Brevet FR3148550A1 — publié le 20241115

L’invention concerne un câble de recharge (1) pour recharger des véhicules électriques comprenant au moins deux conducteurs électriques, le câble s'étendant entre une première extrémité et une deuxième extrémité, le câble de recharge comprenant au moins un dispositif de signalisation, configuré pour émettre des signaux sonores et/ou lumineux à destination d’individus humains, parmi lesquels certains individus humains malvoyants, le dispositif de signalisation étant agencé à une position intermédiaire entre la première extrémité et la deuxième extrémité au voisinage des deux conducteurs électriques, le dispositif de signalisation est alimenté électriquement par une circulation de courant dans les conducteurs électriques. Figure 1 CABLE DE RECHARGE SIGNALISE POUR RECHARGER UN VEHICULE ELECTRIQUE L’invention concerne un câble de recharge pour recharger des véhicules électriques. D'une façon générale, pour diverses raisons, notamment écologiques et climatologiques, on assiste à une augmentation du nombre de véhicules électriques et hybrides en circulation. Dans ce type de véhicule, il est nécessaire de recharger de temps à autre les batteries, autrement appelées ici moyens de stockage d'énergie électrique. La recharge est réalisée à partir d'une prise électrique disponible dans l'habitation habituelle de l'utilisateur du véhicule, ou dans le cas qui nous occupe en particulier pour la présente invention, à partir d’une station de recharge située dans le domaine public. Ces derniers temps, on assiste à une très forte augmentation du nombre de stations de recharge sur le domaine public ou semi-public. Pour procéder à la recharge de véhicules électriques et hybrides, il est nécessaire d'utiliser un câble électrique de recharge destiné à relier d'une part une embase de recharge côté véhicule et d'autre part une prise de fourniture de courant du coté opposé, à savoir côté station ou prise électrique d'habitation. En pratique, il s'avère que dans certaines configurations de recharge, il reste une certaine distance entre la borne publique (ou respectivement la prise domestique) et le véhicule en recharge, et à cet endroit il existe un intervalle physique qui permet à un individu humain de passer entre la borne publique et le véhicule en recharge. De plus, dans certaines configurations de recharge, l’intervalle physique entre la borne et le véhicule en recharge est important et le câble électrique de recharge repose sur le sol, au moins dans une portion médiane du câble entre le véhicule et la borne de recharge (ou respectivement la prise domestique). Il faut remarquer en outre que les câbles de recharge sont souvent de couleur sombre, le cas le plus fréquent est la couleur noire. En conséquence, lorsqu'un câble de recharge sombre repose sur le sol, il représente un obstacle pour un piéton i.e. un individu humain qui passe à cet endroit. S'agissant des individus malvoyants, la présence d'un tel câble de recharge au sol représente un obstacle dangereux et difficile à détecter avec une canne. Les inventeurs ont cherché à améliorer la situation et à diminuer le risque que représente un câble de recharge jonchant le sol. A cet effet, l’invention propose un câble de recharge pour recharger des véhicules électriques comprenant au moins deux conducteurs électriques, le câble s'étendant entre une première extrémité et une deuxième extrémité, caractérisé en ce que le câble de recharge comprend au moins un dispositif de signalisation, configuré pour émettre des signaux sonores à destination d’individus humains, parmi lesquels certains individus humains malvoyants, le dispositif de signalisation étant agencé à une position intermédiaire entre la première extrémité et la deuxième extrémité, au voisinage des deux conducteurs électriques. Grâce à un tel agencement, la signalisation sonore produite par le câble permet de diminuer le risque qu'un piéton passant sur la zone ne heurte ledit câble. Notamment en particulier, pour les individus malvoyants, la signalisation sonore permet une identification simple du potentiel obstacle formé par le câble au sol, sans nécessiter une instrumentation particulière sur la canne blanche ou autre adaptation d'appareillage. Il faut remarquer que les personnes malvoyantes sont déjà habituées à être informées par des indications sonores au niveau des passages de piétons des feux tricolores. Une signalisation sonore de même type sur le plan de sa signature spectrale et sera donc considéré comme intuitive par les personnes en question. Avantageusement, la position du dispositif de signalisation dans une portion intermédiaire du câble est optimale pour les différents cas de figure et configurations de câble reliés d'une part à une borne et d'autre part à un véhicule, que ce soit à l'avant ou à l'arrière du véhicule ou même sur le côté. Avec le dispositif de signalisation en position médiane, il se trouve le plus souvent au sol et le son de signalisation vient alors