Brevet FR3084800A1 — publié le 20200207

SYS LEI\TE DE CHARGE POUR UNE BATTERIE A PARTIR D'UN PANNEAU PHOTOVOLTAIQUE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un système de charge pour une batterie à partir d'un panneau photovoltaïque. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Dans un dispositif qui est autonome électriquement, il est prévu une batterie, en particulier une batterie Li-ion. Pour un dispositif qui est à l'extérieur, il est possible de recharger la batterie à l'aide d'un panneau photovoltaïque. La performance et la durée de vie des batteries sont dépendantes de la température d'utilisation. Dans le cas de batteries Li-ion, la charge des batteries est déconseillée en-dessous de 0°C pour éviter des dégradations irréversibles de la batterie. Dans le cas d'une batterie qui est soumise à des températures faibles, il est donc nécessaire de trouver une solution permettant de la charger. EXPOSE DE L'INVENTION Un objet de la présente invention est de proposer un système de charge pour une batterie à partir d'un panneau photovoltaïque qui permet de charger la batterie même par faible température. A cet effet, est proposé un système de charge comportant : - un chargeur, - un panneau photovoltaïque raccordé à un premier connecteur du chargeur par un conducteur positif et à un deuxième connecteur du chargeur par un conducteur négatif, - une batterie dont une borne positive est connectée à un troisième connecteur du chargeur par un conducteur de charge raccordé au premier connecteur et dont une borne négative est connectée à un quatrième connecteur du chargeur par un conducteur de sortie raccordé au deuxième connecteur, - un élément chauffant disposé au voisinage de la batterie et branché en parallèle du chargeur entre le conducteur positif et le conducteur négatif, 2 - un système de contrôle comportant une unité de contrôle, des moyens de mesure connectés à l'unité de contrôle et destinés à mesurer la température de la batterie, - une première électronique de commutation entre le premier connecteur et le 5 troisième connecteur et dont la position est commandée par l'unité de contrôle, - une deuxième électronique de commutation entre le premier connecteur du chargeur et l'élément chauffant et dont la position est commandée par l'unité de contrôle, où l'unité de contrôle est prévue pour recevoir la température mesurée par les lo moyens de mesure, et lorsque la température est inférieure à un seuil, à commander la fermeture de la deuxième électronique de commutation et l'ouverture de la première électronique de commutation, et lorsque la température est supérieure au seuil, à commander l'ouverture de la deuxième électronique de commutation et la fermeture de la première électronique de commutation. 15 Selon un mode de réalisation particulier, le système de contrôle comporte une unité de contrôle et les moyens de mesure prennent la forme d'une sonde de température. Selon un mode de réalisation particulier, le système de contrôle comporte une unité de contrôle, et les moyens de mesure prennent la forme de deux sondes de zo température, où une première sonde de température est associée à la première électronique de commutation et où une deuxième sonde de température est associée à la deuxième électronique de commutation. Selon une variante, l'élément chauffant est disposé contre l'une des faces de la batterie. 25 Selon une autre variante, un élément chauffant est disposé de part et d'autre de la batterie. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de 30 réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : la Fig. 1 est une représentation schématique d'un système de charge selon un premier mode de réalisation de l'invention, et la Fig. 2 est une représentation schématique d'un système de charge selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION La Fig. 1 montre un système de charge 100 selon un premier mode de réalisation 5 de l'invention et qui comporte un panneau photovoltaïque 102, un chargeur 104, une batterie 106 et un élément chauffant 108. La Fig. 2 montre un système de charge 200 selon un premier mode de réalisation de l'invention et qui comporte également un panneau photovoltaïque 102, un chargeur 104, une batterie 106 et un élément chauffant 108. 10 Les structures des systèmes de charge 100 et 200 sont similaires et seuls les systèmes de contrôle sont différents. L'élément chauffant est disposé au voisinage de la batterie 106 pour la chauffer lorsqu'il est nécessaire. Le panneau photovoltaïque 102 convertit la puissance lumineuse captée en 15 puissance électrique et il est raccordé à un premier connecteur du chargeur 104 par un conducteur positif 50 et à un deuxième connecteur du chargeur 104 par un conducteur négatif 52. L'élément chauffant 108 est branché en parallèle du chargeur 104 entre le conducteur positif 50 et le conducteur négatif 52. 