Brevet FR3017341A1 — publié le 20150814

DISPOSITIF DE CONNEXION À DOUBLE USAGE POUR LE RACCORDEMENT ÉLECTRIQUE D'UN VÉHICULE À UN CORDON DE CHARGE L'invention concerne l'alimentation électrique des véhicules hybrides ou tout électrique, et plus précisément les dispositifs de connexion qui équipent de tels véhicules et qui sont destinés à permettre leur raccordement électrique à un cordon de charge. l a Des études récentes tendent à démontrer que le rechargement des batteries des véhicules électriques ou hybrides constitue un frein psychologique important à leur achat. Cela résulte plus particulièrement du fait que le dispositif de connexion (ou embase) qui équipe le véhicule doit être couplé à une prise d'alimentation via un cordon de charge qui est lourd et 15 encombrant (généralement cinq mètres à dérouler pour une masse d'environ quatre kilos), et donc difficile à manipuler pour de nombreuses personnes, et de surcroit généralement difficile à raccorder et visible dans les espaces publics. Cette visibilité induit non seulement une crainte de vol, mais également une crainte de risque électrique (pour soi-même et pour les tiers). 20 De plus, l'importante diversité des prises électriques commercialisées ne contribue pas à réduire ce frein psychologique. Par ailleurs, certains dispositifs de connexion (ou embases) sont spécifiquement adaptés aux charges électriques en très basse tension (typiquement 12 volts), tandis que d'autres dispositifs de connexion (ou 25 embases) sont spécifiquement adaptés aux charges électriques en basse tension (typiquement 230 volts). Par conséquent, les constructeurs automobiles doivent disposer non seulement de deux types de dispositifs de connexion (de conceptions et formes différentes), mais également de deux types de pièces ou équipements adapté(e)s spécifiquement et respectivement 30 à l'accueil des deux types de dispositif de connexion, ce qui augmente les coûts de fabrication des véhicules et complexifie la gestion des stocks. L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Elle propose notamment à cet effet un dispositif de connexion à double usage, destiné à permettre le raccordement électrique d'un véhicule à un cordon de charge, et comprenant un premier boîtier comportant : - trois premiers contacts de puissance d'un premier type, connectés à des câbles électriques d'alimentation destinés à alimenter le véhicule, et propres pour au moins deux d'entre eux à être couplés respectivement à au moins deux seconds contacts de puissance d'un second type, complémentaire du premier type, et faisant partie d'un second boîtier du cordon de charge, - trois premiers contacts de signalisation du premier type, connectés à des câbles électriques de signalisation destinés à être connectés au véhicule, et propres pour au moins deux d'entre eux à être couplés respectivement à au moins deux seconds contacts de signalisation du second type, faisant partie du second boîtier, et - des premiers moyens magnétiques propres à coopérer avec des seconds moyens magnétiques complémentaires et faisant partie du second boîtier pour coupler temporairement le premier boîtier à ce second boîtier. On dispose ainsi d'un dispositif de connexion standard qui peut être connecté aussi bien à un cordon de charge dédié à la très basse tension (c'est-à-dire avec deux seconds contacts de puissance et trois seconds contacts de signalisation), qu'à un cordon de charge dédié à la basse tension (c'est-à-dire avec trois seconds contacts de puissance et deux seconds contacts de signalisation), et donc qui permet de ne prévoir qu'un seul type de pièces ou équipements pour son accueil. Le dispositif de connexion à double usage selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : le premier type peut être mâle et propre à être associé à un second type femelle ; - chaque premier contact de puissance peut être entouré par une paroi d'isolation ; - en variante, le premier type peut être femelle et propre à être associé à un second type mâle ; - son premier boîtier peut comprendre, d'une part, une première partie munie i) de trois premières broches métalliques comportant chacune une première extrémité du second type et une seconde extrémité solidarisée à l'un des câbles électriques d'alimentation, et définissant respectivement des premières sous-parties des premiers contacts de puissance, et ii) de trois deuxièmes broches métalliques comportant chacune une première extrémité du second type et une seconde extrémité solidarisée à l'un des câbles électriques de signalisation, et définissant respectivement des premières sous-parties des premiers contacts de signalisation du premier type, et, d'autre part, une seconde partie munie i) de trois troisièmes broches métalliques comportant chacune deux extrémités opposées du premier type dont l'une est connectée à la première