FR3078836A1 - MULTIMODAL ELECTRIC REFRIGERATION SYSTEM FOR AN ELECTRIC VEHICLE, AND ELECTRIC VEHICLE EQUIPPED WITH SUCH A SYSTEM - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système (200) de rechargement électrique des batteries d'un véhicule électrique, ledit système (200) comprenant : - une première voie de rechargement (202) comportant une interface électrique (2021) prévue pour recevoir un connecteur électrique, et - une deuxième voie de rechargement (204) par pantographe ; caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - un module contacteur (206) configuré pour relier lesdites batteries (114) à une voie de rechargement à la fois, et - un module de commande (210) dudit module contacteur (206) pour sélectionner une voie de rechargement parmi lesdites voies de rechargement (202,204). Elle concerne également un véhicule électrique, en particulier de type bus électrique, mettant en œuvre un tel système.The invention relates to a system (200) for recharging the batteries of an electric vehicle, said system (200) comprising: a first charging channel (202) comprising an electrical interface (2021) designed to receive an electrical connector, and - a second reloading lane (204) by pantograph; characterized in that it further comprises: - a contactor module (206) configured to connect said batteries (114) to one charging channel at a time, and - a control module (210) of said contactor module (206) for selecting a recharge channel from said recharge channels (202,204). It also relates to an electric vehicle, in particular of the electric bus type, implementing such a system.
Description
« Système de rechargement électrique multimodal pour un véhicule électrique, et véhicule électrique équipé d'un tel système »"Multimodal electric recharging system for an electric vehicle, and electric vehicle equipped with such a system"
La présente invention concerne un système de rechargement électrique multimodal pour un véhicule électrique. Elle concerne également un véhicule électrique, en particulier de type bus, équipé d'un tel système.The present invention relates to a multimodal electric recharging system for an electric vehicle. It also relates to an electric vehicle, in particular of the bus type, equipped with such a system.
Le domaine de l'invention est le domaine des systèmes embarqués de rechargement électrique pour un véhicule électrique à partir d'une ou plusieurs sources d'énergie électrique externes, tel qu'une borne de charge électrique ou une station de charge électrique.The field of the invention is the field of on-board electric charging systems for an electric vehicle from one or more external electric energy sources, such as an electric charging station or an electric charging station.
Etat de la techniqueState of the art
Un des moyens de transport en commun le plus prisé est le bus car sa mise en place ne nécessite pas d'infrastructure spécifique, de type voie ferrée par exemple, contrairement aux tramways.One of the most popular means of public transport is the bus because its installation does not require any specific infrastructure, such as railways, unlike trams.
Pour diminuer la pollution liée aux transports en commun, en particulier dans les grandes métropoles, les bus électriques sont de plus en plus prisés. On assiste également à l'apparition et au développement des tram-bus électriques. Ainsi, le nombre de moyens de transports en commun terrestres électriques augmente constamment.To reduce pollution linked to public transport, especially in large cities, electric buses are increasingly popular. We are also witnessing the appearance and development of electric tram-buses. As a result, the number of electric land transport means is constantly increasing.
Pour les bus électriques alimentés par des batteries rechargeables depuis une source extérieure, le rechargement électrique des batteries est un point clef. Or, en fonction de l'autonomie du bus, le trajet à parcourir ainsi que des conditions de circulations, il peut être nécessaire de procéder à des rechargements ponctuels lors de l'utilisation du bus, par exemple lors d'un arrêt à une station de montée/descente de voyageurs. Ce type de rechargement ponctuel est de courte durée et vient compléter un rechargement principal, de longue durée, réalisé lorsque le bus n'est pas utilisé, par exemple la nuit, avant une période d'utilisation dudit bus.For electric buses powered by rechargeable batteries from an external source, electric recharging of the batteries is a key point. However, depending on the autonomy of the bus, the route to be traveled as well as traffic conditions, it may be necessary to make occasional recharges when using the bus, for example during a stop at a station passenger up / down. This type of punctual recharging is short-lived and complements a main, long-term recharging carried out when the bus is not used, for example at night, before a period of use of said bus.
Or, le rechargement principal est réalisé par une voie de rechargement filaire nécessitant de relier le bus à une borne par une liaison filaire. Pour des raisons évidentes, un rechargement ponctuel ne peut pasHowever, the main recharging is carried out by a wired recharging channel requiring the bus to be connected to a terminal by a wired link. For obvious reasons, a one-time top-up cannot
- 2 être réalisé par la même voie. Il est donc nécessaire de prévoir un système de rechargement multimodal adapté à un rechargement ponctuel et à un rechargement principal, présentant une meilleure sécurité et un meilleur rendement, et permettant de transférer, en une durée donnée, une plus grande quantité d'énergie lors d'un rechargement ponctuel.- 2 be carried out by the same route. It is therefore necessary to provide a multimodal recharging system suitable for one-off recharging and for a main recharging, having better security and better efficiency, and making it possible to transfer, in a given period, a greater amount of energy during '' one-off recharging.
Un autre but de l'invention est de proposer un système de rechargement électrique multimodal pour véhicule électrique présentant une meilleure sécurité pour son environnement.Another object of the invention is to propose a multimodal electric recharging system for an electric vehicle having better safety for its environment.
