Brevet FR2963855A1 — publié le 20120217

Dispositif sécurisé pour contrôler un chargeur de batterie de véhicule électrique La présente invention concerne un dispositif sécurisé pour contrôler un chargeur de batterie de véhicule électrique. Le domaine de l'invention est donc celui de la charge des batteries de tous types et de toutes capacités, aussi bien pour les appareils électroniques que pour les véhicules. Sont concernés au même titre les deux-roues, les automobiles, les navires et les aéronefs etc. L'homme du métier est bien conscient que la sécurité revêt un aspect fondamental pour les équipements destinés à charger les batteries. Il convient notamment d'éviter toute surchauffe de la batterie lorsqu'elle est en cours de charge. Il est ainsi connu d'interrompre la charge d'une batterie en fonction de la tension d'alimentation du chargeur ou de la tension qu'il délivre en sortie. Si l'on vérifie la tension d'alimentation du chargeur, rien n'indique que 15 celui-ci soit en bon état de fonctionnement. Si l'on vérifie la tension délivrée à la batterie, on ne dispose d'aucune information quant à la puissance effectivement délivrée qui peut être soit négligeable, voire nulle, soit excessive et par la même entraîner des risques sérieux. 20 La présente invention a ainsi pour objet un dispositif pour contrôler un chargeur de batterie qui présente une sécurité d'emploi sensiblement accrue. Selon l'invention, un dispositif pour contrôler un chargeur alimentant une batterie, comporte un circuit de contrôle pour adresser un signal d'interruption au chargeur afin d'interrompre la charge ; de plus, le circuit de contrôle ayant accès 25 au courant de charge transitant entre le chargeur et la batterie, il comprend des moyens pour produire ce signal d'interruption lorsque le courant de charge est supérieur à un premier seuil prédéterminé. Le contrôle du courant de charge procure de nombreux avantages. Il permet notamment de vérifier que le chargeur assume sa tâche et qu'il est bien 30 connecté à la batterie. Il permet également d'accéder à la puissance de charge pour vérifier s'il n'y a pas d'anomalies. Suivant une caractéristique additionnelle de l'invention, le circuit de commande comprend des moyens pour produire un signal d'activation dès lors que le courant de charge franchit à la hausse un second seuil prédéterminé 35 inférieur au premier seuil et ce tant que le courant de charge ne franchit pas ce deuxième seuil à la baisse, ce signal de validation étant destiné à autoriser la charge de la batterie. Avantageusement, le circuit de commande comprend des moyens pour produire le signal d'interruption lorsque le courant de charge franchit à la baisse 5 un troisième seuil prédéterminé. Eventuellement, ce circuit de commande comprend des moyens pour vérifier le franchissement à la baisse d'un seuil de contrôle prédéterminé avant de tester le franchissement du troisième seuil, le troisième seuil présentant une valeur inférieure ou égale à celle du seuil de contrôle. 10 De préférence, le chargeur étant pourvu d'un mode veille suivant lequel il ne délivre pas de tension de sortie, le signal d'interruption a pour effet d'activer ce mode veille. De même, le chargeur étant pourvu d'un mode stand-by suivant lequel il délivre la tension de sortie nominale à la batterie en limitant le courant de charge, 15 le signal d'activation a pour effet d'autoriser le passage du mode stand-by au mode charge. La présente invention apparaîtra maintenant avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif en se référant aux figures annexées qui représentent : 20 - la figure 1, le schéma de principe d'un dispositif sécurisé de contrôle de charge, et la figure 2, une variante de réalisation de ce dispositif. Les éléments identiques présents dans les deux figures sont affectés d'une seule et même référence. 25 En référence à la figure 1, le dispositif objet de l'invention est donc associé à un chargeur DC lui-même raccordé à une batterie BAT. Ce chargeur DC est apte à fonctionner selon trois modes opératoires : le mode veille selon lequel il ne délivre aucune tension en sortie à la batterie BAT, 30 le mode stand-by explicité plus loin selon lequel il alimente la batterie BAT à sa tension nominale mais en limitant le courant de charge, et le mode charge qui correspond à la charge effective de la batterie BAT. Ici, c'est directement le courant de charge, celui qui s'écoule du chargeur 35 DC à la batterie BAT, qui gouverne le contrôle de la charge. Le dispositif comporte essentiellement un circuit de commande CC qui reçoit donc en entrée une information relative à ce courant de charge fournie par tout moyen approprié, un ampèremètre A dans le cas présent. Ce circuit de commande prend avantageusement la forme d'un automate programmable. Ce type d'équipement est bien adapté au traitement des algorithmes de contrôle de procédé et il procure les avantages bien connus de l'homme du métier, notamment en matière de sécurité de fonctionnement. Le circuit de commande CC est prévu pour délivrer un signal d'interruption 11 au chargeur DC lorsqu'il convient d'interrompre la charge. La première mesure de sécurité consiste à éviter une charge trop importante de la batterie. Ainsi, le circuit de commande CC comprend des moyens pour produire ce signal d'interruption 11 lorsque le courant de charge est supérieur à un premier seuil prédéterminé qui est enregistré dans une mémoire interne ou 15 externe. Le signal d'interruption 11 a pour effet de faire basculer le chargeur DC en mode veille. On remarque ici qu'il n'est pas possible de mettre en oeuvre cette première mesure de sécurité en analysant la tension de charge. 