FR2947113A1 - Electric power supply battery charging i.e. contactless charging, method for car, involves adapting frequency of charging device to value equal to resonance frequency value to transmit power without contact between coils - Google Patents

Electric power supply battery charging i.e. contactless charging, method for car, involves adapting frequency of charging device to value equal to resonance frequency value to transmit power without contact between coils Download PDF

Info

Publication number
FR2947113A1
FR2947113A1 FR0902930A FR0902930A FR2947113A1 FR 2947113 A1 FR2947113 A1 FR 2947113A1 FR 0902930 A FR0902930 A FR 0902930A FR 0902930 A FR0902930 A FR 0902930A FR 2947113 A1 FR2947113 A1 FR 2947113A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
charging
battery
motor vehicle
frequency
receiver
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR0902930A
Other languages
French (fr)
Inventor
Menouar Ameziani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Priority to FR0902930A priority Critical patent/FR2947113A1/en
Publication of FR2947113A1 publication Critical patent/FR2947113A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12Inductive energy transfer
    • B60L53/122Circuits or methods for driving the primary coil, e.g. supplying electric power to the coil
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12Inductive energy transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12Inductive energy transfer
    • B60L53/126Methods for pairing a vehicle and a charging station, e.g. establishing a one-to-one relation between a wireless power transmitter and a wireless power receiver
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/35Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • B60L53/38Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

The method involves searching a resonant frequency of a resonant charging device formed by a charging transmitter (12) and a charging receiver when a motor vehicle is positioned on a parking space (24). Frequency of the charging device is adapted to a value equal to the resonance frequency value of the charging device, so to transmit optimal power without contact between a primary coil of the transmitter and a secondary coil of the receiver. Independent claims are also included for the following: (1) a charging receiver comprising a resonant circuit provided with a capacitor (2) a charging arrangement for charging a battery of a motor vehicle and comprising a charging transmitter provided with a control device for controlling charging of the battery.

Description

La présente invention concerne un procédé de charge d'une batterie de véhicule automobile. Elle concerne aussi un émetteur et un récepteur mettant en oeuvre un tel procédé de charge d'une batterie. Elle concerne aussi un véhicule automobile en tant que tel équipé d'un tel récepteur pour mettre en oeuvre le procédé de charge de sa batterie. Enfin, elle concerne un agencement pour la charge d'une batterie de véhicule automobile. The present invention relates to a method of charging a motor vehicle battery. It also relates to a transmitter and a receiver implementing such a method of charging a battery. It also relates to a motor vehicle as such equipped with such a receiver to implement the charging method of its battery. Finally, it relates to an arrangement for charging a motor vehicle battery.

Les véhicules automobiles qui ne fonctionnent qu'avec l'énergie électrique sont équipés d'une batterie qui est rechargée à l'aide d'un chargeur quand elle est déchargée. Motor vehicles that only operate with electrical energy are equipped with a battery that is recharged by a charger when it is discharged.

Une première famille de solutions de charge d'une batterie de véhicule automobile, dites avec contact , repose sur une connexion électrique directe et continue entre la batterie et le chargeur, ce dernier délivrant ainsi un courant électrique à la batterie au travers de cette connexion qui permet la charge de la batterie. Une première approche consiste à exploiter le réseau électrique : cela permet la charge de la batterie à partir de faibles puissances, de l'ordre de 3 kW, ce qui exige une longue durée de charge de plusieurs heures. Selon une seconde approche, des chargeurs puissants sont utilisés, offrant par exemple une puissance pouvant aller jusqu'à 100 kW. La manipulation de tels chargeurs peut présenter des risques. Toutes les solutions de charge de batterie avec contact présentent de plus les inconvénients suivants : - la corrosion des contacts électriques au niveau de la connexion entre le chargeur, la batterie et les prises du réseau alternatif réduit leur fiabilité, et entraîne même des risques de déclenchement d'incendie ; - la connexion avec contact perd en efficacité en milieu humide, entraînant en outre aussi des risques de chocs électriques ; - la connexion avec contact nécessite des manipulations électriques et est peu conviviale, voire dangereuse. A first family of charging solutions of a motor vehicle battery, said contact, is based on a direct and continuous electrical connection between the battery and the charger, the latter thus delivering an electric current to the battery through this connection which allows charging of the battery. A first approach is to use the power grid: this allows the battery to be charged from low power, of the order of 3 kW, which requires a long charging time of several hours. According to a second approach, powerful chargers are used, for example offering a power of up to 100 kW. Handling such chargers may present risks. All contact battery charging solutions also have the following drawbacks: - Corrosion of the electrical contacts at the connection between the charger, the battery and the AC mains reduces their reliability, and even leads to tripping risks. fire; - The connection with contact loses efficiency in a humid environment, also leading to the risk of electric shock; - The connection with contact requires electrical manipulations and is not friendly or dangerous.

Une seconde famille de solutions de charge de batterie de véhicule automobile, dites sans contact , repose sur une charge à distance par l'intermédiaire d'un dispositif de charge, appelé chargeur , doté d'une partie primaire émettrice comprenant notamment une bobine primaire, que nous appelons plus simplement émetteur , qui coopère avec une partie secondaire réceptrice comprenant notamment une bobine secondaire, que nous appelons plus simplement récepteur , montée sur le véhicule automobile et reliée à la batterie à recharger. La bobine primaire transmet ainsi un champ magnétique suffisant pour induire le courant de charge nécessaire à la batterie au niveau de la bobine secondaire. L'inconvénient des solutions sans contact existantes est qu'elles nécessitent un positionnement relatif très précis des deux bobines primaire et secondaire. Le document FR2750267 illustre une solution de charge d'une batterie sans contact et le problème de positionnement mentionné. Pour répondre à ce problème, ce document propose deux approches combinées : la première consiste à proposer un émetteur portatif, ce qui permet de le déplacer par rapport au véhicule automobile si son positionnement est imparfait, et la seconde consiste en un dispositif de guidage permettant d'augmenter la précision du positionnement du véhicule automobile relativement à l'émetteur lors d'une manoeuvre de stationnement. Finalement, les solutions de charge sans contact présentent les inconvénients suivants : -elles nécessitent un positionnement précis du véhicule relativement à l'émetteur, pour éviter une chute de rendement de la phase de charge; -ce positionnement précis induit des manipulations délicates de chargeurs et/ou des manoeuvres très précises du véhicule automobile, ce qui n'est pas convivial et peu applicable à grande échelle. A second family of automotive battery charging solutions, said non-contact, based on a remote charge via a charging device, called charger, provided with a transmitting primary part including a primary coil, what we call more simply issuer, which cooperates with a receiving secondary part including including a secondary coil, which we call more simply receiver, mounted on the motor vehicle and connected to the battery to recharge. The primary coil thus transmits a magnetic field sufficient to induce the charge current required by the battery at the secondary coil. The disadvantage of existing contactless solutions is that they require very precise relative positioning of the two primary and secondary coils. Document FR2750267 illustrates a solution for charging a non-contact battery and the mentioned positioning problem. To answer this problem, this document proposes two combined approaches: the first is to propose a portable transmitter, which makes it possible to move it relative to the motor vehicle if its positioning is imperfect, and the second consists of a guiding device allowing to to increase the positioning accuracy of the motor vehicle relative to the transmitter during a parking maneuver. Finally, the contactless charging solutions have the following disadvantages: they require a precise positioning of the vehicle relative to the transmitter, to avoid a drop in efficiency of the charging phase; this precise positioning induces delicate handling of chargers and / or very precise maneuvers of the motor vehicle, which is not user-friendly and not applicable on a large scale.