Il est aussi un but de l'invention de proposer un système de rechargement électrique multimodal pour véhicule électrique présentant un meilleur rendement.It is also an object of the invention to provide a multimodal electric recharging system for an electric vehicle having better efficiency.
Encore un autre but de l'invention est de proposer un système de rechargement électrique multimodal pour véhicule électrique permettant de transférer, pendant une durée donnée, une plus grande quantité d'énergie lors d'un rechargement ponctuel.Yet another object of the invention is to propose a multimodal electric recharging system for an electric vehicle making it possible to transfer, for a given period, a greater amount of energy during a punctual recharging.
Exposé de l'inventionStatement of the invention
L'invention permet d'atteindre au moins l'un de ces buts par un système de rechargement électrique des batteries d'un véhicule électrique, ledit système comprenant :The invention makes it possible to achieve at least one of these aims by an electric recharging system for the batteries of an electric vehicle, said system comprising:
- une première voie de rechargement comportant une interface électrique prévue pour recevoir un connecteur électrique, eta first recharging path comprising an electrical interface designed to receive an electrical connector, and
- une deuxième voie de rechargement par pantographe ;- a second reload by pantograph;
caractérisé en ce qu'il comprend en outre :characterized in that it further comprises:
- un module contacteur configuré pour relier lesdites batteries à une unique voie de rechargement à la fois, eta contactor module configured to connect said batteries to a single charging channel at a time, and
- un module de commande dudit module contacteur pour sélectionner une voie de rechargement parmi lesdites voies de rechargement.a control module of said contactor module for selecting a recharging channel from said recharging channels.
Ainsi, l'invention propose un système de rechargement comprenant une première voie de rechargement permettant de réaliser un rechargement par une connexion filaire, cette première voie de rechargement étant utiliséeThus, the invention provides a recharging system comprising a first recharging path allowing recharging by a wired connection, this first recharging path being used
- 3 pour le rechargement principal lorsque le véhicule n'est pas utilisé, et avant une période d'utilisation du véhicule.- 3 for the main recharging when the vehicle is not used, and before a period of use of the vehicle.
En plus, le système selon l'invention propose une deuxième voie de rechargement par pantographe pouvant être utilisée pour des rechargements ponctuels, par exemple au niveau des stations de descente/montée de voyageurs. Une telle deuxième voie de rechargement est plus sure, présente moins de dangers et un rendement plus élevé, car le contact électrique se fait en hauteur et à distance des voyageurs. De plus, pour une durée donnée, une telle deuxième voie de rechargement permet de transférer une plus grande quantité d'énergie comparée à une voie de rechargement par induction par exemple.In addition, the system according to the invention provides a second pantograph recharging path which can be used for occasional recharges, for example at passenger descent / ascent stations. Such a second recharging path is safer, has fewer dangers and a higher yield, since the electrical contact is made at height and at a distance from the passengers. In addition, for a given duration, such a second recharging channel makes it possible to transfer a greater amount of energy compared to a recharging channel by induction for example.
De plus, le système selon l'invention permet de réaliser un rechargement plus sure et moins dangereux pour le véhicule électrique car il autorise un rechargement électrique par une seule voie de rechargement à la fois, ce qui permet d'éviter de dégrader les batteries. En effet, le fait de charger une batterie par plusieurs voies simultanément présente le risque de ne pas maîtriser les flux de courants, ce qui peut endommager la batterie.In addition, the system according to the invention makes it possible to achieve safer and less dangerous recharging for the electric vehicle because it allows electric recharging by only one recharging path at a time, which makes it possible to avoid degrading the batteries. Indeed, the fact of charging a battery by several channels simultaneously presents the risk of not controlling the current flows, which can damage the battery.
Suivant un mode de réalisation particulier, le module contacteur peut comprendre :According to a particular embodiment, the contactor module can comprise:
- des premiers contacteurs d'entrée reliés à la première voie de rechargement,- first input contactors connected to the first recharging channel,
- des deuxièmes contacteurs d'entrée reliés à la deuxième voie de rechargement, et- second input contactors connected to the second recharging channel, and
- des contacteurs de sortie ;- output contactors;
Dans ce cas, les contacteurs d'entrée, respectivement les contacteurs de sortie, peuvent être commandés de sorte que lesdits contacteurs de sortie sont reliés :In this case, the input contactors, respectively the output contactors, can be controlled so that said output contactors are connected:
- aux premiers contacteurs d'entrée, ou- the first input contactors, or
- aux deuxième contacteurs d'entrée, ou- the second input contactors, or
- à aucun contacteur.- no contactor.
Les premiers contacteurs d'entrée, respectivement les deuxièmes contacteurs d'entrée, peuvent comprendre deux contacteurs, l'un transportant le pôle positif et l'autre le pôle négatif du signal électrique.The first input contactors, respectively the second input contactors, can comprise two contactors, one carrying the positive pole and the other the negative pole of the electrical signal.
- 4 Les contacteurs de sortie peuvent comprendre deux contacteurs, l'un transportant la phase et l'autre le neutre du signal électrique.- 4 The output contactors can include two contactors, one carrying the phase and the other neutral of the electrical signal.
