FR3061999B1

FR3061999B1 - Panneau de charge sans fil, unite de stockage d’energie equipee et systeme d’alimentation electrique chargeable

Info

Publication number: FR3061999B1
Application number: FR1750408A
Authority: FR
Inventors: Friedbald Kiel
Original assignee: Institut Vedecom
Current assignee: Institut Vedecom
Priority date: 2017-01-19
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2019-08-23
Anticipated expiration: 2037-01-19
Also published as: EP3571752A1; JP6963015B2; US20190363587A1; JP2020508026A; FR3061999A1; CN110267842A; WO2018134507A1

Abstract

Le panneau comprend une pluralité d'éléments actifs spiralés (11 re) et est réalisé sous une forme stratifiée, chacun des éléments actifs comprenant une surface active (1 1AV) avec un ruban conducteur actif en forme de spirale (110). La surface active est formée sur une première face du panneau. Conformément à l'invention, le panneau est un circuit multicouche comprenant au moins une couche diélectrique et une couche conductrice et chacun des éléments actifs comporte une plaquette de blindage magnétique (112r) couvrant une face arrière de la surface active et une pluralité de brins de blindage magnétique (112) délimitant la surface active et reliés à la plaquette. Le panneau stratifié est avantageusement réalisé sous la forme d'un circuit imprimé ou par des technologies apparentées utilisant la stratification. Il pourra être fait appel à des techniques de photogravure, impression, dépôt électrolytique et autres.

Description

PANNEAU DE CHARGE SANS FIL, UNITÉ DE STOCKAGE D’ÉNERGIE ÉQUIPÉE ET SYSTÈME D’ALIMENTATION ÉLECTRIQUE CHARGEABLE

[001] L’invention concerne de manière générale le domaine de la charge sans fil des batteries électriques. Plus particulièrement, l’invention concerne la charge des batteries pour des véhicules de transport à traction électrique. L’invention se rapporte à un panneau de charge à éléments actifs spiralés réalisé sous une forme stratifiée. L’invention se rapporte également à une unité de stockage d’énergie équipée de ce panneau et un système d’alimentation électrique chargeable.

[002] L’industrie des transports, soumise à des normes d’émission de rejets polluants très contraignantes, opère une véritable mutation technologique avec l’électrification des véhicules. Il est nécessaire de réduire les émissions polluantes telles que le CO2. Avec les technologies actuelles, les véhicules électriques et hydrides sont confrontés au problème d’une autonomie kilométrique de roulage en mode électrique qui est insuffisante du fait de la capacité de stockage d’énergie limitée des batteries électriques. Le poids, le volume et le coût des batteries, ainsi que leur réparabilité, sont aussi des facteurs contraignants importants. Les améliorations apportées à la charge des batteries, en termes de confort pour l’utilisateur et de charge en temps masqué, peuvent être un moyen de compenser la capacité de stockage limitée des batteries.

[003] La technique de charge sans fil, en champ proche ou en champ lointain, offre des rendements intéressants, notamment en mode de couplage résonnant, et présente l’intérêt de supprimer la nécessité d’un câble et de prises électriques pour recharger la batterie du véhicule. En champ proche, des fréquences dans la gamme de quelques dizaines de kHz à des MHz peuvent être utilisées. Des fréquences dans la gamme de quelques centaines de MHz à des GHz sont pertinentes en champ lointain.

[004] La technique de charge sans fil évite aux utilisateurs des manipulations électriques qui peuvent parfois présenter des risques objectifs.

[005] De plus, la charge sans fil est envisageable en mode de roulage, lorsque le véhicule circule sur une chaussée incorporant des inducteurs, ce qui présenterait l’avantage de prolonger l’autonomie du véhicule avec une charge totalement transparente pour l’utilisateur.

