Brevet FR3162398A1 — publié le 20251128

L’invention concerne un véhicule automobile comprenant : - un habitacle qui comprend un plancher de passager ; - un pack batterie sous le plancher de passager, comprenant un carter logeant des cellules de batterie (C) ; - un récepteur de charge sans fil (R) au niveau des cellules de batteries (C), étant disposé sous le plancher de passager, permettant une charge sans fil des cellules de batteries (C) ; - un moyen de détection de passager arrière dans l’habitacle au niveau du plancher de passager ; - un contrôleur de charge connecté au récepteur de charge (R) et au moyen de détection, caractérisé en ce que le contrôleur de charge interdit la charge par le récepteur de charge (R) si le moyen de détection détecte un passager arrière. L’invention concerne également un procédé et un programme sur la base d’un tel véhicule. Figure 1 VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UN RECEPTEUR DE CHARGE PAR INDUCTION SOUS PLANCHER ET UN CONTROLEUR SECURISE, PROCEDE ET PROGRAMME SUR LA BASE D’UN TEL VEHICULE L'invention se rapporte au domaine des systèmes de recharge de batterie de type « mains-libres » et des systèmes de recharge par induction, pour recharger des batteries de traction de véhicules automobiles. L’évolution des systèmes de recharge de véhicules électriques va vers des systèmes dits de confort (ou « comfort charging » en langue anglaise) limitant l’intervention de l’utilisateur en proposant des recharges mains-libres conductives ou inductives. Dans ce deuxième cas, des systèmes d’induction dédiés peuvent être intégrés à la route). Les systèmes par induction permettent de transmettre l’énergie en utilisant le principe de l'induction électromagnétique. Ils se composent généralement de deux parties : une base de recharge et un récepteur. Pour la recharge d’un véhicule électrique par exemple : - la base de recharge contenant une bobine de fils électriques, est positionnée au sol, et est connectée à une source d'alimentation électrique (généralement appelée « borne de recharge ») ; - le récepteur est placé sous le véhicule et comprend également une bobine de fils électriques. Lorsque l’on place le véhicule et son récepteur contre ou au-dessus de la base de recharge, un courant électrique est envoyé dans la bobine de la base de recharge, créant un champ magnétique. Ce champ magnétique génère à son tour un courant électrique dans la bobine du récepteur, qui est utilisé pour recharger la batterie du véhicule. Ce processus de transfert d'énergie ne nécessite pas de connexion physique ou de câble de recharge filaire. La distance entre la base de recharge et le récepteur (appelée « entrefer ») doit être la plus courte possible pour que le transfert d'énergie soit efficace et sécurisé. La principale difficulté de ce genre de système réside dans la capacité à définir un récepteur de dimension suffisante, et à pouvoir l’intégrer dans le soubassement du véhicule électrique où l’espace disponible est limité (voire inexistant selon les plateformes). L’inconvénient majeur de ce type de système réside dans le fait que le bloc à induction côté véhicule, est situé sous la voiture et à une distance relativement réduite par rapport aux passagers. Malheureusement, il est de plus en plus fréquent d’avoir des passagers qui patientent à l’intérieur du véhicule pendant la recharge. Par exemple certains constructeurs proposent des systèmes de divertissement (jeux vidéo) pour occuper les passagers pendant la charge. Cela implique un risque électrique significatif pour les passagers du véhicule. Un objectif de l’invention est de proposer une solution de recharge sans fil compacte tout en assurant la sécurité des passagers du véhicule. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile présentant un repère dans l’espace comprenant un axe longitudinal suivant une direction de déplacement du véhicule automobile ; un axe latéral perpendiculaire à l’axe longitudinal, et un axe vertical perpendiculaire à l’axe longitudinal et à l’axe latéral, le véhicule automobile comprenant : - un habitacle qui comprend un plancher de passager, une zone avant en référence à l’axe longitudinal apte à loger des passagers avant, et une zone arrière en référence à l’axe longitudinal apte à loger des passagers arrière ; - un pack batterie disposé sous le plancher de passager en référence à l’axe vertical, comprenant un carter logeant des cellules de batterie ; - un récepteur de charge sans fil disposé au niveau des cellules de batteries de sorte à permettre une charge sans fil des cellules de batteries, le récepteur étant disposé sous le plancher de passager ; - un moyen de détection de passager arrière détectant si un passager arrière est dans l’habitacle au niveau du plancher de passager ; - un contrôleur de charge connecté au récepteur de charge et au moyen de détection, caractérisé en ce que le contrôleur de charge interdit la charge par le récepteur de charge si le moyen de détection détecte un passager arrière. Avantageusement, le récepteur est intégré au pack batterie du véhicule de sorte à réaliser une intégration sous les pieds du passager arrière, mais en améliorant la sécurité des passagers par l’interdiction de recharge en présence de passager arrière. Ainsi, le risque électrique est évité. Préférentiellement, le moyen de détection comprend un détecteur à infrarouge et/ou un radar. Cela permet de déterminer la présence d’un passager avec précision. De préférence, le moyen de détection comprend un témoin de bouclage de ceinture, un détecteur de plancher, un détecteur de siège, et/ou un témoin d’ouverture/fermeture de porte. Cela permet de déterminer avec certitude la présence d’un passager arrière. Préférentiellement, le pack batterie comprend des logements de cellules avant et arrière en référence à l’axe vertical longitudinal, et un rétrécissement intermédiaire entre lesdits logements de cellules, le rétrécissement étant disposé au niveau du plancher de passager. Cela permet de limiter l’espace au niveau du rétrécissement pour y disposer le récepteur et les pieds des passagers arrière. De préférence, le véhicule automobile comprend en outre un système d’alerte alertant de l’interdiction, de préférence un système d’alerte visuelle et/ou auditive. Cela permet d’informer l’utilisateur de l’arrêt de charge pour éviter un risque électrique. Préférentiellement, l’habitacle et le pack batterie sont disposés dans une caisse de véhicule, et le récepteur est disposé sous la caisse de véhicule en référence à l’axe vertical. Cela permet de disposer le récepteur au plus proche de la base de recharge. L’invention porte en outre sur un procédé de charge d’un véhicule automobile selon l’invention, comprenant les étapes suivantes : - une étape de détection dans laquelle on détecte si un passager arrière est dans l’habitacle au niveau du plancher de passager ; - une étape d’interdiction dans laquelle si un passager arrière est dans l’habitacle au niveau du plancher de passager, alors on interdit la charge par le récepteur de charge ; et - une étape d’autorisation dans laquelle si aucun passager arrière n’est dans l’habitacle au niveau du plancher de passager, alors on autorise la charge par le récepteur de charge. De préférence, l’étape de détection comprend une détection de bouclage de ceinture, une détection sur le plancher, une détection sur le siège, une détection par infrarouges, une détection par radar, et/ou une détection d’ouverture/fermeture de porte. Préférentiellement, le procédé de charge selon l’invention comprend en outre une étape d’alerte dans laquelle on alerte le conducteur de l’interdiction. Un autre objet de l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de charge selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des modes de réalisation préférés de l’invention, dans lesquelles : - FIG. 1 illustre schématiquement une vue en coupe d’un agencement du pack batterie d’un véhicule selon l’invention dans son environnement ; - FIG. 2 illustre schématiquement le fonctionnement du procédé de charge de l’invention au moyen du pack batterie illustré en FIG. 1 . L’invention propose d’intégrer directement un récepteur R de la charge à induction au pack batterie du véhicule au centre sous les pieds P du passager arrière (dit « de rang 2 ») tout en garantissant la sécurité des occupants vis-à-vis des risques d’électrocution. Le véhicule est décrit en référence à un repère dans l’espace comprenant un axe longitudinal X suivant une direction de déplacement du véhicule automobile ; un axe latéral Y perpendiculaire à l’axe longitudinal X, et un axe vertical Z perpendiculaire à l’axe longitudinal X et à l’axe