Brevet FR3039015A1 — publié le 20170120

DISPOSITIF DE RECHARGE DE MODE 2 CONNECTABLE À UN CORDON DE RECHARGE DE MODE 3b, ET SYSTÈME DE RECHARGE ASSOCIÉ, POUR UN VÉHICULE L'invention concerne le rechargement des batteries de véhicules électriques ou hybrides, éventuellement de type automobile, et plus précisément les dispositifs de recharge (ou de charge) qui permettent de tels rechargements. la Les véhicules électriques et certains véhicules hybrides disposent de batteries qui doivent être rechargées lorsqu'elles sont déchargées. Pour ce faire, il est possible d'utiliser un cordon de recharge (ou de charge) dit de mode 2, ou un cordon de recharge (ou de charge) dit de mode 3b. Il est rappelé qu'un cordon de recharge de mode 2 est défini par la 15 norme IEC61851-1 et comprend : - un premier câble électrique comportant une première extrémité munie d'une première prise (ou fiche domestique), destinée à être connectée à une prise de courant (ou prise secteur) qui est connectée à un réseau d'alimentation électrique (parfois appelé « secteur »), et une seconde 20 extrémité, - un boîtier de contrôle dit de mode 2, parfois appelé CCID (« Charging Circuit Interrupting Device ») ou ICCB (« In-Cable Control Box »), et comprenant une entrée connectée fixement à la seconde extrémité du premier câble électrique, une sortie, et des moyens de contrôle propres à 25 contrôler la circulation de courant entre cette entrée et cette sortie, et - un second câble électrique comportant une première extrémité connectée fixement à la sortie du boîtier de contrôle et une seconde extrémité munie d'une seconde prise dite de type 2 et destinée à être connectée à une prise de recharge de type 2 du véhicule (elle-même couplée au chargeur de 30 batterie). Un tel cordon de recharge de mode 2 présente généralement une longueur d'environ 5 mètres pour faciliter le raccordement au véhicule. 3039015 2 Par ailleurs, un cordon de recharge de mode 3b est également défini par la norme IEC61851-1 et comprend un unique câble électrique comportant une première extrémité munie d'une première prise de type 2 et destinée à être connectée à une prise d'alimentation d'une borne spécifique (publique ou 5 privée) qui est connectée à un réseau d'alimentation électrique, et une seconde extrémité munie d'une seconde prise de type 2 et destinée à être connectée à une prise de recharge de type 2 du véhicule (elle-même couplée au chargeur de batterie). Il n'y a pas ici de boîtier de contrôle car les fonctionnalités de ce dernier sont assurées par la borne spécifique. Un tel cordon de recharge de mode 3b présente généralement une longueur d'environ 5 mètres pour faciliter le raccordement au véhicule. Le conducteur d'un véhicule électrique ou hybride ne sachant généralement pas le mode de la recharge (2 ou 3b) qu'il pourrait être contraint d'utiliser pour recharger les batteries, il est contraint de stocker dans son véhicule à la fois un cordon de recharge de mode 2 et un cordon de recharge de mode 3b incompatibles entre eux. Cela s'avère assez encombrant, assez lourd (et donc induit une surconsommation d'énergie), et assez onéreux. L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Elle propose notamment à cet effet un dispositif de recharge, destiné à permettre la recharge d'une batterie d'un véhicule, et comprenant : - un câble électrique comportant une première extrémité munie d'une première prise, destinée à être connectée à une prise de courant, et une seconde extrémité, - un boîtier de contrôle dit de mode 2 et comprenant une entrée connectée à la seconde extrémité du câble électrique, une sortie, et des moyens de contrôle propres à contrôler la circulation de courant entre cette entrée et cette sortie, et - une deuxième prise d'un type choisi, connectée à la sortie du boîtier de contrôle, et propre à être connectée à une troisième prise du type choisi et située à une première extrémité d'un cordon de recharge dit de mode 3b et ayant une seconde extrémité munie d'une quatrième prise du type choisi et propre à être connectée à une prise de recharge du véhicule. 