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EP-4186086-B1 - PYROTECHNIC CIRCUIT BREAKER AND MOTOR VEHICLE COMPRISING SUCH A CIRCUIT BREAKER

EP4186086B1EP 4186086 B1EP4186086 B1EP 4186086B1EP-4186086-B1

Inventors

  • GAUDINAT, FRANCOIS

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20210712

Claims (14)

  1. Pyrotechnic circuit breaker comprising: - a housing (10), - at least two connection terminals (21, 22), - an internal electrical circuit connecting the two connection terminals (21, 22) and formed, for example, by an electrical conductor (31), - an opening member (40), which is movable and arranged to open a part to be opened of the internal electrical circuit during a movement between an initial position and a final position, so as to form at least two separate conductor portions (32, 33) after opening, - a pyrotechnic actuator (50) arranged to move the opening member (40) from the initial position to the final position, - an internal chamber (60) receiving the part to be opened and comprising or containing at least one internal surface formed by a wall that is formed using a polymeric plastics material forming a matrix and comprising a filler material, such as fibers, preferably inorganic fibers, for example glass fibers or carbon fibers, in a proportion ranging from 10% to 70% by weight and preferably in a proportion ranging from 45% to 55% by weight, characterized in that the plastics material forming the wall and the internal surface comprises a flame retardant.
  2. Pyrotechnic circuit breaker according to claim 1, wherein said plastics material comprising the flame retardant is a polyamide, and preferably a polyphthalamide (PA 6T/66).
  3. Pyrotechnic circuit breaker according to one of claims 1 to 2, wherein said plastics material comprising the flame retardant self-extinguishes after 10 seconds, during a flammability test according to standard UL94 (6th edition of 28 March 2013) performed on a vertical test specimen, particle losses being permitted as long as the particles lost are not ignited.
  4. Pyrotechnic circuit breaker according to one of claims 1 to 3, wherein the flame retardant is a non-halogenated compound, selected from: - the conversion or reaction products of melamine with cyanuric acid, - the condensation products of melamine, - the conversion or reaction products of melamine with polyphosphoric acid, - the conversion or reaction products of the condensation products of melamine with polyphosphoric acid, - metal phosphinates, - esters of phosphoric acid, - mixtures of these materials.
  5. Pyrotechnic circuit breaker according to one of claims 1 to 3, wherein the flame retardant is a non-halogenated compound, selected from the following compounds and their mixtures: melamine cyanurate, melamine phosphate, melamine pyrophosphate, melamine polyphosphate, melem phosphate, melem pyrophosphate, dimelamine pyrophosphate, dimelamine phosphate, melem polyphosphate, phosphaphenanthrenes, metal hydroxides, phosphinic acid salts, diphosphinic acid salts.
  6. Pyrotechnic circuit breaker according to one of claims 1 to 5, comprising a base part formed by a second plastics material, wherein said plastics material comprising the flame retardant is attached to or over-molded on the base part.
  7. Pyrotechnic circuit breaker according to one of claims 1 to 6, arranged to produce an electric arc between the two separate conductor portions (32, 33) during the movement of the opening member (40) between the initial position and a final position, when the circuit breaker is connected to a live electrical circuit, wherein the plastics material comprising the flame retardant is arranged to be removed by ablation by the electric arc.
  8. Pyrotechnic circuit breaker according to claim 7, comprising at least one passage (44) arranged to guide the electric arc between the two separate conductor portions (32, 33), wherein the plastics material comprising the flame retardant is arranged to form or define the passage (44) at least in part.
  9. Pyrotechnic circuit breaker according to one of claims 1 to 8, wherein the internal chamber (60) comprises or contains at least one wall formed using a third plastics material comprising silicone.
  10. Pyrotechnic circuit breaker according to claim 9, comprising at least one support, and wherein the third plastics material comprising silicone is over-molded on or attached to the support.
  11. Pyrotechnic circuit breaker according to one of claims 9 to 10, wherein the wall formed using the third plastics material comprising silicone supports a leakage current route between the two separate conductor portions (32, 33) after opening, and preferably the shortest leakage current route between the two separate conductor portions (32, 33) after opening.
  12. Pyrotechnic circuit breaker according to one of claims 9 to 11, wherein the wall formed using the third plastics material comprising silicone covers less than 50% of a total surface area of the internal chamber (60).
  13. Pyrotechnic circuit breaker according to one of claims 9 to 12, wherein the third plastics material comprising silicone comprises silicone and/or polysiloxane, in a proportion ranging from 3.5% to 6.5% by weight, and preferably from 4.25% to 5.75% by weight.
  14. Motor vehicle comprising at least one circuit breaker according to one of claims 1 to 13.

