FR3018948A1 - SUBMARINE MAGNETIC CONNECTOR DEVICE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de connecteur magnétique sous-marin pour transférer de l'énergie d'une station de base (S) à un équipement électrique (AUV), ladite station de base (S) comportant un circuit magnétique primaire apte à être alimenté électriquement, et l'équipement électrique (AUV) comportant un circuit magnétique secondaire, ledit dispositif de connecteur magnétique comprenant lesdits circuits magnétiques primaire et secondaire, ainsi qu'une surface de contact reliée au circuit magnétique primaire et une surface de contact reliée au circuit magnétique secondaire, lesdites surfaces de contact étant nues. Selon l'invention, ledit dispositif de connecteur magnétique est configuré de telle manière que, le circuit magnétique primaire étant alimenté électriquement et l'équipement électrique (AUV) se situant à une distance adaptée de la station de base (S), une force magnétique d'attraction s'exerce entre les surfaces de contact respectives des circuits magnétiques primaire et secondaire jusqu'à entraîner la mise en contact parallèle desdites surface de contact des circuits magnétiques primaire et secondaire.The invention relates to an underwater magnetic connector device for transferring energy from a base station (S) to an electrical equipment (AUV), said base station (S) comprising a primary magnetic circuit capable of being electrically powered, and the electrical equipment (AUV) having a secondary magnetic circuit, said magnetic connector device comprising said primary and secondary magnetic circuits, as well as a contact surface connected to the primary magnetic circuit and a contact surface connected to the circuit secondary magnet, said contact surfaces being bare. According to the invention, said magnetic connector device is configured such that, the primary magnetic circuit being electrically powered and the electrical equipment (AUV) being at a suitable distance from the base station (S), a magnetic force attraction is exerted between the respective contact surfaces of the primary and secondary magnetic circuits to cause the contacting of said contact surface of the primary and secondary magnetic circuits into parallel contact.
Description
077--140305-Txt depot 3018948 1 DISPOSITIF DE CONNECTEUR MAGNETIOUE SOUS-MARIN La présente invention concerne un dispositif de connecteur magnétique pouvant fonctionner en milieu aquatique ou sous-marin et destiné à permettre la transmission d'énergie d'une station de base à un équipement électrique, notamment un véhicule électrique, en milieu aquatique ou marin. Plus particulièrement, le but de la présente invention est de fournir un dispositif de connecteur magnétique sous-marin, notamment pour la recharge de véhicules électriques sous-marins, à partir d'une station de base - source d'énergie. L'une des problématiques à résoudre réside dans la difficulté rencontrée, avec les systèmes connus, pour positionner correctement le véhicule sous-marin vis-à-vis du connecteur de la station de base.The present invention relates to a magnetic connector device that can operate in an aquatic or submarine environment and is intended to allow the transmission of energy from a base station to a base station. electrical equipment, in particular an electric vehicle, in an aquatic or marine environment. More particularly, the object of the present invention is to provide a submarine magnetic connector device, particularly for charging subsea electric vehicles, from a base station - energy source. One of the problems to be solved lies in the difficulty encountered, with the known systems, in correctly positioning the underwater vehicle vis-à-vis the base station connector.