de la portion (au sol) qui présente le plus grand danger pour les passants (partie la plus exposée au risque). Selon une réalisation, le dispositif de signalisation est configuré pour émettre en outre des signaux lumineux. Moyennant quoi, on complète la signalisation sonore par une signalisation lumineuse. Par exemple pour des personnes à déficience auditive, dans des conditions nocturnes, cette signalisation lumineuse est particulièrement bénéfique pour éviter à certaines personnes, e.g. âgées et malentendantes, de risquer de tomber en se prenant les pieds sur le câble. Selon une réalisation, le dispositif de signalisation est alimenté électriquement par une circulation de courant électrique dans au moins l’un des conducteurs électriques. Ainsi, le dispositif de signalisation est autonome, il est alimenté localement sans besoin de prévoir un fil ou un câble spécifique pour l'alimenter électriquement. Ainsi, il n'est pas nécessaire de modifier les caractéristiques essentielles du câble de recharge, il n'y a aucun impact au niveau des deux prises de raccordement du câble de recharge. Il n'est pas nécessaire de refaire les qualifications ou l'homologation du câble de recharge. Il faut noter qu’il n'y a pas de contact électrique direct entre le dispositif de signalisation et les conducteurs du câble de recharge conventionnel. En pratique, il peut être prévu une bobine torique agencée autour des conducteurs, les enroulements de la bobine torique voyant un flux magnétique alternatif les traversant. Ceci permet d'injecter du courant dans une capacité tampon afin d’alimenter le reste du dispositif de signalisation. La bobine peut aussi être agencée d'un côté des conducteurs avec un axe non parallèle par rapport à l'axe des conducteurs. Selon une réalisation, le dispositif de signalisation comprend un dispositif local de stockage d'énergie électrique. Moyennant quoi, le dispositif de signalisation reste alimenté après l'interruption du passage du courant de puissance dans le câble pour la recharge du véhicule. Il peut s'agir d'un petit supercondensateur ou d'une batterie rechargeable classique. Selon une réalisation, le câble peut comprendre une gaine extérieure et le dispositif de signalisation est contenu dans une enveloppe, l’enveloppe étant surmoulée sur la gaine extérieure. Cette solution procure une bonne protection mécanique au dispositif de signalisation ainsi qu’une protection contre les agressions physico-chimiques, en particulier vis-à-vis des fluides et liquide agressifs. Selon une réalisation, le dispositif de signalisation installé sur le câble présente un facteur de forme longiligne. Le diamètre hors-tout du dispositif de signalisation peut être par exemple voisin du double du diamètre du câble de recharge dans une section courante sans dispositif de signalisation. Selon une réalisation, il est prévu avantageusement que les signaux sonores sont d’un premier type lorsqu'une recharge électrique est en cours et sont d'un deuxième type lorsqu’une recharge n'est pas en cours. Par exemple on peut choisir une première fréquence sonore pour le premier type et une deuxième fréquence sonore pour le deuxième type. Grâce à cette disposition, le propriétaire du véhicule on peut savoir à l'écoute si la charge du véhicule est terminée. De manière optionnelle, le motif sonore du deuxième type peut présenter une consommation énergétique plus faible que le premier type de manière à minimiser la consommation électrique sur la capacité de stockage locale. Selon une réalisation, il est prévu un nombre N de dispositifs de signalisation, configurés pour émettre des signaux sonores à destination d’individus humains, le nombre N étant proportionnel à la longueur du câble de recharge. Si le câble présente une certaine longueur, alors le nombre N peut être supérieur à 1 ce qui permet d'avoir une signalisation sonore répartie le long du câble. Selon une réalisation, le nombre N est compris entre 1 + Ent(L/5) et 1 + Ent(2L/5), L étant la longueur du câble et Ent() étant la fonction partie entière. On peut avoir par exemple N=1 à 2 pour L=3m, N=3 à 5 pour 10m. On peut avoir aussi par exemple si N=1 le dispositif de signalisation agencé à mi distance des deux extrémités du câble, et si le câble de recharge comprend deux dispositifs de signalisation, chacun des deux dispositifs est situé à 75 cm du point milieu lequel est à mi distance des deux extrémités du câble. Selon une réalisation, le dispositif de signalisation peut comprendre un capteur de luminosité. Grâce à ce capteur de luminosité, le dispositif de signalisation peut activer les signaux lumineux uniquement quand la luminosité ambiante est en dessous d'un seuil prédéfini. Ainsi on évite d'activer inutilement les signaux lumineux en plein jour, ce qui permet accessoirement de diminuer la consommation électrique du dispositif notamment lorsque celui-ci n'est plus en train d'être rechargé au moyen des courants de recharge du véhicule. Selon une réalisation, le dispositif de