extrémité d'une première broche métallique et définissant respectivement des secondes sous-parties des premiers contacts de puissance, et ii) de trois quatrièmes broches métalliques comportant chacune deux extrémités opposées du premier type dont l'une est connectée à la première extrémité d'une deuxième broche métallique et définissant respectivement des secondes sous-parties des premiers contacts de signalisation ; - son premier boîtier peut comporter une face avant munie d'un clapet de protection monté à coulissement sous une force de rappel élastique de manière à être déplacé entre une position fermée, masquant les premiers contacts de puissance et les premiers contacts de signalisation, et une position ouverte propre à permettre un raccordement électrique du premier boîtier au second boîtier ; les premiers contacts de puissance peuvent être soit sensiblement alignés sur une droite, soit sensiblement et respectivement placés aux sommets d'un triangle ; les premiers contacts de signalisation peuvent être sensiblement et respectivement placés aux sommets d'un triangle. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un dispositif de connexion à double usage du type de celui présenté ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus pour certains d'entre eux en CAO/DAO, d'où le caractère apparemment discontinu de certaines lignes), sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue intérieure en perspective, un premier exemple de réalisation d'un dispositif de connexion selon l'invention, la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue du dessus, une partie d'une variante du dispositif de connexion de la figure 1, la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue du dessus, une partie d'une autre variante de réalisation du dispositif de connexion de la figure 1, la figure 4 illustre schématiquement, dans une vue intérieure en perspective, la partie du dispositif de connexion de la figure 3, la figure 5 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, un exemple de réalisation d'un second boîtier de cordon de charge propre à être accouplé au dispositif de connexion des figures 3 et 4, et la figure 6 illustre schématiquement, dans une vue intérieure en perspective, un second exemple de réalisation d'un dispositif de connexion selon l'invention. L'invention a notamment pour but d'offrir un dispositif de connexion DC à double usage, destiné à permettre le raccordement électrique d'un véhicule tout électrique ou hybride à un cordon de charge CC. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule tout électrique ou hybride devant disposer d'un dispositif de connexion (ou embase) DC pour recharger au moins une batterie qu'il comprend. On a schématiquement représenté sur la figure 1 un exemple de réalisation d'un dispositif de connexion (ou embase) DC selon l'invention. Comme illustré, un dispositif de connexion DC, selon l'invention, comprend au moins un premier boîtier BC1 couplé à un cordon électrique CD comportant deux (ou trois) câbles électriques d'alimentation CEA1 et trois (ou deux) câbles électriques de signalisation CES1 comprenant chacun deux extrémités opposées qui pour l'une d'entre elles est destinée à être solidarisée à un équipement de recharge (ou chargeur) du véhicule Le premier boîtier BC1 comprend trois premiers contacts de puissance CP1 d'un premier type, trois premiers contacts de signalisation CS1 du premier type, et des premiers moyens magnétiques MM1. Dans tous les exemples de réalisation illustrés non limitativement sur les figures 1 à 6, le premier type est mâle et propre à être associé à un la second type femelle (complémentaire de ce premier type). Mais la situation inverse peut être envisagée, et dans ce cas le premier type est femelle et propre à être associé à un second type mâle. Les trois premiers contacts de puissance CP1 (ici de type mâle à titre d'exemple) sont connectés respectivement aux trois câbles électriques 15 d'alimentation CEA1 qui sont destinés à alimenter électriquement le véhicule en vue de recharger sa (ses) batterie(s). Au moins deux de ces premiers contacts de puissance CP1 sont propres à être couplés respectivement à au moins deux seconds contacts de puissance CP2 du second type (ici de type femelle à titre d'exemple) qui font partie d'un second boîtier BC2 d'un cordon 20 de charge CC (voir figure 5). Les trois premiers contacts de signalisation CS1 (ici de type mâle à titre d'exemple) sont connectés respectivement aux trois câbles électriques de signalisation CES1 qui sont destinés à être connectés à un équipement du véhicule qui contrôle le rechargement de la (des) batterie(s). Au moins deux 25 de ces premiers contacts de signalisation CS1 sont propres à être couplés respectivement à au moins deux seconds contacts de signalisation CS2 du second type (ici de