S'agissant de traiter la problématique générale de recharge d'un véhicule en milieu aquatique ou marin, des dispositifs de connecteurs sans contact sont décrits dans l'état de la technique. Le document FR 2962251 Al décrit un exemple de connecteur sans contact apte à permettre la transmission d'énergie d'une source à une charge. De même, le document US 5907231 B1 propose un dispositif de connecteur magnétique permettant la recharge d'un véhicule électrique. D'autre part, le document US 2002/0083880 Al concerne un véhicule sous-marin de type ROV, pour Remotely Operated Vehicle, filoguidé, et dont l'alimentation électrique est embarquée sur un bâtiment de surface. Il n'est donc pas question, dans cette divulgation, d'une capacité pour le véhicule sous-marin à se connecter directement à une station pour recharger des batteries embarquées. Le véhicule décrit dans US 2002/0083880 Al est en effet filoguidé et relié électriquement à une station de contrôle ; il n'est pas électriquement autonome. A travers tous les dispositifs décrits, l'état de la technique est cependant muet sur la question du positionnement d'un véhicule électrique autonome, à recharger en milieu aquatique ou marin, vis-à-vis d'une station de base, source d'énergie, dotée d'au moins une partie de connecteur apte à transmettre de l'énergie audit véhicule électrique. En outre, les dispositifs connus de connecteurs magnétiques destinés à la transmission d'énergie électrique présentent généralement le défaut de nécessiter la présence de composants électroniques, ce qui est particulièrement contraignant en milieu aquatique ou marin, puisqu'il est bien connu que les composants électroniques 35077-140305-Txt depot 3018948 2 sont très sensibles et fragiles dans ce type d'environnement. L'utilisation de tels composants électroniques est par conséquent susceptible d'engendrer une robustesse et une fiabilité faibles du dispositif de connecteur considéré.In terms of treating the general problem of recharging a vehicle in an aquatic or marine environment, contactless connector devices are described in the state of the art. The document FR 2962251 A1 describes an example of a contactless connector capable of enabling the transmission of energy from a source to a load. Similarly, the document US 5907231 B1 proposes a magnetic connector device for charging an electric vehicle. On the other hand, document US 2002/0083880 A1 relates to a submarine vehicle type ROV, for Remotely Operated Vehicle, guided, and whose power supply is embedded on a surface vessel. There is no question, in this disclosure, of a capacity for the underwater vehicle to connect directly to a station to recharge batteries on board. The vehicle described in US 2002/0083880 A1 is in fact wire-guided and electrically connected to a control station; he is not electrically autonomous. Through all the devices described, however, the state of the art is silent on the question of the positioning of an autonomous electric vehicle, to recharge in an aquatic or marine environment, vis-à-vis a base station, source of energy, provided with at least a connector portion adapted to transmit energy to said electric vehicle. In addition, the known devices of magnetic connectors for the transmission of electrical energy generally have the defect of requiring the presence of electronic components, which is particularly restrictive in aquatic or marine environment, since it is well known that the electronic components 35077-140305-Txt depot 3018948 2 are very sensitive and fragile in this type of environment. The use of such electronic components is therefore likely to generate low robustness and reliability of the connector device considered.
5 Pour pallier les inconvénients précités, la présente invention propose un connecteur magnétique configuré pour faciliter la connexion et la transmission d'énergie entre une station de base et un véhicule électrique, notamment sous-marin. A cette fin, la présente invention propose un dispositif de connecteur magnétique, apte à fonctionner en milieu aquatique ou sous-marin, pour transférer de 10 l'énergie d'une station de base à un équipement électrique, ladite station de base comportant un circuit magnétique primaire apte à être alimenté électriquement, et ledit équipement électrique comportant un circuit magnétique secondaire, ledit dispositif de connecteur magnétique comprenant lesdits circuits magnétiques primaire et secondaire, ainsi qu'une surface de contact reliée au circuit magnétique primaire et 15 une surface de contact reliée au circuit magnétique secondaire, lesdites surfaces de contact étant nues, ledit dispositif de connecteur magnétique étant configuré de telle manière que, le circuit magnétique primaire étant alimenté électriquement et l'équipement électrique se situant à une distance adaptée de la station de base, une force magnétique d'attraction s'exerce entre les surfaces de contact respectives des 20 circuits magnétiques primaire et secondaire jusqu'à entraîner la mise en contact parallèle desdites surface de contact des circuits magnétiques primaire et secondaire, de façon à permettre le transfert d'énergie électrique de la station de base à l'équipement électrique. Suivant des modes de réalisation préférés, l'invention comprend une ou 25 plusieurs des caractéristiques suivantes : Le dispositif de connecteur magnétique selon l'invention peut comprendre une pluralité de surfaces de contact reliées au circuit magnétique primaire et / ou une pluralité de surfaces de contact reliées au circuit magnétique secondaire. Le connecteur magnétique selon l'invention peut comprendre un dispositif de 30 protection cathodique sous la forme d'une anode sacrificielle constituée d'un métal choisi comme étant plus réducteur que le circuit magnétique primaire, respectivement secondaire, et reliée au circuit magnétique primaire, respectivement secondaire. Le connecteur magnétique selon l'invention peut comprendre un dispositif de protection cathodique sous la forme d'un dispositif de sous-tirage de courant apte à 35 imposer au circuit magnétique primaire, respectivement secondaire, un potentiel inférieur à celui du milieu, ledit circuit magnétique primaire, respectivement secondaire, étant en outre distinctement relié à une anode de référence immergée. 