Description

Domaine technique de l'invention La présente invention concerne de manière générale un coupe circuit pyrotechnique destiné à être monté sur un véhicule automobile, et en particulier dans un circuit électrique de puissance d'un véhicule automobile, par exemple un véhicule hybride ou un véhicule électrique. État de la technique Il est connu dans l'art antérieur des dispositifs de coupe circuit, tel que celui décrit dans le document US20130175144, qui propose d'utiliser une matière isolante pouvant fluer. En contrepartie, ce système présente notamment l'inconvénient de requérir beaucoup de matière isolante pouvant fluer, ce qui nécessite de grosses quantités, peut générer des fuites. Dans le cas d'une matière contenant du silicone, des précautions et autorisations seront nécessaires pour une utilisation automobile (en raison de non compatibilité avec la peinture par exemple). De plus, la demanderesse a remarqué qu'une telle matière isolante pouvant fluer peut générer des temps d'ouverture plus longs et/ou des performances dégradées lors du fonctionnement du coupe circuit (le temps mis pour effectivement couper le passage d'un courant de forte puissance (par exemple au moins 100 A / 100 V, ou par exemple 800 A / 450 V). Enfin, il est important de pouvoir garantir, après fonctionnement, une bonne résistance d'isolement. Le document WO2020099486A1 divulgue un coupe circuit pyrotechnique avec une paroi interne en matière plastique pouvant contenir des fibres de renforcement, telles que des fibres de verre. Avec un tel appareil, la demanderesse s'est aperçue que les résistances d'isolement après fonctionnement pouvaient ne pas être suffisantes pour répondre à des demandes particulières ou sévérisées. Exposé de l'invention Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un coupe circuit pyrotechnique simple à fabriquer, présentant des capacités de coupe élevées, un temps d'ouverture rapide lors du fonctionnement, et une bonne résistance d'isolement après ouverture. Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un coupe circuit pyrotechnique selon la revendication 1. Selon l'aspect revendiqué, le coupe circuit comprend une paroi agencée dans la chambre interne, c'est-à-dire en regard de la partie à couper, et qui contient un retardateur de flamme. La demanderesse s'est aperçue que les résistances d'isolement après fonctionnement étaient supérieures à celles mesurées sur des coupes circuit ayant la même configuration géométrique, mais pas de matière avec un retardateur de flamme. En d'autres termes, prévoir un retardateur de flamme dans la matière d'une des parois exposées à l'arc électrique formé lors de la coupure permet de réduire notablement les courants de fuite une fois la coupure effectuée. Autrement dit, la chambre interne comprend ou contient au moins une surface interne formée par une paroi formée : avec une matière plastique additivée avec un retardateur de flamme, ouavec une matière plastique comprenant un additif choisi pour être un retardateur de flamme. Selon cette mise en œuvre, on peut prévoir que l'additif retardateur de flamme est directement intégré ou incorporé dans les granulés qui vont être fondus pour servir par exemple à injecter la surface de la paroi dans le chambre interne. Selon un mode de réalisation, ladite matière plastique comprenant le retardateur de flamme peut être un polymère, tel qu'un polyamide, et de préférence un polyphtalamide (PA 6T/66). Selon l'invention, ladite matière plastique comprenant le retardateur de flamme peut être un polymère formant une matrice, et comprenant un matériau de charge, tel que des fibres, de préférence des fibres inorganiques, par exemple des fibres de verre, dans une proportion allant de 10 % à 70 % en poids et de préférence dans une proportion allant de 45 % à 55 % en poids. Selon un mode de réalisation, ladite matière plastique comprenant le retardateur de flamme peut s'éteindre d'elle-même au bout de 10 secondes, lors d'un test d'inflammabilité selon la norme UL94 (6ème édition du 28 mars 2013) effectué sur une éprouvette verticale, des pertes de particules étant autorisées tant que les particules perdues ne sont pas enflammées. Selon un mode de réalisation, le retardateur de flamme peut être un composé non halogéné, sélectionné parmi : les produits de conversion ou de réaction de la mélamine avec l'acide cyanurique,les produits de condensation de la mélamine,les produits de conversion ou de réaction de la mélamine avec l'acide polyphosphorique,les produits de conversion ou de réaction des produits de condensation de la mélamine avec l'acide polyphosphorique,les phosphinates métalliques,les esters d'acide phosphorique,les mélanges de ces matériaux. Selon un mode de réalisation, le retardateur de flamme peut être un composé non halogéné, sélectionné parmi les composés suivants et leurs mélanges : cyanurate de mélamine, phosphate de mélamine