FR3010581A1 - Dispositif adaptateur pour prises electriques et ensemble de prises electriques comprenant un tel dispositif - Google Patents

Dispositif adaptateur pour prises electriques et ensemble de prises electriques comprenant un tel dispositif Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif adaptateur (3) destiné à se placer entre une première prise (1) de type 2 et une seconde prise mâle (2) de type domestique. Ladite première prise comprend des bornes d'alimentation électrique (131, 133, 134, 135), et des bornes de communication (132, 136) dont une borne de calibrage (132) et une borne de consigne (136). Le dispositif adaptateur (3) comporte des moyens de connexion (31) pour collaborer avec les bornes d'alimentation électrique (13) de la première prise électrique (1) et d'autres moyens de connexion (33) pour recevoir ladite seconde prise mâle. En outre le dispositif adaptateur comporte des moyens d'identification (35) destinées à coopérer avec lesdites bornes de communications (132, 136) de la première prise (1) de type 2 pour générer un signal de calibrage, et un signal de consigne d'activation de la charge.

Description

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention est relative un dispositif adaptateur destiné à se placer entre une prise électrique de type 2 appartenant à une borne d'alimentation électrique et une deuxième prise électrique de type domestique raccordée à un appareil électrique à alimenter, tel qu'un véhicule électrique léger. Le dispositif adaptateur comporte alors des premiers moyens de connexion sur des bornes d'alimentation électrique de prises de type 2 et des seconds moyens de connexion pour recevoir ladite prise électrique de type domestique, ainsi que des moyens de liaisons entre les premiers et seconds moyens de connexion en vue de pouvoir transférer une énergie électrique provenant du réseau de distribution électrique vers l'appareil électrique à alimenter. L'invention est aussi relative à un système de connexion électrique comprenant une première prise électrique comprenant des bornes d'alimentation électrique reliées à un réseau de distribution électrique. La première prise comprend des bornes de communications reliées à un réseau de communication dont au moins une borne de calibrage du courant et au moins une borne de consigne reliée à un contacteur d'activation de la charge. Le système de connexion électrique comprend aussi une seconde prise mâle raccordée à un appareil électrique à alimenter, et un dispositif adaptateur connecté entre la première prise électrique et la seconde prise électrique. ETAT DE LA TECHNIQUE Actuellement sur le marché du véhicule l'électrique, les véhicules sont vendus avec un seul câble de rechargement, qui est dans certain cas relié/intégré directement au véhicule, autrement dit sans la présence d'un connecteur électrique du coté de la batterie. D'autre part sur le marché des bornes de rechargement de voirie, il existe trois types de bornes de rechargement : - les bornes équipées d'une prise domestique destinées à des véhicules de faibles puissances tels que par exemple des scooters ou des, vélos - les bornes équipées d'une prise du type 2 destinées à des véhicules de forte puissance telles par exemple des automobiles. - les bornes équipées simultanément d'une prise du type 2 et d'une prise domestique, les deux prises ne pouvant pas être utilisées simultanément. Le modèle de prise le plus répandu est le modèle de type 2, appelé couramment prise T2. Un adaptateur peut être prévu pour connecter une prise domestique à une prise T2 lorsqu'un véhicule souhaite se recharger par le biais d'une prise mâle domestique. L'intérêt est de permettre à ces véhicules de se recharger sur les bornes de rechargement équipée de prise du type 2, bien plus répandu que les prises domestiques dans le marché des bornes de voirie. Ces adaptateurs de type connu présentent l'inconvénient de ne pas garantir une qualité de charge optimale adaptée notamment au type de véhicule à charger.