3039015 3 Ainsi, le conducteur d'un véhicule électrique ou hybride n'a besoin de stocker dans son véhicule qu'un dispositif de recharge de faible poids et de faible encombrement, et un cordon de recharge de mode 3b. En effet, en cas de recharge de mode 3b il n'utilisera que le cordon de recharge de mode 3b, 5 et en cas de recharge de mode 2 il utilisera le système constitué de la combinaison du dispositif de recharge et du cordon de recharge de mode 3b. Le dispositif de recharge selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : 10 les moyens de contrôle de son boîtier de contrôle peuvent être agencés pour déterminer si la connexion de la troisième prise à la deuxième prise est correcte, et dans l'affirmative pour déclencher un verrouillage de cette connexion, puis, si ce verrouillage est correct, pour autoriser la circulation de courant entre ses entrée et sortie ; 15 - sa deuxième prise peut comprendre des moyens de verrouillage propres, en cas de déclenchement, à verrouiller la connexion à la troisième prise ; - les moyens de verrouillage peuvent comprendre un interrupteur comportant une lame magnétique propre à être déplacée entre une 20 position déverrouillée et une position verrouillée ; - sa deuxième prise peut être de type femelle et propre à être connectée à une troisième prise de type mâle. Mais l'inverse est également possible ; le type choisi peut être le type dit 2. L'invention propose également un système de recharge, destiné à 25 permettre la recharge d'une batterie d'un véhicule, et comprenant un dispositif de recharge du type de celui présenté ci-avant et un cordon de recharge dit de mode 3b et propre à être connecté au dispositif de recharge et à une prise de recharge du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à 30 l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement un exemple de réalisation d'un 3039015 4 dispositif de recharge selon l'invention, la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue de face, un exemple de réalisation d'une deuxième prise de type 2 d'un dispositif de recharge selon l'invention, 5 la figure 3 illustre schématiquement un exemple de réalisation d'un cordon de recharge de mode 3b, et la figure 4 illustre schématiquement un système de recharge constitué de la combinaison du dispositif de recharge de la figure 1 et du cordon de recharge de mode 3b de la figure 3. 10 L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de recharge (ou de charge) DR destiné à permettre le rechargement d'au moins une batterie d'un véhicule électrique ou hybride, éventuellement de type automobile. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le 15 véhicule est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture de type électrique ou hybride. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comportant au moins une batterie rechargeable via un chargeur de batterie embarqué et connecté à une prise de recharge d'un type choisi (éventuellement le type 2). 20 On a schématiquement représenté sur la figure 1 un exemple de réalisation d'un dispositif de recharge (ou de charge) DR selon l'invention. Comme illustré, un dispositif de recharge DR, selon l'invention, comprend un câble électrique CE, un boîtier de contrôle BC et une deuxième prise P2. 25 Le câble électrique CE comprend des première El 1 et seconde El 2 extrémités opposées. La première extrémité El 1 est munie d'une première prise (ou fiche domestique) P1 destinée à être connectée à une prise de courant (ou prise secteur) qui est connectée à un réseau d'alimentation électrique (parfois appelé « secteur »). Par exemple, la prise de courant est 30 fixée sur un mur (ou une cloison interne) d'un bâtiment. Par ailleurs, ce câble électrique CE comprend une gaine logeant au moins un fil de neutre et un fil de phase, ainsi que préférentiellement un fil de 3039015 5 terre, qui s'étendent entre les première El 1 et seconde El 2 extrémités et sont connectés à la première prise (ou fiche domestique) Pl. De plus, et comme illustré, la longueur de ce câble électrique CE est préférentiellement petite. Par exemple, elle peut être comprise entre environ 5 20 cm et environ 180 cm. Le boîtier de contrôle BC est ce que l'homme de l'art appelle parfois CCID (« Charging Circuit Interrupting Device ») ou ICCB (« In-Cable Control Box »). Il assure les mêmes fonctions qu'un boîtier de contrôle équipant un cordon de recharge de l'art antérieur, dédié exclusivement au mode 2 de 10 rechargement défini par la norme IEC61851-1. Un tel boîtier de contrôle BC comprend donc une entrée EB connectée fixement à la seconde extrémité E12 du câble électrique CE, une sortie SB