de surmoulage comprend les étapes de :
- placer l'insert métallique 5 dans un moule ouvert (non représenté aux figures),
- fermer le moule avec l'insert métallique 5 à l’intérieur et injecter dans le moule de la matière plastique à l'état liquide ou visqueux, la matière plastique venant remplir l'espace disponible et non occupé par l'insert métallique,
- laisser refroidir et démouler.
This overmolding process includes the steps of:
- place the metal insert 5 in an open mold (not shown in the figures),
- close the mold with the metal insert 5 inside and inject plastic material in a liquid or viscous state into the mold, the plastic material filling the available space not occupied by the metal insert,
- leave to cool and unmold.

À la sortie du moule, la pièce est finie et ne requiert pas d'étape complémentaire.When it comes out of the mold, the part is finished and does not require any additional steps.

L’insert métallique forme un écran aux ondes électromagnétiques entrantes dans le boîtier ou sortant du boîtier pour contribuer à la performance de Compatibilité Electro-Magnétique (CEM) des systèmes dans lesquels les composants électriques logés dans le boîtier de réception font partie.The metal insert forms a shield for electromagnetic waves entering or leaving the housing to contribute to the Electromagnetic Compatibility (EMC) performance of the systems in which the electrical components housed in the receiving housing are part.

Comme connu en soi, il peut être nécessaire de prévenir des problèmes éventuels d'immunité aux parasites extérieurs (susceptibilité des composants hébergés vis-à-vis d’ondes électromagnétiques rayonnées par des équipements tiers). Il peut être nécessaire de prévenir un problème éventuel de manque de mutisme, notamment si de forts courants sont commutés rapidement à l'intérieur du boîtier de réception (provoquant alors une émission indésirable d'ondes électromagnétiques depuis l'intérieur du boîtier).As known per se, it may be necessary to prevent possible problems of immunity to external interference (susceptibility of the hosted components to electromagnetic waves radiated by third-party equipment). It may be necessary to prevent a possible problem of lack of muteness, especially if high currents are switched quickly inside the receiving box (then causing an unwanted emission of electromagnetic waves from inside the box).

En se tournant vers la qui représente schématiquement une deuxième variante réception, le boîtier de réception présente une longueur notée L, une largeur notée W et une hauteur notée H.Turning to the which schematically represents a second reception variant, the reception box has a length noted L, a width noted W and a height noted H.

Les dimensions du boîtier L,W,H sont adaptées pour la fonction et les éléments à loger à l'intérieur du boîtier. Selon un exemple de réalisation, chacune des dimensions L,W,H peut aller de quelques centimètres à plusieurs dizaines de centimètres.The dimensions of the housing L,W,H are adapted to the function and the elements to be housed inside the housing. According to an exemplary embodiment, each of the dimensions L,W,H can range from a few centimeters to several tens of centimeters.

Dans l'exemple illustré à la , il est prévu un insert métallique dans la paroi frontale, un autre insert métallique dans la paroi latérale gauche, un autre insert métallique qui s'étend dans la paroi de fond et dans la paroi latérale droite.In the example shown in the , there is a metal insert in the front wall, another metal insert in the left side wall, another metal insert that extends into the back wall and into the right side wall.

On relève au passage que le pourcentage de surface des parois équipées d'un insert métallique dépend des exigences de performances CEM. Ce pourcentage peut aller de 5 % à quasiment 100%.It should be noted in passing that the percentage of surface area of the walls equipped with a metal insert depends on the EMC performance requirements. This percentage can range from 5% to almost 100%.

Exprimé d’un autre point de vue, dans des exemples préférés, la proportion en volume de la portion principale en matière plastique est comprise entre 80 %et 95 % du volume total de matière constituant le boîtier.Expressed from another point of view, in preferred examples, the volume proportion of the main plastic portion is between 80% and 95% of the total volume of material constituting the housing.

Selon un autre point de vue la densité moyenne du boîtier est comprise entre 1,4 g/cm3 et 3,5 g/cm3. Ceci est à comparer à la densité de l'acier proche de 8 g/cm3. Le boîtier de réception proposé est donc 2 à 4 fois plus légers qu'un boitier en métal.From another point of view the average density of the case is between 1.4 g/cm3 and 3.5 g/cm3. This is to be compared to the density of steel of close to 8 g/cm3The proposed receiving box is therefore 2 to 4 times lighter than a metal box.

