Brevet FR2967837A1 — publié le 20120525

Système d'alimentation en énergie électrique d'organes consommateurs équipant un véhicule automobile L'invention est du domaine des systèmes d'alimentation en énergie électrique d'organes consommateurs équipant un véhicule automobile. Elle a pour objet un tel système d'alimentation. Le document FR 2,853,154 (PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA) décrit un système d'alimentation en énergie électrique d'organes consommateurs d'énergie électrique qui sont embarqués à bord d'un véhicule automobile. De tels organes consommateurs sont par exemple un démarreur, des organes de direction assistée, de frein électrique, etc... Le système d'alimentation comprend des moyens formant générateur d'énergie électrique et comportant un alternateur entraîné par un moteur électrique. La sortie de l'alternateur est raccordée par un réseau électrique à des premiers moyens de stockage d'énergie électrique, par exemple formés par une batterie de stockage. Le réseau électrique raccorde aussi la sortie du générateur d'énergie électrique à au moins un premier organe consommateur et à au moins un deuxième organe consommateur. Plus particulièrement, le premier organe consommateur est un organe consommateur permanent du véhicule tandis que le deuxième organe consommateur est un organe consommateur temporaire ou transitoire. Le second organe consommateur est raccordé au réseau électrique par l'intermédiaire de moyens formant une source d'énergie électrique auxiliaire. Cette dernière comporte des seconds moyens de stockage d'énergie électrique et des moyens de commutation. Les moyens de commutation sont pilotés par des moyens de commande pour permettre une charge des seconds moyens de stockage et un raccordement en série de ceux-ci avec le second organe consommateur, afin d'assurer son alimentation lors de certaines phases de vie du véhicule automobile. Par ailleurs, il est également possible de recharger les seconds moyens de stockage par l'intermédiaire d'un convertisseur DC/DC relié à ces derniers. Les moyens de commutation comportent un pont en H dont deux branches supérieures sont raccordées au réseau électrique et comportent chacune un organe commutateur à semi-conducteur commandable. L'une des branches inférieures est raccordée à la masse et comporte également un organe commutateur à semi-conducteur commandable tandis que l'autre des branches inférieures est raccordée au second organe consommateur. Dans le cas fréquent où les organes commutateurs à semi-conducteur commandable comprennent des transistors à effet de champ à grille isolée, tels que des Mosfets à canal N, qui sont montés en parallèle les uns aux autres, les seconds moyens de stockage sont susceptibles d'être surchargés. En effet, chaque Mosfet à canal N comporte une diode intrinsèque qui est apte à laisser passer un courant de recharge. Dans le cas où le courant de recharge n'est pas contrôlé, les seconds moyens de stockage sont susceptibles d'être détériorés ce qui constitue un inconvénient majeur. Le but de la présente invention est de proposer un système d'alimentation en énergie électrique d'organes consommateurs équipant un véhicule automobile qui est apte à empêcher une surcharge de moyens de stockage additionnel participant du système d'alimentation, et qui est à même de prévenir un endommagement ou une destruction de ces derniers. Un système de la présente invention est un système d'alimentation en énergie électrique d'organes consommateurs équipant un véhicule automobile. Le système d'alimentation comprend un stockeur d'énergie électrique et une pluralité d'organes commutateurs à semi-conducteur commandable, dont au moins un premier organe commutateur à semi-conducteur commandable et au moins un deuxième organe commutateur à semi-conducteur commandable. Selon la présente invention, le système d'alimentation comprend un dispositif de sécurisation dudit premier organe commutateur à semi-conducteur commandable, le dispositif de sécurisation étant apte à empêcher la circulation d'un courant de recharge à travers ledit premier organe commutateur à semi-conducteur commandable. Le dispositif de sécurisation est par exemple constitué d'un convertisseur DC/DC. Le dispositif de sécurisation est par exemple encore constitué d'un circuit élévateur de tension. Le dispositif de sécurisation est avantageusement interposé entre ledit stockeur d'énergie électrique et au moins une grille constitutive dudit premier organe commutateur à semi-conducteur commandable. Lee dispositif de sécurisation est préférentiellement relié au deuxième organe 15 commutateur à semi-conducteur commandable. Le dispositif de sécurisation est avantageusement alimenté par l'intermédiaire dudit stockeur d'énergie électrique. 20 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va en être faite d'un exemple de réalisation, en relation avec la figure de la planche annexée dans laquelle la figure unique est une vue schématique d'un système d'alimentation selon la présente invention. 25 Sur la figure unique, est représenté un système d'alimentation 1 en énergie électrique d'une pluralité d'organes consommateurs 2,3 d'une telle énergie qui équipent un véhicule automobile. Les organes consommateurs 2,3 sont notamment au moins un organe consommateur permanent 2, tel qu'un démarreur du véhicule automobile ou analogue, et au moins un organe consommateur 30 transitoire 3, tel qu'une installation de climatisation, un organe de direction assistée, un frein électrique, etc. L'organe consommateur permanent 2 est indispensable à la mise en marche du véhicule automobile alors que l'utilisation de l'organe consommateur transitoire 3 est accessoire et/ou temporaire. Le système d'alimentation 1 forme un réseau électrique reliant entre eux les organes consommateurs 2,3 et comprenant d'autres éléments électriques. Schématiquement, le système d'alimentation 1 comprend une ligne principale 4 qui comprend