Brevet FR2702310A1 — publié le 19940909

La présente invention concerne un bornier de raccordement d'une batterie d'alimentation d'un véhicule à traction électrique au reste des circuits électriques d'équipement de celui-ci. En régle générale, les différents équipements électriques d'un tel véhicule sont disposés dans une enceinte de protection de ceux-ci et le bornier comporte des broches de raccordement traversant une paroi étanche de celui-ci et dont des extrémités font saillie de part et d'autre de cette paroi, pour le raccordement des bornes positive et négative de la batterie aux bornes correspondantes du reste des circuits du véhicule. Les circuits électriques d'équipement de ces véhicules comprennent de façon classique un chargeur embarqué pouvant être raccordé par exemple à une source d'alimentation extérieure au véhicule pour recharger la batterie, un variateur de contrôle du fonctionnement du moteur du véhicule, des moyens d'alimentation auxiliaire permettant d'assurer l'alimentation du réseau de bord du véhicule et une prise de charge rapide de la batterie. Une mesure précise du courant circulant entre la batterie et le reste des circuits électriques du véhicule est nécessaire tant pour assurer le respect des conditions d'emploi de cette batterie que pour permettre de déterminer l'énergie disponible et donc l'autonomie restante pour le véhicule. De manière usuelle, cette mesure de courant est réalisée par un capteur qui est traité comme un composant indépendant et qui est donc fixé mécaniquement à l'intérieur de l'enceinte et relié aux différents composants mentionnés précédemment par un câblage approprié. On conçoit que ceci présente un certain nombre d'inconvénients dans la mesure où il est nécessaire de prévoir des moyens de fixation et un câblage spécifiques pour azurer la fixation et Le raccordement de ce capteur dans l'enceinte de protection. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un bornier de raccordement d'une batterie d'alimentation d'un véhicule à traction électrique au reste des circuits électriques d'équipement de celui-ci, disposés dans une enceinte de protection, du type comportant au moins deux broches de raccordement traversant une paroi étanche du bornier et dont des extrémités font saillie de part et d'autre de cette paroi, pour le raccordement des bornes positive et négative de la batterie aux bornes correspondantes du reste des circuits du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif intégré de mesure du courant circulant dans au moins l'une des broches. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.1 représente une vue schématique illustrant l'implantation des différents équipements raccordés à une batterie d'alimentation d'un véhicule à traction électrique; - la Fig.2 représente une vue de face d'un bornier de raccordement selon l'invention; - la Fig.3 représente une vue de dessus du bornier représenté sur la Fig.2; et - la Fig.4 représente un schéma synoptique illustrant les différents courants pouvant circuler à travers un bornier selon l'invention. La présente invention se rapporte à un bornier de raccordement d'une batterie d'alimentation d'un véhicule à traction électrique au reste des circuits électriques d'équipement de celui-ci. Sur les Fig.1 à 3, ce bornier est désigné par la référence générale 1. En règle générale, les circuits électriques d'équipement d'un véhicule de ce type et désignés par la référence générale 2 sur la figure 1, sont disposés dans une enceinte étanche 3 assurant la protection de ceux-ci contre toute agression mécanique et/ou climatique. Ces circuits électriques d'équipement comprennent par exemple des moyens d'alimentation auxiliaire désignés par la référence 4 permettant d'assurer l'alimentation du réseau de bord du véhicule Ces circuits comprennent également un variateur 5 de contrôle du fonctionnement du moteur d'entraînement du véhicule désigné par la référence 6 sur cette figure. Ainsi que cela sera décrit plus en détail par la suite, ce variateur peut fonctionner dans les deux sens, c'est à dire pour assurer un transfert d'énergie de la batterie vers le moteur ou du moteur vers la batterie, selon que celui-ci est utilisé en organe d'entraînement ou en organe de freinage à récupération d'énergie. Ces circuits comprennent également un chargeur embarqué désigné par la référence 7 adapté pour être connecté à une source d'alimentation extérieure au véhicule pour assurer la recharge de la batterie. Ces différents composants sont raccordés électriquement à la partie du bornier 1 s'étendant dans l'enceinte 3. Dans le mode de réalisation représenté sur ces figures 1 à 3, le bornier comporte deux broches de raccordement traversant une paroi étanche la de celui-ci