Ainsi, l'invention a pour objet de proposer une solution de charge d'une 30 batterie de véhicule automobile qui ne présente pas tout ou partie des inconvénients de l'état de la technique. Thus, the object of the invention is to propose a charging solution for a motor vehicle battery which does not have all or some of the disadvantages of the state of the art.

Plus précisément, un premier objet de l'invention est de proposer une solution conviviale de charge d'une batterie de véhicule automobile, ne nécessitant pas de manipulation d'un dispositif de charge ni des manoeuvres rigoureuses d'un véhicule automobile. More specifically, a first object of the invention is to provide a user-friendly solution for charging a motor vehicle battery, not requiring manipulation of a charging device or rigorous maneuvers of a motor vehicle.

Un second objet de l'invention est de proposer une solution de charge efficace, permettant d'obtenir la pleine charge d'une batterie dans un temps minimum. A second object of the invention is to provide an efficient charging solution, to obtain the full charge of a battery in a minimum time.

A cet effet, l'invention propose un procédé de charge d'une batterie d'alimentation électrique d'un véhicule automobile, à partir d'un dispositif de charge comprenant d'une part un émetteur de chargeur, comprenant un convertisseur ACIDC, un onduleur et une bobine primaire, disposé au sein d'une place de stationnement pour véhicule automobile, et d'autre part un récepteur de chargeur, comprenant une bobine secondaire agencé au sein du véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - lorsqu'un véhicule automobile est positionné sur la place de 20 stationnement, recherche de la fréquence de résonance (fo) du dispositif de charge résonant formé par l'émetteur de chargeur et le récepteur de chargeur ; û adaptation de la fréquence (f) du dispositif de charge à une valeur sensiblement égale à la valeur de résonance (fo) du dispositif 25 de charge, de sorte de transmettre une puissance optimale de manière sans contact entre la bobine primaire et la bobine secondaire. For this purpose, the invention proposes a method of charging a battery for powering a motor vehicle, from a charging device comprising on the one hand a charger transmitter, comprising an ACIDC converter, a inverter and a primary coil, disposed within a parking space for a motor vehicle, and on the other hand a charger receiver, comprising a secondary coil arranged within the motor vehicle, characterized in that it comprises the following steps when: a motor vehicle is positioned in the parking space, search for the resonance frequency (fo) of the resonant charging device formed by the charger transmitter and the charger receiver; adapting the frequency (f) of the charging device to a value substantially equal to the resonance value (f 0) of the charging device, so as to transmit an optimal power in a non-contact manner between the primary coil and the secondary coil .

La seconde étape d'adaptation de la fréquence (f) peut comprendre la 30 modification de la fréquence de découpage (f) de l'onduleur à une valeur sensiblement égale à la valeur de résonance (fo). The second step of adapting the frequency (f) may comprise the modification of the switching frequency (f) of the inverter to a value substantially equal to the resonance value (fo).

Le procédé de charge d'une batterie peut de plus comprendre l'étape supplémentaire suivante : û modification de la tension (Vdc) du convertisseur AC/DC pour 5 augmenter la puissance transmise au circuit secondaire. The method of charging a battery may further include the following additional step: modifying the voltage (Vdc) of the AC / DC converter to increase the power transmitted to the secondary circuit.

La première étape peut comprendre les sous-étapes suivantes : - envoi de courants de faible amplitude en balayant différentes fréquences ; 10 - mesure du courant induit résultant pour chaque fréquence ; - à la fin du balayage, détermination du courant induit maximal obtenu, la fréquence de résonance (fo) étant fixée égale à la fréquence correspondant à cette valeur maximale du courant induit. The first step may comprise the following substeps: sending low amplitude currents by scanning different frequencies; 10 - measurement of the resulting induced current for each frequency; - At the end of the scan, determining the maximum induced current obtained, the resonant frequency (fo) being set equal to the frequency corresponding to this maximum value of the induced current.

15 Le procédé de charge d'une batterie peut définir une fréquence de référence correspondant à la fréquence de résonance dans le cas où les deux bobines primaire et secondaire sont parfaitement superposées, de manière coaxiale, et le balayage de fréquence peut être d'abord réalisé autour de cette fréquence de référence. 20 La seconde étape d'adaptation de la fréquence de découpage (f) à une valeur sensiblement égale à la valeur de résonance (fo) du dispositif de charge peut être effectuée dans une phase initiale du procédé de charge et/ou en cours de charge de la batterie en cas de détection d'une 25 modification des conditions de charge. L'invention porte aussi sur un émetteur de chargeur pour batterie d'alimentation électrique d'un véhicule automobile, comprenant un convertisseur AC/DC, un onduleur et une bobine primaire, caractérisé en ce 30 qu'il comprend un dispositif de commande qui met en oeuvre tout ou partie du procédé de charge tel que décrit précédemment. The method of charging a battery can define a reference frequency corresponding to the resonant frequency in the case where the two primary and secondary coils are perfectly superimposed, coaxially, and the frequency sweep can be first realized. around this reference frequency. The second step of adapting the switching frequency (f) to a value substantially equal to the resonance value (fo) of the charging device can be carried out in an initial phase of the charging process and / or being charged. of the battery in case of detection of a change in the charging conditions. The invention also relates to a charger transmitter for a motor vehicle power supply battery, comprising an AC / DC converter, an inverter and a primary coil, characterized in that it comprises a control device which sets all or part of the charging process as described above.

L'émetteur de chargeur pour batterie d'alimentation électrique d'un véhicule automobile peut représenter un circuit résonant comprenant l'onduleur, un condensateur et la bobine, dont la fréquence de résonance de référence (fo) est déterminée par : fol = 1 / [4. rr 2 (Lp Cp)] où Cp est la capacité du condensateur et Lp l'inductance de la bobine. The charger transmitter for a motor vehicle power supply battery may represent a resonant circuit comprising the inverter, a capacitor and the coil, whose reference resonance frequency (fo) is determined by: fol = 1 / [4. rr 2 (Lp Cp)] where Cp is the capacity of the capacitor and Lp is the inductance of the coil.

L'invention porte aussi sur un récepteur pour batterie d'alimentation électrique d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commande qui met en oeuvre tout ou partie du procédé de charge tel que décrit précédemment. The invention also relates to a receiver for a power supply battery of a motor vehicle, characterized in that it comprises a control device which implements all or part of the charging method as described above.

Le récepteur pour batterie d'alimentation électrique d'un véhicule automobile peut représenter un circuit résonant comprenant un condensateur et une bobine, dont la fréquence de résonance de référence (fo) est déterminée par : f02 =1/[4.rr2(LsCs)] où Cs est la capacité du condensateur et Ls l'inductance de la bobine. The receiver for a motor vehicle power supply battery may represent a resonant circuit comprising a capacitor and a coil, whose reference resonance frequency (fo) is determined by: f02 = 1 / [4.rr2 (LsCs) where Cs is the capacity of the capacitor and Ls is the inductance of the coil.

