Brevet FR2883665A1 — publié le 20060929

DISPOSITIF D'ALIMENTATION ELECTRIQUE POUR VEHICULE AUTOMOBILE L'invention se rapporte à un dispositif d'alimentation électrique pour véhicule automobile regroupant plusieurs unités de stockage d'énergie électrique; elle concerne plus particulièrement la structure des moyens de connexion associés à ces unités de stockage, dans le but d'alimenter plusieurs réseaux de distribution d'électricité distincts. ETAT DE LA TECHNIQUE Dans les véhicules automobiles modernes, les besoins en énergie électrique ne cessent d'augmenter. Les équipements fonctionnant à l'électricité sont de plus en plus nombreux et la puissance électrique nécessaire est de plus en plus importante (plusieurs kilowatts). Il est aussi souhaitable de pouvoir disposer de plusieurs tensions d'alimentation, par exemple 12 V et 24 V (voire plus) pour alimenter spécifiquement tel ou tel équipement. Par exemple, si l'éclairage et les petits moteurs électriques équipant le véhicule peuvent être alimentés sous une tension de 12 V, comme par le passé, d'autres équipements (comme par exemple un alterno-démarreur) auraient avantage à bénéficier d'une tension d'alimentation plus élevée. La coexistence de deux réseaux de distribution d'électricité, ou plus, nécessite de concevoir un câblage ou toute erreur de branchement (à l'occasion d'une opération de maintenance, notamment) soit impossible. DEFINITION DE L'INVENTION L'invention propose de regrouper des moyens de connexion spécifiques et sécurisés autour d'un ensemble d'unités de stockage d'énergie électrique capable de répondre aux besoins du véhicule. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif d'alimentation électrique pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux unités de stockage d'énergie électrique et un boîtier de connexion coiffant au moins partiellement au moins une telle unité de stockage et renfermant un circuit d'éléments de connexion établissant des raccordements électriques entre, d'une part, les bornes des éléments de stockage et d'autre part, au moins deux réseaux de distribution distincts dont l'un se raccorde par deux bornes accessibles montées sur le boîtier lui-même. 2883665 2 Ainsi, se trouve défini un nouvel ensemble fonctionnel compact et rationnel, capable de délivrer des tensions spécifiques différentes à plusieurs réseaux alimentant des systèmes différents. Il est à noter que l'un des réseaux (typiquement celui qui délivre le courant sous une tension de 12 V) conserve son raccordement traditionnel tandis que d'autres (de préférence tous les autres) sont protégés, non directement accessibles par un non spécialise et raccordés au boîtier de connexion par des prises spécifiques, "détrompées". Comme mentionné précédemment, le boîtier de connexion coiffe au moins partiellement au moins une telle unité de stockage d'énergie électrique. Il peut constituer une sorte de couvercle protecteur recouvrant l'une ou l'ensemble de ces unités. Ces dernières peuvent être installées dans un bac et dans ce cas, le boîtier de connexion peut former une sorte de couvercle dudit bac. Les unités de stockage d'énergie électrique peuvent être de différentes sortes. Par exemple, on peut prévoir au moins un accumulateur électrochimique et une autre unité d'un genre différent comme par exemple un "super condensateur". Selon un autre mode de réalisation, on prévoira au moins deux accumulateurs électrochimiques identiques sont susceptibles d'être montés en série ou en parallèle. A cet effet, le boîtier de connexion peut renfermer un commutateur commandé, du type électronique ou électromécanique permettant de connecter les deux accumulateurs en série ou en parallèle. Par ce moyen simple, on peut donc disposer d'une tension élevée, par exemple de 24 V, au moment d'une phase de démarrage et revenir à une tension habituelle plus basse (12 V) lorsque le moteur thermique fonctionne. Comme indiqué ci-dessus, au moins une unité de stockage d'énergie électrique précitée peut être un composant dit super condensateur, c'està-dire en fait une capacité de très grande valeur. Un tel composant peut être utilisé notamment en liaison avec un système de récupération d'énergie ou pour fournir une pointe d'énergie électrique lorsque cela est nécessaire, par exemple au démarrage. Avantageusement, le boîtier de connexion peut aussi renfermer un convertisseur continu-continu. Avantageusement, le boîtier de connexion comporte des cosses de raccordement aux bornes desdites unités de stockage. Une telle cosse 2883665 3 comporte deux bras rigides articulés entre eux, permettant une adaptation à des unités de stockage présentant des bornes d'écartement quelconque. Ces cosses de raccordement rigides et néanmoins adaptables peuvent constituer les moyens de montage mécanique dudit boîtier audessus des unités de stockage d'énergie électrique. On notera qu'il est avantageux de disposer le boîtier de connexion audessus des unités de stockage regroupées côte à côte. Il joue ainsi le rôle supplémentaire de couvercle assurant une certaine protection thermique et protégeant aussi des fuites de produits dangereux ou évitant l'introduction de certains liquides. Toutes les bornes des unités de stockage peuvent être recouvertes ou au moins rendues inaccessibles par le boîtier de connexion formant couvercle, ce qui empêche un intervenant peu expérimenté d'avoir accès à d'autres