35077--140305-Txt depot 3018948 3 Le connecteur magnétique selon l'invention peut comprendre un dispositif de spire de Frager configurée pour minimiser les vibrations des circuits magnétiques primaire et secondaire. Les circuits magnétiques primaire et secondaire peuvent comprendre des 5 entrefers consistant en des lamelles de fer doux isolées les unes des autres. Il peut être noté par ailleurs que de telles lamelles peuvent être également constituées de tout autre matériau ou alliage bon conducteur de flux magnétique, tel que le FeSi ou le FeCo notamment. La station de base peut avantageusement transmettre, via ledit connecteur 10 magnétique sous-marin, à la fois de l'énergie et des données, à des fréquences distinctes. L'aire de la surface de contact reliée au circuit magnétique primaire est avantageusement supérieure à l'aire de la surface de contact reliée au circuit magnétique secondaire, en particulier d'un rapport 2, ou encore d'un rapport 3.In order to overcome the aforementioned drawbacks, the present invention proposes a magnetic connector configured to facilitate the connection and the transmission of energy between a base station and an electric vehicle, in particular an underwater vehicle. To this end, the present invention provides a magnetic connector device, operable in an aquatic or submarine environment, for transferring energy from a base station to an electrical equipment, said base station having a circuit primary magnet adapted to be electrically powered, and said electrical equipment having a secondary magnetic circuit, said magnetic connector device comprising said primary and secondary magnetic circuits, as well as a contact surface connected to the primary magnetic circuit and a connected contact surface to the secondary magnetic circuit, said contact surfaces being bare, said magnetic connector device being configured in such a way that, the primary magnetic circuit being electrically powered and the electrical equipment being at a suitable distance from the base station, a force magnetic attraction exerts itself between the respective contact surfaces of the primary and secondary magnetic circuits to cause the contacting of said contact surfaces of the primary and secondary magnetic circuits in parallel so as to allow transfer of electrical energy from the base station to the equipment electric. According to preferred embodiments, the invention comprises one or more of the following features: The magnetic connector device according to the invention may comprise a plurality of contact surfaces connected to the primary magnetic circuit and / or a plurality of contact surfaces. connected to the secondary magnetic circuit. The magnetic connector according to the invention may comprise a cathodic protection device in the form of a sacrificial anode consisting of a metal chosen to be more reductive than the primary or secondary magnetic circuit and connected to the primary magnetic circuit, respectively secondary. The magnetic connector according to the invention may comprise a cathodic protection device in the form of a current under-draw device capable of imposing on the primary or secondary magnetic circuit a potential lower than that of the medium, said magnetic circuit primary, respectively secondary, being furthermore distinctly connected to a submerged reference anode. The magnetic connector according to the invention may comprise a Frager coil device configured to minimize the vibrations of the primary and secondary magnetic circuits. The primary and secondary magnetic circuits may include air gaps consisting of soft iron lamellae isolated from each other. It may also be noted that such lamellae may also be made of any other material or alloy that is a good conductor of magnetic flux, such as FeSi or FeCo in particular. The base station can advantageously transmit, via said submarine magnetic connector, both energy and data, at distinct frequencies. The area of the contact surface connected to the primary magnetic circuit is advantageously greater than the area of the contact surface connected to the secondary magnetic circuit, in particular a ratio 2, or a ratio 3.