L'invention porte aussi sur un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend une batterie pour l'alimentation électrique de son moteur, caractérisé en ce qu'il comprend un récepteur tel que décrit ci-dessus pour la charge de sa batterie. The invention also relates to a motor vehicle characterized in that it comprises a battery for the power supply of its engine, characterized in that it comprises a receiver as described above for the charge of its battery.

L'invention porte aussi sur un agencement pour la charge d'une batterie de véhicule automobile comprenant un émetteur de chargeur fixé sur une place de stationnement pour véhicule automobile, caractérisé en ce que l'émetteur de chargeur est tel que décrit précédemment. The invention also relates to an arrangement for charging a motor vehicle battery comprising a charger transmitter fixed on a parking space for a motor vehicle, characterized in that the charger transmitter is as described above.

La place de stationnement peut présenter une dimension telle qu'elle permet un positionnement décentré allant jusqu'à 30 centimètres d'un véhicule automobile par rapport à un positionnement de référence dans lequel les deux bobines primaire et secondaire respectivement de l'émetteur de chargeur et du récepteur de chargeur du véhicule automobile sont parfaitement superposées, de manière coaxiale. The parking space may have a dimension such that it allows an off-center positioning of up to 30 centimeters from a motor vehicle relative to a reference position in which the two primary and secondary coils respectively of the charger transmitter and of the loader receiver of the motor vehicle are perfectly superimposed, coaxially.

Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : These objects, features and advantages of the present invention will be set forth in detail in the following description of a particular embodiment made in a non-limiting manner in relation to the appended figures among which:

La figure 1 représente schématiquement en vue de côté un véhicule 15 automobile en phase de charge de sa batterie selon un mode d'exécution de l'invention. FIG. 1 is a diagrammatic side view of an automobile vehicle in the charging phase of its battery according to one embodiment of the invention.

La figure 2 représente schématiquement en vue de côté l'agencement émetteur/récepteur du dispositif de charge selon le mode d'exécution de 20 l'invention. Figure 2 schematically shows a side view of the transmitter / receiver arrangement of the charging device according to the embodiment of the invention.

La figure 3 représente schématiquement en vue de dessus une place de parking équipée d'un émetteur selon le mode d'exécution de l'invention. 3 schematically shows a top view of a parking space equipped with a transmitter according to the embodiment of the invention.

25 La figure 4 représente schématiquement sur la vue de dessus de la place de parking la problématique résolue par l'invention. Figure 4 schematically shows in the top view of the parking space the problem solved by the invention.

La figure 5 représente schématiquement le circuit électrique du dispositif de charge d'une batterie selon le mode d'exécution de l'invention. 30 La figure 6 représente plus précisément un onduleur du chargeur selon le mode d'exécution de l'invention. FIG. 5 diagrammatically represents the electric circuit of the charging device of a battery according to the embodiment of the invention. FIG. 6 more specifically represents an inverter of the charger according to the embodiment of the invention.

La figure 7 représente plus précisément un convertisseur AC/DC du mode d'exécution de l'invention. Figure 7 shows more precisely an AC / DC converter of the embodiment of the invention.

La figure 8 représente la variation de la puissance transmise par l'émetteur au récepteur embarqué dans le véhicule automobile en fonction de la fréquence et de la tension en sortie du convertisseur AC/DC pour illustrer l'effet du mode d'exécution de l'invention. FIG. 8 represents the variation of the power transmitted by the transmitter to the on-board receiver in the motor vehicle as a function of the frequency and the output voltage of the AC / DC converter to illustrate the effect of the execution mode of the invention.

Selon le mode d'exécution de l'invention, un véhicule automobile 1 électrique, dont le moteur est uniquement alimenté en énergie électrique par une batterie, est équipé dans son bas de caisse d'un récepteur sans contact 2 relié à la batterie non représentée, qui reçoit une puissance 9 transmise par un émetteur 12 au travers un espace 7 entre l'émetteur et le récepteur, alors que le véhicule repose sur le sol 8 d'une place de stationnement équipée d'un émetteur de chargeur de batterie, tel que représenté sur la figure 1. Le dispositif de charge de la batterie du véhicule se compose donc de deux composants principaux qui coopèrent sans contact, un émetteur 12 fixé au sol 8 et un récepteur 2 monté sur le véhicule automobile. According to the embodiment of the invention, an electric motor vehicle 1, whose engine is only powered by a battery, is equipped in its underside of a non-contact receiver 2 connected to the battery not shown , which receives a power 9 transmitted by a transmitter 12 through a space 7 between the transmitter and the receiver, while the vehicle rests on the ground 8 of a parking space equipped with a battery charger transmitter, such as The charging device of the vehicle battery therefore consists of two main components that cooperate without contact, a transmitter 12 fixed to the ground 8 and a receiver 2 mounted on the motor vehicle.

L'émetteur 12 comprend principalement une bobine 13 dite primaire, qui est positionnée de manière fixe au niveau d'une place de stationnement d'un véhicule automobile, alimentée par un circuit résonnant qui sera décrit par la suite. Cet émetteur 12 est avantageusement intégré dans un volume aménagé au sein de la place de stationnement, de sorte que la partie de l'émetteur 12 comprenant la bobine primaire 13 ne dépasse pas ou peu du niveau du sol 8 sur lequel se place un véhicule automobile. En variante, l'émetteur peut être disposé entièrement au-dessus du sol 8 pour faciliter son positionnement. The transmitter 12 mainly comprises a so-called primary coil 13, which is fixedly positioned at a parking space of a motor vehicle, powered by a resonant circuit which will be described later. This transmitter 12 is advantageously integrated into a volume arranged within the parking space, so that the portion of the transmitter 12 comprising the primary coil 13 does not exceed or slightly above the ground level 8 on which is placed a motor vehicle . Alternatively, the transmitter can be disposed entirely above the ground 8 to facilitate its positioning.

La figure 2 illustre le mode d'exécution de l'invention dans lequel la bobine 13 de l'émetteur 12 dépasse légèrement au-dessus du niveau du sol 8, de sorte de se trouver à une distance e au-dessous de la bobine dite secondaire 3 du récepteur 2 aménagé au sein du véhicule automobile, dans une direction verticale z. La bobine secondaire 3 est apte à la réception d'une puissance 9 transmise par la bobine primaire 13 au travers de l'espace 7 les séparant, appelé entrefer. Le récepteur 2 est avantageusement aménagé dans le bas de caisse du véhicule automobile, intégré dans le châssis du véhicule, pour minimiser la distance e et optimiser le transfert de puissance au travers de l'espace 7. Ce dispositif de charge de batterie peut correspondre à la partie avant ou arrière du véhicule. FIG. 2 illustrates the embodiment of the invention in which the coil 13 of the transmitter 12 protrudes slightly above the ground level 8, so as to be at a distance e below the so-called coil secondary 3 of the receiver 2 arranged within the motor vehicle, in a vertical direction z. The secondary coil 3 is adapted to receive a power 9 transmitted by the primary coil 13 through the space 7 separating them, called gap. The receiver 2 is advantageously arranged in the underside of the motor vehicle, integrated in the chassis of the vehicle, to minimize the distance e and optimize the power transfer through the space 7. This battery charging device can correspond to the front or rear part of the vehicle.