type femelle à titre d'exemple) qui font partie du second boîtier BC2 du cordon de charge CC précité. On comprendra que lorsque le cordon de charge CC est 30 spécifiquement adapté aux charges électriques en très basse tension (typiquement 12 volts), il comprend deux seconds contacts de puissance CP2 du second type qui sont utilisés et trois seconds contacts de signalisation CS2 du second type qui sont utilisés. Par conséquent, dans ce cas deux des trois premiers contacts de puissance CP1 et les trois premiers contacts de signalisation CS1 du dispositif de connexion DC sont utilisés pour la recharge. En revanche, lorsque le cordon de charge CC est spécifiquement adapté aux charges électriques en basse tension (typiquement 230 volts), il comprend trois seconds contacts de puissance CP2 du second type qui sont utilisés, et deux seconds contacts de signalisation CS2 du second type qui sont utilisés. Par conséquent, dans ce cas les trois premiers contacts de puissance CP1 et deux des trois premiers contacts de signalisation CS1 du dispositif de connexion DC sont utilisés pour la recharge. Dans l'exemple de réalisation illustré non limitativement sur la figure 5, le second boîtier BC2 comprend trois seconds contacts de puissance CP2 du second type et trois seconds contacts de signalisation CS2 du second type. Mais dans des variantes de réalisation le second boîtier BC2 pourrait comprendre soit trois seconds contacts de puissance CP2 du second type et deux seconds contacts de signalisation CS2 du second type, soit deux seconds contacts de puissance CP2 du second type et trois seconds contacts de signalisation CS2 du second type . Le dispositif de connexion possédant désormais la même interface, les mêmes dimensions pour deux types de charge électrique différents (basse tension et très basse tension), il peut donc être associé à une pièce ou un équipement d'accueil d'un unique type, pouvant être utilisé dans différents modèles de véhicule. Cela facilite la gestion des stocks de pièces détachées, facilite la conception des véhicules et réduit les coûts de fabrication des véhicules utilisateurs. On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, que chaque premier contact de puissance CP1 peut être éventuellement entouré par une paroi d'isolation PI destinée à assurer une isolation de phase. Comme cela apparaît mieux sur la figure 4, chaque paroi d'isolation PI peut présenter une forme cylindrique circulaire (on dit alors qu'elle a une forme de « cheminée »). Mais comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 6, les premiers contacts de puissance CP1 peuvent ne pas être entourés par des parois d'isolation PI (pour la charge en très basse tension notamment). Par exemple, les parois d'isolation PI peuvent être réalisées en polymère thermoplastique (par exemple en polyester (ou PE)). On notera que les premiers contacts de puissance CP1 peuvent être, par exemple, sensiblement alignés sur une droite, comme illustré sur les figures 1, 2 et 6, ou bien sensiblement et respectivement placés aux sommets d'un triangle (éventuellement équilatéral), comme illustré sur les figures 3 et 4. On notera également que les premiers contacts de signalisation CS1 peuvent être, par exemple, sensiblement et respectivement placés aux sommets d'un triangle (éventuellement équilatéral), comme illustré sur les figures 1 à 6. la Par exemple, en présence d'une paroi d'isolation PI présentant un diamètre interne égal à 9,8 mm et un diamètre externe égal à 11,2 mm, le diamètre des premiers contacts de puissance CP1 peut être égal à 2,8 mm, et l'entraxe entre ces derniers (CP1) peut être égal à 14 mm. En l'absence de paroi d'isolation PI, le diamètre des premiers contacts de puissance CP1 peut 15 être égal à 3,6 mm, et l'entraxe entre ces derniers (CP1) peut être égal à 12 mm (lorsqu'ils sont alignés sur une droite) ou 14 mm (lorsqu'ils sont placés aux sommets d'un triangle équilatéral). Le diamètre des premiers contacts de signalisation CS1 peut être égal à 1,3 mm (ou 1,5 mm), et l'entraxe entre ces derniers (CS1) peut être 20 égal à 14 mm (lorsqu'ils sont placés aux sommets d'un triangle équilatéral). Les premiers moyens magnétiques MM1 sont propres à coopérer avec des seconds moyens magnétiques MM2 complémentaires qui font partie du second boîtier BC2, pour coupler temporairement leur premier boîtier BC1 à ce second boîtier BC2. 25 Par exemple, les premiers moyens magnétiques MM1 peuvent comprendre au moins un aimant permanent présentant un pôle positif (ou nord), tandis que les seconds moyens magnétiques peuvent comprendre au moins un aimant permanent présentant un pôle négatif (ou sud). La situation inverse est également possible. 