et dont des extrémités font saillie de part et d'autre de cette paroi pour le raccordement des bornes positive et négative de la batterie d'alimentation aux bornes correspondantes du reste des circuits du véhicule. Cette batterie est désignée par la référence générale 8 et les broches de raccordement des bornes de celle-ci sont désignées par les références 9 et 10. La broche 9 permet le raccordement de la borne positive de cette batterie tandis que la broche 10 permet le raccordement de la borne négative de celle-ci, aux bornes correspondantes du reste des circuits. Dans le mode de réalisation représenté sur ces figures 1 à 3, ce bornier de raccordement comporte une troisième broche désignée par la référence 11 permettant le raccordement d'une prise de charge rapide de la batterie, désignée par la référence 12. Cette prise est par exemple adaptée pour coopérer avec une source d'alimentation extérieure présentant des caractéristiques par exemple de tension et de courant, compatibles avec les caractéristiques correspondantes de la batterie pour assurer une charge rapide de celle-ci. On peut alors constater en regard de la Fig.1 que les extrémités des broches 9,10 et 11 en saillie à l'extérieur de l'enceinte 3 sont raccordées aux différentes broches correspondantes de la batterie 8 et de cette prise de charge rapide 12. C'est ainsi par exemple que la broche Il est raccordée à la borne positive de la prise de charge rapide 12, la broche 9 est raccordée à la borne positive de la batterie 8 et la broche 10 est reliée d'une part à la borne négative de la batterie et d'autre part à la borne négative de la prise de charge rapide. Du côté intérieur de l'enceinte, la broche 11 est raccordée électriquement par un élément de liaison désigné par la référence 13, à la broche 9, cette broche 9 constituant la borne positive de l'alimentation et étant reliée aux bornes correspondantes du reste des circuits électriques d'équipement du véhicule. L'extrémité de la broche 10 faisant saillie à l'intérieur de l'enceinte et correspondant à la borne négative de l'alimentation, est également reliée aux bornes correspondantes du reste des circuits. On notera plus particulièrement que la borne positive de sortie du chargeur embarqué 7 est reliée à la broche 9 par l'intermédiaire par exemple d'un câble électrique 14 qui sera décrit plus en détail par la suite. Selon l'invention, le bornier 1 comporte un dispositif intégré de mesure du courant circulant dans au moins l'une des broches reliées à la batterie. Ce dispositif intégré de mesure est par exemple constitué par un capteur de champ magnétique désigné par la référence 15 sur ces figures, ce capteur de champ étant disposé autour de la broche 9 reliée à la borne positive de la batterie et correspondant à la borne positive de l'alimentation. On conçoit alors que ce dispositif de mesure permet de mesurer tous les courants qui circulent dans un sens ou dans un autre dans cette broche 9 et donc depuis ou en direction de la batterie 8, ce qui permet de déterminer avec précision l'état de charge ou de décharge de celle-ci. Il existe cependant de très fortes différences entre les intensités des différents courants pouvant circuler dans cette broche. En effet, on sait que les courants de décharge de la batterie, c'est à dire par exemple les courants destinés à llalimentation du moteur 6, peuvent présenter des intensités de plusieurs centaines d'ampères. Ces intensités se rencontrent également lors de la charge de la batterie par l'intermédiaire de la prise de charge rapide. L'intensité du courant de charge délivrée par le chargeur embarqué présente quant à elle des valeurs de quelques dizaines d'ampzres et l'on conçoit que de telles différences peuvent engendrer des problèmes au niveau de la précision de la mesure. Pour résoudre ces problèmes et comme cela a été indiqué précédemment, la borne correspondante de sortie du chargeur embarqué 7 est raccordée à la broche 9 par l'intermédiaire du câble électrique 14 dont plusieurs spires sont enroulées autour du capteur de champ 15 comme cela est visible plus clairement sur les figures 2 et 3. On conçoit que cette structure permet au dispositif de mesure de fonctionner à partir de champs magnétiques de valeurs pouvant être mises en correspondance les unes par rapport aux autres en prévoyant un nombre de spires adéquat. Sur la Fig.3, on peut également constater que le bornier comporte du côté extérieur de l'enceinte, des parties en saillie de séparation des broches, permettant d'éviter tout contact accidentel entre les câbles de raccordement de celles-ci à la batterie et à la prise de charge rapide, et désignées par les références lb et lc respectivement. Comme on peut le voir en regard des figures 