[006] Par US20080067874A1, Il est connu d’associer plusieurs éléments spiralés planaires élémentaires pour former un panneau inducteur sur un circuit imprimé. Le dispositif proposé comporte des spirales carrées qui autorisent une optimisation spatiale et favorisent la compacité. Ce dispositif prévu pour charger par induction des petits appareils électroniques, tels que des téléphones mobiles, apparaît peu adapté pour les puissances élevées requises dans le domaine des transports.

[007] US2009096413A1 décrit un système de charge inductive à puissance variable. Dans ce système, les éléments spiralés d’un panneau inducteur peuvent être activés individuellement. Le système se configure automatiquement pour différents dispositifs à charger et différentes puissances et se présente sous la forme d’une plaque de charge sur laquelle est posé le dispositif à charger.

[008] La charge sans fil requiert des avancées technologiques pour un déploiement à grande échelle dans le domaine des transports. En effet, cette technique demande à être optimisée pour atteindre des performances accrues en termes de résistance électrique, d’isolation électrique, de blindage magnétique et de robustesse mécanique. Par ailleurs, les architectures et typologies proposées doivent être compatibles avec une production de masse et les coûts très contraints de l’industrie automobile.

[009] Selon un premier aspect, l’invention concerne un panneau de charge sans fil comprenant une pluralité d’éléments actifs spiralés, le panneau étant un panneau stratifié, chacune des éléments actifs spiralés comprenant une surface active avec un ruban conducteur actif en forme de spirale, et la surface active étant formée sur une première face du panneau.

[0010] Conformément à l’invention, le panneau stratifié est un circuit multicouche comprenant des couches diélectriques et des couches conductrices et chacun des d’éléments actifs spiralés comporte une plaquette arrière de blindage magnétique située dans une première couche interne du circuit multicouche et couvrant une face arrière de la surface active et une pluralité de premiers brins de blindage magnétique délimitant la surface active et reliés à la plaquette arrière de blindage magnétique.

[0011] Selon une forme de réalisation particulière, les d’éléments actifs spiralés sont agencés dans des plans de stratification différents de manière à former plusieurs couches planes d’éléments actifs spiralés, les éléments actifs spiralés dans des couches planes différentes étant alignés ou décalés.

[0012] Selon une caractéristique particulière, chacun des éléments actifs spiralés comporte une pluralité de deuxièmes brins de blindage magnétique situés au centre de la surface active et reliés à la plaquette arrière de blindage magnétique.

[0013] Selon une autre caractéristique particulière, les brins de blindage magnétique sont formés par des orifices remplis d’un matériau de haute perméabilité magnétique s’étendant entre la surface active et la plaquette arrière de blindage magnétique.

[0014] Selon encore une autre caractéristique particulière, la plaquette arrière de blindage magnétique et les brins de blindage magnétique sont réalisés en mu-métal, permalloy ou avec un époxy chargé par un matériau de haute perméabilité magnétique.

[0015] Selon encore une autre caractéristique particulière, chacun de éléments actifs spiralés comporte dans une autre couche interne, à l’arrière de la plaquette arrière de blindage magnétique, des rubans conducteurs de connexion reliés au ruban conducteur actif par des brins conducteurs.

[0016] Selon encore une autre caractéristique particulière, les brins conducteurs sont formés par des orifices remplis de métal s’étendant entre les rubans conducteurs de connexion et le ruban conducteur actif.

[0017] Selon encore une autre caractéristique particulière, le ruban conducteur actif comporte une pluralité de plots de connexion répartis sur une longueur du ruban conducteur actif, les plots de connexion étant reliés respectivement aux rubans conducteurs de connexion par les brins conducteurs.

[0018] Selon encore une autre caractéristique particulière, les rubans conducteurs et les brins conducteurs sont en cuivre.

[0019] Selon encore une autre caractéristique particulière, la spirale des éléments actifs est une spirale carrée, rectangulaire ou hexagonale.