15 Le circuit magnétique primaire est alimenté électriquement en triphasé, éventuellement de façon continue dans le temps. La présente invention concerne en outre : un véhicule électrique comprenant un circuit magnétique secondaire susceptible 20 de coopérer avec un circuit magnétique primaire d'une station de base, ledit circuit magnétique primaire étant alimenté électriquement, pour former un dispositif de connecteur magnétique, permettant le transfert d'énergie de la station de base au véhicule électrique ; 25 une station de base comprenant un circuit primaire alimenté électriquement et susceptible de coopérer avec un circuit magnétique secondaire d'un véhicule électrique, pour former un dispositif de connecteur, permettant le transfert d'énergie de la station de base au véhicule électrique ; et 30 un procédé de transfert d'énergie d'une station de base à un véhicule électrique sous-marin, ladite station de base comportant un circuit magnétique primaire, et ledit véhicule électrique sous-marin comportant un circuit magnétique secondaire, comprenant : - le guidage du véhicule électrique sous-marin jusqu'à proximité de la station 35 de base ; - l'alimentation électrique du circuit magnétique primaire de la station de base, 35077--140305-Txt depot 3018948 4 la proximité entre véhicule électrique sous-marin et station de base et l'alimentation électrique du circuit magnétique primaire étant configurées de façon à ce qu'il s'exerce une force magnétique d'attraction entre ladite station de base et ledit véhicule électrique sous-marin ; 5 - la mise en contact, par l'intermédiaire de surfaces de contact adaptées, du circuit magnétique primaire et du circuit magnétique secondaire, de façon à permettre le transfert d'énergie de la station de base au véhicule électrique sous-marin, - la coupure de l'alimentation électrique du circuit magnétique primaire pour 10 permettre le décrochage du véhicule électrique sous-marin vis-à-vis de la station de base. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, faite en regard des dessins annexés qui représentent : 15 la figure 1 : un schéma du dispositif de connecteur magnétique selon l'invention ; la figure 2: une représentation schématique d'un système comprenant un véhicule électrique sous-marin et une station de base, équipés du dispositif de connecteur magnétique selon l'invention ; 20 la figure 3 : le schéma d'un champ magnétique formé par la fermeture du dispositif de connecteur magnétique selon l'invention. La figure 1 représente un schéma d'un exemple de connecteur magnétique selon l'invention, comprenant une première partie de circuit magnétique Cl - ou circuit 25 magnétique primaire - et une deuxième partie de circuit magnétique C2 - ou circuit magnétique secondaire -, la première partie de circuit magnétique Cl étant partie intégrante d'une station de base reliée à une source d'alimentation extérieure SRC pouvant par exemple se situer sur un bateau ou une plate-forme, et la deuxième partie de circuit magnétique C2 étant partie intégrante d'un véhicule électrique, tel qu'un 30 véhicule électrique autonome sous-marin. Comme évoqué précédemment, un objectif de la présente invention consiste à réaliser un connecteur magnétique sous-marin pour le transfert d'énergie entre une station de base, notamment sous-marine, et un équipement électrique, par exemple un véhicule électrique, notamment sous-marin et autonome, tel qu'un AUV, pour 35 Autonomous Underwater Vehicle selon l'acronyme consacré. Une des principales contraintes à surmonter dans ce contexte réside dans la problématique du positionnement relatif du véhicule électrique sous-marin par rapport à la station de 35077--140305-Txt depot 3018948 5 base, de manière à fermer le connecteur magnétique et ainsi rendre possible la recharge des batteries REC du véhicule électrique sous-marin. En regard des figures, les modes de réalisations décrits sont plus particulièrement focalisés sur un mode de réalisation dans lequel l'équipement 5 électrique apte à se connecter à la station de base S est un véhicule autonome sous- marin AUV, mais il est clair que la présente invention est également utilisable pour la connexion de tout équipement électrique à une station de base S par l'intermédiaire du connecteur magnétique décrit ci-après. Comme le montre la figure 1, le principe poursuivi dans le cadre de la présente 10 invention consiste à réaliser deux parties Cl, C2 d'un circuit magnétique globale, la partie primaire Cl, partie intégrante de la station de base étant alimentée en permanence via son bobinage primaire Bi, sans qu'aucune puissance ne puisse être délivrée aux batteries REC du véhicule électrique sous-marin tant que le circuit magnétique global Ci-C2, formé des première et deuxième parties de circuit 15 magnétique Cl, C2, et donc le dispositif de connecteur magnétique selon l'invention, n'est pas fermé. La taille du circuit magnétique primaire Cl, et en particulier les surfaces de contact Pl, P2, est configurée de manière à permettre une grande souplesse quant au positionnement du véhicule électrique sous-marin autonome. En particulier, les surfaces de contact Pl, P2 de la station de base S présentent une aire 20 substantiellement supérieure à celle des surfaces de contact 51, S2 du véhicule électrique autonome AUV. Ainsi, de préférence de façon autonome, le véhicule électrique sous-marin AUV est apte à gérer son guidage grossier, par exemple à l'aide d'un bras mécanique embarqué, jusqu'à proximité de la station de base S. Lorsque le véhicule électrique 25 sous-marin AUV s'approche de la station de base, et plus précisément lorsque le circuit magnétique secondaire C2, embarqué par le véhicule AUV, devient suffisamment proche du circuit magnétique primaire Cl, en fonction des caractéristique physiques des première et deuxième parties de circuit magnétique Cl, C2, une attraction par force électromagnétique des deux parties de circuit magnétique 30 est mise en oeuvre, jusqu'à