Selon une réalisation particulière, la densité moyenne du boîtier est comprise entre 1,5 g/cm3 et 2,5 g/cm3. Ceci est plus faible que la densité de l'aluminium alors même que l'aluminium présente un coût beaucoup plus élevé.According to a particular embodiment, the average density of the housing is between 1.5 g/cm3 and 2.5 g/cm3. This is lower than the density of aluminum even though aluminum has a much higher cost.

Dans l'exemple illustré à la , Le boîtier de réception comprend un corps de base référencé 10 et un couvercle référencé 11.In the example shown in the , The receiving box comprises a base body referenced 10 and a cover referenced 11.

Ici, il est prévu un insert métallique 50 dans le couvercle 11.Here, a metal insert 50 is provided in the cover 11.

Pour le corps de base, il est prévu un insert métallique la paroi frontale, un autre insert métallique dans la paroi latérale gauche, un autre insert métallique qui s'étend dans la paroi de fond et dans la paroi latérale droite.For the basic body, a metal insert is provided in the front wall, another metal insert in the left side wall, another metal insert extending into the bottom wall and into the right side wall.

Le couvercle peut être assemblé sur le corps de base avec une fonction d'étanchéité par exemple au moyen d'un joint élastomère périphérique.The cover can be assembled on the base body with a sealing function, for example by means of a peripheral elastomer seal.

De plus, sur la , on a illustré un exemple d'un passage de câble entre le volume intérieur et la zone extérieure au boîtier de réception 1. Un ou plusieurs câbles/conducteurs 16 traversent un dispositif de traversée de paroi 15 qui peut être rendu étanche.In addition, on the , an example of a cable passage between the interior volume and the area outside the receiving housing 1 is illustrated. One or more cables/conductors 16 pass through a wall-passing device 15 which can be made watertight.

Comme illustré aux figures 6 et 7, l’insert métallique est ajouré.As shown in Figures 6 and 7, the metal insert is perforated.

La illustre une grille. La illustre une tôle métallique perforée. Les 2 composants peuvent présenter une épaisseur courante de l'ordre de 1 millimètre, voire moins.There illustrates a grid. The illustrates a perforated metal sheet. The 2 components can have a common thickness of the order of 1 millimeter, or even less.

Plus précisément, l’insert métallique peut être est un treillis métallique.More precisely, the metal insert can be a metal mesh.

Dans la coupe représentée à la , l'insert métallique 5 est un réseau orthogonal de tiges métalliques avec des tiges 51 parallèles au plan de représentation et des tiges 52 perpendiculaires au plan de représentation. Dit autrement c'est un maillage régulier et orthogonal de pas M.In the section shown in the , the metal insert 5 is an orthogonal network of metal rods with rods 51 parallel to the representation plane and rods 52 perpendicular to the representation plane. In other words, it is a regular and orthogonal mesh of pitch M.

Le pas M est proportionnel à la fréquence maximum des ondes électromagnétiques arrêtées par l'insert métallique. Pour 10 cm de longueur d’onde, il faut des mailles de 1 cm de côté sur la cage de Faraday, donc avec M=1 cm.The pitch M is proportional to the maximum frequency of the electromagnetic waves stopped by the metal insert. For a wavelength of 10 cm, 1 cm side meshes are required on the Faraday cage, so with M=1 cm.

Par exemple, pour un pas de maille M d'environ 3 cm, l'insert métallique arrête toutes les ondes électromagnétiques de 0 jusqu'à une dizaine de gigahertz GHz.For example, for a mesh pitch M of about 3 cm, the metal insert stops all electromagnetic waves from 0 to about ten gigahertz GHz.

Bien entendu, cette performance est à moduler du fait que l'on ne place un insert métallique que dans les endroits où c'est le plus nécessaire vis-à-vis des rayonnements reçus de l'environnement extérieur et accessoirement des sources de pollution électromagnétique à l'intérieur du boîtier de réception s’il en existe.Of course, this performance must be modulated by the fact that a metal insert is only placed in the places where it is most necessary with regard to the radiation received from the external environment and, incidentally, from sources of electromagnetic pollution inside the receiving box, if any.