latéral Y. Le pack batterie comprend des cellules C et leurs logements à l’avant et à l’arrière du plancher. Des traverses T sont prévues pour la structure du pack batterie. Un rétrécissement est prévu entre les logements des cellules C (dits avants et arrières en référence à l’axe longitudinal X) à l’endroit où est disposé le récepteur R. En rendant le récepteur R (généralement appelé « wireless pad » en langue anglaise) solidaire du pack batterie, en particulier comme faisant partie intégrante du pack au même titre que d’autres composants électroniques, l’invention permet de résoudre le problème d’intégration au véhicule (avoir une même zone d’intégration, limiter le nombre de boîtiers et de faisceaux d’inter-connexions, et réduire l’impact sur la garde au sol du véhicule). Par ailleurs, il est important de répondre en outre à la problématique de protection des passagers P du véhicule pendant la recharge. L’invention se définit d’une part par l’intégration du récepteur R de charge à induction dans la batterie à haute tension du véhicule ; et d’autre part par la protection des passagers P lors de la mise en œuvre du système de charge par induction. L’intérêt principal de l’intégration physique est d’éviter toute dégradation de la prestation de garde au sol du véhicule puisque le récepteur R est intégré au pack batterie dans les limites de conception et d’architecture du véhicule. L’invention inclut en outre une logique fonctionnelle de démarrage d’une charge par induction en fonction de la présence ou non des passagers P à l’arrière du véhicule et ceci de façon totalement indépendante du système de pilotage de la charge depuis le dispositif extérieur. Le système de charge par induction utilise des fréquences élevées de l’ordre de 85kWHz pouvant représenter un danger pour les personnes équipées de stimulateurs cardiaques sensibles aux champs magnétiques parasites et aux courants de fuite produits par ce type de dispositif. Afin d’éliminer tout risque lié à la proximité des pieds du passager arrière P avec la bobine de recharge par induction située en dessous, l’invention propose d’associer le déclenchement de la charge par induction à la détection des passagers arrière P du véhicule. La logique fonctionnelle est décrite dans le logigramme de la FIG. 2 , implémentée par un contrôleur de charge. La référence U concerne l’utilisateur qui lance la recharge sans fil référencée en W. Le système de recharge détecte la terre (référence G), puis détermine le mode du véhicule (référence M), soit en veille S1 (ou « stand-by » en langue anglaise), soit en mode prêt à rouler R1 (ou « ready » en langue anglaise). Avant démarrage d’une charge par induction sollicitée depuis l’extérieur du véhicule, le contrôleur de charge s’assure de la présence ou non des passagers P à l’intérieur du véhicule par un ensemble de conditions décrites ci-après et de façon non exhaustive. On parlera d’étape de détection de passager PD. Dans l’affirmative 1 (présence de passager P), le contrôleur de charge alerte le conducteur A d’une impossibilité de charge par induction CI. Dans la négative 0, le système autorise la charge et informe que la charge est en cours CE. L’alerte comprend une alerte sonore. La possibilité de détection de la présence de passagers P à l’arrière du véhicule peut être faite par l’un ou plusieurs de moyens suivants : - un témoin de bouclage de ceinture PD1 ; - une nappe de détection sous siège PD2 ; - une nappe de détection sous tapis ; - une détection infrarouge (par exemple par utilisation de capteurs d’alarme volumétrique) ; - un radar (par exemple un système de surveillance de passagers : pour enfants par exemple) ; - un témoin d’ouverture/fermeture des portes ; - etc. En cas de présence avérée d’un passager P installé à proximité de la bobine de recharge, une information/alerte sonore et visuelle est affichée à destination du conducteur indiquant l’impossibilité de démarrer la charge par induction en lien avec la présence d’occupants et aux dangers que représente les champs magnétiques générés par la charge. L’intérêt majeur est de pouvoir limiter le nombre de boîtiers électroniques nécessaires au système de recharge par induction. D’un point de vue montage industriel, au lieu de réaliser le montage et le raccordement électrique et de refroidissement de deux composants