Brevet FR3042072A1 — publié le 20170407

Adaptateur pour la charge d'un véhicule électrique ou hybride La présente invention se rapporte, de manière générale, aux véhicules électriques et hybrides, et se rapporte plus précisément aux dispositifs de charge des batteries des véhicules électriques et des véhicules hybrides rechargeables. L'invention se réfère, plus précisément, à un adaptateur pour la charge des batteries de ces véhicules. Les véhicules électriques et hybrides comportent au moins un moteur électrique, alimenté par une ou plusieurs batteries électriques. La recharge régulière des batteries est nécessaire, et elle peut être effectuée via une borne de charge publique ou une borne installée au domicile de l'utilisateur. En général, le véhicule possède un câble, dont l'extrémité libre est pourvue d'une prise de courant. La connexion de la prise du véhicule sur la prise d'une borne de charge exige une complémentarité de leurs contacts électriques. Sur le marché, plusieurs types de prises pour véhicules électriques existent, et sont plus ou moins répandues selon les pays. Chaque prise doit être raccordée à une borne de charge spécifique. Certains modèles de véhicules possèdent une prise de courant ordinaire, dite « domestique », largement répandue dans les habitations, pour la charge des appareils électriques. D'autres modèles sont dotés de prises plus sophistiquées, permettant une charge des batteries plus rapide, mais exigeant une reconnaissance entre le véhicule et la borne pour initier la charge. La reconnaissance se traduit par la transmission de signaux électriques du véhicule vers la borne, indiquant notamment la valeur de l'intensité du courant pouvant parcourir la prise du véhicule et le câble qui lui est associé. La communication permet entre autre d'informer le véhicule sur la puissance disponible de la borne, d'informer la borne sur la puissance de charge du véhicule ainsi que le courant admissible par le câble. Ces prises sont dites « communicantes ». 3042072 2 A cet égard, l'utilisateur peut souvent se heurter à la difficulté d'accès à une borne de charge adaptée à la prise de son véhicule. Le document FR2978877 divulgue une fiche de raccordement électrique modulable pour véhicule électrique, permettant de s'adapter à 5 divers standards de prises de courant dont les bornes de charge sont dotées. Toutefois, la fiche décrite dans ce document ne permet pas de raccorder une prise de courant de type « domestique », qui est « non communicante », à une prise de courant de type « communicante » et 10 initier la charge de la batterie d'un véhicule. L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient, et de proposer un adaptateur permettant de raccorder une prise « non communicante » d'un véhicule sur une prise de courant « communicante » d'une borne de charge, et de pouvoir initier la 15 recharge de la batterie du véhicule plus facilement. Il est donc proposé un adaptateur pour la charge d'une batterie électrique d'un véhicule électrique ou hybride, comprenant des contacts électriques destinés à être raccordés au véhicule et des contacts électriques destinés à être raccordés à une borne de charge. 20 En outre, un dispositif de communication intégré est capable d'assurer la transmission de signaux de reconnaissance entre ledit véhicule et ladite borne afin d'initier la charge. Selon une autre caractéristique, le dispositif de communication est un circuit électrique comprenant, une première résistance correspondant 25 à un câble acceptant un courant de 13A maximum et une deuxième résistance correspondant à une batterie de véhicule dont la puissance de charge est faible. Avantageusement, le circuit comprend au moins un fusible destiné à protéger l'adaptateur d'un court-circuit. 30 On pourra prévoir que l'adaptateur comprend un dispositif de détection du raccordement de la prise du véhicule à l'adaptateur. De préférence, le dispositif de détection est un contacteur apte à fermer le circuit lorsque la borne est raccordée à l'adaptateur. 