Brevet FR2601527A3 — publié le 19880115

FR 2601527 A3 19880115 FR 8609912 A 19860708 La présente invention est relative à un dispositif de régulation, en fonction de la température, de la charge d'une batterie d'accumulateurs chargée par un alternateur. Actuellement, les circuits de régulation, en fonction de la température, de la tension de charge de batterie d'accumulateurs chargée par un alternateur comprennent, de manière classique, un circuit de régulation permettant par exemple la commande de l'excitation de l'alternateur afin d'obtenir une courbe de tension en sortie de l'alternateur, après redressement, présentant une pente négative en fonction de la température, sensiblement constante sur toute la plage d'utilisation.En particulier, afin d'obtenir une valeur de tension délivrée par l'alternateur convenable à température ambiante, valeur de tension voisine de la tension nominale de la batterie soit 28,6 volts à une température de 15"C par exemple, il est nécessaire, en raison de la pente constante de la courbe précitée, d'assurer un régime de surexcitation de l'alternateur aux températures très basses, la charge à tension nominale de 28,8 V par exemple n'étant assurée que pour une valeur de la température ambiante.Ce type de circuit, s'il permet d'éviter la surcharge de la batterie aux températures élevées, ne permet cependant pas d'assurer une charge dans des conditions de charges optimales pour des températures inférieures à 200C par exemple, températures pour lesquelles l'activité physicochimigue des éléments de la batterie permet d'envisager une charge à tension nominale sensiblement. De tels circuits régulateurs ont été décrits notamment dans la demande de brevet français nO 2 069 410 délivré le 3 Septembre 1971. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités par la mise en oeuvre d'un dispositif de régulation permettant, aux températures basses, la charge de la batterie d'accumulateurs à tension sensiblement nominale. Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un dispositif de régulation permettant aux températures élevées une régulation en température selon une loi linéaire présentant une valeur de pente déterminée. Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un dispositif de régulation dans lequel le seuil de température à partir duquel la charge à valeur de tension voisine de la tension nominale et la charge à valeur de tension régulée en fonction de la température peut être ajusté à une valeur déterminée. Le dispositif de régulation en fonction de la température dé la tension de charge d'une batterie d'accumulateurs chargée par un alternateur objet de l'invention est remarquable en ce qu'il comprend un circuit régulateur proprement dit comportant au moins une entrée de régulation, une sortie de commande de régulation d'un circuit de puissance délivrant un courant d'excitation audit alternateur.L'entrée de régulation du circuit régulateur est polarisée à une valeur de référence déterminée correspondant sensiblement à la valeur de tension nominale de l'alternateur, après redressement, à température ambiante inférieure à une valeur de seuil de température (81). Un circuit de conduction à seuil délivre à l'entrée de régulation du circuit régulateur une tension de régulation pour une température ambiante supérieure à la température de valeur de seuil (51). Le circuit régulateur délivre à l'alternateur un courant d'excitation permettant d'obtenir une tension délivrée par l'alternateur variable linéairement avec la température avec une pente déterminée. L'invention trouve application à la régulation de la charge de batterie d'accumulateurs de véhicule automobiles, de véhicules utilitaires notamment. Elle sera mieux comprise à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels - la figure la représente un diagramme de régulation de la tension alternateur, après redressement, en fonction de la température conformément à un régulateur de l'art antérieur, - la figure lb représente un schéma général du dispositif de régulation selon l'invention, - la figure îc représente un diagramme comparatif de régulation de la tension alternateur, après redressement, en fonction de la température, conformément à l'invention et conformément à un régulateur de l'art antérieur, ainsi que représenté en figure la. Préalablement à la description du dispositif de régulation, en fonction de la température, de la tension de charge d'une batterie d'accumulateurs chargée par un alternateur, objet de l'invention, un rappel succint de la forme des courbes de régulation de l'art antérieur sera effectué en liaison avec la figure la. Sur la figure précitée, on peut constater que la pente de régulation ou pente de compensation en température de la tension de sortie délivrée par l'alternateur après redressement, tension notée U(v) sur l'axe des ordpnnées est sensiblement constante, pente de compensation étant notée pc sur la figure la. Celle-ci peut être prise égale à - 10 mV/OC par exemple. Ainsi, pour les basses températures, la température ambiante étant portée sur l'axe des abscisses et notée 8AMI' l'alternateur est en régime de surexcitation par rapport à la tension nominale notée VN, cette tension nominale pouvant par exemple, dans le cas des véhicules utilitaires, êtreprise égale à 28,8 V.Ce mode de régulation et de compensation en température de la charge effective des éléments de la batterie présente les inconvénients précédemment décrits dans l'introduction à la description. Le dispositif de régulation en fonction de la température, de la tension de charge d'une batterie d'accumulateurs chargée par un alternateur, objet de la présente invention, sera maintenant décrit en liaison avec la figure lb. Conformément à la figure précitée, le dispositif comprend un circuit régulateur noté 1, circuit