30 La présence de ces moyens magnétiques MM1 et MM2, permanents et complémentaires, sur les deux boîtiers BC1 et BC2 permet de faciliter notablement leur accouplement et ainsi de réduire les efforts de branchement/débranchement que doit fournir l'usager. Pour garantir la sécurité électrique des connexions, les pôles des aimants permanents MM1 et MM2 peuvent être inversés selon que l'on est en basse tension ou en très basse tension afin de renforcer le détrompage en interdisant les mélanges de connexions. Par exemple, pour la très basse tension (12 Volts) l'aimant permanent MM1 peut présenter un pôle nord dans le premier boîtier BC1 et l'aimant permanent MM2 peut présenter un pôle sud dans le second boîtier BC2, alors que pour la basse tension (230 Volts) l'aimant permanent MM1 peut présenter un pôle sud dans le premier boîtier BC1 et l'aimant permanent MM2 peut présenter un pôle nord dans le second boîtier BC2. Afin d'assurer l'étanchéité du dispositif de connexion DC au niveau de sa face avant d'accouplement, il est préférable, comme illustré sur les figures 1 et 6, que son premier boîtier BC1 comporte une face avant FV munie d'un clapet de protection CLP monté à coulissement sous une force de rappel élastique de manière à être déplacé entre une position fermée (voir figure 1), masquant les premiers contacts de puissance CP1 et les premiers contacts de signalisation CS1, et une position ouverte (voir figure 6) propre à permettre un raccordement électrique du premier boîtier BC1 au second boîtier BC2. On comprendra que lorsque le clapet CLP est dans sa position fermée, il obstrue totalement la face avant FV du premier boîtier BC1, tandis que lorsque le clapet CLP est dans sa position ouverte, il est écarté de la face avant FV du premier boîtier BC1 et donc délimite partiellement une zone ZE dans laquelle peut être introduit le second boîtier BC2 du cordon de charge CC en vue de son couplage au premier boîtier BC1. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 6, le clapet CLP peut comporter une paroi munie sur une face avant d'une protubérance PP destinée à faciliter son écartement du reste du premier boîtier BC1 par un usager, et sur une face arrière de deux pattes coulissantes PC destinées à glisser dans deux alvéoles cylindriques de guidage AG réalisées à l'intérieur du premier boîtier BC1 sur une longueur limitée par une butée pour le maintien des ressorts. Afin de permettre un rappel élastique automatique du clapet CLP dans sa position fermée consécutivement au désaccouplement du second boîtier BC2 du premier boîtier BC1, ce dernier (BC1) peut comprendre, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 6, des ressorts de rappel montés sur les pattes coulissantes PC dont une extrémité est solidarisée aux pattes coulissantes PC en haut et l'autre extrémité s'appuie solidement sur le fond des alvéoles de guidage, du côté de la face avant FV. Afin d'éviter d'avoir à remplacer l'intégralité du dispositif de connexion DC en cas d'accident du véhicule ou de dégradation consécutive à un acte de malveillance, il est particulièrement avantageux que le premier boîtier BC1 comprenne des première P1 et seconde P2 parties solidarisées fixement l'une à l'autre de façon réversible, par exemple par vissage, comme illustré non limitativement sur la figure 6. La première partie (ou partie « arrière ») P1 est munie de trois premières broches métalliques BM1 et de trois deuxièmes broches métalliques BM2. Les trois premières broches métalliques BM1, d'une part, comportent chacune une première extrémité du second type et une seconde extrémité solidarisée à l'un des câbles électriques d'alimentation CEA1 , et, d'autre part, définissent respectivement des premières sous-parties des premiers contacts de puissance CP1. Les trois deuxièmes broches métalliques BM2, d'une part, comportent chacune une première extrémité du second type et une seconde extrémité solidarisée à l'un des câbles électriques de signalisation CES1 , et, d'autre part, définissent respectivement des premières sous-parties des premiers contacts de signalisation CS1 du premier type. La seconde partie (ou partie « avant ») P2 est munie de trois troisièmes broches métalliques BM3 et de trois quatrièmes broches métalliques BM4. Les trois troisièmes broches métalliques BM3, d'une part, comportent chacune deux extrémités opposées du premier type dont l'une est connectée à la première extrémité d'une première broche métallique BM1, et, d'autre part, définissent respectivement des secondes sous-parties des premiers contacts de puissance CP1. Les trois quatrièmes broches métalliques BM4, d'une part, comportent chacune deux extrémités opposées du premier type dont l'une est connectée à la première extrémité d'une deuxième broche métallique BM2, et, d'autre part, définissent respectivement des secondes sous-parties des premiers contacts de signalisation CS1. Ainsi, la seconde partie P2 joue avantageusement le rôle d'une pièce de rechange qui assure la