successivement une alimentation externe 5, tel qu'un chargeur externe ou analogue, une batterie principale 6 du véhicule automobile ou analogue, une résistance principale 7 et l'organe consommateur permanent 2. La ligne principale 4 comprend un premier point de dérivation 8, situé entre l'alimentation externe 5 et la batterie principale 6, et un deuxième point de dérivation 9, situé entre l'organe consommateur permanent 2 et une masse 10. Une ligne de dérivation 11 s'étend entre le premier point de dérivation 8 et le deuxième point de dérivation 9. La ligne de dérivation 11 comprend, schématiquement et successivement depuis le premier point de dérivation 8 jusqu'au deuxième point de dérivation 9, une résistance de dérivation 12, une inductance de dérivation 13 et l'organe consommateur transitoire 3. Une ligne secondaire 16 s'étend entre le premier point de dérivation 8 et le deuxième point de dérivation 9. La ligne secondaire 16 comprend un premier organe commutateur à semi-conducteur commandable 17 constitué d'une pluralité de transistors à effet de champ à grille isolée 18, tels que des Mosfets à canal N. Lesdits transistors 18 sont par exemple au nombre de six et sont montés parallèles entre eux. Selon la présente invention, des grilles respectives 19 des Mosfets à canal N 18 sont reliés à un dispositif de sécurisation 20 dudit premier organe commutateur à semi-conducteur commandable 17. Le dispositif de sécurisation 20 est lui-même relié d'une part à un deuxième organe commutateur à semi-conducteur commandable 21 et à un stockeur d'énergie électrique 22 de type connu. Le dispositif de sécurisation 20 est agencé pour empêcher une surcharge du stockeur d'énergie électrique 22, et qui est à même de prévenir un endommagement ou une destruction de ces derniers. A cet effet, le dispositif de sécurisation force un éventuel courant de recharge-batterie à transiter à travers le premier organe commutateur à semi-conducteur commandable 17 et non à travers le deuxième organe commutateur à semi-conducteur commandable 21. Le dispositif de sécurisation 20 est indifféremment constitué d'un convertisseur DC/DC ou d'un circuit élévateur de tension, tel qu'une pompe de charge. Ces dispositions sont telles que si le stockeur d'énergie électrique a une tension nominale de 5V, le dispositif de sécurisation 20 élève cette tension à 15V ce qui permet d'alimenter les grilles 19 des Mosfets à canal N 18 et de polariser celui-ci de façon permanente en position fermée. Il en découle une impossibilité pour le courant de recharge-batterie de passer à travers le deuxième organe commutateur à semi-conducteur commandable 21, le courant de recharge-batterie transitant à travers le premier organe commutateur à semi-conducteur commandable 17, ce qui élimine tout risque de surcharge du stockeur d'énergie électrique 22. Le stockeur d'énergie électrique 22 comprend par exemple une pluralité de super-condensateurs 23. Le deuxième organe commutateur à semi-conducteur commandable 21 est par exemple constitué d'une pluralité de transistors à effet de champ à grille isolée 18', tels que des Mosfets à canal N. Lesdits transistors 18' sont par exemple au nombre de six et sont montés parallèles entre eux. Le deuxième organe commutateur à semi-conducteur commandable 21 est relié à un point d'accroche 24 de la ligne secondaire 16 par l'intermédiaire d'une résistance 25 et d'une inductance de lissage 26. Le point d'accroche 24 est situé entre la résistance principale 7 et le premier organe commutateur à semi-conducteur commandable 17. Ces dispositions sont telles que l'avantage procuré par la présente invention, à savoir une protection optimisée du stockeur d'énergie électrique 22 est obtenue sans avoir à modifier les modalités de recharge du véhicule automobile. Ainsi, tout type de chargeur externe est susceptible d'être relié à un tel véhicule automobile en étant indifféremment connecté soit sur un point de la caisse du véhicule automobile ou une borne négative de la batterie principale 6 pour la connexion de masse du système d'alimentation 1, soit sur une borne positive de la batterie principale 6 avec un faisceau véhicule déconnecté ou non, pour la connexion à la borne positive du système d'alimentation 1.10 REVENDICATIONS1.- Système d'alimentation (1) en énergie électrique d'organes consommateurs (2,3) équipant un véhicule automobile, le système d'alimentation (1) comprenant un stockeur d'énergie électrique (22) et une pluralité d'organes commutateurs à semi-conducteur commandable (17,21), dont au moins un premier organe commutateur à semi-conducteur commandable (17) et au moins un deuxième organe commutateur à semi-conducteur commandable (21), caractérisé en ce que le système d'alimentation (1) comprend un dispositif de sécurisation (20) dudit premier organe commutateur à semi-conducteur commandable (17), le dispositif de sécurisation (20) étant apte à empêcher la circulation d'un courant de recharge à travers ledit premier organe commutateur à semi-conducteur commandable (17). 2.- Système d'alimentation (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de sécurisation (20) est constitué d'un convertisseur DC/DC. 3.- Système d'alimentation (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de sécurisation (20) est constitué d'un circuit élévateur de tension. 4.- Système d'alimentation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de sécurisation (20) est interposé entre ledit stockeur d'énergie électrique (22) et au moins une grille (19) constitutive dudit premier organe commutateur à semi-conducteur commandable (17). 5.- Système d'alimentation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de sécurisation (20) est relié au deuxième organe commutateur à semi-conducteur commandable (21). 7 6.- Système d'alimentation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de sécurisation (20) est alimenté par l'intermédiaire dudit stockeur d'énergie électrique (22).5