Brevet FR3151544A1 — publié le 20250131

L’invention concerne un véhicule automobile électrique ou hybride comportant un câble de recharge (11) muni d’un embout adapteur (15) extractible d’un logement comportant un connecteur de charge (40) relié aux moyens de pilotage (10) du véhicule et coopérant avec l’embout adapteur (15), lequel est une prise type 2 comportant une première résistance (60) de valeur Rc entre une borne de terre PE (3) et une borne de pilote de proximité PP (4), ce connecteur de charge (40) comporte un dispositif de détection de stockage de câble attaché (70) comportant un interrupteur(30) en série avec une deuxième résistance (35) de même valeur Rc que ladite première résistance (60), entre une position de fermeture normale (B) dudit interrupteur(30) et ladite borne de terre PE (3), ledit interrupteur (30) étant mobile entre ladite position de fermeture normale (B) où il est fermé, et une position de non-connexion (A) où il est ouvert. Figure 2 VEHICULE AUTOMOBILE ELECTRIQUE OU HYBRIDE COMPORTANT UNE DETECTION DU SIGNAL PILOTE DE PROXIMITE PAR LE RANGEMENT DU CONNECTEUR DE CHARGE DANS SON LOGEMENT L’invention porte sur un véhicule automobile électrique ou hybride comportant une carrosserie, des moyens de pilotage, des moyens de stockage d’énergie électrique, et, pour le rechargement en énergie desdits moyens de stockage d’énergie électrique, au moins un câble de recharge logé dans un logement de câble que comporte ladite carrosserie, ledit au moins un câble de recharge étant muni d’un embout adapteur à une extrémité distale, pour sa connexion à un connecteur externe d’une borne de recharge externe audit véhicule automobile, ledit embout adapteur étant extractible, dudit logement, lequel logement comporte un connecteur de charge relié auxdits moyens de pilotage et agencé pour coopérer mécaniquement et électriquement avec ledit embout adapteur, lequel est une prise type 2 qui comporte une première résistance de valeur Rc entre une borne de terre PE et une borne de pilote de proximité PP. Pour la recharge en énergie des véhicules automobiles électriques ou hybrides, la prise de type 2 est le standard à suivre en Europe pour l’ensemble des véhicules électriques vendus (et la prise de type 1 en Amérique du Nord et en Corée du Sud). La prise de type 2 comporte sept broches mâles et une poignée. La prise de type 2 supporte le courant alternatif d’une intensité maximale de 70 A en monophasé, et de 63 A en triphasé. Généralement, la prise de type 2 comprend des connecteurs pour trois phases (L1, L2 et L3), une prise de terre dite contact de terre PE(de l’anglais « Proximity earth »), un neutre et deux contrôles: pilote de proximité PP, de l’anglais « proximity pilot », et contact de commande CP, de l’anglais « control pilot », pour la limitation de courant. Ce qui permet de proposer plusieurs niveaux de charge. Les deux contrôles PP et CP permettent l’échange d’informations entre la borne de recharge et le véhicule selon un protocole normalisé, et ainsi d’optimiser la recharge électrique. Pour éviter tout risque de dégradation du véhicule, du câble et/ou de la station de recharge, les véhicules sont équipés d’un dispositif qui empêche le démarrage du véhicule dès qu’une prise est branchée. On assiste à des tentatives de «car jacking» ou vol de voiture menées par des malfaiteurs munis d’un embout adapteur de câble (prise de type 2) et qui l’introduisent dans le connecteur de charge du véhicule logé dans la trappe du véhicule, sachant ainsi déclencher l’arrêt du véhicule qui se met alors automatiquement en sécurité pour ne pas arracher le câble présumé raccordé à cet embout: le véhicule et ses occupants sont alors à la merci des malfaiteurs. La norme internationale IEC61851-1, Edition 3.0, 2017-02, définit au §B.2, pages 227 à 229, un circuit pour la détection de proximité simultanée et le codage de courant. Le pilote de proximité PP sert de détection de câble de charge et de limitation de courant. L’objectif principal du pilote de proximité PP est d’indiquer que le véhicule est