ce que la deuxième partie de circuit magnétique C2 vienne au contact de la première partie de circuit magnétique Cl et ainsi fermer le circuit magnétique global Cl-C2. Une fois fermé, le dispositif de connecteur magnétique selon l'invention permet en effet la formation d'un circuit magnétique globale à travers les circuits magnétiques primaire Ci et secondaire C2, comme représenté à la 35 figure 3. Alors, le flux magnétique B peut passer du circuit magnétique primaire Cl au circuit magnétique secondaire C2. Le couplage réalisé par la mise en contact des deux 35077--140305-Txt depot 3018948 6 parties de circuit magnétique Ci, C2 permet le transfert d'énergie de la station de base S au véhicule électrique sous-marin AUV, ledit transfert d'énergie s'établissant tant que les surfaces correspondantes, Pl, P2, respectivement Si, S2, du connecteur magnétique, sont en contact. Il est à noter que le sens dans lequel les surfaces sont en 5 contact importe peu : les surfaces Pl, P2 peuvent aussi bien être en contact avec l'une ou l'autre des surfaces Si, S2, d'où une grande liberté de positionnement. Par ailleurs, les surfaces de contact Pl, P2, Si et S2 sont configurées pour être aptes à opérer en milieu aquatique, et en particulier au contact de la mer. Par ailleurs, il est important de noter qu'en parallèle du transfert d'énergie, le 10 dispositif de connecteur magnétique selon l'invention peut être configuré pour permettre des échanges de données entre la station de base S et le véhicule électrique autonome AUV. Transfert d'énergie et échange de données peuvent par exemple s'effectuer à des fréquences distinctes.The primary magnetic circuit is electrically powered in three-phase, possibly continuously in time. The present invention furthermore relates to: an electric vehicle comprising a secondary magnetic circuit capable of cooperating with a primary magnetic circuit of a base station, said primary magnetic circuit being electrically powered, to form a magnetic connector device, allowing the transfer energy from the base station to the electric vehicle; A base station comprising an electrically powered primary circuit capable of cooperating with a secondary magnetic circuit of an electric vehicle to form a connector device for transferring energy from the base station to the electric vehicle; and a method of transferring energy from a base station to an underwater electric vehicle, said base station having a primary magnetic circuit, and said underwater electric vehicle having a secondary magnetic circuit, comprising: guidance of the underwater electric vehicle to near the base station; - the power supply of the primary magnetic circuit of the base station, 35077--140305-Txt depot 3018948 4 the proximity between the underwater electric vehicle and the base station and the power supply of the primary magnetic circuit being configured so as to it exerts a magnetic attraction force between said base station and said underwater electric vehicle; Contacting, via suitable contact surfaces, the primary magnetic circuit and the secondary magnetic circuit, so as to allow the transfer of energy from the base station to the underwater electric vehicle; disconnection of the power supply of the primary magnetic circuit to enable the underwater electric vehicle to be unhooked from the base station. Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the description which follows, given with reference to the appended drawings which represent: FIG. 1: a diagram of the magnetic connector device according to the invention; Figure 2: a schematic representation of a system comprising an underwater electric vehicle and a base station, equipped with the magnetic connector device according to the invention; FIG. 3 is a diagram of a magnetic field formed by the closure of the magnetic connector device according to the invention. FIG. 1 represents a diagram of an example of a magnetic connector according to the invention, comprising a first magnetic circuit portion C1 - or primary magnetic circuit - and a second magnetic circuit portion C2 - or secondary magnetic circuit - the first magnetic circuit part Cl being part of a base station connected to an external power source SRC which can for example be located on a boat or a platform, and the second part of the magnetic circuit C2 being an integral part of an electric vehicle, such as a submarine autonomous electric vehicle. As mentioned above, an object of the present invention is to provide an underwater magnetic connector for the transfer of energy between a base station, in particular underwater, and electrical equipment, for example an electric vehicle, particularly underwater. marine and autonomous, such as an AUV, for 35 Autonomous Underwater Vehicle according to the acronym dedicated. One of the main constraints to be overcome in this context lies in the problem of relative positioning of the underwater electric vehicle with respect to the station of 35077--140305-Txt depot 3018948 base, so as to close the magnetic connector and thus make possible recharging the REC batteries of the underwater electric vehicle. With reference to the figures, the embodiments described are more particularly focused on an embodiment in which the electrical equipment capable of connecting to the base station S is an AUV submarine autonomous vehicle, but it is clear that the present invention can also be used for the connection of any electrical equipment to a base station S via