3042072 3 Par ailleurs, l'adaptateur peut comprendre un clapet apte à être rabattu au-dessus des contacts électriques destinés à être raccordés au véhicule, lorsque ledit véhicule est raccordé. Dans un mode de réalisation, l'adaptateur comprend un système de 5 verrouillage capable de maintenir le clapet en position fermée lorsque le véhicule est raccordé à l'adaptateur. Par ailleurs, le système de verrouillage peut comprendre une languette d'accrochage fixée sur le clapet, une tige de commande située à proximité des contacts électriques destinés à être raccordés à la borne de 10 charge, et un crochet pivotant capable d'être actionné par l'enfoncement de la tige de commande. En outre, le crochet pivotant peut présenter une languette élastique tendant à le maintenir en position déverrouillée. Préférablement, le crochet est réalisé en un matériau synthétique 15 souple capable de se déformer. D'autres buts, avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple purement illustratif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - La figure 1 est une vue de côté d'un adaptateur selon l'invention ; 20 - La figure 2 représente le circuit électrique dont peut être pourvu l'adaptateur selon l'invention ; - La figure 3 est une vue en coupe illustrant un exemple d'un système de verrouillage de l'adaptateur selon l'invention, en position déverrouillée ; et 25 - La figure 4 est une vue en coupe du système de verrouillage illustré à la figure 3, en position verrouillée. Tel qu'illustré sur les figures 1, 3 et 4 un adaptateur selon l'invention, désigné par la référence numérique générale 1, est relié à une prise de courant 2, dont est équipée une borne de charge non 30 représentée. L'adaptateur 1 est en outre représenté raccordé à une prise de courant 3, elle même raccordée par un câble 8 à un véhicule électrique ou hybride non représenté sur les figures. 3042072 4 Dans l'exemple illustré, la prise de courant 3 est une prise « domestique », et l'adaptateur 1 comprend deux faces 4 et 5, avantageusement opposées. La première face 4 est, de préférence, bombée, et peut comporter 5 un renfoncement 6. La face 4 présente des contacts électriques, préférablement disposés dans le renfoncement 6, et correspondant, dans l'exemple illustré, aux trois contacts dont une prise « domestique » connue peut être dotée, c'est-à-dire une phase PH1, le neutre N et la terre GND. Seuls les contacts électriques correspondants au neutre N et à la 10 terre GND sont visibles sur la figure 1. La face 4 comporte également un dispositif SW1 de détection de la présence d'une prise de courant sur celle-ci, de préférence mécanique, à proximité directe des contacts électriques N, GND et PH1 Le dispositif de détection SW1 illustré est un contacteur électro-mécanique. 15 Les trois contacts électriques N, GND et PH1 sont aptes à coopérer avec trois contacts complémentaires N, GND et PH1, dont la prise de courant 3 est pourvue. La forme et la taille du renfoncement 6 sont adaptées pour recevoir la prise 3. Le contacteur SW1 est placé de manière à ce qu'il puisse 20 coopérer avec la face 12 de la prise 3, lorsque celle-ci est insérée dans l'adaptateur 1. La face opposée 5 de l'adaptateur 1, comporte un plot en saillie 7 dont le rôle sera expliqué par la suite et présente des contacts électriques. Dans l'exemple illustré à la figure 1, sept contacts 25 électriques sont prévus sur la face opposée 5, correspondant respectivement au neutre N, à la terre GND, aux première, deuxième et troisième phases PH1, PH2 et PH3, et à deux autres contacts de communication aptes à former une prise « communicante », capable de transmettre des signaux électriques, pour la charge d'un véhicule 30 électrique, comme il sera expliqué plus loin. Seuls l'un des contacts de communication référencé PP, ainsi que le neutre N et l'une des phases PH3 sont visibles sur la figure 