[0020] Selon un autre aspect, l’invention concerne aussi une unité de stockage électrique rechargeable sans fil, l’unité étant équipée d’un panneau de charge tel que décrit brièvement ci-dessus, ledit panneau étant un panneau de charge récepteur.

[0021] Selon une caractéristique particulière, l’unité de stockage électrique comprend également un sous-ensemble de redressement de tension, un sous-ensemble de commutation, un sous-ensemble d’interconnexion et un circuit de commande. On notera que la combinaison de ces sous-ensembles forme une micro-grille intelligente de distribution d’énergie ou « Smart microgrid » en terminologie anglaise.

[0022] Selon une autre caractéristique particulière, le panneau de charge récepteur, le sous-ensemble de redressement de tension, le sous-ensemble de commutation, le sous-ensemble d’interconnexion et le circuit de commande sont formés en au moins trois plaques stratifiées.

[0023] Selon encore un autre aspect, l’invention concerne aussi un système d’alimentation électrique chargeable sans fil. Conformément à l’invention, le système comprend une unité de charge sans fil équipée d’un panneau de charge tel que décrit brièvement ci-dessus, le panneau étant un panneau de charge émetteur, et de l’unité de stockage d’énergie décrite brièvement ci-dessus.

[0024] L’invention concerne aussi un véhicule comprenant une unité de stockage d’énergie telle que décrite brièvement ci-dessus.

[0025] D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous de plusieurs formes de réalisation particulières de l’invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - La Fig.1 est un bloc-diagramme d’un système d’alimentation électrique chargeable sans fils selon l’invention ; - La Fig.2 est une vue extérieure en perspective d’une unité de stockage électrique rechargeable sans fil selon l’invention ; - La Fig.3 est vue extérieure en perspective d’un dispositif électronique de charge comprenant un panneau de charge sans fil récepteur selon l’invention ; - La Fig.4 est une vue de dessus montrant une surface active d’un élément actif spiralé inclus dans le panneau de la Fig.3 ; - La Fig.5 est une vue en coupe de l’élément actif spiralé de la Fig.4 ; - La Fig.6 est une vue en coupe montrant une relation de couplage d’un élément actif spiralé récepteur et d’un élément actif spiralé émetteur ; et - La Fig.7 est une vue simplifiée montrant un véhicule automobile équipé d’une unité de stockage électrique rechargeable sans fil selon l’invention.

[0026] De manière générale, pour la fabrication des panneaux de charge à éléments actifs spiralés selon l’invention, il est utilisé des techniques de fabrication de circuits imprimés qui sont bien maîtrisées. Ainsi, il pourra être fait appel à des plaques flexibles ou rigides de stratifié revêtu de cuivre dites CCL (de « Copper Clad Laminate » en anglais), des feuilles ou des plaques fines métalliques typiquement en cuivre, des diélectriques préimprégés de résine de type époxy et des adhésifs. Il pourra être utilisé une combinaison de techniques comprenant la stratification, la photolithographie, la sérigraphie, le dépôt autocatalytique, l’électrodéposition, le perçage mécanique ou laser et le poinçonnage.

[0027] En référence aux Figs. 1 à 3, il est d’abord décrit l’architecture générale et le fonctionnement d’une forme de réalisation particulière PS d’un système d’alimentation électrique chargeable sans fil selon la présente invention.

[0028] Comme montré à la Fig.1, le système d’alimentation électrique PS selon l’invention comprend une unité de stockage d’énergie chargeable sans fil 1 et une unité de charge sans fil 2.

[0029] L’unité de stockage d’énergie chargeable 1 comporte un bloc-batterie électrique 10 équipé de son dispositif électronique de charge 11. Avantageusement, comme montré à la Fig.2, l’unité de stockage 1 pourra être réalisée sous une forme compacte avec le dispositif de charge 11 qui est intégré au bloc-batterie 10, dans la partie inférieure de celle-ci. De préférence, l’unité de stockage 1 sera réalisée de manière démontable pour faciliter les réparations et le recyclage.