the magnetic connector described hereinafter. As shown in FIG. 1, the principle pursued in the context of the present invention consists in producing two parts C1, C2 of a global magnetic circuit, the primary part C1, which is an integral part of the base station, is permanently powered via its primary winding Bi, without any power can be delivered to the REC batteries of the underwater electric vehicle as the overall magnetic circuit Ci-C2, formed of the first and second magnetic circuit parts C1, C2, and therefore the Magnetic connector device according to the invention is not closed. The size of the primary magnetic circuit C1, and in particular the contact surfaces P1, P2, is configured to allow great flexibility in the positioning of the autonomous underwater electric vehicle. In particular, the contact surfaces P1, P2 of the base station S have an area substantially greater than that of the contact surfaces 51, S2 of the autonomous electric vehicle AUV. Thus, preferably autonomously, the AUV underwater electric vehicle is able to manage its coarse guidance, for example using an onboard mechanical arm, to near the base station S. When the vehicle AUV submarine electrical 25 approaches the base station, and more specifically when the secondary magnetic circuit C2, embarked by the vehicle AUV, becomes sufficiently close to the primary magnetic circuit Cl, depending on the physical characteristics of the first and second parts of magnetic circuit Cl, C2, an electromagnetic force attraction of the two magnetic circuit portions 30 is implemented, until the second magnetic circuit portion C2 comes into contact with the first magnetic circuit portion Cl and thus close the global magnetic circuit Cl-C2. Once closed, the magnetic connector device according to the invention makes it possible to form a global magnetic circuit through the primary magnetic circuits Ci and secondary C2, as shown in FIG. 3. Then, the magnetic flux B can passing from the primary magnetic circuit C1 to the secondary magnetic circuit C2. The coupling carried out by bringing the two 35077--140305-Txt depot 3018948 6 parts of magnetic circuit Ci, C2 into communication allows the transfer of energy from the base station S to the submarine electric vehicle AUV, said transfer of energy is established as long as the corresponding surfaces, P1, P2, respectively S1, S2, of the magnetic connector, are in contact. It should be noted that the direction in which the surfaces are in contact is of little importance: the surfaces P1, P2 may as well be in contact with one or the other of the surfaces Si, S2, hence a great freedom of positioning. Moreover, the contact surfaces P1, P2, S1 and S2 are configured to be able to operate in an aquatic environment, and in particular in contact with the sea. Furthermore, it is important to note that in parallel with the transfer of The magnetic connector device according to the invention can be configured to enable data exchange between the base station S and the autonomous electric vehicle AUV. Energy transfer and data exchange can for example be carried out at different frequencies.
15 En outre, le dispositif de connecteur magnétique selon l'invention étant destiné à fonctionner en milieu aquatique, le circuit magnétique Ci-C2 doit être protégé contre la corrosion. Deux modes de réalisation relatifs à la protection contre la corrosion, et correspondant respectivement à une protection active et à une protection passive contre la corrosion, sont décrits ci-après ; ces deux modes de réalisations peuvent être 20 mises en oeuvre seuls ou simultanément et de façon complémentaire. Ils peuvent être installés tant sur la station de base S que sur le véhicule électrique autonome AUV. La figure 2 montre une représentation schématique d'un exemple de dispositif de connecteur magnétique selon l'invention, mis en oeuvre par un véhicule électrique autonome AUV et une station de base S, en milieu aquatique.In addition, the magnetic connector device according to the invention being intended to operate in an aquatic environment, the magnetic circuit Ci-C2 must be protected against corrosion. Two embodiments relating to protection against corrosion, corresponding respectively to active protection and passive protection against corrosion, are described below; these two embodiments can be implemented alone or simultaneously and in a complementary manner. They can be installed both on the base station S and on the autonomous electric vehicle AUV. FIG. 2 shows a schematic representation of an example of a magnetic connector device according to the invention, implemented by an autonomous electric vehicle AUV and a base station S, in an aquatic environment.
25 Sur la figure 2, comme sur la figure 1, le dispositif de connecteur magnétique comporte une protection anticorrosion du circuit magnétique. Sur la figure 1, le circuit magnétique primaire Ci comprend une protection anticorrosion active et passive, tandis que sur la figure 2, les circuits magnétiques primaire et secondaire Ci, C2 comprennent une protection anticorrosion, pouvant être active et/ou passive.In FIG. 2, as in FIG. 1, the magnetic connector device comprises a corrosion protection of the magnetic circuit. In FIG. 1, the primary magnetic circuit Ci comprises an active and passive anti-corrosion protection, while in FIG. 2 the primary and secondary magnetic circuits Ci, C2 comprise an anti-corrosion protection, which can be active and / or passive.