En outre, ces adaptateurs peuvent cependant présenter des problèmes de sécurité. En effet, les adaptateurs connus ne garantissent pas par exemple qu'un autre utilisateur puisse brancher son véhicule en lieu et place de celui déjà présent. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, de manière à proposer un adaptateur permettant de relier de manière sécurisée une prise domestique à une prise de type T2 Le dispositif adaptateur selon l'invention comporte des moyens d'identification destinées à coopérer avec lesdites bornes de communications de la première prise de type 2 pour générer au moins un signal de calibrage du courant sur ladite borne de calibrage et au moins un signal de consigne d'activation sur ladite borne de consigne reliée audit contacteur d'activation de la charge. Le dispositif adaptateur selon l'invention possède des moyens de verrouillage par action mécanique sur des broches mâles de transfert d'énergie de la seconde prise mâle. Avantageusement, le dispositif adaptateur comporte un organe de commande des moyens de verrouillage.
Selon un mode de développement de l'invention, l'organe de commande comporte un levier pilotable manuellement. Avantageusement, l'organe de commande comporte des moyens de sécurisation des moyens de verrouillage destinées à coopérer avec la première prise de type 2 pour empêcher un déverrouillage desdits moyens de verrouillage.
Selon un autre mode de développement de l'invention, l'organe de commande comporte une tringle de commande pilotable à distance et destinée à coopérer avec la première prise électrique pour verrouiller la seconde prise mâle. Avantageusement, l'organe de commande selon l'invention comporte des moyens sécurisation des moyens de verrouillage destinées à coopérer avec la première prise électrique pour empêcher un déverrouillage desdits moyens de verrouillage. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, les moyens de verrouillage comportent des lames de métal coopérant avec ledit organe de commande et aptes être mises en arc-boutement sur les broches mâles de la seconde prise mâle. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, les moyens de verrouillage comportent des moyens de serrage par ressorts de compression sur les broches de la deuxième prise, lesdits moyens de serrage coopérant avec ledit organe de commande.
Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, les moyens de verrouillage comportent des moyens de pincement de type "tulipe" sur les broches de la deuxième prise, lesdits moyens de pincement coopérant avec ledit organe de commande.
Avantageusement, les moyens d'identification selon l'invention comportent une première résistance destinée à être placée en court-circuit entre une borne terre appartenant aux premiers moyens de connexion et la borne de calibrage pour créer ledit signal de calibrage. Et comportent une deuxième résistance et une diode destinées à être placées en court-circuit entre une borne terre appartenant aux premiers moyens de connexion et la borne de consigne pour créer ledit signal de consigne. Le dispositif adaptateur du système de connexion selon l'invention comporte des moyens d'identification agencés pour coopérer avec lesdites bornes de communication de la première prise électrique et pour générer au moins un signal de calibrage du courant sur ladite borne de calibrage et au moins un signal de consigne du contacteur sur ladite borne de consigne, à destination de moyens de détection reliés aux bornes de communication de la première prise électrique. Avantageusement, le dispositif adaptateur possède des moyens de verrouillage par action mécanique sur des broches de la seconde prise mâle formant lesdites bornes d'alimentation. Avantageusement, le système de connexion comporte un dispositif de verrouillage du dispositif adaptateur sur la première prise électrique et en ce que ledit dispositif de verrouillage coopère avec les moyens de verrouillage pour empêcher un déverrouillage de la seconde prise mâle. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 représente une vue d'ensemble en coupe de l'ensemble de prises comprenant un dispositif adaptateur selon un premier mode de réalisation de l'invention ; La figure 2 représente deux vues globales en perspective du dispositif adaptateur selon la figure 1 ; La figure 3 représente une vue de face d'une prise de type 2 femelle coté embase borne ; La figure 4 représente une vue de face d'une prise mâle dudit dispositif adaptable sur une prise femelle de type 2 ; La figure 5 représente un schéma électrique du dispositif adaptateur selon un mode de réalisation de l'invention ; Les figures 6 à 8 représentent des vues en coupe d'un ensemble comprenant ledit dispositif adaptateur et une prise domestique respectivement dans des 113 positions de fonctionnement débranchée, branchée/déverrouillée et branchée/verrouillée dans un premier mode particulier de réalisation de l'invention ; Les figures 9 à 11 représentent des vues en coupe d'un ensemble comprenant ledit dispositif adaptateur et une prise domestique respectivement dans des 15 positions de fonctionnement débranchée, branchée/déverrouillée et branchée/verrouillée dans un second mode particulier de réalisation ; Les figures 12 à 14 représentent des vues en coupe d'un ensemble comprenant ledit dispositif adaptateur et une prise domestique respectivement dans des positions de fonctionnement débranchée, branchée/déverrouillée et 20 branchée/verrouillée dans un troisième mode de réalisation de l'invention, Les figures 15 à 17 représentent des vues en coupe et en perspective d'un ensemble comprenant un dispositif adaptateur selon les figures 6 à 8, une prise de type 2 femelle et une prise de type domestique mâle respectivement dans les positions de fonctionnement débranchée, branchée/déverrouillée et 25 branchée/verrouillée. DESCRIPTION DE L'INVENTION L'invention est relative à un dispositif adaptateur 3 destiné à se placer entre une première prise 1 femelle de type 2 et une seconde prise mâle de type domestique 2. La première prise 1 femelle de type 2 est intégrée dans une borne de chargement 0 de véhicules électriques. La seconde prise mâle 2 de type domestique est connectée à une extrémité d'un câble relié notamment à une batterie d'un véhicule électrique. L'invention vise à permettre de brancher un véhicule électrique à l'aide d'un câble équipé à l'une des extrémités d'une prise mâle 2 de type domestique sur une prise femelle 1 de type 2 d'une borne de rechargement. Ladite première prise 1 de type 2 comporte des sept emplacements femelles comportant respectivement un connecteur électrique : Trois connecteurs de phase 134 et 135 sont utilisés pour le transfert d'énergie en triphasé. Un connecteur neutre 133 est utilisé pour le transfert d'énergie en monophasé. Le transfert d'énergie en monophasé se fait avec un des connecteurs de phase et le connecteur neutre). Un connecteur de terre 131 est utilisé pour la sécurité. Enfin, deux connecteurs de communications sont employées respectivement pour un calibrage de l'amplitude du courant (broche de calibrage 132) et pour détecter la présence d'une prise mâle (broche de consigne 136). La première prise 1 de type 2 étant polyvalente, le courant alternatif peut être monophasé ou triphasé. Ladite prise peut fournir une charge rapide ou lente (entre une et huit heures). La borne de chargement comporte une ou plusieurs prises de type 2, mais peut aussi comporter d'autres types de prises. La borne de chargement est reliée à un réseau électrique et possède un module de communication (non représenté), de traitement des données et de commande. Ledit module est utilisé pour activer la charge d'un véhicule lorsque celui-ci est branché, tout en calibrant le courant qui lui est transmis. Chaque première prise 1 femelle de type 2 intégrée dans la borne de chargement possède un moyen de verrouillage 11 destiné notamment à éviter le retrait d'une prise mâle pendant la charge. Le module de communication est aussi apte à verrouiller la prise tant que la charge n'est pas terminée afin que le câble du véhicule électrique ne soit pas être débranché pendant la charge. A titre d'exemple de réalisation tel que représenté sur la figure 1, le moyen de verrouillage 11 contrôle un loquet de verrouillage 12 qui peut être contrôlé par électroaimant. Selon ce mode de réalisation de l'adaptateur, ce loquet de verrouillage 12 vient s'insérer dans un trou 32 prévu à cet effet dans le dispositif adaptateur 