[0030] Comme montré à la Fig.1, le bloc-batterie 10 est formé d’une pluralité d’accumulateurs élémentaires 100, typiquement de type Lithium-Ion, qui selon les applications pourront prendre différentes configurations d’interconnexion électrique. Typiquement, un nombre N d’accumulateurs ou piles élémentaires 100i à 100n sont montés en série pour obtenir une batterie élémentaire dont la tension nominale restera de préférence inférieure à 48 V, pour des raisons de sécurité. Plusieurs batteries élémentaires 10A, 10B, ..., pourront être montées en parallèle ou en série pour obtenir la puissance ou la tension voulue. L’exemple de la Fig.1 comporte deux batteries élémentaires 10A et 10B montées en parallèle.

[0031] Le dispositif de charge 11 associé au bloc-batterie 1 comprend un panneau de charge récepteur 11 RE, un sous-ensemble de redressement de tension 11 RC, un sous-ensemble de commutation 11 SW, un sous-ensemble d’interconnexion 111T et un circuit de commande 11CD.

[0032] Le panneau de charge récepteur 11 RE comprend une pluralité d’éléments actifs spiralés élémentaires 11 rei à 11 reM, qui seront décrits en détail par la suite en référence à la Fig.4.

[0033] Le sous-ensemble de redressement de tension 11 RC comprend une pluralité de circuits de redressement 11 rei à 11 tcm qui sont connectés respectivement à la pluralité d’éléments actifs spiralés élémentaires 11 rei à 10reM-Les circuits de redressement 11 rc sont des circuits résonnants qui sont accordés sur la fréquence d’émission du système d’alimentation électrique PS.

[0034] Comme montré de manière simplifiée à la Fig.1, les circuits de redressement 11 rc comprennent chacun un redresseur RE, par exemple à diode ou à redressement synchrone, et une interface IT avec le circuit de commande 11 CD. Les interfaces IT sont reliées au circuit de commande 11 CD à travers une liaison de communication B1. L’interface IT permet au circuit de redressement 11 rc de fournir au circuit de commande 11 CD des informations nécessaires pour le fonctionnement du système et permet aussi une commande d’activation du circuit de redressement 11 rc par le circuit de commande 11 CD. Typiquement, l’interface IT pourra indiquer au circuit de commande 11CD l’état de fonctionnement du circuit de redressement 11 rc auquel elle est associée, la réception ou pas d’un signal alternatif d’énergie et le niveau d’énergie reçu. Le circuit de commande 11 CD est ainsi informé de la disponibilité, ou d’une éventuelle panne, du circuit de redressement 11 rc et activera uniquement les circuits 11 rc opérationnels et utiles pour la stratégie de charge intelligente adoptée. L’objectif étant bien entendu de minimiser la consommation électrique du système avec un fonctionnement du type « état de veille/état actif ».

[0035] Le sous-ensemble de commutation 11 SW est typiquement réalisé avec des transistors de commutation, par exemple de type MOSFET. Le sous-ensemble 11 SW a pour fonction de permettre une connexion électrique commutée des circuits de redressement 11 rc avec les accumulateurs élémentaires 100 du bloc-batterie 10. Le sous-ensemble de commutation 11 SW est connecté à chacun des accumulateurs élémentaires 100 pour permettre une charge individuelle optimisée de chacun de ceux-ci. Le sous-ensemble de commutation 11SW est relié au circuit de commande 11 CD par une liaison de communication B2 et est commandé en commutation par celui-ci. On notera également que des moyens (non représentées) sont prévus dans le sous-ensemble de commutation 11 SW pour fournir au circuit de commande 11 CD la tension aux bornes de chacun des accumulateurs élémentaires 100. Les tensions fournies au circuit de commande 11 CD informent celui-ci de l’état de charge de chacun des accumulateurs élémentaires 100.