tensions que la basse tension traditionnelle (12 V). BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un dispositif d'alimentation électrique conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus du dispositif d'alimentation comportant ici deux accumulateurs électrochimiques placés côte à côte; - la figure 2 est une vue en élévation du même dispositif; la figure 3 est une vue de détail en perspective illustrant un raccordement électrique à la prise de raccordement spécifique du mode de réalisation des figures 1 et 2; - les figures 4 à 7 illustrent les étapes de fabrication du boîtier de connexion représenté sur les figures 1 et 2, et - la figure 8 illustre un autre mode de réalisation où le boîtier 30 de connexion forme le couvercle d'un bac abritant une pluralité d'unités dites "super condensateurs". DESCRIPTION DETAILLEE Le dispositif d'alimentation électrique 11 représenté comporte deux unités de stockage d'énergie électrique 12a, 12b placées côte à côte et un boîtier de connexion 14 coiffant au moins partiellement ces deux unités de stockage. Dans l'exemple décrit, les deux unités de stockage 2883665 4 sont deux accumulateurs électrochimiques d'une tension nominale de 12 V chacun. En variante, l'une des unités de stockage peut être un tel accumulateur électrochimique et l'autre peut être un "super condensateur". Un plus grand nombre d'unités de stockage est envisageable. Les deux unités de stockage d'énergie électrique sont disposées de telle sorte que leurs bornes de raccordement 16 soient éloignées le plus possible les unes des autres, comme représenté. Le boîtier de connexion recouvre au moins la partie centrale des unités de stockage et notamment, rend lesdites bornes de raccordement 16 inaccessibles ou en tous cas difficilement accessibles. Le boîtier de connexion 14 renferme un circuit constitué d'éléments de connexion 18, métalliques, plats permettant d'établir les raccordements électriques entre, d'une part, les bornes 16 des éléments de stockage et, d'autre part, deux réseaux de distribution distincts. L'un des réseaux se raccorde par deux bornes accessibles 20 montées sur le boîtier lui-même. Le boîtier de connexion 14 comporte des cosses de raccordement 22 pour son branchement aux bornes 16 desdites unités de stockage. On distingue sur la figure 1, quatre cosses de raccordement 22 de ce genre métalliques. Chacune comporte deux bras rigides 26, 28 articulés entre eux, permettant une adaptation de longueur entre une borne prévue sur le boîtier de connexion et la borne 16 prévue sur l'unité de stockage correspondante. Ainsi, le même boîtier de connexion peut être utilisé en relation avec des unités de stockage de dimensions quelconques différentes. Dans l'exemple, les éléments de connexion 18 métalliques, insérés dans le boîtier de connexion, établissent les liaisons électriques entre les cosses de raccordement 22 et un commutateur commandé 30 (de type électromécanique ou électronique) intégré dans la structure du boîtier de connexion 14. Un tel commutateur permet de connecter les deux unités de stockage d'énergie électrique en série ou en parallèle selon les besoins. Le boîtier de connexion 14 est relié à deux réseaux de distribution distincts dont l'un se raccorde par deux bornes 35 accessibles, prévues sur le boîtier lui-même. Le boîtier comporte à cet effet des bossages 38 en matière plastique entourant les bornes de connexion des cosses, côté boîtier, et qui sont soit ouverts soit fermés Lorsque les 2883665 5 bossages sont ouverts (38a), on peut relier un réseau de distribution (typiquement le réseau 12 V) directement à ces bornes. En revanche, aucune autre connexion n'est possible avec les autres bornes puisqu'elles sont protégées par des bossages fermés 38b. L'autre réseau, qui ne doit pas être accessible à un intervenant non spécialiste, est connecté à une prise de raccordement spécifique 42, détrompée et protégée. Ce peut être le cas, par exemple pour l'alimentation d'un alterno-démarreur. La prise 42 est connectée au commutateur par des éléments de connexion 18. Outre le commutateur commandé 30 qui est connecté aux différents éléments de connexion plats 18 inclus dans le boîtier, le dispositif peut comporter un convertisseur continu-continu 34. De tels composants électroniques et/ou électromécaniques sont de préférence montés de façon à être en contact thermique avec un radiateur de dissipation thermique 36 émergeant à la surface supérieure du boîtier. La figure 3 montre un exemple de connexion électrique venant se raccorder à la prise de raccordement 42. Celle-ci forme une embase 42a sur laquelle est monté un socle 63 en matière plastique isolante, renfermant deux bornes métalliques A et B semi-annulaires séparées par une barrette saillante 64, isolante conformée pour constituer un détrompeur. Une vis 65 isolée des deux bornes A et B fait saillie au centre du socle. Par ailleurs, un embout 66 auquel sont raccordés deux câbles électriques A', B' venant se brancher aux bornes A, B, respectivement comporte un perçage 68 débouchant au fond d'un logement 67 propre à recevoir un écrou 69. L'embout 66 comporte aussi des empreintes (non visibles) correspondant à la barrette 64. Au montage, l'embout est engagé sur le socle de façon que la vis 65 fasse saillie au centre du logement 67. Le serrage de l'écrou assure les deux connexions électriques. Cet agencement est