Le concept de l'invention repose donc sur le principe de charge sans contact d'une batterie, et permet le transfert de puissance de charge au travers de l'air présent dans l'espace 7, sans nécessiter de connexion électrique physique au niveau du véhicule automobile. The concept of the invention is therefore based on the principle of non-contact charging of a battery, and allows the transfer of charge power through the air present in the space 7, without the need for a physical electrical connection at the level of the battery. motor vehicle.

La figure 3 représente en vue de dessus une place de stationnement 24, de forme rectangulaire similaire aux places de parking conventionnelles, de dimension pouvant être de 3 mètres par 5 mètres, incluant un agencement pour la charge d'une batterie de véhicule automobile, comprenant pour cela un émetteur 12 de batterie fixé sur le sol 8. En variante, la place de parking pourrait présenter d'autres géométries, sans empêcher la mise en oeuvre du concept de l'invention qui va être détaillé plus bas. FIG. 3 represents a top view of a parking space 24, of rectangular shape similar to conventional parking spaces, of dimensions that may be 3 meters by 5 meters, including an arrangement for charging a motor vehicle battery, comprising for this, a transmitter 12 of battery fixed on the ground 8. Alternatively, the parking space could have other geometries, without impeding the implementation of the concept of the invention will be detailed below.

La figure 4 illustre la situation en pratique lors de la charge de la batterie d'un véhicule automobile positionné dans la place de stationnement 24. L'émetteur 12 émet une puissance dans une surface de rayonnement représentée schématiquement par la forme circulaire 14, sensiblement symétriquement répartie autour de la bobine primaire de l'émetteur 12. Le véhicule automobile devrait idéalement être positionné de manière centrée sur la place de stationnement afin que sa bobine dite secondaire 3 se trouve parfaitement superposée à la bobine primaire 13, comme représenté sur la figure 2, c'est-à-dire de sorte que les deux bobine 3, 13 soient coaxialement alignées dans la direction verticale. Dans la pratique, le véhicule automobile peut être décalé par rapport à cette position idéale de référence, de sorte que la surface de réception de sa bobine secondaire 3 peut correspondre aux disques 5 ou 6, selon la représentation schématique choisie. Dans ces positions décalées du véhicule automobile, la charge ne présente pas les mêmes caractéristiques que lors de la position idéale et son efficacité chute rapidement. FIG. 4 illustrates the situation in practice when charging the battery of a motor vehicle positioned in the parking space 24. The transmitter 12 emits power in a radiation surface represented schematically by the circular shape 14, substantially symmetrically distributed around the primary coil of the transmitter 12. The motor vehicle should ideally be positioned centrally on the parking space so that its so-called secondary coil 3 is perfectly superimposed on the primary coil 13, as shown in Figure 2 i.e., so that the two coils 3, 13 are coaxially aligned in the vertical direction. In practice, the motor vehicle can be shifted relative to this ideal reference position, so that the receiving surface of its secondary coil 3 can correspond to the disks 5 or 6, according to the schematic representation chosen. In these staggered positions of the motor vehicle, the load does not have the same characteristics as in the ideal position and its efficiency drops quickly.

Le concept de l'invention permet d'optimiser la charge de la batterie du véhicule automobile, quelle que soit la position de ce véhicule automobile par rapport à l'émetteur 12 sur une place de stationnement, même dans les positions décalées 5, 6. L'invention atteint ainsi l'avantage d'atteindre une charge efficace dans toutes les positions du véhicule automobile dans une place de stationnement prédéfinie, sans exiger le positionnement très précis du véhicule automobile qui peut disposer d'espace soit sur ses côtés, soit vers l'avant ou l'arrière, permettant la montée et la descente de passagers, l'accès au coffre ou au capot avant, etc, comme lors d'un simple stationnement conventionnel d'un véhicule au sein d'une place de stationnement. The concept of the invention optimizes the charge of the battery of the motor vehicle, regardless of the position of the motor vehicle relative to the transmitter 12 in a parking space, even in the offset positions 5, 6. The invention thus has the advantage of achieving an effective load in all positions of the motor vehicle in a predefined parking space, without requiring the very precise positioning of the motor vehicle that can have space either on its sides or towards the front or rear, allowing the raising and lowering of passengers, access to the trunk or the front cover, etc., as in a simple conventional parking of a vehicle in a parking space.

La figure 5 représente de manière simplifiée le schéma électrique du dispositif de charge d'une batterie 10 de véhicule automobile. L'émetteur 12 comprend une connexion une connexion 15 vers le secteur 16, un convertisseur AC/DC 17 dont la fonction est de transformer le courant alternatif du secteur 16 en un courant continu, fournissant une tension continue Vdc en entrée d'un onduleur 18 dont la fonction est de transmettre une puissance oscillante au niveau de la bobine primaire 13. Le récepteur 2 agencé au sein du véhicule automobile comprend une bobine secondaire 3 qui reçoit la puissance transmise par la bobine primaire 13, dont le champ magnétique généré induit un courant électrique au sein de la bobine secondaire 3 au travers de l'espace 7. Ce courant électrique traverse un régulateur ou redresseur 4 puis un filtre 11 avant d'atteindre la batterie 10, permettant ainsi sa charge. Le chargeur est de plus contrôlé par un dispositif de commande 19 dont la fonction sera détaillée par la suite. FIG. 5 schematically represents the electrical diagram of the charging device of a battery 10 of a motor vehicle. The transmitter 12 comprises a connection 15 to the sector 16, an AC / DC converter 17 whose function is to transform the AC current of the sector 16 into a DC current, supplying a DC voltage Vdc at the input of an inverter 18 whose function is to transmit an oscillating power at the level of the primary coil 13. The receiver 2 arranged within the motor vehicle comprises a secondary coil 3 which receives the power transmitted by the primary coil 13, whose generated magnetic field induces a current electrical power within the secondary coil 3 through the space 7. This electric current passes through a regulator or rectifier 4 and a filter 11 before reaching the battery 10, thus allowing charging. The charger is further controlled by a controller 19 whose function will be detailed later.

La figure 6 permet de détailler plus précisément le schéma électrique du convertisseur à résonance utilisé pour le transfert de puissance. L'onduleur 18 est un onduleur à découpage haute fréquence, fonctionnant pour des fréquences entre 20 kHz et 100 kHz), qui comprend principalement quatre transistors 30 de type IGBT, associés à un circuit résonant défini par l'association d'un condensateur 31 de capacité Cp associé en série à la bobine primaire 13 d'inductance Lp. Un bloc de détection de résonance 42 est interposé entre le circuit primaire résonant et le dispositif de commande 19. Du côté du véhicule automobile, le récepteur comprend donc une bobine secondaire 3 d'inductance Ls associée en série à un condensateur 41 de capacité Cs. Un redresseur 4 puis un filtre 11 consistant en un simple condensateur sont ensuite disposés entre le circuit résonnant secondaire et la batterie, non représentée. Figure 6 allows to detail more precisely the electrical diagram of the resonance converter used for power transfer. The inverter 18 is a high frequency switching inverter, operating for frequencies between 20 kHz and 100 kHz), which mainly comprises four IGBT type transistors 30 associated with a resonant circuit defined by the combination of a capacitor 31 of capacitance Cp associated in series with the primary coil 13 of inductance Lp. A resonance detection block 42 is interposed between the resonant primary circuit and the control device 19. On the motor vehicle side, the receiver therefore comprises a secondary coil 3 of inductance Ls associated in series with a capacitor 41 of capacitance Cs. A rectifier 4 and a filter 11 consisting of a single capacitor are then arranged between the secondary resonant circuit and the battery, not shown.