Le module contacteur peut comprendre un moyen de vérification de l'état des contacteurs, remontant l'état de chaque contacteur.The contactor module can include a means of checking the state of the contactors, reporting the state of each contactor.
Un tel moyen de vérification peut comprendre un moyen de mesure de tension, respectivement de courant, entre d'une part un, et en particulier chaque, contacteur d'entrée et d'autre part un, en particulier chaque, contacteur de sortie.Such a verification means may comprise a means for measuring voltage, respectively current, between on the one hand one, and in particular each, input contactor and on the other hand one, in particular each, output contactor.
Il est ainsi possible de détecter un dysfonctionnement au niveau du module contacteur, par exemple des contacteurs grillés, ou des contacteurs collés, en fonction des grandeurs mesurées, c'est-à-dire des tensions et courants mesurés.It is thus possible to detect a malfunction at the level of the contactor module, for example burnt out contactors, or bonded contactors, as a function of the quantities measured, that is to say of the voltages and currents measured.
Avantageusement, la première voie de rechargement peut comprendre un capteur de présence d'un connecteur électrique couplé à l'interface électrique.Advantageously, the first recharging path can comprise a sensor for the presence of an electrical connector coupled to the electrical interface.
Dans ce cas, le module de commande peut communiquer avec ledit capteur de présence.In this case, the control module can communicate with said presence sensor.
Il est alors possible de détecter, de manière rapide, simple et peu coûteuse une possibilité de rechargement électrique par la première voie de rechargement.It is then possible to quickly, simply and inexpensively detect a possibility of electric recharging by the first recharging path.
De plus, la première voie de rechargement peut comprendre un moyen de verrouillage d'un connecteur électrique couplé à l'interface électrique.In addition, the first recharging path may include means for locking an electrical connector coupled to the electrical interface.
Un tel moyen de verrouillage peut être commandé par le module de commande.Such a locking means can be controlled by the control module.
Ainsi, le module de commande peut verrouiller une fiche ou une prise électrique connectée à l'interface électrique de la première voie de rechargement en vue d'éviter une déconnexion intempestive de ladite fiche (ou prise) pouvant provoquer une électrocution.Thus, the control module can lock a plug or an electrical outlet connected to the electrical interface of the first recharging channel in order to avoid inadvertent disconnection of said plug (or outlet) which may cause electrocution.
- 5 De plus, la première voie, ou l'interface électrique de la première voie, peut être configurée pour réaliser une communication par fil pilote, mettant en œuvre une technologie CPL (pour « Courant porteur en Ligne ») par exemple.- 5 In addition, the first channel, or the electrical interface of the first channel, can be configured to carry out a communication by pilot wire, implementing a PLC technology (for “Line Carrier Current”) for example.
Pour ce faire, la première voie peut comporter au moins un fil électrique pour réaliser une telle communication, et/ou l'interface électrique de la première voie peut comporter au moins un connecteur électrique pour réaliser une telle communication.To do this, the first channel can comprise at least one electrical wire to carry out such a communication, and / or the electrical interface of the first channel can comprise at least one electrical connector to carry out such a communication.
Dans ce cas, le module de commande peut réaliser une passerelle de communication, pour l'émission et la réception de signaux au travers de l'interface électrique de la première voie de rechargement, en particulier pour les signaux échangés entre d'une part un module de gestion de charge (ou les batteries à recharger) et d'autre part une source externe telle qu'une borne de charge.In this case, the control module can produce a communication gateway, for the transmission and reception of signals through the electrical interface of the first recharging channel, in particular for the signals exchanged between on the one hand a charge management module (or the batteries to be recharged) and on the other hand an external source such as a charging station.
De tels signaux sont généralement échangés pour débuter/arrêter une phase de charge, ou une phase de chauffe, vérifier la compatibilité entre le véhicule et la source électrique, etc.Such signals are generally exchanged to start / stop a charging phase, or a heating phase, to check the compatibility between the vehicle and the electrical source, etc.
Avantageusement, la deuxième voie de rechargement peut comprendre une interface électrique fixe, prévue pour entrer en contact avec un pantographe mobile équipant une station de charge.Advantageously, the second recharging path may include a fixed electrical interface, intended to come into contact with a mobile pantograph fitted to a charging station.
Autrement dit, dans ce cas, l'interface électrique de la deuxième voie de rechargement est fixe et ne bouge pas. Le pantographe mobile est prévu du côté de la station de charge.In other words, in this case, the electrical interface of the second recharging channel is fixed and does not move. The mobile pantograph is provided on the side of the charging station.
Ainsi, l'architecture du véhicule est simplifiée et la hauteur du véhicule est diminuée.Thus, the architecture of the vehicle is simplified and the height of the vehicle is reduced.
Le système selon l'invention, ou la deuxième voie de rechargement, peut comprendre un premier moyen de communication sans fil, d'un premier type pour détecter, de manière sans fil la présence d'une station apte à réaliser une recharge par la deuxième voie de rechargement, à l'approche de ladite station.The system according to the invention, or the second recharging channel, may comprise a first wireless communication means, of a first type for detecting, wirelessly, the presence of a station capable of recharging by the second recharging lane, when approaching said station.