signalisation peut comprendre un capteur d’activité électrique configuré pour détecter une activité électrique sur les conducteurs de signalisation du câble de recharge. Grâce à ce capteur d'activité électrique, on peut détecter l'arrêt de toute activité électrique et en déduire que le câble a été débranché. Dans ces conditions, le dispositif de signalisation peut cesser l'émission de signaux sonores. Selon une réalisation, le câble de recharge est conforme à la norme IEC62196.3 et comprend 7 conducteurs. Selon une autre réalisation, le câble de recharge comprend trois conducteurs. Selon une autre réalisation, le câble de recharge comprend trois conducteurs dans une première portion, un module de régulation, deux ou trois conducteurs dans une deuxième portion avec une prise de type 7 broches à cette extrémité. L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans lesquelles : est une représentation schématique d’un véhicule en situation de recharge sur une borne publique avec un câble de recharge qui relie le véhicule à la borne, représente une vue de coupe schématique partielle du câble avec un dispositif de signalisation conforme à la présente invention, est une représentation schématique fonctionnelle du dispositif de signalisation, représente un exemple de câble de recharge comprenant deux dispositifs de signalisation. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Pour des raisons de clarté de l'exposé, certains éléments ne sont pas nécessairement représentés à l'échelle. Sur la , on a représenté un véhicule électrique 7 en situation de recharge auprès d'une borne de recharge 6. Le véhicule est équipé d'une batterie principale 71, d’un gestionnaire de charge 74 et d'une embase de connexion 72 pour la recharge. Dans le présent document, il s’agit de véhicules électriques à propulsion ou traction électrique, par exemple des véhicules 100% électriques (zéro émission) ou des véhicules hybrides rechargeables. Le véhicule 7 est raccordé à la borne de recharge au moyen d'un câble de recharge repéré 1. Le câble de recharge 1 présente une première extrémité 62 comprenant une prise permettant de raccorder le câble 1 à l'embase de connexion 72 du véhicule. Le câble de recharge comprend une deuxième extrémité 61, comprenant optionnellement une prise, et permettant le couplage électrique avec une source électrique de recharge agencée dans la borne de recharge proprement dite. La distance D qui sépare le véhicule de la borne est éminemment variable selon les configurations qui se présentent. Dans certains cas, D est intérieur à 1 mètre, dans d'autres cas la distance D peut être comprise entre 1 mètre et 3 mètres. Des configurations où la distance D est supérieure à 3 mètres existe aussi. On remarque que plus la distance D est importante, plus la longueur de la partie du câble qui repose au sol est également importante. Pour le cas d'une recharge de type domestique, le véhicule peut être stationné sur une allée et la prise peut être située à une certaine distance contre un muret voire même à l'intérieur d'une pièce de l'habitation comme le garage. La partie du câble qui jonche le sol est dans ces cas-là très substantielle. Il existe donc de multiples situations où le câble de recharge repose au sol et forme un obstacle pour le passage des individus à cet endroit. Avantageusement, le câble de recharge comprend au moins un dispositif de signalisation 15, configuré pour émettre des signaux sonores à destination d’individus humains. De façon générale, le dispositif de signalisation est agencé à une position intermédiaire entre la première extrémité et la deuxième extrémité. Dans le sens transversal à l'axe du câble, le dispositif de signalisation se trouve au voisinage des deux conducteurs électriques. Il faut remarquer ici que sur les figures de détail nous avons représenté seulement deux conducteurs 11,12, les autres conducteurs éventuellement présents n'étant pas représentés pour ne pas nuire à la clarté de l'exposé. Dans le cas illustré d'une borne de recharge publique, le câble de recharge est typiquement de type 2 avec sept conducteurs, cinq conducteurs de grosse section et deux conducteurs de petite section. Les conducteurs de grosse section portent les 3 phases et le neutre d'une alimentation triphasée ainsi qu'une protection à la terre. Les conducteurs de petite section font transiter des signaux de communication entre le gestionnaire de charge du véhicule et le contrôleur de la borne de recharge. Ces deux voies sont appelées voies pilotes, i.e. pilote de proximité PP et pilote de contrôle CP. On remarque que les cinq conducteurs de grosse section ne sont pas nécessairement présents : dans certains câbles de recharge monophasée deux conducteurs sont absents (cela concerne les conducteurs de la deuxième phase et la troisième phase). Dans le cadre d'une recharge à domicile, au moins une portion du câble de recharge est constituée de trois conducteurs : la phase, le neutre et la protection de terre, dans une