Selon l'invention, le convertisseur à résonance fonctionne à une fréquence de découpage f proche de la fréquence de résonance fo des circuits primaires et secondaires, respectivement définis par les paramètres Lp-Cp, Ls-Cs. According to the invention, the resonance converter operates at a switching frequency f close to the resonance frequency fo of the primary and secondary circuits, respectively defined by the parameters Lp-Cp, Ls-Cs.

La fréquence de résonance est liée à ces paramètres par les équations suivantes : wo=2rrfo et w02 = 1 / (Lp Cp) = 1 / (Ls Cs) soit fol = 1 / [4. Tr 2 (Lp Cp)] The resonance frequency is related to these parameters by the following equations: wo = 2rrfo and w02 = 1 / (Lp Cp) = 1 / (Ls Cs) is fol = 1 / [4. Tr 2 (Lp Cp)]

Le déplacement relatif d'un véhicule automobile par rapport à l'émetteur au niveau d'une place de stationnement entraîne le décalage de la bobine secondaire par rapport à la situation centrée de référence, ce qui se traduit au niveau électrique par une modification des inductances des Lp et Ls des bobines primaire et secondaire et donc une modification de la fréquence de résonance. Ainsi, un tel déplacement entraîne une modification du circuit électrique de référence décrit ci-dessus, dont la fréquence de fonctionnement n'est plus optimisée, ne correspond plus à la fréquence de résonnance recherchée. The relative displacement of a motor vehicle relative to the transmitter at a parking space causes the secondary coil to shift relative to the reference center situation, which is translated at the electrical level by a modification of the inductances. Lp and Ls of the primary and secondary coils and thus a modification of the resonant frequency. Thus, such displacement causes a modification of the reference electrical circuit described above, whose operating frequency is no longer optimized, no longer corresponds to the desired resonance frequency.

Selon le concept de l'invention, les conditions de fonctionnement du chargeur sont adaptées à la position du véhicule afin de se rapprocher au mieux de la fréquence de résonance du circuit électrique équivalent formé par les deux dispositifs primaire et secondaire tels qu'ils sont disposés l'un par rapport à l'autre. Ainsi, la solution recherche toujours l'optimisation de la transmission de puissance par le chargeur dans toutes les positions du véhicule, ce qui minimise beaucoup l'impact d'un décalage de la position du véhicule. According to the concept of the invention, the operating conditions of the charger are adapted to the position of the vehicle in order to get as close as possible to the resonance frequency of the equivalent electrical circuit formed by the two primary and secondary devices as they are arranged. relative to each other. Thus, the solution always seeks the optimization of power transmission by the charger in all positions of the vehicle, which greatly minimizes the impact of a shift of the vehicle position.

Selon le mode d'exécution de l'invention, le chargeur est adapté au positionnement du véhicule en modifiant la fréquence de découpage de l'onduleur 18, pour s'approcher au mieux de la fréquence de résonance du circuit électrique équivalent. According to the embodiment of the invention, the charger is adapted to the positioning of the vehicle by changing the switching frequency of the inverter 18, to get as close as possible to the resonance frequency of the equivalent electric circuit.

En complément de l'adaptation de la fréquence explicitée ci-dessus, il est aussi possible d'optimiser le fonctionnement du chargeur en adaptant dans un second temps la tension de sortie Vdc du convertisseur ACIDC 17 à la nouvelle configuration du circuit modifié afin d'optimiser sa performance. A 11 titre d'exemple, la figure 7 représente le schéma électronique de principe du convertisseur AC/DC, qui peut convertir la tension du secteur en tension continue, en absorbant le courant sinusoïdal du secteur en phase avec la tension secteur. L'alimentation du secteur est triphasée pour les puissances élevées (de l'ordre de 20 kW par exemple). In addition to the adaptation of the frequency explained above, it is also possible to optimize the operation of the charger by adapting in a second time the output voltage Vdc of the converter ACIDC 17 to the new configuration of the modified circuit in order to optimize its performance. By way of example, FIG. 7 shows the electronic circuit diagram of the AC / DC converter, which can convert the mains voltage into a DC voltage, by absorbing the sinusoidal current of the sector in phase with the mains voltage. The power supply of the sector is three-phase for the high powers (of the order of 20 kW for example).

L'effet recherché par l'invention est illustré par la figure 8. Comme cela ressort des courbes présentées à titre d'exemple, la puissance maximale transmise par l'émetteur au récepteur est obtenue pour une fréquence f égale à la fréquence de résonance fo du dispositif. D'autre part, cette puissance maximale est obtenue pour une valeur particulière Vdcl de la tension de sortie du convertisseur AC/DC. The effect sought by the invention is illustrated in FIG. 8. As can be seen from the curves presented by way of example, the maximum power transmitted by the transmitter to the receiver is obtained for a frequency f equal to the resonance frequency f 0 of the device. On the other hand, this maximum power is obtained for a particular value Vdc1 of the output voltage of the AC / DC converter.

Finalement, le dispositif de charge de batterie comprend donc un dispositif 15 de commande qui met en oeuvre le procédé de charge de batterie sur la base des étapes essentielles suivantes : El - lorsqu'un véhicule automobile est stationné, recherche de la fréquence de résonance fo du circuit électrique équivalent ; E2 û adaptation de la fréquence de découpage f de l'onduleur à une 20 valeur sensiblement égale à la valeur de résonance fo. Finally, the battery charging device therefore comprises a control device 15 which implements the battery charging method on the basis of the following essential steps: El - when a motor vehicle is parked, search for the resonance frequency fo equivalent electrical circuit; E2 adaptation of the switching frequency f of the inverter to a value substantially equal to the resonance value fo.

En variante, la fréquence de fonctionnement du dispositif de charge pourrait être modifiée en agissant sur tout autre composant électrique que l'onduleur. Le procédé peut avantageusement mettre en oeuvre l'étape supplémentaire 25 suivante : E3 û adaptation de la tension Vdc du convertisseur AC/DC pour optimiser la puissance transmise au circuit secondaire. Alternatively, the operating frequency of the charging device could be changed by acting on any other electrical component than the inverter. The method may advantageously implement the following additional step: E3 adaptation of the voltage Vdc of the AC / DC converter to optimize the power transmitted to the secondary circuit.

La première étape El peut comprendre les sous-étapes suivantes : 30 - envoi de courant de faible amplitude en balayant différentes fréquences ; - mesure du courant induit résultant ; - la fréquence de résonance correspond au courant induit maximal. The first step E1 can comprise the following sub-steps: sending low amplitude current by scanning different frequencies; - measurement of the induced induced current; the resonance frequency corresponds to the maximum induced current.