- 6 Un tel premier moyen de communication sans fil peut être intégré dans le module de commande, ou être indépendant dudit module de commande.- 6 Such a first wireless communication means can be integrated into the control module, or be independent of said control module.
Un tel premier moyen de communication sans fil peut être utilisé pour détecter la présence d'une station de charge apte à réaliser une recharge par la deuxième voie de rechargement, par détection d'un signal émis par ladite station.Such a first wireless communication means can be used to detect the presence of a charging station capable of recharging by the second recharging channel, by detecting a signal emitted by said station.
Optionnellement, un tel premier moyen de communication peut être utilisé pour communiquer avec ladite station de charge, par exemple en vue déterminer la compatibilité de ladite station avec le véhicule, identifier le véhicule auprès de ladite station, communiquer à ladite station au moins une caractéristique de rechargement électrique telle qu'une tension de rechargement, un courant de rechargement, etc.Optionally, such a first means of communication can be used to communicate with said charging station, for example in order to determine the compatibility of said station with the vehicle, identify the vehicle with said station, communicate to said station at least one characteristic of electric recharging such as recharging voltage, recharging current, etc.
Un tel premier moyen de communication peut être un moyen de communication par onde radio, et en particulier de type WiFi.Such a first means of communication can be a means of communication by radio wave, and in particular of the WiFi type.
Le système selon l'invention, ou la deuxième voie de rechargement peut en outre comprendre un deuxième moyen de communication, d'un deuxième type, pour communiquer avec la station de charge, lorsque le véhicule se trouve dans ladite station, en particulier en position de chargement.The system according to the invention, or the second recharging channel may also comprise a second communication means, of a second type, for communicating with the charging station, when the vehicle is in said station, in particular in position loading.
Un tel deuxième moyen de communication sans fil peut être un moyen de communication de type infrarouge. Un tel moyen de communication permet d'une part de communiquer avec la station de charge et d'autre part de s'assurer d'un positionnement relatif entre le véhicule et la station.Such a second wireless communication means can be an infrared type communication means. Such a means of communication makes it possible on the one hand to communicate with the charging station and on the other hand to ensure a relative positioning between the vehicle and the station.
Ainsi, il est possible de communiquer avec la station de charge, et en particulier avec le pantographe mobile, tout en contrôlant la position du véhicule par rapport à la dite station, et en particulier audit pantographe, avec le deuxième moyen de communication.Thus, it is possible to communicate with the charging station, and in particular with the mobile pantograph, while controlling the position of the vehicle with respect to said station, and in particular at said pantograph, with the second means of communication.
Avantageusement, le module de commande peut réaliser une passerelle de communication, entre le véhicule et la station de charge, pourAdvantageously, the control module can produce a communication gateway, between the vehicle and the charging station, for
- 7 l'émission et la réception de signaux pour/lors du rechargement par la deuxième voie de rechargement.- 7 the transmission and reception of signals for / during recharging by the second recharging channel.
Suivant un autre aspect de la même invention, il est proposé un véhicule électrique équipé d'un système de rechargement électrique selon l'invention.According to another aspect of the same invention, an electric vehicle is proposed equipped with an electric recharging system according to the invention.
En particulier, le véhicule électrique selon l'invention peut être un véhicule électrique terrestre de transport en commun, ou véhicule de transport de personnes, tel qu'un bus, un car ou un tram-bus.In particular, the electric vehicle according to the invention can be a ground electric vehicle for public transport, or vehicle for transporting people, such as a bus, a coach or a tram-bus.
Le véhicule selon l'invention peut comprendre un ou plusieurs modules de stockage d'énergie électrique rechargeables depuis une source externe, telle que le secteur.The vehicle according to the invention may comprise one or more modules for storing electrical energy rechargeable from an external source, such as the mains.
Chaque module de stockage d'énergie électrique rechargeable peut comprendre une ou plusieurs batterie(s), ou supercapacité(s), rechargeables.Each rechargeable electric energy storage module can include one or more rechargeable batteries or supercapacitors.
Dans la présente demande, un « tram-bus » désigne un véhicule électrique terrestre de transport en commun monté sur roues et qui se recharge à chaque station, afin de ne pas nécessiter des infrastructures lourdes de type rails, caténaires, sur la voirie. Un tel véhicule électrique se recharge à chaque station au moyen d'éléments de charge de la station et d'un connecteur reliant ledit véhicule à ladite station.In the present application, a “tram-bus” designates a land-based electric public transport vehicle mounted on wheels and which is recharged at each station, so as not to require heavy infrastructure such as rails, catenaries, on the roads. Such an electric vehicle is recharged at each station by means of charging elements of the station and a connector connecting said vehicle to said station.