semblable à celui décrit dans WO 02/060038 30 appartenant à la demanderesse. La borne A correspond au niveau bas de tension (la masse). La borne B correspond à une tension positive dont la valeur V dépend du mode de fonctionnement. Typiquement V = 12 volts en mode générateur et V = 35 12 + X volts en mode démarreur. Le boîtier de connexion permet le 2883665 6 changement de tension en modifiant la combinaison des unités de stockage. Les figures 4 à 7 illustrent les différentes étapes de fabrication dudit boîtier de connexion 14. Une semelle inférieure 46 est moulée. Elle comporte des trous de montage 47, des trous 48 pour les raccordements électriques et des empreintes 49 reproduisant les formes des éléments de connexion 18. Cette partie est visible sur la figure 4. Comme représenté sur la figure 5, les éléments de connexion métallique sont placés dans les empreintes 49 prévues à cet effet. Une partie intermédiaire 50, en matière plastique, est surmoulée et vient recouvrir les éléments de connexion et les bornes de raccordement non accessibles. On aboutit à la configuration de la figure 6 où l'on voit l'apparition des bossages ouverts (38a) et des bossages fermés (38b) autour des emplacements des bornes de raccordement dudit boîtier de connexion. En outre, un espace creux 56 est ménagé pour le logement des composants électroniques ou électromécaniques tels que le commutateur 30 ou le convertisseur 34. Certains au moins de ces composants sont refroidis par le radiateur de dissipation thermique qui émerge d'un couvercle 55 recouvrant toute la partie centrale du boîtier. Ce couvercle peut être surmoulé ou assemblé par vis. La figure 8 illustre une variante où le boîtier de connexion 14 recouvre au moins une unité de stockage et forme une sorte de couvercle assurant une certaine protection. Dans cet exemple, un réceptacle 70 en matière plastique isolante abrite plusieurs unités de stockage telles que des "super-condensateurs" 71. Les unités de stockage sont connectées entre elles en série-parallèle de façon à présenter S unités en série et P unités en parallèle pour obtenir la tension et la capacitance voulues. Le boîtier de connexion 14 est solidaire du réceptacle 70 et forme une sorte de couvercle de protection, pour des raisons de sécurité, s'agissant de "super-condensateurs". Les bornes de sortie sont les deux bornes 38a comme précédemment. Elles délivrent une tension de 12 volts. D'une façon générale, si le boîtier de connexion ne recouvre qu'une unité de stockage 35 ou certaines d'entre elles, ce sera en priorité un ou des "super- condensateurs". 7 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation électrique pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux unités de stockage d'énergie électrique (12a, 12b) et un boîtier de connexion (14) coiffant au moins partiellement au moins une telle unité de stockage et renfermant un circuit d'éléments de connexion (18) établissant des raccordements électriques entre, d'une part, les bornes des éléments de stockage et d'autre part, au moins deux réseaux de distribution distincts dont l'un se raccorde par deux bornes accessibles montées sur le boîtier lui-même. 2. Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit boîtier de connexion (14) comporte des cosses de raccordement (22) aux bornes desdites unités de stockage, en ce que de telles cosses comportent, chacune, deux bras rigides (26, 28) articulés entre eux permettant une adaptation à des unités de stockage présentant des bornes d'écartement quelconque. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites cosse de raccordement (22) comportant lesdits bras rigides constituent les moyens de montage mécanique dudit boîtier, celui-ci étant porté par lesdites unités de stockage d'énergie électrique (12a, 12b). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit boîtier de connexion (14) est en matière plastique isolante et en ce que des éléments de connexion (18) précités sont des conducteurs plats insérés dans la matière plastique. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit boîtier de connexion renferme un commutateur commandé (30) apte à connecter au moins deux unités de stockage précitées, en série ou en parallèle. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce que ledit boîtier de connexion renferme un convertisseur continucontinu (34). 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comporte un radiateur de dissipation thermique (36), en contact thermique avec des composants inclus dans ledit boîtier. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit boîtier comporte une prise de raccordement 2883665 8 spécifique (42) pour la connexion protégée d'un autre réseau de distribution de courant. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit autre réseau de distribution est spécifiquement dédié à l'alimentation d'un 5 démarreur ou alterno-démarreur. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une unité de stockage d'énergie électrique est un accumulateur électrochimique. 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, 10 caractérisé en ce qu'au moins une unité de stockage d'énergie électrique est un composant dit super-condensateur. 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que de telles unités de stockage sont installées dans un réceptacle (70) et en ce que ledit boîtier de connexion (14) est solidaire de ce réceptacle.