A l'endroit du contact entre deux tiges orthogonales il peut être prévu un point de soudure électrique.At the point of contact between two orthogonal rods, an electric welding point can be provided.

Selon une alternative, les tiges peuvent être entrelacées, avec par exemple une tige donnée passant alternativement par-dessus et par-dessous les tiges orthogonales qu'elle croise.Alternatively, the rods may be intertwined, for example with a given rod passing alternately over and under the orthogonal rods it intersects.

Sur l'exemple de la , les tiges sont de section ronde. Et le diamètre de la tige peut être compris entre 0,5 millimètre et 1 millimètre. De plus, les tiges sont noyées dans la matière plastique et n'affleurent pas à la surface extérieure. Dans la pratique, l'épaisseur de paroi notée E2 peut être comprise entre 2 millimètres et 5 millimètres. L’épaisseur de paroi peut être uniforme ou bien peut varier suivant les zones particulières du boîtier de réception en fonction des exigences de tenue mécanique. Au passage on relève que le moulage par injection plastique permet d'aménager diverses formes de fixation et renfort, et maintien nos divers éléments.On the example of the , the rods are round in section. And the diameter of the rod can be between 0.5 millimeters and 1 millimeter. In addition, the rods are embedded in the plastic material and are not flush with the outer surface. In practice, the wall thickness noted E2 can be between 2 millimeters and 5 millimeters. The wall thickness can be uniform or can vary according to the particular areas of the receiving box depending on the mechanical strength requirements. Incidentally, we note that plastic injection molding makes it possible to arrange various forms of fixing and reinforcement, and maintenance of our various elements.

Le boîtier de réception 1 comprend donc une portion principale en matière plastique 4 et un ou plusieurs inserts métalliques 5. De plus, l’insert métallique 5 s'étend dans l'épaisseur de la portion principale 4.The receiving housing 1 therefore comprises a main portion made of plastic material 4 and one or more metal inserts 5. In addition, the metal insert 5 extends into the thickness of the main portion 4.

Le nombre d'inserts métalliques peut aller de un à une demi-douzaine. On remarque ici que les différents inserts métalliques peuvent avoir des épaisseurs différentes et êtres fabriqué à partir de produits semi-finis différents. On augmente ainsi la spécialisation des protections CEM.The number of metal inserts can range from one to half a dozen. It is noted here that the different metal inserts can have different thicknesses and be manufactured from different semi-finished products. This increases the specialization of EMC protections.

Par contraste à la , dans la , les tiges métalliques affleurent à la surface de la paroi 2 sur chacune des surfaces opposées. Ici, les tiges sont de section carrée.In contrast to the , in the , the metal rods are flush with the surface of wall 2 on each of the opposite surfaces. Here, the rods are of square section.

En fait, selon diverses options possibles, l’insert métallique 5 peut affleurer à la surface de la paroi, sur une seule face ou sur les deux faces opposées.In fact, according to various possible options, the metal insert 5 can be flush with the surface of the wall, on one face only or on both opposite faces.

Lorsqu'un objet est placé dans le volume intérieur 3 du boîtier de réception, au contact de la surface de paroi (notamment au contact de l'insert métallique), le coefficient de transfert thermique entre cet objet et les tiges affleurant à la surface est élevé et permet un écoulement aisé des calories.When an object is placed in the interior volume 3 of the receiving box, in contact with the wall surface (in particular in contact with the metal insert), the heat transfer coefficient between this object and the rods flush with the surface is high and allows easy flow of calories.

Dit autrement, l’insert métallique forme un pont thermique pour faciliter l'évacuation des calories depuis l'intérieur du boîtier vers l'extérieur.In other words, the metal insert forms a thermal bridge to facilitate the evacuation of calories from the inside of the housing to the outside.

Le matériau plastique injecter pour former la portion principale peut être non chargé, ou chargé de fibres de verre, de carbone conducteur, ou de fibres métalliques conductrices.The plastic material injected to form the main portion may be unfilled, or filled with glass fibers, conductive carbon, or conductive metal fibers.

