FR3079784A1 - Prise de recharge de batterie de vehicule automobile electrique ou hybride avec resistance de chauffage - Google Patents

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Abstract

Prise de recharge (2) d'une batterie de traction d'un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant des connecteurs électriques (6) de branchement d'une prise mobile (10) reliée à un réseau d'alimentation électrique extérieur, et une résistance électrique de chauffage (40).

Description

Illllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll
PRISE DE RECHARGE DE BATTERIE DE VEHICULE AUTOMOBILE ELECTRIQUE OU HYBRIDE AVEC RESISTANCE DE CHAUFFAGE
La présente invention concerne une prise de recharge d’une batterie de traction d’un véhicule automobile électrique ou hybride, ainsi qu’un procédé de fonctionnement de cette prise de recharge, et un véhicule automobile équipé d’une telle prise de recharge.
Les véhicules automobiles hybrides utilisant un moteur thermique et une motorisation électrique, ou les véhicules électriques, comportent pour la traction du véhicule un système de stockage d’énergie électrique, appelé par la suite batterie, comprenant des modules électrochimiques de stockage d’énergie. La motorisation électrique délivre un couple moteur accélérant le véhicule en prélevant l’énergie dans la batterie, et un couple de freinage du véhicule en récupérant une énergie cinétique, qui recharge la batterie.
Dans le cas de batteries rechargeables sur un réseau extérieur de distribution d’électricité, le véhicule comporte une prise de recharge fixe recevant suivant une direction axiale une prise mobile correspondante, intégrée dans une poignée de charge, qui est reliée par un câble à une borne de charge délivrant un courant électrique.
Un type de poignée de charge connu, présenté notamment par le document EP-A1 -3021098, comporte un circuit de mesure de température de la pise mobile permettant de mesurer une chauffe de la poignée. De cette manière on peut détecter un problème dans la délivrance du courant de charge, générant cette chauffe.
La prise fixe comporte un contour axial formant un creux contenant ses connecteurs, recevant à l’intérieur de manière ajustée un contour axial en saillie correspondant de la prise mobile, constituant une protection mécanique entourant ses connecteurs.
La prise fixe du véhicule comporte généralement un système de verrouillage de la poignée de charge branchée dessus, pouvant comporter un doigt se déplaçant transversalement, piloté par un électroaimant, qui bloque cette poignée dans sa position connectée afin de permettre un débranchement seulement après une demande d’autorisation libérant le doigt de verrouillage pour éviter des incidents.
En variante le système de verrouillage peut comporter un moteur électrique déplaçant une came qui verrouille la poignée mobile branchée.
La borne de charge peut être disposée à l’extérieur, ce qui permet de garer son véhicule à proximité en le laissant dehors, et de brancher la prise mobile pour charger la batterie. Dans le cas d’une température très basse, inférieure à 0°C, par exemple après une nuit froide, une humidité de condensation, ou provenant de l’extérieur après une pluie, peut former de la glace entre le contour en saillie de la poignée de charge et le contour creux de la prise femelle.
On obtient alors après la levée du doigt de verrouillage une poignée de charge restant bloquée sur le véhicule par le gel, qui rend le véhicule indisponible. Pour obtenir le déblocage de la poignée de charge il faut apporter des calories, par exemple en soufflant de l’air chaud avec un sèche-cheveux ou en activant le chauffage du véhicule pour transmettre des calories à la prise, ou attendre un radoucissement.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur.
Elle propose à cet effet une prise de recharge d’une batterie de traction d’un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant des connecteurs électriques de branchement d’une prise mobile reliée à un réseau d’alimentation électrique extérieur, remarquable en ce qu’elle comporte une résistance électrique de chauffage.
Un avantage de cette prise de recharge est que de manière simple et efficace, en utilisant une résistance électrique alimentée par une batterie du véhicule, on peut prévoir un réchauffage de cette prise dans certaines conditions, notamment en cas de froid suffisamment important entraînant une possibilité de formation de glace, ce qui évite le blocage de la prise et permet à tout instant son débranchement.
La prise de recharge selon l’invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement, la résistance électrique de chauffage forme une bobine de fil électrique entourant la prise de recharge.