Description des figures et modes de réalisationDescription of the figures and embodiments
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels :Other advantages and characteristics will appear on examining the detailed description of an embodiment which is in no way limitative, and the attached drawings in which:
- la FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple non limitatif d'un véhicule électrique selon l'invention ;- FIGURE 1 is a schematic representation of a non-limiting example of an electric vehicle according to the invention;
- la FIGURE 2 est une représentation schématique d'un exemple non limitatif d'un système de rechargement électrique selon l'invention ;- FIGURE 2 is a schematic representation of a non-limiting example of an electric recharging system according to the invention;
- la FIGURE 3 est une représentation schématique du système de rechargement de la FIGURE 2 dans une configuration de charge au travers d'une première voie de rechargement ; et- FIGURE 3 is a schematic representation of the recharging system of FIGURE 2 in a charging configuration through a first recharging path; and
- la FIGURE 4 est une représentation schématique du système de rechargement de la FIGURE 2 dans une configuration de charge au travers d'une autre voie de rechargement.- FIGURE 4 is a schematic representation of the recharging system of FIGURE 2 in a charging configuration through another recharging path.
Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite, isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à de l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie est uniquement suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur.It is understood that the embodiments which will be described below are in no way limiting. One can in particular imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described below, isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from of the prior art. This selection comprises at least one preferably functional characteristic without structural details, or with only a part of the structural details if this part is only sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.In the figures, the elements common to several figures keep the same reference.
La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple non limitatif d'un véhicule électrique selon l'invention.FIGURE 1 is a schematic representation of a non-limiting example of an electric vehicle according to the invention.
Le véhicule électrique 100 représenté sur la FIGURE 1 est un bus électrique comportant un habitacle délimité par une paroi avant 102, deux parois latérales longitudinales 104 et 106, une paroi arrière 108, une paroi supérieure 110 et une paroi inférieure 112.The electric vehicle 100 shown in FIGURE 1 is an electric bus comprising a passenger compartment delimited by a front wall 102, two longitudinal side walls 104 and 106, a rear wall 108, an upper wall 110 and a lower wall 112.
Le bus électrique comporte un ou plusieurs moteurs électriques (non représentés), des modules 114i, dits arrière, de stockage d'énergie électrique rechargeables, disposés du côté de la paroi arrière 108. Le bus 100 comprend en outre des modules 1142, dits supérieurs, de stockageThe electric bus comprises one or more electric motors (not shown), rechargeable modules 114i, said rear, for storing electrical energy, arranged on the side of the rear wall 108. The bus 100 further comprises modules 114 2 , called senior, storage
- 9 d'énergie électrique rechargeables, disposés dans un logement aménagé dans la paroi supérieure 110 du bus 100.- 9 rechargeable electrical energy, placed in a housing arranged in the upper wall 110 of the bus 100.
Le bus électrique 100 est mis en mouvement exclusivement par l'énergie électrique fournie par les modules de stockage d'énergie électrique rechargeables 114, qui peuvent être des batteries ou des supercapacités.The electric bus 100 is set in motion exclusively by the electric energy supplied by the rechargeable electric energy storage modules 114, which can be batteries or supercapacitors.
Les modules de stockage d'énergie électrique rechargeables 114 sont rechargés depuis une source électrique externe.The rechargeable electrical energy storage modules 114 are recharged from an external electrical source.
Pour ce faire le bus 100 est équipé d'un système de rechargement électrique permettant de recharger les modules 114 soit par une connexion filaire, soit par pantographe.To do this, the bus 100 is equipped with an electric recharging system making it possible to recharge the modules 114 either by a wired connection or by pantograph.
La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un exemple non limitatif d'un système de rechargement selon l'invention, pouvant par exemple équiper le bus 100 de la FIGURE 1.FIGURE 2 is a schematic representation of a nonlimiting example of a recharging system according to the invention, which can for example equip the bus 100 of FIGURE 1.
Le système de rechargement 200, représenté sur la FIGURE 2, est embarqué dans un véhicule électrique, et permet de réaliser un rechargement électrique d'un véhicule électrique, par exemple du véhicule 100 de la FIGURE 1.The recharging system 200, shown in FIGURE 2, is on board an electric vehicle, and enables electric recharging of an electric vehicle, for example of the vehicle 100 of FIGURE 1.
Le système 200 comprend une première voie de chargement 202 permettant de réaliser un rechargement électrique grâce à un câble électrique reliant le véhicule à une borne de charge, et une deuxième voie de chargement 204 permettant de réaliser un rechargement électrique par un pantographe, équipant une station de charge, et venant au contact de rails électriques prévus sur le véhicule. Chacune des deux voies de rechargement comporte un pôle positif et un pôle négatif.The system 200 comprises a first loading path 202 allowing electrical recharging by means of an electric cable connecting the vehicle to a charging station, and a second loading path 204 allowing electrical recharging by a pantograph, equipping a station load, and coming into contact with electric rails provided on the vehicle. Each of the two recharging channels has a positive pole and a negative pole.