1. Il est à noter que dans ce mode de réalisation les contacts électriques de la borne de charge sont conformes 3042072 5 au Type 3 (IEC 62196 standard France), mais l'invention est facilement transposable au Type 2 (standard Europe). L'ensemble des contacts de la face 4 sont aptes à coopérer avec des contacts électriques complémentaires, dont est pourvue la prise 2 de la 5 borne de charge. Dans l'exemple illustré, l'adaptateur 1 est pourvu d'un dispositif de communication intégré 9, disposé entre ses deux faces 4 et 5. Dans l'exemple illustré, l'adaptateur 1 comprend également un clapet 10 pouvant pivoter autour d'un axe 10a et comportant deux bords 10 latéraux. Le clapet 10 est rabattable de part et d'autre de la face 4. Seul le bord latéral 31 est visible sur la figure 1. L'adaptateur 1 comprend aussi, de préférence, un système de verrouillage 11 de ce clapet 10. A la figure 2, est illustré à titre d'exemple, un circuit intégré 9a monté dans le dispositif de communication 9. Le circuit intégré 9a 15 comprend deux résistances R1 et R2. La première résistance R1 relie avantageusement le contact électrique PP destiné à être raccordé à la prise de courant 2 au contact GND destiné à être raccordé à la terre de la prise de courant 3. La deuxième résistance R2 relie le contact électrique de communication CP de la prise de courant 2 au contact GND destiné à 20 être raccordé à la terre de la prise de courant 3. Il est à noter que les contacts PP et CP correspondent aux connecteurs « PP » et « CP » de la norme IEC 62196 : « PP » signifie « Proximity Pilot » et « CP » signifie «Control Pilot ». La valeur de la résistance R1 est choisie de manière à indiquer à la 25 borne de charge, la présence sur l'adaptateur 1 d'un câble 8 acceptant un courant de 13A maximum, ce qui permet à la borne d'autoriser et d'initier la charge. La valeur de la résistance R2 est choisie de manière à indiquer la présence d'un véhicule dont la batterie présente une puissance de charge 30 faible. Dans ce cas, une ventilation du système de charge n'est pas requise. En effet, en conformité avec la norme IEC-61851, la valeur d'une résistance câblée à l'intérieur d'un connecteur du câble de charge d'un véhicule électrique (correspondant à R1 dans ce mode de réalisation) 3042072 6 indique au chargeur du véhicule et à la borne de charge, la section du câble. De même la valeur d'une résistance commutée côté véhicule montée entre la ligne pilote CP et la terre indique à la borne de charge la puissance admissible. Dans ce mode de réalisation cette résistance 5 correspond à R2 et remplit la même fonction bien que non présente dans le véhicule lui-même. Par conséquent, le circuit 9a est capable d'assurer la transmission de signaux de reconnaissance entre le véhicule et la borne de charge afin de délivrer un courant vers la prise de courant 3 et initier la charge en 10 fonction des caractéristiques de la batterie du véhicule. Une diode Dl est placée entre le contact CP destiné à être raccordé à la prise de courant 2 et la deuxième résistance R2, et laisse passer le courant de la borne de charge vers le véhicule. Le contacteur du dispositif de détection SW1 est placé entre la 15 résistance R2 et le contact GND destiné à être raccordé à la terre de la prise de courant 3. Il permet de détecter le raccordement de la prise de courant 3 sur l'adaptateur 1, de ne pas faire fonctionner la borne de charge en permanence, et de ne pas amener de courant aux bornes de l'adaptateur 1 lorsque la prise de courant 3 n'est pas raccordée. Dans ce 20 cas en effet, le contacteur est ouvert, comme représenté sur la figure 2 et interrompt le passage du courant en provenance du contact CP. De préférence, un premier fusible F 1 est placé entre le contact N destiné à être raccordé à la prise de courant 2 et le contact N destiné à être raccordé à la prise de courant 3. 