Le balayage de fréquence pourra être effectué de préférence autour de la 5 fréquence de résonance dans la configuration de parfait alignement des deux bobines primaire et secondaire, qui sert de fréquence de référence. The frequency sweep may preferably be performed around the resonance frequency in the perfect alignment configuration of the two primary and secondary coils, which serves as the reference frequency.

En variante, la détection de la fréquence de résonance peut être obtenue par une régulation de la phase entre l'intensité et la tension pour obtenir une 10 phase nulle. Alternatively, the detection of the resonant frequency can be achieved by regulating the phase between the intensity and the voltage to obtain a zero phase.

Le procédé de charge précédent est mis en oeuvre après le stationnement d'un véhicule, en préalable de la charge proprement dite de sa batterie. Il peut toutefois être remis en oeuvre en cours de charge, si le dispositif 15 détecte une anomalie, suite à un léger déplacement du véhicule par exemple. The preceding charging method is implemented after the parking of a vehicle, in advance of the actual charge of its battery. It may, however, be put back into operation during charging, if the device 15 detects an anomaly, following a slight movement of the vehicle for example.

Finalement, ce procédé de charge permet la charge efficace d'une batterie de véhicule pour un entrefer élevé, par exemple entre 22 et 30 centimètres, 20 et pour des décentrages allant jusqu'à 30 centimètres du véhicule automobile par rapport à sa position de référence. L'invention est donc bien adaptée pour une place de stationnement de dimension permettant un éventuel décalage d'un véhicule automobile allant jusqu'à 30 centimètres par rapport à sa position de référence. 25 Ce procédé de charge est mis en oeuvre par un dispositif de commande du dispositif de charge, qui peut comprendre des éléments logiciel et/ou matériel (hardware et/ou software). Le dispositif de commande comprend par exemple principalement un ou plusieurs microprocesseurs. Il peut être 30 disposé au niveau de l'émetteur, ou en variante au niveau du récepteur, ou partiellement sur chacun des deux composants. Le dispositif de commande met notamment en oeuvre une régulation de la puissance de charge, de type PWM, à l'aide d'une puissance de consigne. Finally, this charging method enables the efficient charging of a vehicle battery for a high air gap, for example between 22 and 30 centimeters, and for offsets of up to 30 centimeters from the motor vehicle relative to its reference position. . The invention is therefore well suited for a parking space of size allowing a possible shift of a motor vehicle up to 30 centimeters from its reference position. This charging method is implemented by a device for controlling the charging device, which may comprise software and / or hardware elements (hardware and / or software). The control device comprises for example mainly one or more microprocessors. It may be disposed at the transmitter, or alternatively at the receiver, or partially at each of the two components. The control device implements, in particular, a regulation of the load power, of the PWM type, using a reference power.

L'invention a été décrite sur la base d'un émetteur de batterie fixé au niveau du sol. Toutefois, le concept de l'invention reste compatible et applicable à un émetteur portatif, mobile. The invention has been described on the basis of a battery transmitter fixed at ground level. However, the concept of the invention remains compatible and applicable to a portable, mobile transmitter.

D'autre part, il a été illustré selon certains schémas électriques à titre d'exemple. Il est applicable à toute implémentation équivalente au niveau électrique. Par exemple, les bobines peuvent présenter toutes formes, circulaire, rectangle, carrée, etc. L'onduleur peut se présenter sous toute forme, avec d'autres nombres de transistors, par exemple deux seulement, avec d'autres types de transistor, etc. L'association des condensateur et inductance Cp Lp û Cs Ls pourrait présenter d'autres configurations, ces deux éléments pourraient par exemple être montés en parallèle et non en série, tant au niveau du circuit primaire que secondaire. On the other hand, it has been illustrated according to some electrical diagrams as an example. It is applicable to any equivalent implementation at the electrical level. For example, the reels can have any shape, circular, rectangle, square, etc. The inverter can be in any form, with other numbers of transistors, for example only two, with other types of transistor, etc. The combination of capacitor and inductor Cp Lp-Cs Ls could have other configurations, these two elements could for example be connected in parallel and not in series, both at the primary circuit and secondary.

Ainsi, l'invention atteint bien les objets recherchés et présente finalement les avantages suivants: -elle est très conviviale puisque le positionnement du véhicule automobile s'effectue de manière habituelle, par son stationnement au sein d'un espace relativement large sans exiger une précision particulière du positionnement. De plus, elle ne nécessite aucune manipulation de dispositifs élctriques dangereux ; -la charge de la batterie est optimisée et efficace dans toutes les positions du véhicule, avec une large tolérance sur des variations de son positionnement. Thus, the invention achieves the desired objects and finally has the following advantages: it is very user-friendly since the positioning of the motor vehicle is done in the usual way, by parking in a relatively large space without requiring precision particular positioning. In addition, it does not require any manipulation of dangerous electrical devices; -The battery charge is optimized and effective in all positions of the vehicle, with a wide tolerance on variations in its positioning.

Claims (6)