La première voie de rechargement 202 comprend une interface électrique 202i, de type prise ou fiche électrique, prévue pour recevoir un connecteur électrique, de type fiche ou prise électrique, équipant l'extrémité d'un câble électrique. L'interface électrique 202i comprend un ou plusieurs contacts 2022 utilisés pour une communication par fil pilote. La première voie de rechargement 202, et en particulier l'interface électrique 202i, peut en outre comprendre une combinaison quelconque des moyens suivants :The first recharging channel 202 comprises an electrical interface 202i, of the electrical outlet or plug type, designed to receive an electrical connector, of the electrical plug or outlet type, fitted to the end of an electrical cable. The electrical interface 202i comprises one or more contacts 202 2 used for communication by pilot wire. The first recharging channel 202, and in particular the electrical interface 202i, can also comprise any combination of the following means:
- un moyen de détection de présence d'un connecteur électrique connecté à ladite interface 202i,a means for detecting the presence of an electrical connector connected to said interface 202i,
- un moyen de verrouillage d'un connecteur dans une position connectée avec l'interface 202i,a means for locking a connector in a position connected with the interface 202i,
- un bouton (non représenté) de démarrage et/ou d'arrêt d'une opération de charge,- a button (not shown) for starting and / or stopping a charging operation,
- un ou plusieurs capteurs de température, de présence d'un court-circuit, etc. ;- one or more temperature sensors, presence of a short circuit, etc. ;
non-représentés sur la FIGURE 2.not shown in FIGURE 2.
La deuxième voie de chargement 204 comprend des rails électriques 204i contre lesquels un pantographe vient en contact pour réaliser une liaison électrique.The second loading path 204 comprises electrical rails 204i against which a pantograph comes into contact to make an electrical connection.
La deuxième voie 204 comprend en outre un module 2042 de communication infrarouge (IR) pour communiquer avec une station de charge, ou avec le pantographe de la station de charge, lorsque le véhicule est positionné pour un rechargement électrique.The second channel 204 further comprises an infrared (IR) communication module 204 2 for communicating with a charging station, or with the pantograph of the charging station, when the vehicle is positioned for electric charging.
En outre, la deuxième voie de rechargement 204 peut comprendre un ou plusieurs capteurs de température, de présence d'un court-circuit, etc., non-représentés sur la FIGURE 2.In addition, the second recharging channel 204 may include one or more temperature, short-circuit, etc. sensors, not shown in FIGURE 2.
La première voie de rechargement 202 et la deuxième voie de rechargement 204 sont reliées, toutes les deux, à un module 206, dit module contacteur, disposé entre lesdites voies de chargement 202 et 204 et les batteries à recharger du véhicule, par exemple les modules de stockage 114 du véhicule 100. Le module contacteur 206 permet de relier à la fois une, et une seule, des voies de chargement 202 et 204 aux batteries 114. Autrement dit, les deux voies de chargement 202 et 204 ne peuvent pas être reliées aux batteries 114 en même temps.The first recharging channel 202 and the second recharging channel 204 are both connected to a module 206, called a contactor module, disposed between said charging channels 202 and 204 and the batteries to be recharged from the vehicle, for example the modules 114 of the vehicle 100. The contactor module 206 makes it possible to connect both one and only one of the charging channels 202 and 204 to the batteries 114. In other words, the two charging channels 202 and 204 cannot be connected to batteries 114 at the same time.
La première voie de rechargement 202, et en particulier l'interface électrique 202i de la première voie de rechargement 202, est reliée au module contacteur 206 grâce une ligne électrique 2023. La deuxième voie de rechargement 204, et en particulier les rails électriques 204i de la deuxième voie de rechargement 202, est reliée au module contacteur 206 grâce une ligne électrique 2043.The first recharging channel 202, and in particular the electrical interface 202i of the first recharging channel 202, is connected to the contactor module 206 by an electrical line 202 3 . The second recharging channel 204, and in particular the electrical rails 204i of the second recharging channel 202, is connected to the contactor module 206 by an electric line 204 3 .
- 11 Optionnellement, un ou plusieurs convertisseurs de puissance 208 peuvent être disposés entre le module contacteur 206 et les batteries 114 pour adapter la tension, et/ou le courant, du signal électrique reçu sur la première voie de rechargement 202, et du signal électrique reçu sur la deuxième voie de rechargement 204.- 11 Optionally, one or more power converters 208 can be arranged between the contactor module 206 and the batteries 114 to adapt the voltage, and / or the current, of the electrical signal received on the first recharging channel 202, and of the electrical signal received on the second recharging channel 204.
Le système de rechargement 200 comprend en outre un module de commande 210 qui contrôle le module contacteur 206.The recharging system 200 further comprises a control module 210 which controls the contactor module 206.
Le système de rechargement 200 comprend en outre un module 212 de communication sans fil de type WiFi pour détecter, et/ou communiquer avec, une station de charge équipée d'un pantographe pour réaliser une charge au travers de la deuxième voie de rechargement 204.The recharging system 200 further comprises a wireless communication module 212 of WiFi type for detecting, and / or communicating with, a charging station equipped with a pantograph for carrying out a charge through the second recharging path 204.
Le module de commande 210 assure une multitude de fonctions.The control module 210 performs a multitude of functions.