30 La protection anticorrosion active est également appelée protection cathodique par sous-tirage de courant. Dans le contexte d'une telle protection anticorrosion active, le circuit magnétique Ci-C2 est mis à une tension négative par rapport au milieu - par exemple la mer -, c'est-à-dire à un potentiel inférieur à celui du milieu, via le poste de sous-tirage de courant 1, son pôle positif étant quant à lui relié à une 35 anode de référence immergée. Dans le contexte d'une protection anticorrosion passive, le dispositif de connecteur magnétique selon l'invention comprend des moyens pour créer un couple 35077-140305-Txt depot 3018948 7 galvanique dont le circuit magnétique C1-C2 est la cathode, l'anode sacrificielle 2 étant constituée d'un métal réducteur, des électrons étant alors arrachés de l'anode 2 par le circuit magnétique C1-C2. Il se forme de cette façon une pile dont la mer est l'électrolyte.Active corrosion protection is also called cathodic protection by under-current draw. In the context of such active protection against corrosion, the magnetic circuit Ci-C2 is set at a negative voltage relative to the medium - for example the sea - that is to say to a potential lower than that of the medium, via the under-draw current station 1, its positive pole being connected to a submerged reference anode. In the context of passive corrosion protection, the magnetic connector device according to the invention comprises means for creating a galvanic torque 35077-140305-Txt deposit whose magnetic circuit C1-C2 is the cathode, the sacrificial anode 2 being made of a reducing metal, electrons then being torn from the anode 2 by the magnetic circuit C1-C2. In this way, a cell is formed whose sea is the electrolyte.
5 La corrosion, phénomène d'oxydo-réduction, n'a alors pas lieu sur la structure de la station, et c'est au contraire l'anode sacrificielle 2 qui subit le phénomène d'oxydation. L'anode 2 doit par conséquent être constituée d'un matériau plus réducteur que celui de la structure de la station de base à protéger. Ces moyens, actif ou passif, pris séparément ou en combinaison, permettent de 10 protéger contre la corrosion le circuit magnétique C1-C2 du dispositif de connexion magnétique selon l'invention. Par ailleurs, il peut être constaté et démontré mathématiquement par des calculs par éléments finis à la portée de l'homme du métier que la présence de l'eau ne 15 perturbe pas le transfert d'énergie de la station de base S au véhicule électrique autonome AUV, l'eau étant un matériau diamagnétique. En effet, le flux magnétique est concentré dans le circuit magnétique C1-C2. De même, le transfert de puissance au travers des surfaces de contact Sl, S2; Pl, P2 de différentes dimensions est proche de 100%, car il y a conservation du flux 20 magnétique, les pertes n'étant liées qu'au matériau magnétique. En effet, le flux magnétique B circule bien dans les deux circuits magnétiques Cl, C2, et il n'y pas de perte dans l'eau environnante. Il est à noter que le réseau électrique dans lequel s'intègre le dispositif de connecteur magnétique peut fonctionner en monophasé comme en multiphasé, 25 typiquement en triphasé. En outre, le circuit magnétique primaire peut, en particulier, être alimenté en courant électrique, de façon continue dans le temps, à une fréquence de 16 Hz. Selon l'invention, par ailleurs, les surfaces de contact des deux parties de circuit magnétique sont nues, et ne sont pas pourvues de protection mécanique. Comme 30 décrit précédemment, la protection contre la corrosion est quant à elle obtenue par protection cathodique, sous la forme d'une anode sacrificielle ou par courant imposé. De façon optionnelle, il peut être prévu un dispositif de type spire de Frager pour éviter les vibrations lorsque le circuit magnétique C1-C2 est fermé. Un tel dispositif de type spire de Frager serait préférentiellement intégré à la station de base 35 S. En fonctionnement, la spire de Frager embrasse une partie du flux principal créé par le circuit magnétique C 1-C2, le flux secondaire étant par conséquent déphasé par 35077-140305-Txt depot 3018948 8 rapport au flux principal. Le flux magnétique B résultant ne passant plus par 0, les vibrations du circuit magnétique sont fortement réduites. En outre, un système classique de commande doit de préférence être prévu pour permettre le décollage du véhicule électrique autonome AUV de la station de base S, 5 afin de lutter contre la force d'attraction électromagnétique, après la recharge de la batterie REC. Il est bien entendu possible, comme déjà évoqué, de prévoir que les surfaces de contact côté station de base Pl, P2 présentent une surface augmentée, bien supérieure à celles des surfaces de contact côté véhicule électrique autonome Sl, S2. Ce mode de 10 réalisation, dans lequel l'aire des surfaces de contact de la station de base Pl, P2 est supérieure à l'aire des surfaces de contact du véhicule électrique autonome Si, S2, correspondant aux représentations schématiques des figures 1 et 2, est en outre préféré puisqu'il présente l'avantage de faciliter l'appontage du véhicule électrique sous-marin AUV.Corrosion, an oxidation-reduction phenomenon, then does not take place on the structure of the station, and it is instead the sacrificial