Brevet FR3130090A1 — publié le 20230609

Dispositif (2) de transfert d’énergie électrique comprenant : un fil de Litz (20) comprenant des conducteurs électriques (22) toronnés ou tressés ensemble, le fil de Litz (20 étant enroulé sur lui-même de sorte à former un bobinage (6) propre à former un coupleur magnétique (3) avec un autre bobinage (8) ; des condensateurs ( , , ) respectivement agencés en série avec les conducteurs (22), les condensateurs ( , , ) étant configurés pour compenser des écarts entre les impédances respectives des conducteurs électriques (22). Figure pour l’abrégé : Fig. 15b dispositif et un système de transfert d’énergie électrique DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif et un système de transfert d’énergie électrique. Ce dispositif et ce système trouvent avantageusement application dans la recharge des véhicules électriques. ETAT DE LA TECHNIQUE Grâce aux progrès technologiques de ces dernières décennies et aux incitations du gouvernements, le véhicule électrique s’est démocratisé. Le transfert d’énergie par induction permet une charge sans contact. Des bobinages sont utilisés pour transférer l’énergie grâce à un champs magnétique. La résistivité de ces bobinages engendre des pertes ce qui diminue le rendement de la charge. Afin de diminuer la résistance de ces bobinages, un conducteur de type « fil de Litz » peut être utilisé pour des fréquences dépassant le kilo Hertz (kHz). Le fil de Litz a pour avantage de réduire des pertes liées à un phénomène connu appelé « effet de peau ». Cependant, l’utilisation d’un fil de Litz introduit l’apparition d’impédance induite. Ces impédances induites sont sources d’une distribution hétérogène du courant dans le fil de Litz, générant des pertes supplémentaires, pouvant provoquer une baisse du rendement énergétique du système de transfert sans contact et une usure prématurée du fil de Litz. Un but de l’invention est de limiter la dégradation du rendement énergétique ainsi qu’une usure prématurée d’un dispositif de transfert d’énergie utilisant un fil de Litz. Il est à cet effet proposé, selon un premier aspect, un dispositif de transfert d’énergie électrique comprenant : - un fil de Litz comprenant des conducteurs électriques toronnés ou tressés ensemble, le fil de Litz propre à former un coupleur magnétique avec un autre bobinage, - des condensateurs respectivement agencés en série avec les conducteurs, les condensateurs étant configurés pour compenser des écarts entre les impédances respectives des conducteurs électriques. Le dispositif selon le premier aspect peut également comprendre les caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou bien prises en combinaison à chaque fois que cela est techniquement possible. De préférence, les condensateurs ont tous la même capacité. De préférence, la capacité vaut où : - est le nombre de condensateurs, - est une inductance de la pluralité de conducteurs, - est une fréquence de résonance du fil de Litz. De préférence, tous les condensateurs ont un point de tension commun. De préférence, au moins un des conducteurs électriques comprend des sous-conducteurs électriques isolés entre eux et toronnés ou tressés ensemble. De préférence, au moins un des sous-conducteurs électriques comprend des brins conducteurs isolés entre eux et toronnés ou tressés ensemble. Il est également proposé, selon un deuxième aspect, un système de transfert d’énergie comprenant deux dispositifs de transfert d’énergie électrique selon le premier aspect, dans lequel les bobinages respectifs des deux dispositifs de transfert d’énergie électrique forment ensemble un coupleur magnétique. Il est également proposé, selon un troisième aspect, une utilisation du dispositif de transfert d’énergie selon le premier aspect ou du système de transfert d’énergie selon le deuxième aspect pour recharger un véhicule électrique. DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La illustre de façon schématique un système de transfert d’énergie entre un réseau électrique et un véhicule, selon un mode de réalisation. La est un schéma électrique du système de transfert d’énergie de la , selon un mode de réalisation. Les figures 3a et 3b illustrent un phénomène d’induction se produisant entre deux bobinages. La est une vue schématique d’un coupleur magnétique selon un