3. La seconde prise mâle 2 de type domestique qui est notamment une prise domestique de type F (Schuko) ou de type E/F, comporte deux broches mâles 21 pour le transfert d'énergie, deux lamelles cuivrées distribuées en haut et en bas de la prise servant de bornes de terre. La seconde prise mâle 2 comporte un cordon électrique 22 connecté aux broches males 21 et à la borne de terre. Ledit cordon est destiné à transférer l'énergie électrique au véhicule. Le dispositif adaptateur 3 selon l'invention comporte un corps principal 37 comportant une prise mâle et une prise femelle. A titre d'exemple de réalisation, les deux prises mâle et femelle sont réparties sur des faces réparties de part et d'autre du corps principal 37 de forme sensiblement cylindrique. La prise mâle est adaptable sur une prise femelle de type 2 et la prise femelle est destinée recevoir seconde prise mâle 2 de type domestique. Le dispositif adaptateur comporte un appareil mobile de verrouillage 36 et un dispositif de communication 35. La prise mâle du dispositif adaptateur 3 possède cinq broches qui vont pouvoir s'insérer dans les emplacements femelles de la première prise 1 de type 2 d'une borne de chargement de véhicules électriques. Etant donné que l'on va transférer du courant monophasé de la première prise 1 de type 2 à la seconde prise 2 de type domestique reliée au véhicule à recharger, deux connecteurs de phase broches 134 de la première prise 1 de type 2 ne seront pas utilisés. Lesdits connecteurs ne sont utilisés que pour transférer un courant triphasé. Comme représenté sur la figure 4, la prise mâle du dispositif adaptateur 3 possède en outre deux broches de communications : une broche de calibrage 312 et une broche de consigne 316 de démarrage de la charge. Enfin, ladite prise comprend une broche de terre 311, une broche de neutre 313 et une broche de phase 315. De plus, comme représenté sur la figure 5, le dispositif adaptateur 3 possède, sur la face reliée à la seconde prise mâle 2 de type domestique, deux broches femelles 33 capable de recevoir les broches mâles de transfert d'énergie 21, et deux ergots conducteurs 34 reliés à la borne de terre et s'agençant avec les lamelles cuivrées de la seconde prise mâle 2. Le dispositif adaptateur 3 permet aussi le calibrage et le démarrage de la charge 10 grâce aux deux broches de communications 312 et 316 et au dispositif de communication 35. Ce dispositif de communication 35 permet d'envoyer deux signaux à la borne de chargement : - un premier signal dit de calibrage du courant passe par la broche de calibrage 15 du courant 312. De préférence, ce premier signal est créé en plaçant une première résistance R1 351 en court-circuit entre la broche de calibrage 312 et la broche de terre 311. On obtient un signal de calibrage qui est fonction de la valeur de la première résistance R1 351 et qui est interprétable par le module de communication, de traitement des données et de commande intégré dans la borne 20 de chargement. Ce premier signal calibre alors l'ampérage transmis au véhicule, par exemple 16 ou 32 ampères. - un deuxième signal dit de démarrage de la charge, passe par la broche de consigne 316. Ce signal est crée par la mise en court-circuit d'une diode 353 et d'une seconde résistance R2 352 placées en série entre la broche de consigne 25 316 et la broche de terre 311. On obtient un signal de consigne qui permet successivement de verrouiller le dispositif adaptateur 3 grâce au loquet 12, puis de démarrer la charge du véhicule selon le calibrage définit par le premier signal de calibrage. Le dispositif adaptateur 3, en plus d'être verrouillé sur la première prise 1 femelle de type 2, dispose aussi de moyens de verrouillage 39 de la seconde prise 2 de type domestique par ses deux broches 21. Ces moyens de verrouillage peuvent se décliner sous au moins trois formes. Ces moyens de verrouillage ont en commun d'avoir tous un appareil mobile 36 5 comportant deux parties : une tringle de commande/blocage 361 et une chape de verrouillage 362, 363 ou 364. La tringle commande/blocage 361 et la chape de verrouillage 362, 363 ou 364 sont liées physiquement. L'appareil mobile 36 possède deux positions de référence, une position 10 verrouillée et une position