anode 2 which undergoes the oxidation phenomenon. The anode 2 must therefore consist of a more reducing material than the structure of the base station to be protected. These means, active or passive, taken separately or in combination, make it possible to protect against corrosion the magnetic circuit C1-C2 of the magnetic connection device according to the invention. Moreover, it can be found and mathematically demonstrated by finite element calculations within the abilities of those skilled in the art that the presence of water does not disturb the transfer of energy from the base station S to the electric vehicle. autonomous AUV, water being a diamagnetic material. Indeed, the magnetic flux is concentrated in the magnetic circuit C1-C2. Likewise, the transfer of power through the contact surfaces S1, S2; Pl, P2 of different sizes is close to 100% because there is conservation of the magnetic flux, the losses being related only to the magnetic material. Indeed, the magnetic flux B circulates well in the two magnetic circuits Cl, C2, and there is no loss in the surrounding water. It should be noted that the electrical network in which the magnetic connector device integrates can operate in single-phase as in multi-phase, typically in three-phase. In addition, the primary magnetic circuit can, in particular, be supplied with electric current, continuously in time, at a frequency of 16 Hz. According to the invention, moreover, the contact surfaces of the two magnetic circuit parts. are bare, and do not have mechanical protection. As previously described, the protection against corrosion is obtained by cathodic protection, in the form of a sacrificial anode or by imposed current. Optionally, it can be provided a Frager type coil device to avoid vibrations when the magnetic circuit C1-C2 is closed. Such a device of the Frager coil type would preferably be integrated into the 35 S base station. In operation, the Frager coil embraces a part of the main flux created by the magnetic circuit C 1-C2, the secondary flux therefore being out of phase by 35077-140305-Txt depot 3018948 8 compared to the main flow. The magnetic flux B resulting from no longer passing through 0, the vibrations of the magnetic circuit are greatly reduced. In addition, a conventional control system should preferably be provided to allow the autonomous AUV electric vehicle of the base station S to take off in order to combat the electromagnetic attraction force after charging the REC battery. It is of course possible, as already mentioned, to provide that the base station-side contact surfaces P1, P2 have an increased surface, much greater than that of the contact surfaces on the autonomous electric vehicle side S1, S2. This embodiment, in which the area of the contact surfaces of the base station P1, P2 is greater than the area of the contact surfaces of the autonomous electric vehicle Si, S2, corresponding to the schematic representations of FIGS. 1 and 2. , is also preferred since it has the advantage of facilitating the landing of the underwater electric vehicle AUV.
15 Il est par exemple prévu des modes de réalisation particuliers dans lesquels l'aire des surfaces de contact de la station de base P1 ; P2 est sensiblement égale à deux, trois, ou dix fois l'aire des surfaces de contact du véhicule électrique autonome Si, S2.For example, there are provided particular embodiments in which the area of the contact surfaces of the base station P1; P2 is substantially equal to two, three or ten times the area of the contact surfaces of the autonomous electric vehicle Si, S2.
20 Il est par ailleurs à la portée de l'homme du métier de prévoir que, dans le cadre d'une application sous-marine, un dispositif standard d'étanchéité est disposé autour du circuit magnétique en dehors des surfaces de contact Pl, P2 ; Si, S2. Par exemple, ce dispositif d'étanchéité peut compléter des dispositifs d'étanchéité propres, respectivement, au véhicule électrique autonome AUV ou à la station de base S.It is also within the abilities of those skilled in the art to provide that, in the context of an underwater application, a standard sealing device is placed around the magnetic circuit outside the contact surfaces P1, P2 ; If, S2. For example, this sealing device can complete clean sealing devices, respectively, to the autonomous electric vehicle AUV or to the base station S.
25 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. Par exemple, le dispositif de connecteur magnétique selon l'invention est 30 parfaitement adapté au transfert d'énergie à un véhicule électrique autonome sous- marin, mais peut aussi être mis en oeuvre pour tout objet nécessitant un transfert d'énergie sans contact électrique. 35077--140305-Txt depotOf course, the present invention is not limited to the examples and embodiments described and shown, but it is capable of many variations accessible to those skilled in the art. For example, the magnetic connector device according to the invention is perfectly suited to the transfer of energy to an underwater autonomous electric vehicle, but can also be implemented for any object requiring a transfer of energy without electrical contact. 35077--140305-Txt depot
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