Dans ce cas, la bobine électrique peut entourer un contour axial de la prise de recharge, formant un creux contenant les connecteurs électriques disposés à l’intérieur.
En complément, la prise de recharge peut comporter un capteur de température.
L’invention a aussi pour objet un procédé de fonctionnement d’une prise de recharge comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, qui alimente la résistance électrique à partir d’une programmation horaire.
L’invention a aussi pour objet un procédé de fonctionnement d’une prise de recharge comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, qui alimente la résistance électrique à partir d’une télécommande.
L’invention a aussi pour objet un procédé de fonctionnement d’une prise de recharge comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, qui alimente la résistance électrique uniquement en dessous d’une température extérieure de seuil.
L’invention a aussi pour objet un procédé de fonctionnement d’une prise de recharge comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, équipée d’un capteur de température, qui arrête l’alimentation de la résistance électrique à partir d’un niveau minimum de température de cette prise de recharge indiqué par le capteur de température.
L’invention a de plus pour objet un véhicule automobile électrique ou hybride comprenant une batterie de traction rechargeable par un réseau d’alimentation électrique extérieur, remarquable en ce qu’il comporte une prise de recharge comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes.
Avantageusement, la résistance électrique est alimentée par une batterie du réseau de bord du véhicule, ou par la batterie de traction.
L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est un schéma en coupe axiale d’une prise de recharge selon l’art antérieur ; et
- la figure 2 est un schéma en coupe axiale d’une prise de recharge selon l’invention.
La figure 1 présente une prise de recharge fixe 2 comprenant successivement en partant de l’extérieur, une collerette transversale 4 se fixant sur la carrosserie d’un véhicule automobile hybride ou électrique, et un contour axial fixe sensiblement circulaire 28 comprenant au fond une face transversale, formant un creux 8 ouvert vers l’extérieur.
Des connecteurs mâles 6 fixés sur le fond transversal du creux 8, dirigés suivant un axe principal de connexion A, sont reliés vers l’intérieur du véhicule par des fils 34 au système de recharge de la batterie de ce véhicule.
Une poignée de recharge 20 comporte une prise mobile 10 comprenant un contour axial mobile 12 en saillie qui s’ajuste à l’intérieur du creux 8 de la prise fixe 2, avec une forme non circulaire permettant un calage angulaire de la prise mobile autour de l’axe principal A.
Des connecteurs femelles 14 disposés à l’intérieur du contour axial mobile 12 pour être protégés par ce contour, sont reliés à des fils 16 venant d’un câble 18 sortant d’une borne de charge alimentée par un réseau de distribution d’électricité.
Une avance axiale de la poignée de recharge 20 réalise d’abord un ajustement du contour mobile 12 dans le creux de la prise fixe 2 pour guider la prise mobile 10, avec une orientation angulaire de cette prise mobile, puis une connexion de chaque connecteur femelle 14 sur un connecteur mâle 6.
Un actionneur 22 commandé par un électroaimant, disposé au-dessus de la prise fixe 2, comporte un doigt coulissant transversalement 24 qui traverse successivement un perçage 26 du contour fixe 28 puis un perçage du contour mobile 12. En descendant le doigt 24 dans les deux perçages on réalise un blocage de la prise mobile 10 quand la batterie du véhicule est en charge et cette prise mobile alimentée, afin d’éviter des incidents ou des accidents par un débranchement inopiné.
Le contour 28 de la prise fixe 2 comporte dans la partie inférieure du creux 8 un perçage 30 disposé en face du contour mobile 12, permettant une évacuation d’une eau qui pourrait pénétrer dans ce creux, notamment avec la pluie ou la condensation.
Toutefois dans certaines conditions de froid important avec le véhicule à l’extérieur, une eau de pluie peut pénétrer ou une condensation peut se déposer dans la prise, en particulier entre le contour axial 12 de la prise mobile 10 et le creux axial 8 de la prise fixe 2, en formant une glace 32 qui réalise un blocage de ces deux prises entre elles.