régulateur proprement dit, comportant au moins une entrée de régulation notée 10 et une sortie de commande de régulation notée 11 d'un circuit de puissance noté 3. De manière classique, le circuit de puissance noté 3 délivre un courant d'excitation à l'alternateur à sa sortie notée Exc.Le circuit regu- lateur noté 1 peut avantageusement être constitué par un circuit intégré régulateur normalement disponible dans le commerce commerce, commercialisé par la société MOTOROLA sous la référence TCW8049. De même, le circuit de puissance peut être constitué, ainsi que représenté schématiquement sur la figure lb, par un montage de type Darlington délivrant un courant d'excitation suffisant pour assurer l'alimentation de l'enroulement d'excitation de l'alternateur sur signal de commande délivré par la sortie de commande régulation 11 du circuit régulateur 1. Ainsi qu'il apparait en outre en figure 1, l'entrée de régulation notée 10 du circuit régulateur 1 est polarisée,conformément A l'invention, à une valeur de référence déterminée, correspondant sensiblement à la valeur de tension nominale de l'alternateur, après redressement,à température ambiante inférieure à une valeur de seuil de température notée 01. Bien entendu, la polarisation précitée est assurée au moyen d'un pont de résistances notées 12 et 13, la résistance 13 pouvant être ajustable de façon à régler la valeur de la polarisation précitée. Les résistances 12 et 13 réalisent ainsi un pont de polarisation entre la tension d'alimenta tion auxiliaire du véhicule notéeAUX, voisine de 14 V, et la tension de référence ou tension de masse. Le circuit régulateur 1 est un circuit régulateur à commande de régulation, sensiblement proportionnelle en fonction de la température. Ainsi, pour une valeur de tension de polarisation donnée, le circuit de régulation proprement dit 1, permet d'engendrer en sortie de commande 11, un signal de commande permettant de délivrer un courant d'excitation, lequel permet d'engendrer en sortie de l'alternateur, après redressement, une valeur de tension qui est une fonction linéaire de la tension de polarisation précitée. Conformément à un aspect particulièrement avantageux du dispositif de régulation objet de l'invention, celui-ci comporte en outre un circuit de conduction à seuil noté 2, délivrant à l'entrée de régulation 10 du circuit régulateur 1, une tension de régulation pour une température ambiante supérieure à la température de valeur de seuil el précitée. Le circuit régulateur 1 délivre à l'alternateur un courant d'excitation permettant d'obtenir une tension délivrée par l'alternateur après redressement variable linéairement avec la température avec une pente déterminée. La pente précitée est appelée pente de compensation en température. Ainsi, en fonction de la température ambiante, la tension après redressement, délivrée par l'alternateur permet d'assurer une charge de la batterie ou des éléments de celle-ci optimale, en fonction de cette température. Selon une caractéristique avantageuse du dispositif de régulation objet de l'invention, le circuit de conduction à seuil 2 peut comprendre un pont diviseur noté 20, ainsi que représenté en figure lb, le pont diviseur précité étant connecté én sortie de l'alternateur, après redressement. Une diode 21 assure la liaison entre le pont diviseur précité et une résistance de charge notée 22 connectée directement à l'entrée de régulation 10 du circuit régulateur 1 précédemment décrit. Ainsi qu'il est représenté en outre en figure lb, le pont diviseur 20 peut comprendre une résistance 200 variable en fonction de la température. Cette résistance peut avantageusement être disposée en contact thermique avec la batterie d'accumulateurs, afin d'assurer une compensation en température effective, en fonction de la température réelle de la batterie d'accumulateurs. Une résistance 201 est connectée en parallèle sur la résistance variable 200, en fonction de la température. Une résistance 202 et une résistance 203 sont connectées en série avec l'ensemble constitué par la résistance 200 et la résistance 201. Les résistances 202 et 203 forment ainsi un diviseur de tension entre la borne de sortie de l'alternateur après redressement, borne notée + Alt et la masse ou tension de référence. Sur la figure lb, la masse ou tension de référence est également notée - Alt. Ainsi qu'il apparaît également en figure lb, la diode 21 est connectée entre la résistance 202 et la résistance 203, l'anode de la diode étant connectée au point commun des résistances précitées. De manière avantageuse, la résistance 202 peut être constituée par une résistance ajustable, de façon à permettre le réglage de la valeur de la température de seuil eî précitée. De la même manière, la résistance 22 connectée entre la diode 21 et l'entrée de régulation 10 du circuit régulateur 1, peut avantageusement être constituée par une résista-nce ajustable, de façon à permettre le réglage de la pente de compensation notée pc de la tension délivrée par l'alternateur, tensionvariable linéairement avec la température. Conformément à une caractéristique avantageuse non limitative du dispositif objet de l'invention, la résistance 202 peut être ajustée de façon à obtenir une valeur de température de seuil de 200C pour la température el. En outre, la pente de la tension délivrée par l'alternateur variable linéairement avec la température, peut être choisie par l'intermédiaire de la résistance 22 notamment, à une valeur de - 75 mV/OC. Le fonctionnement du dispositif de régulation tel que décrit en figure lb sera donné en liaison avec la figure lc dans laquelle la courbe de régulation de la tension délivrée par l'alternateur en fonction de la température a été représentée en trait mixte, par rapport aux courbes de l'art antérieur, tel que représenté en figure