connectée fixement à la deuxième prise P2, et des moyens de contrôle propres à contrôler la circulation de courant entre cette entrée EB et cette sortie SB. 15 La deuxième prise P2 est d'un type choisi et propre à être couplée à un cordon de recharge CR dit de mode 3b et comprenant des première El 1 et seconde El 2 extrémités opposées. Un exemple de réalisation de deuxième prise P2 est illustré sur la figure 2, dans une vue de face. Comme illustré sur la figure 1, cette deuxième prise P2 est préférentiellement solidarisée 20 fixement à l'embase EMB du boîtier de contrôle BC. Dans ce qui suit, on considère, comme illustré et à titre d'exemple non limitatif, que le type choisi est le type dit 2. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type choisi. Il est important de noter que le cordon de recharge CR de mode 3b 25 est identique à ceux de l'art antérieur. Un exemple de réalisation de cordon de recharge CR, de mode 3b et équipé de prises de type 2, est illustré sur la figure 3. Il comprend une gaine logeant au moins un fil de neutre, un fil de phase, un fil de terre et un fil de ligne pilote (ou « pilot line »), qui s'étendent entre ses première E21 et seconde E22 extrémités. Sa première extrémité 30 E21 est munie d'une troisième prise P3 du type choisi (ici le type 2) et destinée à être connectée à la deuxième prise P2 lors d'un rechargement de mode 2, ou bien à une prise d'alimentation d'une borne spécifique (publique ou privée) qui est connectée à un réseau d'alimentation électrique lors d'un 3039015 6 rechargement de mode 3b. Sa seconde extrémité E22 est munie d'une quatrième prise P4 du type choisi (ici le type 2) et propre à être connectée à une prise de recharge du type choisi (ici le type 2) d'un véhicule (elle-même couplée à un chargeur de batterie embarqué dans ce dernier). 5 Par exemple, et comme illustré, la deuxième prise P2 peut être de type femelle et propre à être connectée à une troisième prise P3 de type mâle. Mais l'inverse est également possible (à savoir une deuxième prise P2 de type mâle et une troisième prise P3 de type femelle). Grâce à l'invention, le conducteur d'un véhicule électrique ou hybride 10 stocke dans ce dernier, par exemple dans le coffre, un dispositif de recharge DR et un cordon de recharge de mode 3b CR. Ainsi, lorsqu'il doit effectuer une recharge de mode 3b, il n'utilise que le cordon de recharge de mode 3b CR, et lorsqu'il doit effectuer une recharge de mode 2 il utilise le système de recharge SR qui est constitué de la combinaison du dispositif de recharge DR 15 et du cordon de recharge de mode 3b CR. Un exemple de système de recharge SR est illustré sur la figure 4. Comme illustré, la deuxième prise P2 du dispositif de recharge DR est connectée temporairement à la troisième prise P3 du cordon de recharge de mode 3b CR dans le but d'effectuer une recharge de mode 2. 20 Le dispositif de recharge DR étant moins encombrant et moins volumineux qu'un cordon de recharge de mode 2 de l'art antérieur, le système de recharge SR s'avère donc moins encombrant et moins volumineux que l'ensemble constitué d'un cordon de recharge de mode 3b et d'un cordon de recharge de mode 2 de l'art antérieur. En outre, le dispositif de recharge DR 25 ne comprenant qu'une seule section de câble électrique CE, de préférence de petite longueur, son coût est réduit par rapport à celui d'un cordon de recharge de mode 2 de l'art antérieur. On notera que les moyens de contrôle du boîtier de contrôle BC peuvent être avantageusement agencés pour déterminer si la connexion (ou 30 le branchement) de la troisième prise P3 à la deuxième prise P2 est correct(e), et dans l'affirmative pour déclencher un verrouillage de cette connexion, puis, si ce verrouillage est correct, pour autoriser la circulation de courant entre les entrée EB et sortie SB du boîtier de contrôle BC. A cet effet, 3039015 7 ces moyens de contrôle peuvent comprendre au moins un circuit électronique logé dans l'embase EMB. Par exemple, la fonction de détermination de la qualité (correcte/incorrecte) du branchement (ou de la connexion) P2/P3 peut se faire 5 par l'analyse de la continuité de ce que l'homme de l'art appelle généralement la ligne pilote de contrôle (ou CPL (« Control Pilot Line »)). Cette continuité est assurée lorsque circule un courant prédéfini entre les bornes pilotes BL et BL' appartenant respectivement aux deuxième P2 et troisième P3 prises, et entre les bornes pilotes BL et BL' appartenant respectivement à la quatrième prise 10 P4 et à la prise de recharge du véhicule. Egalement par exemple, la deuxième prise P2 peut éventuellement comprendre des moyens de verrouillage qui sont propres, en cas de déclenchement décidé par les moyens de contrôle, à verrouiller sa connexion à la troisième prise P3. 