connecté à une borne de recharge pour en interdire le démarrage en l’absence de déconnexion du câble de recharge (lors d’une charge électrique, la probabilité qu’un utilisateur démarre le véhicule et parte avec le câble attaché est beaucoup plus grande qu’en véhicule thermique car on n'attendra pas à côté de la voiture que la charge se termine). Le pilote de proximité sert à détecter le câble de charge, et à limiter le courant. Il est important que le véhicule automobile sache qu'il est connecté à un chargeur ou à une borne. Le pilote de proximité dans la prise de recharge remplit cette fonction en créant un circuit par l'intermédiaire d'une résistance Rc, qui est reliée à la broche du contact de terre PE, cette résistance Rc est normée de sorte à activer l’anti-démarrage de la voiture. Ainsi, en appliquant une tension à la broche du pilote de proximité PP, il sera détecté un flux de courant (ou une chute de tension) lorsqu'une prise est branchée, car cela créera un circuit électrique. Dans le cas d’un câble de recharge attaché au véhicule, il est important de pouvoir reproduire cette détection du câble pour produire les mêmes effets côté véhicule. La résistance Rc peut avoir différentes valeurs dans une fiche de type 2. Les deux valeurs les plus courantes sont 680 Ohm et 220 Ohm, bien que la norme définisse également 1500 Ohm et 100 Ohm. Le signal de proximité est utilisé pour la détection simultanée de la proximité et le codage de la capacité de courant de l'ensemble de câbles. La valeur de la résistance connectée entre le pilote de proximité PP et le contact de terre PE détermine le courant maximal admissible de l'ensemble de câbles (par exemple 13A, 20A, 32A, 63A ou 70A). Lorsque le chargeur détecte une certaine valeur de la résistance, il doit ajuster son courant maximal en fonction du courant maximal signalé par la résistance du câble. Cette valeur de courant maximum sera ensuite communiquée au véhicule électrique via le protocole de communication du contact de contrôle CP. En somme, le connecteur de proximité PP permet d’empêcher tout redémarrage du véhicule. Le principe est de détecter l’insertion d’une prise type 2 dans l’interface de recharge du véhicule, que ce câble soit branché à une source d’énergie ou non. Le simple fait de connecter une prise fait varier une résistance interne Ra mesurée sur le véhicule via le pilote de proximité PP. Cette fonctionnalité est initialement développée pour empêcher l’utilisateur de démarrer son véhicule si celui-ci oublie qu’il est branché et en charge pour éviter de détériorer la voiture, le câble ou encore la station de recharge. Il s’agit de fournir à l’utilisateur légal du véhicule la possibilité de circuler, avec l’embout adapteur L’équipement a posteriori d’un véhicule électrique pour intégrer cette sécurité nécessite en général une évolution logicielle, ce qui induit des coûts de développement et de gestion, notamment en maintenance. L’objectif de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant une détection purement matérielle du signal pilote de proximité, et en particulier d’effectuer cette détection par le rangement de l’embout adapteur sur le connecteur de charge dans la trappe prévue à cet effet. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile électrique ou hybride comportant une carrosserie, des moyens de pilotage, des moyens de stockage d’énergie électrique, et, pour le rechargement en énergie desdits moyens de stockage d’énergie électrique, au moins un câble de recharge logé dans un logement de câble que comporte ladite carrosserie, ledit au moins un câble de recharge étant muni d’un embout adapteur à une extrémité distale, pour sa connexion à un connecteur externe d’une borne de recharge externe audit véhicule automobile, ledit embout adapteur étant extractible dudit logement, lequel logement comporte un connecteur de charge relié auxdits moyens de pilotage et agencé pour coopérer mécaniquement et électriquement avec ledit embout adapteur, lequel est une prise type 2 qui comporte une première résistance de valeur