20 Le chargeur 104 présente un troisième connecteur qui est connecté à une borne positive de la batterie 106 par un conducteur de charge 54 qui est raccordé au premier connecteur du chargeur 104 et donc au conducteur positif 50, et un quatrième connecteur qui est connecté à une borne négative de la batterie 106 par un conducteur de sortie 56 qui est raccordé au deuxième connecteur du chargeur 104 et donc au 25 conducteur négatif 52. Le système de charge 100, 200 comporte également un système de contrôle 150, 250 qui comporte une unité de contrôle 110, 210 comportant entre autres un processeur connecté à une mémoire vive, à une mémoire morte et à une interface de communication. Le système de contrôle 150, 250 comporte également des moyens de 30 mesure 112, 212a-b prévus pour mesurer la température de la batterie 106 et connectés à l'unité de contrôle 110, 210, en particulier à travers l'interface de communication. Les moyens de mesure 112, 212a-b prennent par exemple la forme d'au moins une sonde de température disposée au voisinage de la batterie 106. Le chargeur 104 présente une première électronique de commutation 116 entre le premier connecteur et le troisième connecteur. La position ouverte ou fermée de la première électronique de commutation 116 est commandée par l'unité de contrôle 110, 210, en particulier à travers l'interface de communication. 5 L'unité de contrôle 110, 210 reçoit l'information de température mesurée par les moyens de mesure 112, 212a-b, et lorsque la température est inférieure à un seuil, l'unité de contrôle 110, 210 commande l'ouverture de la première électronique de commutation 116 pour éviter que la batterie 106 soit chargée. A l'inverse, lorsque la température est supérieure au seuil, l'unité de contrôle 110, 210 commande la lo fermeture de la première électronique de commutation 116 pour charger la batterie 106. Le système de charge 100, 200 comporte également une deuxième électronique de commutation 118 dont la position ouverte ou fermée est commandée par l'unité de contrôle 110, 210, en particulier à travers l'interface de communication. La deuxième 15 électronique de commutation 118 est disposée sur le conducteur positif 50 en amont de l'élément chauffant 108 afin de commander l'alimentation électrique de l'élément chauffant 108. La deuxième électronique de commutation 118 est ainsi entre le premier connecteur du chargeur 104 et l'élément chauffant 108. L'unité de contrôle 110, 210 reçoit la température mesurée par les moyens de 20 mesure 112, 212a-b, et lorsque la température est inférieure au seuil, l'unité de contrôle 110, 210 commande la fermeture de la deuxième électronique de commutation 118 pour alimenter l'élément chauffant 108 et ainsi chauffer la batterie 106. A l'inverse, lorsque la température est supérieure au seuil, l'unité de contrôle 110, 210 commande l'ouverture de la deuxième électronique de commutation 118 25 pour suspendre l'alimentation de l'élément chauffant 108. Le principe de fonctionnement est alors celui-ci. Lorsque la température relevée par les moyens de mesure 112, 212a-b est inférieure au seuil, l'unité de contrôle 110, 210 commande l'ouverture de la première électronique de commutation 116 et la fermeture de la deuxième électronique de commutation 118 pour que le panneau 30 photovoltaïque alimente l'élément chauffant 108 qui chauffe la batterie 106 sans charger la batterie 106. Lorsque la température relevée par les moyens de mesure 112, 212a-b est supérieure au seuil, l'unité de contrôle 110, 210 commande la fermeture de la première électronique de commutation 116 et l'ouverture de la deuxième 5 électronique de commutation 118 pour que le panneau photovoltaïque alimente la batterie 106 à travers le chargeur 104. La solution présentée ici consiste donc à utiliser directement la ressource solaire pour réchauffer la batterie 106 avant de l'utiliser pour la recharger en dérivant 5 l'énergie solaire pour réchauffer la batterie 106 lorsque la température est inférieure au seuil fixé à l'avance et enregistré dans une mémoire de l'unité de contrôle 110, 210. Dans le mode de réalisation de la Fig. 1, le système de contrôle 150 comporte une unité de contrôle 110 et les moyens de mesure 112 prennent la forme d'une sonde 10 de température 112. Dans le mode de réalisation de la Fig. 2, le système de contrôle 250 comporte une unité de contrôle 210 et les moyens de mesure prennent la forme de deux sondes de température 212a-b, où une première sonde de température 212a est associée à la première électronique de commutation 116 et où une deuxième sonde de température 15 212b est associée à la deuxième électronique de commutation 118. C'est-à-dire que la température relevée par la première sonde de température 212a commande la position de la première électronique de commutation 116 et la température relevée par la deuxième sonde de température 212b commande la position de la deuxième électronique de commutation 118. 