non-verrouillée. De plus, il est bistable et peut être commandé de plusieurs manières différentes : - manuellement par un bouton glissière 38 qui serait déporté à l'extérieur du corps principal 37 du dispositif adaptateur 3, - à l'aide d'un électroaimant (non représenté), 15 - grâce au loquet de verrouillage 12 faisant glisser la tringle de commande/blocage 361 grâce à une liaison mécanique. La liaison mécanique pourrait être à titre d'exemple une pente sur laquelle le loquet de verrouillage 12 appui couplé à un ressort de rappel (non représenté). La chape de verrouillage 362, 363, 364 peut avoir trois formes différentes afin de 20 s'adapter à différents types de verrouillage : Un verrouillage par arc-boutement se fait par la mise en arc-boutement d'une languette de métal percée 391 sur les broches 21 de la seconde prise 2 de type domestique. Cette languette de métal est élastique et liée au corps principal 37 du dispositif adaptateur 3 par une de ses extrémités. L'autre extrémité est en appui 25 sur la chape de verrouillage 362. Lorsque la seconde prise 2 de type domestique est verrouillée, il y a l'arc-boutement. Mais, lors du déverrouillage, la chape de verrouillage 362 appuie sur la languette 391 et annule le phénomène d'arc-boutement, pour libérer les broches 21.
Un verrouillage par ressort de compression se fait par le serrage d'un ressort hélicoïdal de compression 393 qui vient se resserrer sur les broches 21 de la seconde prise 2 de type domestique. Ce ressort de compression est lié au corps principal 37 du dispositif adaptateur 3 par l'une de ses extrémités. L'autre extrémité est liée à une bielle 392 elle-même en liaison pivot avec la chape de verrouillage 363. Ainsi donc, lors du verrouillage de la seconde prise 2 de type domestique, la chape appuie sur la bielle qui elle-même ressert le ressort de compression 392 et bloque les broches 21. Par contre, lors du déverrouillage, la chape de verrouillage 363 recule, faisant jouer la liaison pivot avec la bielle 392, se qui desserre le ressort et libère les broches 21. Un verrouillage par contacts tulipe se fait par le serrage d'un ensemble métallique élastique de type tulipe 394 sur les broches 21 de la seconde prise 2 de type domestique 21. Cet ensemble de type tulipe est lié à une extrémité au corps principal 37. L'autre coté est en contact avec un anneau de serrage 395 lui- même lié à la chape de verrouillage 364. Lors du verrouillage et du déverrouillage, la chape de verrouillage 364 embarque l'anneau de serrage 395 et serre ou desserre le contacte tulipe, verrouillant ou libérant ainsi les broches de la deuxième prise 21.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif adaptateur (3) destiné à se placer entre : une première prise (1) de type 2 comprenant des bornes d'alimentation électrique (131, 133, 134, 135) reliées à un réseau de distribution électrique et comprenant des bornes de communication (132, 136) reliées à un réseau de communication dont au moins une borne de calibrage (132) du courant et au moins une borne de consigne (136) reliée a un contacteur d'activation de la charge et - une seconde prise mâle (2) de type domestique raccordée à un appareil électrique à alimenter, le dispositif adaptateur (3) comportant : - des premiers moyens de connexion (31) pour collaborer avec les bornes d'alimentation électrique (13) de la première prise électrique (1) de type 2, et - des seconds moyens de connexion (33) pour recevoir ladite seconde prise mâle (2) électrique, - des moyens de liaison électriques reliant lesdits premiers moyens de connexion aux seconds moyens de connexion, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'identification (35) destinées à coopérer avec lesdites bornes de communications (132, 136) de la première prise (1) de type 2 pour générer : - au moins un signal de calibrage du courant sur ladite borne de calibrage (132), et - au moins un signal de consigne d'activation sur ladite borne de consigne (136) reliée audit contacteur d'activation de la charge.
  2. 2. Dispositif adaptateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il possède des moyens de verrouillage (39) par action mécanique sur des broches mâles (21) de transfert d'énergie de la seconde prise mâle (2).