Revendications: 1 Procédé de charge d'une batterie (10) d'alimentation électrique d'un véhicule automobile, à partir d'un dispositif de charge comprenant d'une part un émetteur de chargeur (12), comprenant un convertisseur AC/DC (17), un onduleur (18) et une bobine primaire (13), disposé au sein d'une place de stationnement (24) pour véhicule automobile, et d'autre part un récepteur de chargeur (2), comprenant une bobine secondaire (3) agencé au sein du véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : (El) - lorsqu'un véhicule automobile (1) est positionné sur la place de stationnement (24), recherche de la fréquence de résonance (fo) du dispositif de charge résonant formé par l'émetteur de chargeur (12) et le récepteur de chargeur (2) ; (E2) ù adaptation de la fréquence (f) du dispositif de charge à une valeur sensiblement égale à la valeur de résonance (fo) du dispositif de charge, de sorte de transmettre une puissance optimale de manière sans contact entre la bobine primaire (13) et la bobine secondaire (3). Claims: 1 Method for charging a battery (10) for powering a motor vehicle, from a charging device comprising on the one hand a charger transmitter (12) comprising an AC / DC converter (17), an inverter (18) and a primary coil (13) disposed within a parking space (24) for a motor vehicle and on the other hand a charger receiver (2) comprising a secondary coil (3) arranged in the motor vehicle, characterized in that it comprises the following steps: (El) - when a motor vehicle (1) is positioned in the parking space (24), search for the resonance frequency (fo) the resonant charging device formed by the charger transmitter (12) and the charger receiver (2); (E2) adapting the frequency (f) of the charging device to a value substantially equal to the resonance value (f0) of the charging device, so as to transmit optimum power in a non-contact manner between the primary coil (13); ) and the secondary coil (3). 2. Procédé de charge d'une batterie (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la seconde étape d'adaptation de la fréquence (f) comprend la modification de la fréquence de découpage (f) de l'onduleur (18) à une valeur sensiblement égale à la valeur de résonance (fo). 2. Method for charging a battery (10) according to the preceding claim, characterized in that the second step of adapting the frequency (f) comprises modifying the switching frequency (f) of the inverter (18). ) at a value substantially equal to the resonance value (fo). 3. Procédé de charge d'une batterie (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire suivante : (E3) ù modification de la tension (Vdc) du convertisseur AC/DC pour augmenter la puissance transmise au circuit secondaire. 15Procédé de charge d'une batterie (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il définit une fréquence de référence correspondant à la fréquence de résonance dans le cas où les deux bobines primaire et secondaire sont parfaitement superposées, de manière coaxiale, et en ce que le balayage de fréquence est d'abord réalisé autour de cette fréquence de référence. Procédé de charge d'une batterie (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde étape d'adaptation de la fréquence de découpage (f) à une valeur sensiblement égale à la valeur de résonance (fo) du dispositif de charge est effectuée dans une phase initiale du procédé de charge et/ou en cours de charge de la batterie en cas de détection d'une modification des conditions de charge. Emetteur de chargeur pour batterie (10) d'alimentation électrique d'un véhicule automobile, comprenant un convertisseur AC/DC (17), un onduleur (18) et une bobine primaire (13), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commande (19) qui met en oeuvre tout ou 3. A method of charging a battery (10) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises the following additional step: (E3) ù modification of the voltage (Vdc) of the AC / DC converter for increase the power transmitted to the secondary circuit. 15Process of charging a battery (10) according to the preceding claim, characterized in that it defines a reference frequency corresponding to the resonant frequency in the case where the two primary and secondary coils are perfectly superimposed, coaxially, and in that the frequency sweep is first performed around this reference frequency. Method for charging a battery (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second step of adapting the switching frequency (f) to a value substantially equal to the resonance value (fo) of the Charging device is performed in an initial phase of the charging process and / or charging of the battery in case of detection of a change in charging conditions. Battery charger transmitter (10) for powering a motor vehicle, comprising an AC / DC converter (17), an inverter (18) and a primary coil (13), characterized in that it comprises a device command (19) which implements all or 4. Procédé de charge d'une batterie (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première étape (El) comprend les sous-étapes suivantes : - envoi de courants de faible amplitude en balayant différentes fréquences ; - mesure du courant induit résultant pour chaque fréquence ; - à la fin du balayage, détermination du courant induit maximal obtenu, la fréquence de résonance (fo) étant fixée égale à la fréquence correspondant à cette valeur maximale du courant induit. 10 4. A method of charging a battery (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first step (El) comprises the following sub-steps: - sending low amplitude currents by scanning different frequencies; - measurement of the resulting induced current for each frequency; - At the end of the scan, determining the maximum induced current obtained, the resonant frequency (fo) being set equal to the frequency corresponding to this maximum value of the induced current. 10 5. 15 20 5. 15 20 6. 25 7 30 16partie du procédé de charge selon l'une des revendications précédentes. 8. Emetteur de chargeur pour batterie (10) d'alimentation électrique d'un véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il représente un circuit résonant comprenant l'onduleur (18), un condensateur (31) et la bobine (13), dont la fréquence de résonance de référence (fo) est déterminée par : fol = 1 / [4. rr 2 (Lp Cp)] où Cp est la capacité du condensateur (31) et Lp l'inductance de la bobine (13). 9. Récepteur pour batterie (10) d'alimentation électrique d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commande (19) qui met en oeuvre tout ou partie du procédé de charge selon l'une des revendications précédentes. 10. Récepteur pour batterie (10) d'alimentation électrique d'un véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il représente un circuit résonant comprenant un condensateur (41) et une bobine (3), dont la fréquence de résonance de référence (fo) est déterminée par : fol = 1 / [4. u 2 (Ls Cs)] où Cs est la capacité du condensateur (41) et Ls l'inductance de la bobine (3). 11. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend une batterie (10) pour l'alimentation électrique de son moteur, caractérisé en ce qu'il comprend un récepteur selon la revendication 9 ou 10 pour la charge de sa batterie. 18 12. Agencement pour la charge d'une batterie de véhicule automobile comprenant un émetteur de chargeur (12) fixé sur une place de stationnement (24) pour véhicule automobile, caractérisé en ce que l'émetteur de chargeur (12) est selon l'une des revendications 7 ou 8. 13. Agencement pour la charge d'une batterie de véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la place de stationnement présente une dimension telle qu'elle permet un positionnement décentré allant jusqu'à 30 centimètres d'un véhicule automobile par rapport à un positionnement de référence dans lequel les deux bobines primaire (13) et secondaire (3) respectivement de l'émetteur de chargeur et du récepteur de chargeur du véhicule automobile sont parfaitement superposées, de manière coaxiale. 6. Part of the charging method according to one of the preceding claims. 8. Charger transmitter battery (10) for power supply of a motor vehicle according to the preceding claim, characterized in that it represents a resonant circuit comprising the inverter (18), a capacitor (31) and the coil (13), whose reference resonant frequency (fo) is determined by: fol = 1 / [4. rr 2 (Lp Cp)] where Cp is the capacity of the capacitor (31) and Lp is the inductance of the coil (13). 9. Receiver for battery (10) for powering a motor vehicle, characterized in that it comprises a control device (19) which implements all or part of the charging method according to one of the preceding claims. . 10. Receiver for battery (10) for powering a motor vehicle according to the preceding claim, characterized in that it represents a resonant circuit comprising a capacitor (41) and a coil (3), whose resonance frequency reference (fo) is determined by: fol = 1 / [4. u 2 (Ls Cs)] where Cs is the capacity of the capacitor (41) and Ls is the inductance of the coil (3). 11. Motor vehicle characterized in that it comprises a battery (10) for the power supply of its engine, characterized in that it comprises a receiver according to claim 9 or 10 for the charge of its battery. 12. Arrangement for charging a motor vehicle battery comprising a charger transmitter (12) fixed to a parking space (24) for a motor vehicle, characterized in that the charger transmitter (12) is in accordance with the invention. one of claims 7 or 8. 13. Arrangement for charging a motor vehicle battery according to the preceding claim, characterized in that the parking space has a dimension such that it allows an off-center positioning of up to 30 centimeters of a motor vehicle relative to a reference position in which the two primary coils (13) and secondary (3) respectively of the charger transmitter and the charger receiver of the motor vehicle are perfectly superimposed, coaxially.
FR0902930A 2009-06-17 2009-06-17 Electric power supply battery charging i.e. contactless charging, method for car, involves adapting frequency of charging device to value equal to resonance frequency value to transmit power without contact between coils Pending FR2947113A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0902930A FR2947113A1 (en) 2009-06-17 2009-06-17 Electric power supply battery charging i.e. contactless charging, method for car, involves adapting frequency of charging device to value equal to resonance frequency value to transmit power without contact between coils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0902930A FR2947113A1 (en) 2009-06-17 2009-06-17 Electric power supply battery charging i.e. contactless charging, method for car, involves adapting frequency of charging device to value equal to resonance frequency value to transmit power without contact between coils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2947113A1 true FR2947113A1 (en) 2010-12-24

Family

ID=41320066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0902930A Pending FR2947113A1 (en) 2009-06-17 2009-06-17 Electric power supply battery charging i.e. contactless charging, method for car, involves adapting frequency of charging device to value equal to resonance frequency value to transmit power without contact between coils