20 Les commandes des deux électroniques de commutation 116 et 118 sont alors indépendantes et asservies à la température relevée par la sonde de température 212a-b associée. Dans le mode de réalisation de l'invention de la Fig. 2, l'unité de contrôle 210 est divisée en une première sous-unité de contrôle 210a et une deuxième sous-unité de 25 contrôle 210b. La première sous-unité de contrôle 210a contrôle l'allumage de l'élément chauffant 108 par l'intermédiaire de l'information de température de la deuxième sonde de température 212b. La deuxième sous-unité de contrôle 210b contrôle la charge de la batterie 106 par l'intermédiaire de l'information de température de la première sonde de température 212a. 30 L'unité de contrôle 110, 210 est alimentée par le panneau photovoltaïque 102 ou par une batterie spécifique. La batterie 106 peut en outre être connectée à un dispositif qui doit être alimenté électriquement comme par exemple un lampadaire. 6 L'élément chauffant 108 comporte par exemple au moins une résistance électrique. L'élément chauffant 108 peut être disposé contre l'une des faces de la batterie 106. Mais pour homogénéiser le chauffage, il est possible de disposer un élément chauffant 108 de part et d'autre REVENDICATIONS1) Système de charge (100, 200) comportant : - un chargeur (104), - un panneau photovoltaïque (102) raccordé à un premier connecteur du chargeur (104) par un conducteur positif (50) et à un deuxième connecteur du chargeur (104) par un conducteur négatif (52), - une batterie (106) dont une borne positive est connectée à un troisième connecteur du chargeur (104) par un conducteur de charge (54) raccordé au premier connecteur et dont une borne négative est connectée à un quatrième connecteur du chargeur (104) par un conducteur de sortie (56) raccordé au deuxième connecteur, - un élément chauffant (108) disposé au voisinage de la batterie (106) et branché en parallèle du chargeur (104) entre le conducteur positif (50) et le conducteur négatif (52), - un système de contrôle (150, 250) comportant une unité de contrôle (110, 210), des moyens de mesure (112, 212a-b) connectés à l'unité de contrôle (110, 210) et destinés à mesurer la température de la batterie (106), - une première électronique de commutation (116) entre le premier connecteur et le troisième connecteur et dont la position est commandée par l'unité de contrôle (110, 210), - une deuxième électronique de commutation (118) entre le premier connecteur du chargeur (104) et l'élément chauffant (108) et dont la position est commandée par l'unité de contrôle (110, 210), où l'unité de contrôle (110, 210) est prévue pour recevoir la température mesurée par les moyens de mesure (112, 212a-b), et lorsque la température est inférieure à un seuil, à commander la fermeture de la deuxième électronique de commutation (118) et l'ouverture de la première électronique de commutation (116), et lorsque la température est supérieure au seuil, à commander l'ouverture de la deuxième électronique de commutation (118) et la fermeture de la première électronique de commutation (116). 2) Système de charge (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de contrôle (150) comporte une unité de contrôle (110) et en ce que les moyens de mesure (112) prennent la forme d'une sonde de température (112). s 3) Système de charge (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de contrôle (250) comporte une unité de contrôle (210), et en ce que les moyens de mesure prennent la forme de deux sondes de température (212a-b), où une première sonde de température (212a) est associée à la première électronique de 5 commutation (116) et où une deuxième sonde de température (212b) est associée à la deuxième électronique de commutation (118). 4) Système de charge (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément chauffant (108) est disposé contre l'une des faces de la batterie (106). 5) Système de charge (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce 10 qu'un élément chauffant (108) est disposé de part et d'autre de la batterie (106).