25 Un deuxième fusible F2 peut être placé entre le contact PH1 destiné à être raccordé à la prise de courant 2 et le contact PH1 destiné à être raccordé à la prise de courant 3. Les fusibles F1 et F2 protègent des risques en cas de court-circuit, notamment du côté de la prise de courant 3 du véhicule, dont la section 30 de câble peut de ce fait être réduite par rapport à la section de câble du côté de la prise de courant 2 de la borne de charge. Comme illustré aux figures 3 et 4, le système de verrouillage 11 du clapet 10 d'un adaptateur 1 selon l'invention comprend, de préférence, une tige de commande 13, mobile, un crochet pivotant 14 et une 3042072 7 languette d'accrochage 15 fixée sur le bord latéral 31 du clapet 10. Le système 11 comprend également, avantageusement, un élément de structure 20. L'élément de structure 20 de l'adaptateur 1 comporte, de 5 préférence, une première partie 22 et une deuxième partie inférieure 23, située dans un plan perpendiculaire au plan de la première partie 22. La deuxième partie 23 comprend une face 27 dirigée vers l'intérieur de l'adaptateur. Un orifice 21 est ménagé dans l'élément de structure 20. La tige de commande 13 peut comprendre deux portions 10 cylindriques 16 et 17 séparées par un collet 18. La portion 17 peut coulisser librement dans l'orifice 21 de l'élément de structure 20. Un ressort 19 est disposé autour de la portion 17, et est retenu sur cette portion par le collet 18. Du côté opposé, le ressort 19 s'appuie sur l'élément de structure 20. Le ressort 19 a donc tendance à déplacer la 15 tige 13 dans la direction qui l'éloigne de la face 5 de l'adaptateur 1. Le crochet 14, avantageusement en matériau synthétique souple capable de se déformer légèrement de manière élastique, est monté pivotant autour d'un axe 14a solidaire de l'élément de structure 20. La position de l'axe 14a est telle que la tige 13 est capable, lorsqu'elle est 20 suffisamment enfoncée dans l'orifice 21, d'entrer en contact avec un bord 14b du crochet 14 en provoquant un pivotement dudit crochet autour de l'axe 14a comme on le verra plus loin. Le crochet 14 comporte deux portions 24, 25 et une tête 26 en forme de crochet. La portion 24 est de préférence de forme effilée pour mieux se déformer et s'appuie sur la 25 face 27 de la partie 23 de l'élément de structure 20. On comprendra cependant que cette forme effilée n'est pas essentielle. La portion 25 est située dans un plan formant un angle obtus avec le plan de la portion 24 de sorte que la portion 25 s'étend dans la direction opposée à la face 27 de l'élément 20. La portion 25 est prolongée par la tête 26 en forme de 30 crochet. La languette d'accrochage 15 pouvant être fixée sur le bord latéral 31 du clapet 10, peut comporter deux portions 28, 29 et une tête 30 en forme de crochet, adaptée pour venir coopérer avec la tête en forme de crochet 26. La portion 28 relie la languette 15 au bord 3042072 8 latéral 31. Cette portion 28, est avantageusement évasée, ce qui renforce la fixation de la languette 15 sur le clapet 10. Dans l'exemple illustré, la portion 28 est prolongée par la portion centrale 29, elle-même terminée par la tête 30 en forme de crochet. 5 La tête 26 du crochet 14 et la tête 30 de la languette 15 sont aptes à coopérer en vue d'un accrochage et verrouillage mutuels, et sont de préférence, de forme complémentaire. A la figure 3, le système de verrouillage 11 est représenté en position déverrouillée, le clapet 10 de l'adaptateur 1 est déjà rabattu au- 10 dessus de la prise 3 qui est branchée, mais l'adaptateur n'est pas encore connecté à la prise 2 de la borne de charge. Dans cette position, la portion 17 de la tige 13 est légèrement insérée dans l'orifice 21, de telle manière que la tige 13 n'est pas en contact avec le crochet 14. La tige 13 est guidée par la partie 22 de 15 l'élément de structure 20. Grâce à l'élasticité de la portion effilée 24 qui s'appuie contre la face 27, le crochet 14 est en position relâchée, c'est à dire en dehors de tout contact avec la tête en forme de crochet 30. Le ressort 19 est, quant à lui, en position relâchée. Bien que le clapet 10 soit rabattu, la tête 30 de la languette 20 d'accrochage 15 et la tête 26 du crochet 14, ne sont pas en contact. A la figure 4, le système de verrouillage 11 est représenté en position verrouillée, le clapet 10 de l'adaptateur 1 est toujours rabattu au-dessus de la prise 3, et cette fois, l'adaptateur 1 est connecté à la prise 2 de la borne de charge. 