Rc entre une borne de terre PE et une borne de pilote de proximité PP. Selon l’invention, ledit connecteur de charge comporte, en série sur un circuit de pilote de proximité relié auxdits moyens de pilotage , un dispositif de détection de stockage de câble attaché lequel comporte un interrupteur en série avec une deuxième résistance de même valeur Rc que ladite première résistance et qui est interposée entre une position de fermeture normale B dudit interrupteur et ladite borne de terre PE, ledit interrupteur étant mobile entre ladite position de fermeture normale B où il est fermé, et une position de non-connexion A où il est ouvert. Grâce à l’invention, on assure la sécurité du véhicule envers toute tentative de car jacking par immobilisation forcée du véhicule. Avantageusement, le changement d’état dudit interrupteur est commandé par l’insertion ou l’extraction dudit embout adapteur dans ledit connecteur de charge ou hors dudit connecteur de charge. Ainsi l’utilisateur n’a aucune manipulation particulière à effectuer. Avantageusement, ledit dispositif de détection de stockage de câble attaché est agencé pour ouvrir le circuit du pilote de proximité quand ledit embout adapteur est inséré dans ledit connecteur de charge, et qui est agencé pour fermer le circuit du pilote de proximité quand ledit embout adapteur est sorti dudit connecteur de charge. Cette configuration permet de leurrer très simplement le système électrique du véhicule, sur la base de composants électriques basiques de faible coût, et sans nécessiter de mise à jour logicielle des moyens de pilotage. Avantageusement, lorsque ledit embout adapteur est sorti dudit connecteur de charge, lesdits moyens de pilotage commandent l’actionnement d’un doigt de verrouillage de la prise de recharge. Ainsi une forte sécurité est assurée. 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 : illustre schématiquement un véhicule automobile selon l’invention, et le circuit de charge des batteries; illustre schématiquement un dispositif de détection de stockage de câble propre à l’invention, implanté au niveau d’un connecteur de charge apte à recevoir un embout adapteur du câble de recharge du véhicule; illustre schématiquement le circuit de gestion de la recharge électrique du véhicule. Il est illustré schématiquement en un véhicule automobile électrique ou hybride 100 selon l’invention, qui comporte une carrosserie 50, des moyens de pilotage 10, des moyens de stockage d’énergie électrique 20, et, pour le rechargement en énergie de ces moyens de stockage d’énergie électrique 20, au moins un câble de recharge 11. Cet au moins un câble de recharge 11 est logé dans un logement de câble 12 que comporte la carrosserie 50; il est muni d’un embout adapteur 15 à une extrémité distale, pour sa connexion à un connecteur externe d’une borne de recharge externe au véhicule automobile 100. L’embout adapteur 15 est extractible, depuis une position fermée de route, vers une position ouverte de charge, d’un logement 12 que comporte la carrosserie 50. Ce logement 12 comporte un connecteur de charge 40, relié directement ou indirectement aux moyens de pilotage 10, et qui est agencé pour coopérer mécaniquement et électriquement avec cet embout adapteur 15. Cet embout adapteur est notamment une prise de type 2 standard, qui comporte une première résistance 60 de valeur Rc, selon la plage pertinente de la norme IEC61851-1 citée plus haut, qui est interposée entre la borne normalisée 3 (contact de terre PE) et la borne normalisée 4 (pilote de proximité PP) de la prise type 2. Cette première résistance RC a pour effet, lorsqu’on branche l’embout adapteur 15 sur le connecteur de charge 40 du véhicule 100, de faire baisser la tension, ce qui est détecté par les moyens de pilotage 10 du véhicule. La norme relative aux valeurs de Rc admises autorise le passage d’une certaine classe d’intensité dans le circuit de charge. Le principe de l’invention consiste à détecter, non pas le fait d’avoir connecté un câble de recharge 11 au véhicule 100 comme dans l’art