  3. 3. Dispositif adaptateur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de commande (36, 38) des moyens de verrouillage (39).
  4. 4. Dispositif adaptateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de commande comporte un levier pilotable manuellement (38).
  5. 5. Dispositif adaptateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe de commande (36) comporte des moyens de sécurisation (361 et 32) des moyens de verrouillage (39) destinées à coopérer avec la première prise (1) de type 2 pour empêcher un déverrouillage desdits moyens de verrouillage (39).
  6. 6. Dispositif adaptateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de commande (36) comporte une tringle de commande/blocage (361) pilotable à distance et destinée à coopérer avec la première prise électrique (1) pour verrouiller la seconde prise mâle (2).
  7. 7. Dispositif adaptateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de commande (36) comporte des moyens sécurisation des moyens de verrouillage (39) destinées à coopérer avec la première prise électrique (1) pour empêcher un déverrouillage desdits moyens de verrouillage (39).
  8. 8. Dispositif adaptateur selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage (39) comportent des lames de métal (391) coopérant avec ledit organe de commande (36) et aptes être mises en arc-boutement sur les broches mâles (21) de la seconde prise mâle (2).
  9. 9. Dispositif adaptateur selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage (39) comportent des moyens de serrage par ressorts de compression (392, 393) sur les broches (21) de la deuxième prise (2), lesdits moyens de serrage coopérant avec ledit organe de commande (36).
  10. 10. Dispositif adaptateur selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage (39) comportent des moyens de pincement de type "tulipe" (394, 395) sur les broches(21) de la deuxièmeprise (2), lesdits moyens de pincement coopérant avec ledit organe de commande(36).
  11. 11. Dispositif adaptateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'identification (35) comportent une première résistance (351) destinée à être placée en court-circuit entre une borne terre (311) appartenant aux premiers moyens de connexion (31) et la borne de calibrage (312) pour créer ledit signal de calibrage.
  12. 12. Dispositif adaptateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'identification (35) comportent une deuxième résistance (352) et une diode (353) destinées à être placées en court-circuit entre une borne terre (311) appartenant aux premiers moyens de connexion (31) et la borne de consigne (316) pour créer ledit signal de consigne.
  13. 13. Système de connexion électrique comprenant : - une première prise électrique (1) comprenant des bornes d'alimentation électrique (131, 133, 134, 135) reliées à un réseau de distribution électrique et comprenant des bornes de communications (132, 136) reliées à un réseau de communication dont au moins une borne de calibrage (132) du courant et au moins une borne de consigne (136) reliée à un contacteur d'activation de la charge, et - une seconde prise mâle (2) raccordée à un appareil électrique à alimenter, - un dispositif adaptateur (3) selon l'une des revendications précédentes, ledit dispositif étant connecté entre la première prise électrique (1) et la seconde prise électrique (2), caractérisé en ce que le dispositif adaptateur (3) comporte des moyens d'identification (35) agencés pour coopérer avec lesdites bornes de communication (136, 132) de la première prise électrique (1) et pour générer au moins un signal de calibrage du courant sur ladite borne de calibrage (132) et au moins un signal de consigne du contacteur sur ladite borne deconsigne (136), à destination de moyens de détection reliés aux bornes de communication (136 et 132) de la première prise électrique.
  14. 14. Système de connexion selon la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif adaptateur (3) possède des moyens de verrouillage (32, 36) par action mécanique sur des broches (21) de la seconde prise mâle (2) formant lesdites bornes d'alimentation.
  15. 15. Système de connexion selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de verrouillage (11 et 12) du dispositif adaptateur (3) sur la première prise électrique (1) et en ce que ledit dispositif de verrouillage (11 et 12) coopère avec les moyens de verrouillage (32, 36) pour empêcher un déverrouillage de la seconde prise mâle (2).
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