Tout d'abord, le module de commande 210 contrôle le module contacteur 206 et lui indique quelle voie de rechargement relier aux modules 114. Pour ce faire, le module de commande 210 est relié au module contacteur par au moins une ligne de communication 214. Le module de commande 210 peut indiquer au module contacteur 206 de relier les modules de stockage d'énergie 114 :First of all, the control module 210 controls the contactor module 206 and indicates to it which charging path to connect to the modules 114. To do this, the control module 210 is connected to the contactor module by at least one communication line 214. The control module 210 can indicate to the contactor module 206 to connect the energy storage modules 114:
- à la première voie de rechargement 202, ou- at the first reloading route 202, or
- à la deuxième voie de rechargement 204, ou- at the second recharging channel 204, or
- à aucune voie de rechargement.- no recharging lane.
Le module commande 210 réalise une passerelle de communication pour toutes les communications au travers de la première voie de rechargement 202, entre une borne de charge et le véhicule. En particulier, le module de commande 210 réalise une passerelle de communication entre une borne de charge et :The control module 210 provides a communication gateway for all communications through the first recharging channel 202, between a charging station and the vehicle. In particular, the control module 210 provides a communication gateway between a charging station and:
- un boîtier 216 de gestion/supervision de charge se trouvant au sein du véhicule, et/ou- a charge management / supervision unit 216 located within the vehicle, and / or
- un boîtier 218 de gestion du véhicule.- A vehicle management unit 218.
Pour ce faire, le module de commande 210 est relié à la première voie de rechargement 202 par au moins une ligne de communication 220. La ligne de communication 220 permet aussi de :To do this, the control module 210 is connected to the first recharging channel 202 by at least one communication line 220. The communication line 220 also makes it possible to:
- recevoir les signaux émis par un capteur de présence de connecteur,- receive the signals emitted by a connector presence sensor,
- commander, ou recevoir des signaux de la part de, un ou plusieurs capteurs (température, de présence de court, etc.), et- order, or receive signals from, one or more sensors (temperature, presence of short, etc.), and
- commander un moyen de verrouillage d'un connecteur ; équipant la première voie de rechargement 202, et en particulier l'interface électrique 202i.- order a locking means of a connector; equipping the first recharging channel 202, and in particular the electrical interface 202i.
Le module de commande 210 réalise une passerelle de communication pour toutes les communications au travers de la deuxième voie de rechargement 204, et en particulier au travers du module IR. 2042, entre une station de charge et le véhicule. En particulier, le module de commande 210 réalise une passerelle de communication entre une station de charge et :The control module 210 provides a communication gateway for all communications through the second recharging channel 204, and in particular through the IR module. 204 2 , between a charging station and the vehicle. In particular, the control module 210 provides a communication gateway between a charging station and:
- le boitier 216 de gestion/supervision de charge se trouvant au sein du véhicule, et/ou- the charge management / supervision unit 216 located within the vehicle, and / or
- le boitier 218 de gestion du véhicule.- the vehicle management unit 218.
À cette fin, le module de commande 210 est relié à la deuxième voie de rechargement 204 par au moins une ligne de communication 222. La, ou les, ligne(s) de communication 222 permet(tent) aussi de commander, ou de recevoir des signaux de la part de, un ou plusieurs capteurs (capteur de température, capteur de présence de court-circuit, capteur d'isolement, etc.) équipant la deuxième voie de rechargement 204.To this end, the control module 210 is connected to the second recharging channel 204 by at least one communication line 222. The communication line (s) 222 can also be used to control or receive signals from one or more sensors (temperature sensor, short-circuit presence sensor, insulation sensor, etc.) equipping the second recharging channel 204.
La FIGURE 3 est une représentation schématique du système de rechargement 200 dans une configuration de charge au travers de la première voie de rechargement 202.FIGURE 3 is a schematic representation of the recharging system 200 in a charge configuration through the first recharging channel 202.
Sur la FIGURE 3, le modules de stockage 114 sont rechargés grâce à une borne de charge 302 reliée à la première voie de rechargement 202, etIn FIGURE 3, the storage modules 114 are recharged by means of a charging terminal 302 connected to the first recharging channel 202, and
- 13 en particulier à l'interface électrique 202i de la première voie de rechargement 202, grâce à un câble électrique 304.- 13 in particular at the electrical interface 202i of the first recharging channel 202, using an electrical cable 304.
Par exemple, le câble 304 est muni d'un connecteur, par exemple un connecteur mâle, ou prise électrique 306, venant se connecter avec une fiche électrique constituant, ou faisant partie de, l'interface électrique 202i.For example, the cable 304 is provided with a connector, for example a male connector, or electrical outlet 306, coming to connect with an electrical plug constituting, or forming part of, the electrical interface 202i.