continuité électrique entre la première partie P1, qui est solidarisée fixement à une pièce d'accueil du véhicule, et le cordon électrique CD, et qui évite d'avoir à désolidariser et retirer tout ce cordon électrique CD. On notera, bien que cela n'apparaisse pas sur les figures, que le premier boîtier BC1 peut éventuellement comprendre un dispositif de double verrouillage de ses premiers contacts de puissance CP1 et de ses premiers contacts de signalisation CS1, et/ou au moins une résistance (par exemple de 1100 0 +/- 1% et 0,25 Watt) couplant deux de ses premiers contacts de signalisation CS1, et/ou des moyens d'étanchéité (dans sa partie arrière) pour ses câbles électriques d'alimentation CEA1 et ses câbles électriques de signalisation CES1.15 REVENDICATIONS1. Dispositif de connexion (DC) à double usage, pour le raccordement électrique d'un véhicule à un cordon de charge (CC), caractérisé en ce qu'il comprend un premier boîtier (BC1) comportant i) trois premiers contacts de puissance (CP1) d'un premier type, connectés à des câbles électriques d'alimentation (CEA1) destinés à alimenter ledit véhicule, et propres pour au moins deux d'entre eux à être couplés respectivement à au moins deux seconds contacts de puissance (CP2) d'un second type, complémentaire dudit premier type, et faisant partie d'un second boîtier (BC2) dudit cordon de charge (CC), ii) trois premiers contacts de signalisation (CS1) dudit premier type, connectés à des câbles électriques de signalisation (CES1) destinés à être connectés audit véhicule, et propres pour au moins deux d'entre eux à être couplés respectivement à au moins deux seconds contacts de signalisation (CS2) dudit second type, faisant partie dudit second boîtier (BC2), et iii) des premiers moyens magnétiques (MM1) propres à coopérer avec des seconds moyens magnétiques (MM2) complémentaires et faisant partie dudit second boîtier (BC2) pour coupler temporairement ledit premier boîtier (BC1) audit second boîtier (BC2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier type est mâle et propre à être associé à un second type femelle. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque premier contact de puissance (CP1) est entouré par une paroi d'isolation (PI). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier type est femelle et propre à être associé à un second type mâle. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit premier boîtier (BC1) comprend i) une première partie (P1) munie de trois premières broches métalliques (BM1) comportant chacune une première extrémité dudit second type et une seconde extrémité solidarisée à l'un desdits câbles électriques d'alimentation (CEA1), et définissant respectivement des premières sous-parties desdits premiers contacts depuissance (CP1), et de trois deuxièmes broches métalliques (BM2) comportant chacune une première extrémité dudit second type et une seconde extrémité solidarisée à l'un desdits câbles électriques de signalisation (CES1), et définissant respectivement des premières sous- parties desdits premiers contacts de signalisation (CS1), et ii) une seconde partie (P2) munie de trois troisièmes broches métalliques (BM3) comportant chacune deux extrémités opposées dudit premier type dont l'une est connectée à ladite première extrémité d'une première broche métallique (BM1) et définissant respectivement des secondes sous-parties desdits la premiers contacts de puissance (CP1), et de trois quatrièmes broches métalliques (BM4) comportant chacune deux extrémités opposées dudit premier type dont l'une est connectée à ladite première extrémité d'une deuxième broche métallique (BM2) et définissant respectivement des secondes sous-parties desdits premiers contacts de signalisation (CS1). 15 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit premier boîtier (BC1) comporte une face avant (FV) munie d'un clapet de protection (CLP) monté à coulissement sous une force de rappel élastique de manière à être déplacé entre une position fermée, masquant lesdits premiers contacts de puissance (CP1) et lesdits premiers contacts de signalisation 20 (CS1), et une position ouverte propre à permettre un raccordement électrique dudit premier boîtier (BC1) audit second boîtier (BC2). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits premiers contacts de puissance (CP1) sont sensiblement alignés sur une droite. 25 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits premiers contacts de puissance (CP1) sont sensiblement et respectivement placés aux sommets d'un triangle. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits premiers contacts de signalisation (CS1) sont sensiblement et 30 respectivement placés aux sommets d'un triangle. 10. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de connexion à double usage (DC) selon l'une des revendications précédentes.