20 La seconde sécurité consiste à vérifier que la batterie BAT est correctement connectée au chargeur DC. On pense à un acte de vandalisme qui aurait abouti au sectionnement du câble de raccordement de ces deux éléments ; on pense aussi à une manipulation frauduleuse qui consiste à utiliser un chargeur dont on n'est pas propriétaire. Il se peut également que, suite à un 25 oubli, le câble sus-visé ne soit pas raccordé. Il est possible de contrôler le bon raccordement du câble entre le chargeur DC et la batterie BAT en mesurant le courant qui s'écoule entre ces deux équipements, quitte à rajouter une impédance de charge sur l'un et/ou l'autre d'entre eux. 30 Ainsi, le chargeur DC, lorsqu'il est en mode stand-by, met la batterie BAT sous tension avec une limitation du courant de charge à un deuxième seuil de valeur très faible. Ce deuxième seuil est lui aussi mémorisé. Préalablement à la charge de la batterie BAT, ce mode stand-by est activé et ensuite le câble de raccordement est connecté. 35 Le circuit de commande CC détecte le passage du courant de charge de la valeur zéro au deuxième seuil, suite à quoi il produit un signal d'activation 12 autorisant le passage en mode charge du chargeur DC. Si le courant de charge vient à repasser en dessous du deuxième seuil, le circuit de commande cesse de produire le signal d'activation 12, ce qui a pour effet de faire basculer le chargeur DC en mode veille. Le chargeur DC ne peut donc être enclenché que si la continuité électrique chargeur-batterie n'a pas été interrompue. Il est déclenché si cette continuité venait à être rompue. Ici encore, il n'est pas possible de vérifier cette continuité par une simple mesure de tension. La troisième mesure de sécurité consiste à interrompre la charge de la batterie à bon escient. Il apparaît que le courant de charge d'une batterie pour une tension donnée est quasiment stable jusqu'à ce que la pleine charge soit pratiquement atteinte. Lorsque ce courant diminue, cela signifie qu'on est très proche de la pleine charge. Ainsi, le circuit de commande CC a en mémoire un troisième seuil de courant qui est légèrement inférieur au courant de charge nominal et il produit le signal d'interruption 11 dès lors que le courant de charge passe sous ce troisième seuil. Pour éviter un arrêt intempestif de la charge suite à une chute accidentelle du courant de charge (parasite ou autre évènement aléatoire), on peut prévoir que le courant de charge passe successivement sous un seuil de contrôle prédéterminé (lui aussi mémorisé) et sous le troisième seuil avant d'interrompre la charge. Il est entendu que la valeur du troisième seuil est inférieure ou égale à 25 celle du seuil de contrôle. En référence à la figure 2, une variante de réalisation de l'invention est présentée selon laquelle on accède non plus directement au courant de charge mais plutôt de manière indirecte. Selon cette variante, un compteur d'énergie EC est disposé en amont du 30 chargeur DC pour mesurer la puissance que ce dernier consomme. Etant donné que le chargeur est alimenté à tension constante, la puissance qu'il consomme est directement liée au courant de charge de la batterie BAT. Ce compteur d'énergie qui est un composant commercialisé en tant que tel délivre un train d'impulsions d'amplitude et de largeur constante. Seule la 35 fréquence varie et c'est elle qui donne la puissance consommée qui, par voie de conséquence, reflète le courant de charge. Ainsi, le circuit de commande accomplit les mêmes tâches que précédemment si ce n'est que la valeur du courant de charge est ici représentée par la fréquence des impulsions délivrées par le compteur d'énergie EC et non plus par sa propre valeur. Les exemples de réalisation de l'invention présentés ci-dessus ont été choisis eu égard à leur caractère concret. Il ne serait cependant pas possible de répertorier de manière exhaustive tous les modes de réalisation que recouvre cette invention. En particulier, tout moyen décrit peut être remplacé par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS1) Dispositif pour contrôler un chargeur (DC) alimentant une batterie (BAT), comportant un circuit de commande (CC) pour adresser un signal d'interruption (11) audit chargeur (DC) afin d'interrompre la charge, caractérisé en ce que, ledit circuit de commande (CC) ayant accès (A, AMP) au courant de charge transitant entre ledit chargeur (DC) et ladite batterie (BAT), il comprend des moyens pour produire ledit signal d'interruption (11) lorsque ledit courant de charge est supérieur à un premier seuil prédéterminé. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de commande (CC) comprend des moyens pour produire un signal d'activation (12) dès lors que ledit courant de charge franchit à la hausse un second seuil prédéterminé inférieur audit premier seuil et ce tant que ledit courant de charge ne franchit pas ce deuxième seuil à la baisse, ce signal de validation (12) étant destiné à autoriser la charge de ladite batterie (BAT). 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit circuit de commande (CC) comprend des moyens pour produire ledit signal d'interruption (11) lorsque ledit courant de charge franchit à la baisse un troisième seuil prédéterminé. 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit circuit de commande (CC) comprend des moyens pour vérifier le franchissement à la baisse d'un seuil de contrôle prédéterminé avant de tester le franchissement dudit troisième seuil, ledit troisième seuil présentant une valeur inférieure ou égale à celle dudit seuil de contrôle. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que, ledit chargeur (DC) étant pourvu d'un mode veille suivant lequel il ne délivre pas de tension de sortie, ledit signal d'interruption (11) a pour effet d'activer ce mode veille. 635) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que, ledit chargeur (DC) étant pourvu d'un mode stand-by suivant lequel il délivre la tension de sortie nominale à ladite batterie (BAT) en limitant le courant de charge, ledit signal d'activation (12) a pour effet d'autoriser le passage du mode stand-by au mode charge.