logique d'alimentation monophasée. Pour certains types de câble de recharge, il est prévu un boîtier de régulation avec d'un côté l'alimentation monophasée domestique et de l'autre côté des conducteurs et une extrémité compatible avec la prise de type 2. On remarque ici qu’un dispositif de signalisation, ou la fonction équivalente, peut être intégré audit boîtier de régulation. S’agissant des signaux sonores émis par le dispositif de signalisation il peut s'agir d'un motif à répétition. Cela peut être par exemple un type de sonnerie ou de tintement « ding ding ». Comme visible à la , le dispositif de signalisation 15 comprend un haut-parleur 41 ou un bipper ou encore un buzzer, cet élément formant l'organe d'émission des signaux sonores. Selon une caractéristique particulière, des signaux sonores sont d’un premier type sont émis lorsqu'une recharge électrique est en cours et sont d'un deuxième type sont émis lorsqu’une recharge n'est pas en cours. Par exemple, la fréquence, la tonalité ou le timbre peuvent différer entre le premier type et le deuxième type. Selon une caractéristique particulière, les signaux sonores peuvent être interrompus lorsque le câble est physiquement débranché et rangé. En outre, le dispositif de signalisation 15 peut être configuré pour émettre en outre des signaux lumineux. Dans ce cas, la signalisation produite est à la fois sonore et visuelle. Dans l'exemple illustré, le dispositif de signalisation 15 comprend une ou plusieurs source(s) lumineuse(s) formée par une ou plusieurs Leds 42 (diodes électroluminescentes). Le dispositif de signalisation 15 comprend une unité de commande de type microcontrôleur 3, élément connu en soi donc non décrit en détail ici. Le dispositif de signalisation 15 comprend un dispositif local de stockage d'énergie électrique repéré 5. Il peut s'agir d'un petit supercondensateur ou d'une petite batterie rechargeable conventionnel. Pour pouvoir charger la batterie locale 5, le dispositif de signalisation 15 comprend une bobine 4 agencée à proximité des conducteurs 11,12. Les enroulements de la bobine reçoivent un flux magnétique alternatif créé par les courants alternatifs circulant dans les conducteurs 11,12. Dans l'exemple illustré à gauche de la figure, l'axe de la bobine est substantiellement perpendiculaire à l'axe des conducteurs. Une extrémité de la bobine est reliée à un point de potentiel de référence 50 et l'autre extrémité de la bobine est reliée à une diode 51. La diode permet de redresser les alternances et de charger la capacité ou la batterie 5. Selon un autre exemple illustré à droite de la figure en variante, le dispositif de signalisation 15 peut comprendre une bobine torique 4’ agencée dans une position annulaire en entourant les conducteurs 11,12 et les autres conducteurs non représentés. Selon une caractéristique particulière, le dispositif de signalisation 15 comprend un capteur de luminosité 30 relié au microcontrôleur 3. Grâce aux informations de ce capteur, le microcontrôleur 3 peut activer les signaux lumineux uniquement quand la luminosité ambiante est en dessous d'un seuil prédéfini. Lorsque le jour baisse et que la pénombre atteint un certain niveau, alors le microcontrôleur 3 active la signalisation lumineuse. À l'inverse si le niveau d'éclairage naturel ou artificiel est supérieur à un seuil prédéterminé, alors le microcontrôleur désactive la signalisation lumineuse Selon une autre caractéristique particulière, le dispositif de signalisation 15 comprend un capteur d’activité électrique 32 configuré pour détecter une activité électrique sur les conducteurs de signalisation du câble de recharge. Le capteur d’activité électrique 32 peut être formé comme une petite bobine avec un axe soit parallèle au conducteur soit perpendiculaire au conducteur ou soit incliné. Lorsque le câble est connecté au véhicule et à la borne, même si la recharge est terminée, le gestionnaire de charge 74 du véhicule et le contrôleur de la borne échangent des messages sur la ligne CP (pilote de contrôle), ces messages occasionnent une légère modification du champ électromagnétique à leur passage qui peuvent être détectés par le détecteur d'activité 32. Si une recharge est en cours alors l'activité électrique détectée est très importante. Si la recharge est terminée, les courants forts de recharge centre interrompus, et alors l'activité électrique se résume aux messages transitant sur les lignes de signalisation CP. Lorsque ces messages cessent, il n'y a plus du tout d'activité électrique sur les conducteurs du câble et alors le microcontrôleur 3 peut décider de stopper la signalisation sonore ainsi que la signalisation lumineuse. Le câble comprend une gaine extérieure 13 qui enveloppe tous les conducteurs du câble, comme connu en soi. Par ailleurs, le dispositif de signalisation est contenu dans une enveloppe 16. L’enveloppe 16 est surmoulée sur la gaine extérieure 13. L’enveloppe 16 présente une certaine souplesse pour transmettre les ondes sonores émises