antérieur, mais le fait d’avoir extrait le câble de recharge 11 intégré au véhicule 100 de son logement 12, généralement une trappe obturable par un volet. Il s’agit ici de leurrer le système électrique du véhicule 100, afin de diminuer les impacts fonctionnels, et d’éviter toute évolution logicielle. La détection de la présence du câble de recharge 11 se base sur des éléments matériels, composants électriques ou électroniques. On utilise le fonctionnel existant au niveau des broches électriques du connecteur et on leurre le système en lui faisant croire qu’on avait branché un connecteur dans la prise. Lorsque l’embout adapteur 15 du câble intégré au véhicule 100 est correctement rangé dans son logement 12, en coopération avec le connecteur de charge 40, il faut détecter la résistance de la prise, entre deux valeurs de résistance qui est située derrière l’interface de rangement de l’embout adapteur 15 (dans le logement 12): il s’agit d’une détection analogique. Un interrupteur 30 est situé au niveau du connecteur pilote de proximité PP (dans le logement 12 de rangement de l’embout adapteur 15 du câble intégré), et simule le signal par les deux valeurs de résistance. Le signal du pilote de proximité PP est lu par les moyens de pilotage 10 du véhicule 100, comportant notamment un contrôleur du véhicule nommé VCU (« Vehicle control unit»), pour déterminer, selon que le câble de recharge 11 intégré est rangé ou non, avec son embout adapteur 15 , dans son logement 12, et branché ou non sur le connecteur de charge 40, si le pilote de proximité PP est équivalent à une valeur de résistance indiquant la présence ou l’absence d’un embout adapteur de câble dans le connecteur de charge. La détection du pilote de proximité PP est réalisée par l’interrupteur 30 présent au niveau du branchement du connecteur de charge 40 dans le logement 12 obturable par la trappe. Ainsi, selon l’invention, et tel que visible en , qui est un extrait du système de commande de recharge global illustré en , le connecteur de charge 40 comporte, en série sur un circuit de pilote de proximité 80 relié aux moyens de pilotage 10, un dispositif de détection de stockage de câble attaché 70. Ce dispositif 70 comporte un interrupteur 30, ici repéré « S4 », en série avec une deuxième résistance 35 de même valeur Rc que ladite première résistance 60 et qui est interposée entre une position de fermeture normale B de l’interrupteur 30 et la borne de terre PE 3. Cet interrupteur 30 est mobile entre cette position de fermeture normale B où il est fermé, et une position de non-connexion A où il est ouvert. Cet interrupteur 30 S4 suit le rangement ou la sortie du câble dans son logement ou hors de son logement. Le changement d’état de cet interrupteur 30 est commandé par l’insertion ou l’extraction de l’embout adapteur 15 dans le connecteur de charge 40 ou hors dudit connecteur de charge 40. Ainsi, en reproduisant la même valeur de résistance Rc normalisée, dans le circuit du connecteur de charge 40, quand on extrait le câble et son embout adapteur, on met en tension cette deuxième résistance 35 de valeur Rc. Tout se passe alors, vu depuis les moyens de pilotage, comme si on était dans l’état inverse de l’état réel. Quand l’embout adapteur 15 est rangé dans le logement 12, inséré dans le connecteur de charge 40, l’interrupteur 30 S4 est ouvert (position A), les moyens de pilotage 10 ne lisent aucune résistance sur le circuit du pilote de proximité PP. Quand l’embout adapteur 15 est sorti du logement 12, extrait du connecteur de charge 40, l’interrupteur 30 S4 est fermé (position B), les moyens de pilotage 10 lisent la valeur de résistance Rc sur le circuit du pilote de proximité PP. L’interprétation de ces valeurs de résistance Rc est ensuite réalisée par les moyens de pilotage 10, en particulier le VCU, de la même façon qu’elles sont lues dans le cas du branchement d’un câble dans un connecteur de charge. Par exemple, le pilote de proximité PP correspond à l’interrupteur en position ON (détection du connecteur de charge), le câble est rangé : l’embout