[0036] Le sous-ensemble de commutation 11 SW est commandé par le circuit de commande 11 CD de manière à obtenir une configuration voulue de connexion électrique des circuits de redressement 11 rc sur les accumulateurs élémentaires 100. Cette configuration de connexion électrique est déterminée par le circuit de commande 11 CD en fonction de la stratégie de charge et des informations dont il dispose sur l’état de charge des accumulateurs et sur la réception des signaux alternatifs d’énergie par les circuits de redressement 11 rc.

[0037] Le sous-ensemble d’interconnexion 111T prendra différentes formes selon l’application et la configuration interne de connexion du bloc-batterie 10. La forme de réalisation 1 décrite ici du système de l’invention comporte des connexions individuelles à chacun des accumulateurs élémentaires 100. Dans d’autres formes de réalisation, les accumulateurs élémentaires 100 ne seront pas gérés individuellement par le circuit de commande 11 CD, mais collectivement par groupe, et le sous-ensemble d’interconnexion 111T comprendra des bus barres auxquels seront connectés les différents accumulateurs élémentaires 100 d’un même groupe.

[0038] Le circuit de commande 11 CD est formé typiquement d’un contrôleur à microprocesseur comprenant une unité de traitement, des mémoires de travail et de stockage et des interfaces d’entrée/sortie. Les interfaces d’entrée/sortie sont reliées aux liaisons de communication B1 et B2, et à une liaison de communication B3, par exemple, avec un bus CAN du véhicule équipé de l’unité de stockage 1.

[0039] Comme montré à la Fig.1, l’unité de charge sans fil 2 comprend un panneau de charge émetteur 20TR et un sous-ensemble d’alimentation électrique 21. Le sous-ensemble d’alimentation électrique 21 alimente le panneau 20TR avec une tension d’alimentation alternative ayant une fréquence IF. Le panneau de charge émetteur 20TR a une architecture analogue à celle du panneau de charge récepteur 11 RE et comprend une pluralité d’éléments actifs spiralés élémentaires 20tr-i à 20trK.

[0040] Dans cette forme de réalisation, le sous-ensemble d’alimentation électrique 21 est connecté à un réseau de distribution électrique REE dit réseau primaire. Dans le cadre des applications aux véhicules automobiles, le réseau de distribution électrique REE sera de préférence enterré dans le sol. Le sous-ensemble d’alimentation électrique 12 sera lui installé en affleurement à la surface de roulage. Dans le cas d’une installation de charge pour un véhicule en stationnement, l’unité de charge sans fil 2 pourra être montée sur élévateur pour coupler davantage le panneau de charge émetteur 20TR et le panneau de charge récepteur 11 RE et maximiser le rendement du transfert d’énergie.

[0041] Dans cette forme de réalisation, le sous-ensemble d’alimentation électrique 21 comporte un dispositif de redressement AC/DC (non représenté) et une pluralité de convertisseurs DC/AC (non représentés) qui alimentent respectivement la pluralité d’éléments actifs spiralés élémentaires 20ùj à 20trK à la fréquence IF. Des moyens de détection de la présence d’une unité de stockage d’énergie 1 au-dessus du panneau de charge émetteur 20TR seront également prévus, ainsi que des moyens d’activation, sur instruction de commande, du transfert d’énergie par l’unité de charge sans fil 2. Le transfert d’énergie pourra être totalement automatisé et inclura la vérification de conditions de sécurité.

[0042] Une vue extérieure simplifiée de l’unité de stockage d’énergie 1 selon l’invention est montrée à la Fig.2. Comme montré dans cette figure, le dispositif électronique de charge 11 est monté sur une face inférieure du bloc-batterie 10. Le bloc-batterie 10 a typiquement des dimensions de 100 cm x 200 cm x 20 cm. Un bornier de puissance 12 et un connecteur électrique 13 sont présents sur d’autres faces du bloc-batterie 10. Le bornier de puissance 12 autorise un raccordement de l’unité 1 à un réseau d’alimentation électrique continu dit réseau secondaire. Le connecteur électrique 13, dans le cas d’une application à un véhicule automobile, autorise une connexion du dispositif électronique de charge 11 à un réseau numérique de commande, par exemple de type CAN, et à un réseau basse tension du véhicule.