Malgré une demande de débranchement par l’opérateur levant le doigt 24 de I’actionneur22, la poignée de recharge 20 reste bloquée sur la prise fixe 2 ce qui empêche la conduite du véhicule. De plus l’opérateur ne peut savoir si la poignée de recharge 20 est bloquée par une défaillance de l’actionneur 22 ou par le gel, ce qui complique son analyse de la situation.
La figure 2 présente une bobine de fil électrique 40 disposée autour du contour 28 de la prise fixe 2, sur le côté intérieur de la collerette transversale 4 de cette prise, en entourant les connecteurs mâles 6. Avantageusement la bobine électrique 40 est intégrée par surmoulage lors d’un moulage en matière plastique du corps de la prise fixe 2.
La bobine électrique 40 forme une résistance chauffante, qui après son alimentation chauffe uniformément le contour de la prise fixe 2, pour éviter un gel d’une humidité disposée à l’intérieur.
La bobine électrique 40 est disposée au plus près des connecteurs 6 de la prise fixe 2. En variante la résistance chauffante peut prendre toute autre forme, comprenant par exemple plusieurs petites bobines réparties autour de la prise fixe 2.
En particulier le chauffage de la bobine électrique 40 peut se faire en même temps qu’un préchauffage du véhicule se trouvant au froid avant un roulage, qui peut être programmé à l’avance en fonction des horaires, ou télécommandé par exemple avec un téléphone intelligent, appelé «smartphone» en langue anglaise.
Avantageusement une mesure de la température extérieure permet un chauffage de la bobine électrique 40 uniquement dans le cas d’une température suffisamment basse inférieure à un seuil, notamment inférieure à 0°C, pour éviter dans ce cas la formation du gel.
En complément la prise fixe 2 peut comporter un capteur de température 42, utilisé par un procédé de fonctionnement arrêtant l’alimentation de la bobine électrique 40 quand sa température est au-dessus d’un seuil de température, par exemple de l’ordre de 40°C, pour éviter une surchauffe et une consommation d’énergie inutile.
En variante on peut prévoir une temporisation qui alimente la bobine électrique 40 pendant une durée prédéterminée pour effectuer son chauffage, cette durée pouvant être dépendant de la température extérieure.
La bobine électrique 40 peut être alimentée par la batterie du réseau de bord du véhicule, délivrant généralement une tension de 12V, ou par la batterie de traction délivrant une tension plus élevée, en adaptant la tension et l’intensité afin d’obtenir la faible puissance électrique nécessaire pour alimenter cette bobine.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1 - Prise de recharge (2) d’une batterie de traction d’un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant des connecteurs électriques (6) de branchement d’une prise mobile (10) reliée à un réseau d’alimentation électrique extérieur, caractérisée en ce qu’elle comporte une résistance électrique de chauffage (40).
  2. 2 - Prise de recharge selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résistance électrique de chauffage (40) forme une bobine de fil électrique entourant la prise de recharge (2).
  3. 3 - Prise de recharge selon la revendication 2, caractérisée en ce que la bobine électrique entoure un contour axial (28) de la prise de recharge (2), formant un creux (8) contenant les connecteurs électriques (6).
  4. 4 - Prise de recharge selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un capteur de température (42).
  5. 5 - Procédé de fonctionnement d’une prise de recharge (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il alimente la résistance électrique (40) à partir d’une programmation horaire.
  6. 6 - Procédé de fonctionnement d’une prise de recharge (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il alimente la résistance électrique (40) à partir d’une télécommande.
  7. 7 - Procédé de fonctionnement d’une prise de recharge (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il alimente la résistance électrique (40) uniquement en dessous d’une température extérieure de seuil.
  8. 8 - Procédé de fonctionnement d’une prise de recharge (2) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu’il arrête l’alimentation de la résistance électrique (40) à partir d’un niveau minimum de température de cette prise de recharge (2), indiqué par le capteur de température (42).
  9. 9 - Véhicule automobile électrique ou hybride comprenant une batterie de traction rechargeable par un réseau d’alimentation électrique extérieur, caractérisé en ce qu’il comporte une prise de recharge (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4.
    5 10 - Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce que la résistance électrique (40) est alimentée par une batterie du réseau de bord du véhicule, ou par la batterie de traction.
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