La fabrication de l’insert métallique peut mettre en œuvre : le découpage, le pliage, l’emboutissage, l’usinage, le soudage métal, et cetera.The manufacturing of the metal insert can involve: cutting, bending, stamping, machining, metal welding, etc.

L’insert métallique peut être issu d’un semi-produit métallique tel que tôle emboutie perforée ou non, ou toile métallique, ou métal déployé, ou treillis métalliques.The metal insert can be made from a semi-metallic product such as perforated or non-perforated stamped sheet metal, or metal mesh, or expanded metal, or metal mesh.

Lorsque l'insert métallique n'affleure pas à la surface de la paroi il peut être prévu des cales dans le moule pour assurer un bon positionnement de l'insert métallique au milieu de l'épaisseur de paroi à former par moulage.When the metal insert is not flush with the surface of the wall, shims can be provided in the mold to ensure correct positioning of the metal insert in the middle of the wall thickness to be formed by molding.

Claims (10)

Boîtier de réception (1) pour recevoir dans un véhicule automobile au moins un composant électrique ou électronique parmi lesquels un élément de batterie électrique ou une carte électronique,
le boîtier de réception comprenant une ou plusieurs parois (2) délimitant un volume intérieur (3) vis-à-vis de l'environnement extérieur,
le boîtier de réception comprenant une portion principale en matière plastique (4) et au moins un insert métallique (5) s'étendant dans au moins une paroi, caractérisé en ce que l’insert métallique s'étend dans l'épaisseur de la portion principale en matière plastique.
Receiving box (1) for receiving in a motor vehicle at least one electrical or electronic component including an electric battery element or an electronic card,
the receiving box comprising one or more walls (2) delimiting an interior volume (3) with respect to the external environment,
the receiving housing comprising a main plastic portion (4) and at least one metal insert (5) extending in at least one wall, characterized in that the metal insert extends in the thickness of the main plastic portion.
Boîtier de réception selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’insert métallique est ajouré.
Receiving box according to claim 1, characterized in that the metal insert is perforated.
Boîtier de réception selon l’une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l’insert métallique est un treillis métallique.
Receiving box according to one of claims 1 to 2, characterized in that the metal insert is a metal mesh.
Boîtier de réception selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la densité moyenne du boîtier est comprise entre 2 et 4 g/cm3.
Receiving box according to one of claims 1 to 3, characterized in that the average density of the box is between 2 and 4 g/cm 3 .
Boîtier de réception selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la proportion en volume de la portion principale est comprise entre 80% et 95% du volume total de matière constituant le boîtier.
Receiving box according to one of claims 1 to 4, characterized in that the volume proportion of the main portion is between 80% and 95% of the total volume of material constituting the box.
Boîtier de réception selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le boîtier de réception comprend un corps de base (10) et un couvercle (11).
Receiving housing according to one of claims 1 to 5, characterized in that the receiving housing comprises a base body (10) and a cover (11).
Boîtier de réception selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé dans ce que l’insert métallique forme un pont thermique.Receiving box according to one of claims 1 to 6, characterized in that the metal insert forms a thermal bridge. Boîtier de réception selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l’insert métallique affleure à la surface de la paroi, sur une seule face ou sur deux faces opposées dos à dos.
Receiving box according to one of claims 1 to 7, characterized in that the metal insert is flush with the surface of the wall, on one face only or on two opposite faces back to back.
Procédé de fabrication d'un boîtier de réception selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé par un processus de surmoulage comprenant les étapes de :
- placer l'insert métallique dans un moule
- fermer le moule et y injecter la matière plastique à l'état liquide ou visqueux, qui vient remplir l'espace disponible et non occupé par l'insert métallique
- laisser refroidir et démouler.
Method of manufacturing a receiving box according to one of claims 1 to 8, characterized by an overmolding process comprising the steps of:
- place the metal insert in a mold
- close the mold and inject the plastic material in a liquid or viscous state, which fills the available space not occupied by the metal insert
- leave to cool and unmold.
Véhicule automobile comprenant un boîtier de réception selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.Motor vehicle comprising a receiving box according to any one of claims 1 to 8.
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