Un exemple de séquence de chargement mise en œuvre avec la première voie de rechargement 202 peut être le suivant :An example of a loading sequence implemented with the first recharging channel 202 can be as follows:
1. le module de commande 210 détecte l'insertion de la prise de charge 306 et informe le véhicule, en particulier le boîtier de gestion/supervision 216 ;1. the control module 210 detects the insertion of the charging socket 306 and informs the vehicle, in particular the management / supervision unit 216;
2. le module de commande 210 ouvre une session de communication normalisée avec la borne de charge 302 et s'assure de la compatibilité de celle-ci avec le véhicule en échangeant différentes informations, telle que par exemple la plage de tension de fonctionnement, et en vérifiant certaines sécurités : présence de tension, verrouillage, détection de défaut d'isolement, etc. ;2. the control module 210 opens a standardized communication session with the charging station 302 and ensures that it is compatible with the vehicle by exchanging different information, such as for example the operating voltage range, and by checking certain safety devices: presence of voltage, locking, detection of insulation fault, etc. ;
3. une fois la compatibilité établie, le module de commande 210 sert de passerelle pour les consignes de charge qui proviennent du boîtier de gestion/supervision de charge 216 et les réponses de la borne de charge qui indique ses limitations et ses modes de fonctionnement de façon dynamique ;3. once compatibility has been established, the control module 210 serves as a gateway for the charging instructions which come from the charge management / supervision unit 216 and the responses from the charging station which indicates its limitations and its operating modes of dynamically;
4. lorsque l'utilisateur stoppe la charge via un appui sur un bouton d'arrêt de charge, le module de commande 210 ferme la session de communication et déverrouille la prise 306 après s'être assuré de l'absence de tension dangereuse.4. when the user stops the load by pressing a load stop button, the control module 210 closes the communication session and unlocks the socket 306 after ensuring that there is no dangerous voltage.
La FIGURE 4 est une représentation schématique du système de rechargement 200 dans une configuration de charge au travers de la deuxième voie de rechargement 204.FIGURE 4 is a schematic representation of the recharging system 200 in a charge configuration through the second recharging channel 204.
Sur la FIGURE 4, le modules de stockage 114 sont rechargés grâce à une station de charge 402 reliée à la deuxième voie de rechargement 204,In FIGURE 4, the storage modules 114 are recharged by means of a charging station 402 connected to the second recharging channel 204,
- 14 et en particulier aux rails électriques 204i de la deuxième voie de rechargement 204, grâce à un pantographe 404.- 14 and in particular to the electrical rails 204i of the second recharging channel 204, thanks to a pantograph 404.
Le pantographe 404, et plus généralement la station de charge 402, est muni d'un module de communication Wifi 406 pour communiquer avec le véhicule lorsque ce dernier s'approche de la station 402.The pantograph 404, and more generally the charging station 402, is provided with a Wifi communication module 406 for communicating with the vehicle when the latter approaches the station 402.
Le pantographe 404, et plus généralement la station de charge 402, est muni d'un module de communication infrarouge 408 pour communiquer avec le véhicule lorsque ce dernier est en position de chargement dans la station 402.The pantograph 404, and more generally the charging station 402, is provided with an infrared communication module 408 for communicating with the vehicle when the latter is in the loading position in the station 402.
Un exemple de séquence de chargement mise en œuvre avec la deuxième voie de rechargement 204 peut être le suivant :An example of a loading sequence implemented with the second recharging channel 204 can be as follows:
1. Le module de commande 210 communique en Wifi avec le pantographe 404, et plus généralement avec la station 402, dès que le véhicule rentre dans la zone d'approche de la station pour ouvrir une session de communication normalisée ;1. The control module 210 communicates in Wifi with the pantograph 404, and more generally with the station 402, as soon as the vehicle enters the approach area of the station to open a standardized communication session;
2. le véhicule est ensuite positionné, ou calé, à un emplacement de charge prédéterminé par son conducteur ;2. the vehicle is then positioned, or chocked, at a charging location predetermined by its driver;
3. Le véhicule est sorti du mode roulage par l'opérateur, et le frein de parking est activé ;3. The vehicle is exited from driving mode by the operator, and the parking brake is activated;
4. la communication infrarouge s'établit entre le pantographe 404 et le véhicule, grâce aux modules 408 et 2042 ;4. infrared communication is established between the pantograph 404 and the vehicle, using modules 408 and 204 2 ;
5. un appui sur un bouton de lancement de charge, éventuellement combiné à la vérification d'une ou plusieurs conditions prédéterminées, déclenche la descente du pantographe 404 jusqu'au contact des rails électriques 204i ;5. pressing a load launch button, possibly combined with the verification of one or more predetermined conditions, triggers the descent of the pantograph 404 until contact with the electrical rails 204i;
6. une fois en contact une vérification est réalisée pour détecter un éventuel défaut d'isolement ;6. once in contact, a check is carried out to detect a possible insulation fault;
7. une fois le pantographe 404 en place et la compatibilité établie, le module de commande 210 sert de passerelle pour les consignes de charge qui proviennent du boîtier de gestion/supervision 216 et les réponses de la station de charge 402 qui indique ses limitations et ses modes de fonctionnement de façon dynamique ;7. once the pantograph 404 is in place and compatibility established, the control module 210 serves as a gateway for the charging instructions which come from the management / supervision unit 216 and the responses from the charging station 402 which indicates its limitations and its operating modes dynamically;
8. lorsque le conducteur stoppe la charge par un appui sur un bouton d'arrêt, qui peut être celui de l'étape 5, le boitier de charge 210 ferme la cession de communication et s'assure que le pantographe reprenne sa position initiale.8. when the driver stops the load by pressing a stop button, which can be that of step 5, the load box 210 closes the communication transfer and ensures that the pantograph returns to its initial position.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described.
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