[0043] En référence également à la Fig.3, dans cette forme de réalisation, le dispositif électronique de charge 11 est réalisé sous la forme d’une stratification de plusieurs plaques de circuit imprimé P1, P2 et P3.

[0044] Bien entendu, dans d’autres formes de réalisation, les plaques stratifiées pourront être en nombre supérieur à trois. De plus, les plaques ne sont pas nécessairement réalisées sous la forme d’un circuit imprimé, mais peuvent être obtenues par des technologies apparentées utilisant la stratification.

[0045] Les plaques P1, P2 et P3 sont ici rectangulaires et ont toutes les trois des dimensions, typiquement de 200 cm x 100 cm, qui sont égales à celles de la face inférieure du bloc-batterie 10, comme cela apparaît à la Fig.2. Les plaques P1, P2 et P3 ont typiquement des épaisseurs de 1 mm, 4 mm et 3 mm, respectivement.

[0046] La plaque P1 inclut le panneau de charge récepteur 11 RE et une première couche d’interconnexion. Dans cette forme de réalisation, le panneau 11 RE de la Fig.3 comprend vingt rangées de huit éléments actifs spiralés 11 re.

[0047] Dans une autre forme de réalisation particulière autorisant des performances accrues, la plaque P1 comprendra plusieurs couches planes P11 à P1n d’éléments actifs spiralés 11 re. Les éléments actifs spiralés sont ici répartis dans des plans de stratification différents et seront, selon l’application, alignés ou décalés entre des couches planes Pn.i, Pn, successives.

[0048] La plaque P2 inclut une deuxième couche d’interconnexion, le sous-ensemble de redressement de tension 11 RC et le circuit de commande 11 CD.

[0049] La plaque P3 inclut le sous-ensemble de commutation 11 SW et le sous-ensemble d’interconnexion 111T.

[0050] En référence aux Figs.4 et 5, il est maintenant décrit la typologie d’un élément actif spiralé 11 re du panneau de charge récepteur 11 RE.

[0051] On notera que la typologie générale de l’élément actif spiralé 20tr du panneau de charge émetteur 20TR est analogue à celle de l’élément actif spiralé 11 re. Cependant, le rapport de transformation entre les éléments actifs spiralés 11 re et 20tr, égal au rapport des nombres de spires respectifs des éléments, n’est pas imposé dans le système selon l’invention et pourra être choisi pour une adaptation avec la stratégie de charge du bloc-batterie 10 et le réseau de distribution électrique primaire REE.

[0052] Comme montré aux Figs.4 et 5, l’élément actif spiralé 11 re est réalisé sous la forme d’un circuit imprimé multicouche et comprend essentiellement un ruban conducteur actif 110 formé en une spirale carrée, une pluralité de plots de connexion 111A, 111B, 111, une pluralité de brins de blindage magnétique 112, une plaquette arrière enterrée de blindage magnétique 112r et des brins 110v et rubans conducteurs de connexion 110r.

[0053] Le circuit imprimé est d’un type classique, par exemple FR4, sur un substrat en résine de type époxy renforcé par un tissu de fibres de verre.

[0054] Selon cette forme de réalisation, la spirale de l’élément actif 11 re est une spirale carrée. Selon une autre forme de réalisation, la spirale de l’élément actif 11 re est une spirale rectangulaire ou hexagonale. Typiquement, l’élément actif 11 re a des dimensions de 5 cm x 5 cm dans sa forme carrée ou de 5 cm x 10 cm dans sa forme rectangulaire.

[0055] Le ruban conducteur 110 est en cuivre et est réalisé sur une surface avant active 11 AV de l’élément actif spiralé 11 re.