25 Dans cette position, l'extrémité de la portion 16 de la tige 13 est venue en butée sur un élément de structure 32 monté dans la prise 2 de la borne de charge. La portion 17 de la tige 13 est en grande partie insérée dans l'orifice 21, de telle sorte qu'elle vient en contact avec le bord 14b du crochet 14. Le crochet 14 a pivoté autour de son axe 14a à l'encontre 30 du couple résistant créé par la portion effilée 24 toujours en appui sur la face 27 de l'élément de structure 20. Ce mouvement est rendu possible par la déformation élastique de la portion 24. Dans cette position, les plans de la portion 24 et de la portion 25 sont sensiblement orthogonaux, 3042072 9 et les têtes complémentaires 26 et 30 en forme de crochets sont venues s'emboîter l'une dans l'autre. Le ressort 19 est maintenu comprimé entre le collet 18 et l'élément de structure 20. 5 Lorsque l'utilisateur souhaite effectuer la charge des batteries de son véhicule, il branche la prise de courant 3 sur l'adaptateur 1, de manière à connecter les contacts électriques N, GND et PH1 de la prise 3 sur les contacts électriques respectifs N, GND et PH1 de la face 4 de l'adaptateur 1. 10 La prise 3 étant branchée sur la face 4 de l'adaptateur 1, la face 12 de la prise 3 actionne le contacteur SW1 qui ferme le circuit intégré 9 et permet le passage du courant de la prise 3 vers l'adaptateur 1. L'utilisateur rabat ensuite le clapet 10 au-dessus de la prise 3. La configuration du système de verrouillage 11 est alors similaire à la 15 configuration illustrée à la figure 3. L'utilisateur peut alors raccorder l'adaptateur 1 à la prise 2 de la borne de charge. La portion 16 de la tige 13 pénètre dans un logement non représenté de la prise de courant 2 jusqu'à venir en butée contre l'élément de structure 32 de la prise 2. 20 L'élément de structure 32 correspond avantageusement à un élément mobile de protection, généralement disposé à côté des contacts électriques de la prise de courant 2 et protégeant l'utilisateur d'une exposition dangereuse avec les contacts électriques. Lorsque l'utilisateur branche l'adaptateur 1, le plot 7 pousse 25 l'élément mobile 32 qui est reculé jusqu'à une butée non représentée. La position en butée est illustrée aux figures 1 et 4. La portion 17 de la tige 13, pousse la portion 25 du crochet 14, de sorte que cette dernière s'emboîte dans la languette d'accrochage 15, et verrouille le système 11, comme illustré sur la figure 4. Le clapet 10 est 30 verrouillé et ne peut plus être ouvert tant que l'adaptateur 1 est connecté à la prise 2 de la borne de charge. Le système est donc protégé des manipulations malveillantes par une personne autre que l'utilisateur. A la fin de la charge, lorsque l'utilisateur retire l'adaptateur 1 de la prise 2 de la borne de charge, l'élément de structure 32 de la prise 2 3042072 10 n'exerce plus d'effort sur la tige 13. Le ressort 19 retourne dans sa position relâchée et le système est similaire à la configuration illustrée à la figure 3. Le crochet pivotant 14 est avantageusement en matériau 5 synthétique souple, lui permettant de se déformer lorsque la tige 13 exerce un effort sur sa portion 25. L'adaptateur 1 peut aussi comprendre un dispositif d'étanchéité non illustré dans les figures. Bien entendu, on ne sort pas du cadre de l'invention si 10 l'adaptateur 1 est pourvu de contacts électriques différents de ceux décrits dans l'exemple illustré aux figures 1 à 4. Dans le cas où le clapet 10 n'est pas fermé préalablement au raccordement de l'adaptateur 1 à la prise 2, le crochet 14 pourra être prévu en matériau suffisamment souple pour que le clapet 10 puisse être 15 tout de même rabattu. Dans l'exemple illustré, en rabattant le clapet 10, la tête 30 pourra pousser la tête 26, de manière à la soulever, pour que finalement les deux têtes puissent s'emboîter l'une dans l'autre, et verrouiller le système 11. Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, l'adaptateur 1 20 pourrait être pourvu d'un second système de verrouillage 11 sur le côté opposé de l'adaptateur 1, pouvant comprendre une languette d'accrochage 15 fixée sur le bord latéral opposé du clapet 10. L'adaptateur 1 selon l'invention procure un moyen simple de raccorder une prise de courant 3 d'un véhicule électrique ou hybride sur 25 une prise de courant 2 d'une borne de charge. L'adaptateur 1 permet également la transmission de signaux de reconnaissance entre une prise 3 « non communicante » et une prise 2 « communicante », sans modification du véhicule, ni du logiciel. Le système de verrouillage 11 de l'adaptateur 1 sécurise l'opération de charge du véhicule. 30 REVENDICATIONS1. Adaptateur pour la charge d'une batterie de véhicule électrique ou hybride, comprenant des contacts électriques (N, GND, PH1) destinés à être raccordés à une prise (3) de type domestique du véhicule, des contacts électriques (PP, CP, N, GND, PH1, PH2, PH3) destinés à être raccordés à une borne de charge communicante, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de communication intégré (9) capable d'assurer la transmission de signaux de reconnaissance entre ledit véhicule et ladite borne afin d'initier la charge. 2. Adaptateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de communication (9) est un circuit électrique (9a) comprenant, une première résistance (RI) correspondant à un câble acceptant un courant de 13A maximum et une deuxième résistance (R2) correspondant à une batterie de véhicule dont la puissance de charge est faible. 3. Adaptateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit comprend au moins un fusible (F1, F2) destiné à protéger l'adaptateur (1) d'un court-circuit. 4. Adaptateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de détection (SW1) du raccordement de la borne à l'adaptateur (1). 5. Adaptateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de détection (SW1) est un contacteur apte à fermer le circuit (9) lorsque la prise (3) du véhicule est raccordée à l'adaptateur (1). 6. Adaptateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend uniquement des composants passifs. 7. Adaptateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un clapet (10) apte à être rabattu au-dessus des contacts électriques (N, GND, PI-11) destinés à être raccordés au véhicule, lorsque ledit véhicule est raccordé. 3042072 12 8. Adaptateur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un système de verrouillage (11) capable de maintenir le clapet (10) en position fermée lorsque le véhicule est raccordé à l'adaptateur (1). 5 9. Adaptateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le système de verrouillage (11) comprend une languette d'accrochage (15) fixée sur le clapet (10), une tige de commande (13) située à proximité des contacts électriques (PP, CP, N, GND, PH1, PH2, PH3) destinés à être raccordés à la `borne de charge, et un crochet 10 pivotant (14) capable d'être actionné par l'enfoncement de la tige de commande (13). 10. Adaptateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le crochet pivotant (14) présente une languette élastique (24) tendant à le maintenir en position déverrouillée lorsque l'adaptateur (1) n'est 15 pas raccordé à la borne de charge. 11. Adaptateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le crochet (14) est réalisé en un matériau synthétique souple capable de se déformer de sorte que le clapet (10) soit apte à être rabattu lorsque l'adaptateur (1) est raccordé à la borne de charge. 20