par le haut-parleur 41 à l'extérieur du dispositif de signalisation de manière à ce que lesdites ondes sonores soient audibles par les individus alentour. L’enveloppe peut 16 peut présenter en outre une zone translucide pour laisser passer les rayons lumineux produits par les Leds 42. Comme illustré à la en coupe, le dispositif de signalisation se trouve agencé radialement à l'extérieur de la gaine extérieure 13 du câble et radialement à l'intérieur de son enveloppe 16. L'intégrité du câble de recharge n’est ici pas modifiée. Le dispositif de signalisation 15 se contente de prélever un peu d'énergie électromagnétique sans contact direct. On note que l’enveloppe 16 fournit une protection hermétique pour les composants du dispositif de signalisation 15. En se tournant vers la , la ligne médiane PM matérialise une position à mi-chemin entre la première extrémité 61 et la deuxième extrémité 62. Dans le cas où il n'est disposé qu'un seul dispositif de signalisation sur le câble alors sa position est voisine de la ligne PM, autrement dit il est situé sensiblement au milieu du câble 1. Lorsque le câble de recharge est équipé de deux dispositifs de signalisation illustré par les références 151 et 152 à la , chacun des dispositifs est localisé à une distance D1 de la ligne médiane PM. Selon un exemple de réalisation la distance D1 peut être égale à 75 cm. Si le câble est plus long, le nombre N de dispositifs de signalisation peut être généralement proportionnel à la longueur du câble de recharge. Dans des exemples particuliers, le nombre N est compris entre 1 + Ent(L/5) et 1 + Ent(2L/5), L étant la longueur du câble et Ent() étant la fonction partie entière. On peut avoir par exemple N=1 à 2 pour L=3m, et N=3 à 5 pour 10m. Selon un mode de réalisation, le dispositif de signalisation se présente en forme d'olive autour du câble de recharge dans une disposition annulaire et avec un facteur de forme longiligne. Comme illustré la , le diamètre hors-tout du dispositif de signalisation est noté D3 et le diamètre du câble de recharge dans une section courante sans dispositif de signalisation est noté D2. Le diamètre D3 peut être compris entre 1,5 x D2 et 4 x D2. Le diamètre D3 peut être compris entre 2 x D2 et 2,6 x D2. Dans un exemple particulier, le diamètre D3 peut être par exemple voisin du double du diamètre D2. Grâce à ce facteur de forme, on peut enrouler le câble de recharge 1 sur lui-même pour le ranger sans que les dispositifs de signalisation ne présentent une gêne importante. Câble de recharge (1) pour recharger des véhicules électriques comprenant au moins deux conducteurs électriques (11,12), le câble s'étendant entre une première extrémité et une deuxième extrémité, caractérisé en ce que le câble de recharge comprend au moins un dispositif de signalisation (15), configuré pour émettre des signaux sonores à destination d’individus humains, parmi lesquels certains individus humains malvoyants, le dispositif de signalisation étant agencé à une position intermédiaire entre la première extrémité et la deuxième extrémité, au voisinage des deux conducteurs électriques. Câble de recharge selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de signalisation est configuré pour émettre en outre des signaux lumineux. Câble de recharge selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le dispositif de signalisation est alimenté électriquement par une circulation de courant électrique dans au moins l’un des conducteurs électriques. Câble de recharge selon la revendication 3 caractérisé en ce que le dispositif de signalisation comprend un dispositif local de stockage d'énergie électrique (5). Câble de recharge selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant une gaine extérieure et caractérisé en ce que le dispositif de signalisation est contenu dans une enveloppe, l’enveloppe étant surmoulée sur la gaine extérieure. Câble de recharge selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les signaux sonores sont d’un premier type lorsqu'une recharge électrique est en cours et sont d'un deuxième type lorsqu’une recharge n'est pas en cours. Câble de recharge selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il est prévu un nombre N de dispositifs de signalisation, configurés pour émettre des signaux sonores à destination d’individus humains, le nombre N étant proportionnel à la longueur du câble de recharge. Câble de recharge selon la revendication 7, caractérisé en ce que le nombre N est compris entre 1 + Ent(L/5) et 1 + Ent(2L/5), L étant la longueur du câble et Ent() étant la fonction partie entière. Câble de recharge selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de signalisation comprend un capteur de luminosité (30). Câble de recharge selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce le dispositif de signalisation comprend un capteur d’activité électrique (32) configuré pour détecter une activité électrique sur des conducteurs de signalisation (PP, CP) du câble de recharge.