[0056] Comme montré à la Fig.4, les plots de connexion 111 sont répartis sur la longueur du ruban conducteur 110 entre deux plots de connexion d’extrémité 111A et 111B situés aux deux extrémités de la spirale. Ces différents plots de connexion autorisent le choix du nombre de spires de l’élément actif spiralé 11 re. Chaque plot de connexion 111 A, 111 B, 111 est connecté à un ruban de connexion enterré respectif 11 Or par l’intermédiaire d’un brin conducteur de connexion 110v formé par un orifice rempli de cuivre.

[0057] Le matériau de blindage magnétique formant les brins 112 et la plaquette 112r est de perméabilité magnétique élevée. Typiquement, ce matériau de blindage magnétique est le mu-métal, le permalloy ou un époxy chargé par un matériau de haute perméabilité magnétique. Les brins 112 sont tous reliés à la plaquette arrière enterrée de blindage magnétique 112r. La plaquette enterrée 112r est située sur une couche interne intermédiaire entre le ruban conducteur de spirale 110 et les rubans de connexion enterrés 11 Or et forme un blindage arrière de l’élément actif 11 re. Les brins 112 sont formés par des orifices remplis du matériau à perméabilité magnétique élevée entre la plaquette enterrée 112r et la surface active 11AV.

[0058] Des premiers brins 112 sont répartis en carré sur le pourtour de l’élément actif spiralé 11 re. Des deuxièmes brins 112 sont alignés et situés au centre de la spirale.

[0059] Comme cela apparaît clairement à la Fig.5, les brins 112 et la plaquette enterrée 112r forment un blindage de perméabilité magnétique élevée qui canalise les lignes de champ magnétique vers la surface avant active 11 AV de l’élément actif spiralé 11 re.

[0060] La Fig.6 montre un élément actif spiralé récepteur 11 re dans une relation de couplage magnétique optimale avec un élément actif spiralé émetteur 20tr. Les éléments 11 re et 20tr sont rapprochés et ont leurs rubans conducteurs actifs positionnés parfaitement en vis-à-vis. Dans une telle configuration, la transmission d’énergie est maximale entre les deux éléments.

[0061] Comme montré à la Fig.7, dans une application à un véhicule automobile 3, l’unité de stockage d’énergie 1 est de préférence installée dans le plancher 30 du véhicule, avec le dispositif électronique de charge 11 et le panneau de charge récepteur 11 RE orientés vers le sol. L’unité de charge sans fil 2 est placée dans le sol, ou dans la chaussée de roulage du véhicule, est alimentée par le réseau de distribution électrique REE et est en mesure de transférer de l’énergie à l’unité 1 lorsque des conditions déterminées sont satisfaites. Comme montré également à la Fig.7, l’unité 1 est raccordée à un réseau électrique de traction RET du véhicule à travers son bornier de puissance 12 et au bus CAN du véhicule à travers son connecteur 13. Un système de gestion de batterie 31 du véhicule est en communication avec le circuit de commande 11 CD de l’unité 1 à travers le bus CAN et participe à la gestion de l’unité 1.

[0062] L’invention ne se limite pas aux formes de réalisation particulières qui ont été décrites ici à titre d’exemple. L’homme du métier, selon les applications de l’invention, pourra apporter différentes modifications et variantes qui entrent dans la portée des revendications ci-annexées.