15 Ces moyens de verrouillage optionnels peuvent, par exemple et non limitativement, comprendre un interrupteur comportant une lame magnétique propre à être déplacée entre une position déverrouillée, permettant le découplage ou le couplage de la troisième prise P3, et une position verrouillée, interdisant le retrait de la troisième prise P3. 20 A titre d'exemple non limitatif, cette lame magnétique peut être déplacée en rotation ou en translation pour assurer le verrouillage/ déverrouillage. Mais d'autres moyens de verrouillage peuvent être utilisés. Le placement de la lame magnétique dans sa position verrouillée peut, par exemple, permettre la circulation d'un courant dans un sous-circuit 25 du circuit électronique des moyens de contrôle. Cette circulation de courant est alors considérée par les moyens de contrôle comme la preuve d'un verrouillage correct entre les deuxième P2 et troisième P3 prises. Ce n'est que si la connexion et le verrouillage sont corrects que les moyens de contrôle autorisent la circulation d'un courant de recharge (en 30 mode 2) entre les première P1 et quatrième P4 prises. Pour que le conducteur puisse déconnecter (ou débrancher) la troisième prise P3 de la deuxième prise P2, il faut qu'il ait préalablement 3039015 8 interrompu le transfert d'énergie par arrêt de la recharge du véhicule et débranchement de la première prise P-I de la prise de courant domestique. Ce n'est qu'une fois que ces conditions sont satisfaites que les moyens de contrôle déclenchent le déverrouillage de la troisième prise P3. 5 REVENDICATIONS1. Dispositif de recharge (DR) pour recharger une batterie d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend i) un câble électrique (CE) comportant une première extrémité (E11) munie d'une première prise (P1), destinée à être connectée à une prise de courant, et une seconde extrémité (E12), ii) un boîtier de contrôle (BC) dit de mode 2 et comprenant une entrée (EB) connectée à ladite seconde extrémité (E12) du câble électrique (CE), 1 o une sortie (SB), et des moyens de contrôle propres à contrôler la circulation de courant entre lesdites entrée (EB) et sortie (SB), et iii) une deuxième prise (P2) d'un type choisi, connectée à ladite sortie (SB), et propre à être connectée à une troisième prise (P3) dudit type choisi et située à une première extrémité (E21) d'un cordon de recharge (CR) dit de mode 3b et 15 ayant une seconde extrémité (E22) munie d'une quatrième prise (P4) dudit type choisi et propre à être connectée à une prise de recharge dudit véhicule. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle du boîtier de contrôle (BC) sont agencés pour déterminer si la connexion de ladite troisième prise (P3) à ladite deuxième prise (P2) est 20 correcte, et dans l'affirmative pour déclencher un verrouillage de cette connexion, puis, si ce verrouillage est correct, pour autoriser ladite circulation de courant entre lesdites entrée (EB) et sortie (SB). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite deuxième prise (P2) comprend des moyens de verrouillage propres, en cas 25 de déclenchement, à verrouiller la connexion à ladite troisième prise (P3). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de verrouillage comprennent un interrupteur comportant une lame magnétique propre à être déplacée entre une position déverrouillée et une position verrouillée. 30 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite deuxième prise (P2) est de type femelle et propre à être connectée à une troisième prise (P3) de type mâle. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que 3039015 ledit type choisi est un type dit 2. 7. Système de recharge (SR) pour recharger une batterie d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de recharge (DR) selon l'une des revendications précédentes et un cordon de recharge (CR) dit 5 de mode 3b et propre à être connecté audit dispositif de recharge (DR) et à une prise de recharge dudit véhicule.