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2947113A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013136004A2 (en) 2012-03-14 2013-09-19 Renault S.A.S. Device for contactlessly recharging a motor vehicle battery, and associated control method
US20140062384A1 (en) * 2011-05-12 2014-03-06 Motonao Niizuma Vehicle and wireless power supply system
US20140285029A1 (en) * 2011-10-27 2014-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-contact electric power reception device, non-contact electric power transmission device, and non-contact electric power transmission and reception system
WO2014167207A1 (en) 2013-04-11 2014-10-16 Schneider Electric Industries Sas Method for charging a vehicle battery by induction

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5654621A (en) * 1992-10-28 1997-08-05 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Method and arrangement for automatic contactless charging
US6100663A (en) * 1996-05-03 2000-08-08 Auckland Uniservices Limited Inductively powered battery charger
WO2000054387A1 (en) * 1999-03-10 2000-09-14 Ea Technology Limited Battery chargers
US20080265684A1 (en) * 2006-10-25 2008-10-30 Laszlo Farkas High power wireless resonant energy transfer system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5654621A (en) * 1992-10-28 1997-08-05 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Method and arrangement for automatic contactless charging
US6100663A (en) * 1996-05-03 2000-08-08 Auckland Uniservices Limited Inductively powered battery charger
WO2000054387A1 (en) * 1999-03-10 2000-09-14 Ea Technology Limited Battery chargers
US20080265684A1 (en) * 2006-10-25 2008-10-30 Laszlo Farkas High power wireless resonant energy transfer system

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ECKLEBE A ET AL: "Analysis and Design of a Contactless Energy Transmission System with Flexible Inductor Positioning for Automated Guided Vehicles", IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS, IECON 2006 - 32ND ANNUAL CONFERENCE ON, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 1 November 2006 (2006-11-01), pages 1721 - 1726, XP031077516, ISBN: 978-1-4244-0135-2 *
FERNANDEZ C ET AL: "Overview of different alternatives for the contact-less transmission of energy", IECON-2002. PROCEEDINGS OF THE 28TH. ANNUAL CONFERENCE OF THE IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS SOCIETY. SEVILLA, SPAIN, NOV. 5 - 8, 2002; [ANNUAL CONFERENCE OF THE IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS SOCIETY], IEEE, NEW YORK,NY, US, vol. 2, 5 November 2002 (2002-11-05), pages 1318 - 1323, XP010632896, ISBN: 978-0-7803-7474-4 *
SAKAMOTO H ET AL: "Large Air-Gap Coupler for Inductive Charger", IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, IEEE SERVICE CENTER, NEW YORK, NY, US, vol. 35, no. 5, 1 September 1999 (1999-09-01), pages 3526 - 3528, XP011087390, ISSN: 0018-9464 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140062384A1 (en) * 2011-05-12 2014-03-06 Motonao Niizuma Vehicle and wireless power supply system
US9481258B2 (en) * 2011-05-12 2016-11-01 Ihi Corporation Vehicle and wireless power supply system
US20140285029A1 (en) * 2011-10-27 2014-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-contact electric power reception device, non-contact electric power transmission device, and non-contact electric power transmission and reception system
EP2773018A4 (en) * 2011-10-27 2016-05-18 Toyota Motor Co Ltd Non-contact power receiving apparatus, non-contact power transmitting apparatus, and non-contact power transmitting/receiving system
US9697952B2 (en) 2011-10-27 2017-07-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-contact electric power reception device, non-contact electric power transmission device, and non-contact electric power transmission and reception system
WO2013136004A2 (en) 2012-03-14 2013-09-19 Renault S.A.S. Device for contactlessly recharging a motor vehicle battery, and associated control method
FR2988232A1 (en) * 2012-03-14 2013-09-20 Renault Sa CONTACTLESS RECHARGE DEVICE FOR MOTOR VEHICLE BATTERY AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME
WO2013136004A3 (en) * 2012-03-14 2014-11-13 Renault S.A.S. Device for contactlessly recharging a motor vehicle battery, and associated control method
WO2014167207A1 (en) 2013-04-11 2014-10-16 Schneider Electric Industries Sas Method for charging a vehicle battery by induction
FR3004596A1 (en) * 2013-04-11 2014-10-17 Schneider Electric Ind Sas METHOD FOR INDUCTION LOADING OF A VEHICLE BATTERY
US9849796B2 (en) 2013-04-11 2017-12-26 Schneider Electric Industries Sas Method for charging a vehicle battery by induction

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2947114A1 (en) Charger emitter for charging battery to supply power to motor vehicle, has primary coil provided for contactless transmission of power towards secondary coil and including surface higher than or equal to specific value in meter square
US11312248B2 (en) Non-contact power reception device and vehicle including the same
JP5282068B2 (en) Receiving side equipment of resonance type non-contact power feeding system
CA2738120C (en) Power feeding system and electrical powered vehicle
JP5152338B2 (en) Non-contact charging device and non-contact power receiving device
JP5692163B2 (en) Vehicle and power transmission device
EP2984728B1 (en) Method for charging a vehicle battery by induction
US20120032525A1 (en) Electrical Powered Vehicle and Power Feeding Device for Vehicle
JP5304624B2 (en) Power supply device, vehicle, and vehicle power supply system
EP2823554B1 (en) Charging device for a vehicle battery comprising an ac-dc converter with a resonant isolated stage
JP2011147213A (en) Electric power transmission system and power feeder for vehicle
FR2947113A1 (en) Electric power supply battery charging i.e. contactless charging, method for car, involves adapting frequency of charging device to value equal to resonance frequency value to transmit power without contact between coils
RU2466042C1 (en) Vehicle power supply system, electric vehicle and power supply for vehicle
RU2461946C1 (en) Device for non-contact power generation and transport means containing such device
JP2010093944A (en) Power reception control device of vehicle, and vehicle equipped with the same
WO2012001291A2 (en) Contactless charging of a motor vehicle battery
EP2421117B1 (en) Method for controlling switching arm switches, in particular for loading accumulation resources, and the corresponding loading device
FR3003815A1 (en) METHOD FOR THE INDUCTION CHARGE OF AN ELECTRIC BATTERY OF A MOTOR VEHICLE, LOAD STATION, MOTOR VEHICLE AND LOAD TERMINAL THEREFOR
FR2738964A1 (en) CHARGING APPARATUS
FR2962263A1 (en) Method for contact-less charging of power supply battery of motor vehicle i.e. electric car, involves detecting end of charge of battery by transmitter, and inactivating receiver at end of charge of battery
WO2015144739A1 (en) Inductive charging device for an electric vehicle
FR3039934A1 (en) METHOD FOR MANAGING THE POWER SUPPLY OF A MOTOR VEHICLE
FR3062607A1 (en) MOBILE BATTERY INDUCTION RECHARGE DEVICE (S) OF A VEHICLE WITH SELF-MOVING
WO2012042179A2 (en) Contactless charging of a motor vehicle battery
WO2018109358A1 (en) Method for charging a mobile terminal with a mobile device with which a motor vehicle is intended to be equipped and associated charging device