Claims

REVENDICATIONS 1) Panneau de charge sans fil comprenant une pluralité d’éléments actifs spiralés (11re), ledit panneau (11 RE, 20TR) étant un panneau stratifié, chacune desdits éléments actifs spiralés (11re) comprenant une surface active (11 AV) avec un ruban conducteur actif en forme de spirale (110), ladite surface active (11 AV) étant formée sur une première face dudit panneau, ledit panneau stratifié étant un circuit multicouche comprenant des couches diélectriques et des couches conductrices et chacun desdits éléments actifs spiraîés (11re) comportant une plaquette arrière de blindage magnétique (112r) située dans une première couche interne dudit circuit muiticouche et couvrant une face arrière de la surface active (11AV), caractérisé en ce que chacun desdits éléments actifs spiralés (11 re) comporte une pluralité de premiers brins de blindage magnétique (112) délimitant ladite surface active (11 AV) et reliés à ladite plaquette arrière de blindage magnétique (112r), et en ce que Se panneau comporte également dans une autre couche interne, à l’arrière de ladite plaquette arrière de blindage magnétique (112r), des rubans conducteurs de connexion (11 Or) reliés audit ruban conducteur actif (110) par des brins conducteurs (110v) et ledit ruban conducteur actif (110) comporte une pluralité de plots de connexion (111 A, 111B, 111) répartis sur une longueur dudit ruban conducteur actif (110), lesdits plots de connexion (111 A, 111B, 111) étant reliés respectivement auxdits rubans conducteurs de connexion (11 Or) par lesdits brins conducteurs (110v).
2) Panneau de charge selon Sa revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments actifs spiraiés (11re) sont agencés dans des plans de stratification différents (P1i à P1n) de manière à former plusieurs couches planes d’éléments actifs spiralés (11re), lesdits éléments actifs spiralés (11re) dans des couches planes différentes étant alignés ou décalés.
3) Panneau de charge selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chacun desdits d’éléments actifs spiralés (11re) comporte une pluralité de deuxièmes brins de blindage magnétique (112) situés au centre de ladite surface active (11 AV) et reliés à ladite plaquette arrière de blindage magnétique (112r).
4) Panneau de charge seion l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits brins de blindage magnétique (112) sont formés par des orifices remplis d’un matériau de haute perméabilité magnétique s'étendant entre ladite surface active (11 AV) et ladite plaquette arrière de blindage magnétique (112r).
5) Panneau de charge selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite plaquette arrière de blindage magnétique (112r) et lesdits brins de blindage magnétique (112) sont réalisés en mu-métal, permalloy ou avec un époxy chargé par un matériau de haute perméabilité magnétique.
6) Panneau de charge selon S’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits brins conducteurs (110v) sont formés par des orifices remplis de métal s’étendant entre lesdits rubans conducteurs de connexion (11 Or) et ledit ruban conducteur actif (110).
7) Panneau de charge selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits rubans conducteurs (110, 11 Or) et brins conducteurs (110v) sont en cuivre.
8) Panneau de charge selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite spirale des éléments actifs (11re) est une spirale carrée, rectangulaire ou hexagonale.
9) Unité de stockage électrique rechargeable sans fil, caractérisée en ce qu’elle est équipée d’un panneau de charge selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, ledit panneau étant un panneau de charge récepteur (11 RE).
10) Unité de stockage électrique selon la revendication 9, caractérisée en ce qu’elle comprend également un sous-ensemble de redressement de tension (11 RC), un sous-ensemble de commutation (11 SW), un sous-ensemble d’interconnexion (11 ST) et un circuit de commande (11 CD).
11) Unité de stockage électrique selon ia revendication 10, caractérisée en ce que lesdits panneau de charge récepteur (11 RE), sous-ensemble de redressement de tension (11 RC), sous-ensemble de commutation (11 SW), sous-ensemble d’interconnexion (11IT) et circuit de commande (11 CD) sont formés en au moins trois plaques stratifiées (P1, P2, P3).
12) Système d’alimentation électrique chargeabie sans fil, caractérisé en ce qu’il comprend une unité de charge sans fil (2) équipée d’un panneau de charge selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, ledit panneau étant un panneau de charge émetteur (20TR), et une unité de stockage d’énergie (1) selon l’une quelconque des revendications 9 à 11.
13) Véhicule caractérisé en ce qu’il comprend une unité de stockage d’énergie (1) selon l’une quelconque des revendications 9 à 11.