est branché dans le connecteur, et le démarrage du véhicule est possible. Dans une autre position, le pilote de proximité PP correspond à l’interrupteur en position OFF (absence de détection du connecteur), le câble est sorti: aucun câble branché dans le connecteur. Actionnement du doigt de verrouillage de la prise de recharge (branchement d’un câble de recharge dans le connecteur opposé impossible). Le démarrage du véhicule est impossible. L’intérêt technique est d’avoir un système transparent vis-à-vis de l’architecture électrique et haute tension du véhicule. En effet, cette solution ne nécessite aucun développement d’un nouveau logiciel de pilotage (aucune évolution software ou hardware d’un des calculateurs du véhicule qui compose la chaîne de traction électrique). De plus, la détection du signal pilote de proximité PP au niveau du logement, notamment de la trappe d’accès du câble de recharge attaché au véhicule permet d’actionner automatiquement un doigt de verrouillage du connecteur de charge dans la prise de recharge opposée, ce qui a pour effet d’empêcher tout branchement d’un connecteur de charge supplémentaire et donc d’endommager le véhicule ou l’infrastructure de recharge (traitement des cas de mauvais usage). En somme, le support intégré embarque une détection de présence, afin d’autoriser le démarrage, si et seulement si la fiche de charge est correctement fixée sur son support. Véhicule automobile électrique ou hybride (100) comportant une carrosserie (50), des moyens de pilotage (10), des moyens de stockage d’énergie électrique (20), et, pour le rechargement en énergie desdits moyens de stockage d’énergie électrique (20), au moins un câble de recharge (11) logé dans un logement de câble (12) que comporte ladite carrosserie (50), ledit au moins un câble de recharge (11) étant muni d’un embout adapteur (15) à une extrémité distale, pour sa connexion à un connecteur externe d’une borne de recharge externe audit véhicule automobile (100), ledit embout adapteur (15) étant extractible dudit logement (12), lequel logement (12) comporte un connecteur de charge (40) relié auxdits moyens de pilotage (10) et agencé pour coopérer mécaniquement et électriquement avec ledit embout adapteur (15), lequel est une prise type 2 qui comporte une première résistance (60) de valeur Rc entre une borne de terre PE (3) et une borne de pilote de proximité PP (4), caractérisé en ce que ledit connecteur de charge (40) comporte, en série sur un circuit de pilote de proximité (80) relié auxdits moyens de pilotage (10), un dispositif de détection de stockage de câble attaché (70) lequel comporte un interrupteur(30) en série avec une deuxième résistance (35) de même valeur Rc que ladite première résistance (60) et qui est interposée entre une position de fermeture normale (B) dudit interrupteur(30) et ladite borne de terre PE (3), ledit interrupteur (30) étant mobile entre ladite position de fermeture normale (B) où il est fermé, et une position de non-connexion (A) où il est ouvert. Véhicule automobile électrique ou hybride (100) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le changement d’état dudit interrupteur (30) est commandé par l’insertion ou l’extraction dudit embout adapteur (15) dans ledit connecteur de charge (40) ou hors dudit connecteur de charge (40). Véhicule automobile électrique ou hybride (100) selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit dispositif de détection de stockage de câble attaché (70) est agencé pour ouvrir le circuit du pilote de proximité quand ledit embout adapteur (15) est inséré dans ledit connecteur de charge (40), et qui est agencé pour fermer le circuit du pilote de proximité quand ledit embout adapteur (15) est sorti dudit connecteur de charge (40). Véhicule automobile électrique ou hybride (100) selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que, lorsque ledit embout adapteur (15) est sorti dudit connecteur de charge (40), lesdits moyens de pilotage (10) commandent l’actionnement d’un doigt de verrouillage de la prise de recharge.