1 et 4, le courant de batterie lb que l'on désire mesurer est la somme algébrique de trois courants, à savoir - un courant Id de décharge ou de charge de celle-ci circulant entre la batterie et par exemple par le variateur 5 et les moyens d'alimentation auxiliaire 4, ce courant pouvant changer de signe durant les phases de freinage du véhicule avec récupération d'énergie; - un courant 1c2 de charge rapide en provenance de la prise de charge rapide 12; et - un courant Ici de charge normale en provenance du chargeur embarqué 7. Selon le fonctionnement de l'ensemble, on peut alors rencontrer trois cas de figure, à savoir 1) Phase de fonctionnement normal. Le véhicule roule et les moyens de charge de la batterie c'est à dire le chargeur embarqué 7 et la prise de charge rapide 12, ne sont pas connectés. Dans ce cas, le courant Ib que l'on désire mesurer est égal au courant Id de décharge, consommé par les circuits du véhicule 2) Phase de freinage récupératif. Dans ce cas également, les courants de charge Icl et 1c2 sont égaux à 0 et le courant Ib est toujours égal au courant Id. Cependant, le courant lb a changé de signe par rapport au cas de fonctionnement précédent, dans la mesure où la batterie est rechargée par récupération d'énergie par l'intermédiaire du variateur. 3) Phase de charge de la batterie. a) phase de charge rapide : dans ce cas, la prise de charge rapide 12 est connectée et le courant Ib est égal au courant de charge Ic2, fourni par cette prise. b) phase de charge normale : dans ce cas, la charge de la batterie est assurée par le courant Icl en provenance du chargeur embarqué 7. Le courant Ib est égal à Icl, ce courant circulant dans le câble électrique 14 dont plusieurs spires sont enroulées autour du capteur de champ magnétique 15 pour améliorer la précision de la mesure. On conçoit alors que le bornier de raccordement selon l'invention présente un certain nombre d'avantages par rapport aux borniers connus dans l'état de la technique dans la mesure où il permet une économie de matière car une seule pièce isolante, par exemple réalisée par moulage, est utilisée pour constituer à la fois des moyens de traversée de paroi et des moyens de support des bornes de raccordement et des composants du dispositif de mesure. De même, une seule broche conductrice sert à la fois de borne de raccordement vers l'extérieur de l'en ceinte, de relais pour le cablage interne et de conducteur de mesure du courant. De plus, ce bornier de raccordement peut être assemblé indépendamment de l'enceinte puis fixé sur celleci de manière extrêmement simple. Enfin, ce bornier permet d'améliorer les performances de raccordement dans la mesure où il permet une réduction des chutes de tension par suppression des connexions intermédiaires utilisées dans l'état de la technique et une réduction de la masse et de l'encombrement de l'ensemble. REVENDICATIONS 1. Bornier de raccordement d'une batterie d'alimentation d'un véhicule à traction électrique au reste des circuits électriques d'équipement de celui-ci, disposés dans une enceinte de protection (3), du type comportant au moins deux broches de raccordement (9,10) traversant une paroi étanche (la) du bornier (1) et dont des extrémités font saillie de part et d'autre de cette paroi, pour le raccordement des bornes positive et négative de la batterie (8) aux bornes correspondantes du reste des circuits du véhicule (2), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif intégré (15) de mesure du courant circulant dans au moins l'une des broches. 2. Bornier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (15) comporte un capteur de champ magnétique disposé autour de l'une des broches de raccordement. 3. Bornier selon la revendication 2, caractérisé en ce que les circuits électriques d'équipement du véhicule comporte un chargeur embarqué (7) pouvant être raccordé à une source d'alimentation extérieure au véhicule et en ce que l'une des bornes de sortie de celui-ci est reliée à la broche du bornier associée au capteur de champ magnétique par un câble électrique (14) dont plusieurs spires sont enroulées autour de ce capteur (15). 4. Bornier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif intégré de mesure est disposé autour de la broche (9) du bornier, raccordée à la borne positive de la batterie (8). 5. Bornier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une troisième broche (11) de raccordement de la borne positive d'une prise de charge rapide (12) de la batterie, cette broche étant reliée par un élément de liaison (13) à la broche (9) raccordée à la borne positive de la batterie, la borne négative de la prise de charge rapide étant reliée à la broche du bornier raccordée à la borne négative de la batterie.