mode de réalisation. La est une vue en perspective de côté de côté d’un coupleur magnétique conforme au schéma de la . La est une autre vue schématique du coupleur de la et de flux entre des bobinages de ce coupleur. La est un schéma électrique simplifié représentatif d’un coupleur magnétique. La est un schéma électrique équivalent à celui de la . La comprend deux vues d’un fil de Litz, selon un mode de réalisation. La montre une section de conducteur électrique et un effet de peau dans ce conducteur. La comprend différentes vues en coupe se rapportant à un fil de Litz et à certains de ses composants, à différentes échelles. La est un schéma électrique équivalent à un condensateur agencé en série avec l’inductance et la résistance équivalente d’un fil de Litz. La est un schéma électrique équivalent d’un condensateur en série avec un fil de Litz comprenant trois conducteurs. La est une représentation de trois conducteurs d’un fil de Litz disposés idéalement de manière équidistante, et de leurs inductances mutuelles. La est une représentation de trois conducteurs d’un fil de Litz disposés de manière non équidistante, et de leurs inductances mutuelles. La comprend deux schémas électriques équivalents d’un condensateur en série avec un fil de Litz comprenant trois conducteurs. Le schéma de gauche présente la décomposition de l’impédance totale des conducteurs. La est un schéma électrique équivalent d’un condensateur en série avec un fil de Litz comprenant trois conducteurs, selon un mode de réalisation. La est un schéma électrique équivalent d’un condensateur en série avec un fil de Litz comprenant trois conducteurs, selon un autre mode de réalisation. La est un schéma électrique montrant un condensateur en série avec un fil de Litz selon un mode de réalisation. La est un schéma électrique montrant des condensateurs respectivement en série avec différents conducteurs d’un fil de Litz selon un mode de réalisation. La comprend deux courbes d’amplitude de courant dans un dispositif de transfert d’énergie classique (à gauche) et deux courbes d’amplitude de courant dans un dispositif de transfert d’énergie selon un mode de réalisation de l’invention (à droite). La montre des courbes d’amplitude de courant dans différents conducteurs d’un fil de Litz classique. La montre des courbes d’amplitude de courant dans différents conducteurs d’un fil de Litz selon un mode de réalisation de l’invention. Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. Dispositif (2) de transfert d’énergie électrique comprenant : - un fil de Litz (20) comprenant des conducteurs électriques (22) toronnés ou tressés ensemble, le fil de Litz (20 étant enroulé sur lui-même de sorte à former un bobinage (6) propre à former un coupleur magnétique (3) avec un autre bobinage (8), - des condensateurs ( , , ) respectivement agencés en série avec les conducteurs (22), les condensateurs ( , , ) étant configurés pour compenser des écarts entre les impédances respectives des conducteurs électriques (22). Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les condensateurs ont tous la même capacité. Dispositif (2) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la capacité vaut où : - est le nombre de condensateurs, - est une inductance de la pluralité de conducteurs, - est une fréquence de résonance du fil de Litz. Dispositif (2) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel tous les condensateurs ont un point de tension commun. Dispositif (2) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moins un des conducteur électriques (22) comprend des sous-conducteurs électriques (24) isolés entre eux et toronnés ou tressés ensemble. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moins un des sous-conducteurs électriques (24) comprend des brins conducteurs (26) isolés entre eux et toronnés ou tressés ensemble. Système de transfert d’énergie (1) comprenant deux dispositifs de transfert d’énergie électrique (1, 2) selon la revendication 1, dans lequel les bobinages (4, 6) respectifs des deux dispositifs de transfert d’énergie électrique (1, 2) forment ensemble un coupleur magnétique (3). Utilisation du dispositif de transfert d’énergie (2) selon l’une des revendications 1 à 6 ou du système de transfert d’énergie (1) selon la revendication 7 pour recharger un véhicule électrique.