séparés, (batterie, récepteur induction), un seul composant assemblé nécessaire est connecté et monté au véhicule. L’invention propose ainsi un pack batterie tout inclus intégré avec son propre système de recharge par induction. En mode prêt à rouler R1, le système effectue une séquence de mise en veille de la charge par induction S2. L’invention permet également de limiter la quantité de faisceaux câbles à haute-tension et d’ajouter une boucle de refroidissement spécifique pour le récepteur de charge sans fil R. L’invention porte en outre sur un programme de contrôle mettant en œuvre les étapes de procédé décrites précédemment. Le programme peut être chargé dans la mémoire d’un contrôleur d’un véhicule automobile pour y mettre en œuvre l’invention. Véhicule automobile présentant un repère dans l’espace comprenant un axe longitudinal (X) suivant une direction de déplacement du véhicule automobile ; un axe latéral (Y) perpendiculaire à l’axe longitudinal (X), et un axe vertical (Z) perpendiculaire à l’axe longitudinal (X) et à l’axe latéral (Y), le véhicule automobile comprenant : - un habitacle qui comprend un plancher de passager, une zone avant en référence à l’axe longitudinal (X) apte à loger des passagers avant, et une zone arrière en référence à l’axe longitudinal (X) apte à loger des passagers arrière ; - un pack batterie disposé sous le plancher de passager en référence à l’axe vertical (Z), comprenant un carter logeant des cellules de batterie (C) ; - un récepteur de charge sans fil (R) disposé au niveau des cellules de batteries (C) de sorte à permettre une charge sans fil des cellules de batteries (C), le récepteur (R) étant disposé sous le plancher de passager ; - un moyen de détection de passager arrière détectant si un passager arrière est dans l’habitacle au niveau du plancher de passager ; - un contrôleur de charge connecté au récepteur de charge (R) et au moyen de détection, caractérisé en ce que le contrôleur de charge interdit la charge par le récepteur de charge (R) si le moyen de détection détecte un passager arrière. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de détection comprend un détecteur à infrarouge et/ou un radar. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le moyen de détection comprend un témoin de bouclage de ceinture, un détecteur de plancher, un détecteur de siège, et/ou un témoin d’ouverture/fermeture de porte. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le pack batterie comprend des logements de cellules avant et arrière en référence à l’axe vertical longitudinal (X), et un rétrécissement intermédiaire entre lesdits logements de cellules, le rétrécissement étant disposé au niveau du plancher de passager. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre un système d’alerte (A) alertant de l’interdiction, de préférence un système d’alerte visuelle et/ou auditive. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l’habitacle et le pack batterie sont disposés dans une caisse de véhicule, caractérisé en ce que le récepteur (R) est disposé sous la caisse de véhicule en référence à l’axe vertical (Z). Procédé de charge d’un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant les étapes suivantes : - une étape de détection (PD1, PD2) dans laquelle on détecte si un passager arrière est dans l’habitacle au niveau du plancher de passager ; - une étape d’interdiction (CI) dans laquelle si un passager arrière est dans l’habitacle au niveau du plancher de passager, alors on interdit la charge par le récepteur de charge (R) ; et - une étape d’autorisation (CE) dans laquelle si aucun passager arrière n’est dans l’habitacle au niveau du plancher de passager, alors on autorise la charge par le récepteur de charge. Procédé de charge selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’étape de détection comprend une détection de bouclage de ceinture (PD1), une détection sur le plancher, une détection sur le siège (PD2), une détection par infrarouges, une détection par radar, et/ou une détection d’ouverture/fermeture de porte. Procédé de charge selon l’une quelconque des revendications 7 à 8, comprenant en outre une étape d’alerte (A) dans laquelle on alerte le conducteur de l’interdiction. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de charge selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.