la. Le circuit régulateur 1 de par sa polarisation est amené à un point de fonctionnement particulier, de par la polarisation de l'entrée de régulation fO précédemment décrite, le circuit régulateur étant ainsi réglé de façon à délivrer la tension nominale VN égale sensiblement à 28,8 V, pour des températures inférieures à la température 01. En outre, pour les températures précitées, la compensation ou la pente de compensation pc est nulle pour le circuit régulateur précité, cette pente, ainsi que représentée en figure îc, étant égale à O mV/OC. Ainsi, pour les températures inférieures à la valeur de seuil 01 précédemment citée, par exemple 20"C, le circuit de conduction à seuil comportant la résistance variable avec la température notée 200, tout en étant connecté physiquement, n'agit pas sur le circuit régulateur 1, car la tension sur l'anode de la diode 21 arrivant au point de connexion de celle-ci, ne permet pas de lui imposer l'état conducteur. La température ambiante ayant dépassé la valeur de seuil de température 91, le potentiel pris entre les résistances 202 et 203 permet alors la polarisation dans le sens passant de la diode 21, cette valeur de tension étant transmise sensiblement à l'entrée de régulation 10 par le circuit constitué par la diode 21 et la résistance 22 à la valeur de chute de tension près de 0,6 V dans la diode 21. Dans ce cas, la compensation thermique est assurée et imposée par la résistance variable en fonction de la température 200,par l'intermédiaire de la valeur de la résistance 22. On a ainsi décrit un dispositif de régulation en fonction de la température de la'tension de charge d'une batterie d'accumulateurs chargée par un alternateur, particulièrement performant en ce qu'il autorise la charge de la batterie à une valeur sensiblement constante pour une température ambiante de la batterie inférieure à une valeur de seuil 61 déterminée, cette valeur sensiblement constante pouvant avantageusement être choisie sensiblement égale à la tension nominale de la batterie, la régulation en fonction de la température étant au contraire obtenue avec une pente de compensation déterminée, pour toute valeur de la température ambiante supérieure à la valeur de seuil de température eî précitée. Le dispositif de régulation objet de l'invention permet d'obtenir une courbe de régulation tensionbatterie la plus pruche possible des limites acceptables par celle-ci et par le réseau de bord du véhicule, réseau constitué par les lampes d'éclairage notamment. En outre, en cas de coupure d'un des fils du circuit de conduction à seuil constituant un capteur, le dispositif objet de l'invention ne présente aucun risque de surcharge de la batterie. En outre, il est également possible d'utiliser le régulateur décrit, sans circuit de conduction à seuil ou capteur, sans pour cela provoquer de risque pour le réseau du véhicule. REVENDICATIONS 1. Dispositif de régulation, en fonction de la température de la tension de charge d'une batterie d'accumulateurs chargée par un alternateur, caractérisé en ce qu'il comprend - un circuit régulateur (1) proprement dit comportant au moins une entrée de régulation, une sortie de commande régulation d'un circuit de puissance délivrant un courant d'excitation audit alternateur, l'entrée de régulation dudit circuit régulalateur étant polarisée à une valeur de référence déterminée correspondant sensiblement à la valeur de tension nominale de l'alternateur, après redressement, à température ambiante inférieure à une valeur de seuil de température ( 01), un circuitde conduction à seuil (2) délivrant à ladite entrée de régulation pour une température ambiante supérieure à la température de valeur de seuil (61) déterminée, ledit circuit régulateur (1) délivrant à l'alternateur un courant d'excitation permettant d'obtenir une tension délivrée par l'alternateur variable linéairement avec la température avec une-pente déterminée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit régulateur (1) est un circuit régulateur à commande de régulation sensiblement proportionnelle en fonction de la température. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit circuit de conduction à seuil comprend - un pont diviseur (20) connecté en sortie de l'alternateur après redressement, - une diode de liaison (21) connectée à une résistance de charge (22). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le pont diviseur (20) comprend: - une résistance (200) variable en fonction de la température disposée en contact thermique avec la batterie d'accumulateurs, - une résistance (201) connectée en parallèle sur la résistance (200) variable en fonction de la température, - une résistance (202) et une résistance (203) connectées en série avec l'ensemble constitué par la résistance (200) et la résistance (201), lesdites résistances formant diviseur de tension entre la borne de sortie de l'alternateur après redressement (+ Alt) et la masse (- Alt).. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ladite diode est connectée entre la résistance (202) et la résistance (203). 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la résistance (202) est une résistance ajustable de façon à permettre le réglage de la valeur de la température de seuil ( 01). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la résistance 22 est une résistance ajustable de façon à permettre le réglage de la pente de la tension délivrée par l'alternateur variable linéairement avec la température. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 6, caractérisé en ce que la résistance (202) est ajustée de façon à obtenir une valeur de température de seuil de 200C. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la pente de la tension délivrée par l'alternateur variable linéairement avec la température est de - 75 mV/OC.