FR3106093A1 - Dispositif de rechargement pour vehicules automobiles de type electrique ou hybride rechargeable - Google Patents

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Abstract

La présente invention porte sur un ensemble comportant: - une borne de rechargement (10), - au moins un premier véhicule automobile (12.1) et un deuxième véhicule automobile (12.2) de type électrique ou hybride rechargeable, - un système de recharge (13) comprenant: - un cordon d'alimentation (15.1) relié électriquement à la borne de rechargement (10) et au moins un premier cordon de rechargement (15.2) et un deuxième cordon de rechargement (15.3), et - un module de commande (18) configuré pour répartir une charge électrique issue de la borne de rechargement (10) entre le premier dispositif de stockage d'énergie électrique (11.1) du premier véhicule automobile (12.1) et le deuxième dispositif de stockage d'énergie électrique (11.2) du deuxième véhicule automobile (12.2). Figure 1

Description

DISPOSITIF DE RECHARGEMENT POUR VEHICULES AUTOMOBILES DE TYPE ELECTRIQUE OU HYBRIDE RECHARGEABLE
La présente invention porte sur un dispositif de rechargement pour véhicules automobiles de type électrique ou hybride rechargeable.
De façon connue en soi, un véhicule automobile de type électrique ou hybride rechargeable comprend un dispositif de stockage d'énergie électrique, tel qu'une batterie, notamment de type Lithium-Ion.
Le véhicule automobile électrique ou hybride rechargeable est généralement rechargé via une borne dédiée à la recharge d’un seul véhicule. A cet effet, on utilise généralement un cordon relié électriquement d'une part à la borne de rechargement et d'autre part à une prise externe du véhicule automobile via un connecteur amovible. Cela permet de déconnecter le cordon électrique une fois que le rechargement de la batterie est terminé.
Les bornes de rechargement ne sont donc pas adaptées aux nombreux foyers de particuliers qui sont propriétaires de deux véhicules automobiles nécessitant d'être rechargés ensemble. Il est possible d'utiliser deux prises domestiques en même temps mais cela accroît le risque sécuritaire d’échauffement de la ligne électrique.
Le document WO2018133362 décrit un procédé de gestion d'une charge électrique de plusieurs batteries en fonction notamment d'un niveau de charge de chaque batterie. Ce procédé s'applique toutefois à un même véhicule.
L'invention vise à remédier efficacement aux inconvénients précités en proposant un ensemble comportant:
- une borne de rechargement,
- au moins un premier véhicule automobile et un deuxième véhicule automobile de type électrique ou hybride rechargeable,
- le premier véhicule automobile comprenant un premier dispositif de stockage d'énergie électrique,
- le deuxième véhicule automobile comprenant un deuxième dispositif de stockage d'énergie électrique,
- l'ensemble comportant en outre un système de recharge comprenant:
- un cordon d'alimentation relié électriquement à la borne de rechargement,
- au moins un premier et un deuxième cordons de rechargement, le premier cordon de rechargement étant muni d'un connecteur amovible relié électriquement au premier véhicule automobile pour assurer un rechargement du premier dispositif de stockage d'énergie électrique, le deuxième cordon de rechargement étant muni d'un connecteur amovible relié électriquement au deuxième véhicule automobile pour assurer un rechargement du deuxième dispositif de stockage d'énergie électrique, et
- un module de commande configuré pour repartir une charge électrique issue de la borne de rechargement entre le premier dispositif de stockage d'énergie électrique du premier véhicule automobile et le deuxième dispositif de stockage d'énergie électrique du deuxième véhicule automobile.
L'invention permet ainsi à un foyer de particuliers, possédant deux véhicules ou plus de type électrique ou hybride rechargeable, de pouvoir recharger facilement et de façon sécurisée leur véhicule automobile à l'aide d'une seule borne de rechargement. L'invention permet en outre de limiter l'encombrement et de réduire le coût d’installation d'une borne de rechargement.
Selon une réalisation de l'invention, le module de commande est configuré pour repartir la charge électrique issue de la borne de rechargement en fonction d'un niveau de charge mesuré de chacun des dispositifs de stockage d'énergie électrique.
Selon une réalisation de l'invention, le module de commande est configuré pour, dans un mode de gestion automatique de la charge électrique et dans le cas où les niveaux de charge mesurés des dispositifs de stockage d'énergie électrique sont différents, assurer dans un premier temps un rechargement unitaire du dispositif de stockage d'électrique ayant le niveau de charge le plus bas jusqu'à atteindre le niveau de charge du dispositif de stockage d'énergie électrique ayant le niveau de charge le plus haut, puis à assurer un rechargement simultané des dispositifs de stockage d'énergie électrique du premier véhicule automobile et du deuxième véhicule automobile.
Selon une réalisation de l'invention, le module de commande est configuré pour, dans un mode de gestion automatique de charge électrique et dans le cas où les niveaux de charge mesurés des dispositifs de stockage d'énergie électrique sont sensiblement identiques, assurer un rechargement simultané des dispositifs de stockage d'énergie électrique du premier véhicule automobile et du deuxième véhicule automobile.
Selon une réalisation de l'invention, le module de commande est associé à une interface homme-machine permettant de définir des préférences de recharge.
Selon une réalisation de l'invention, le module de commande est configuré pour assurer un rechargement unitaire du dispositif de stockage d'énergie électrique d'un des véhicules automobiles défini comme étant prioritaire dans les préférences de recharge, puis un rechargement unitaire du dispositif de stockage d'énergie électrique de l'autre véhicule automobile.
Selon une réalisation de l'invention, le module de commande est configuré pour répartir une charge électrique issue de la borne de rechargement en fonction d'une autonomie de roulage souhaitée définie dans les préférences de recharge.
Selon une réalisation de l'invention, le module de commande est configuré pour répartir une charge électrique en fonction d'une durée de rechargement possible définie dans les préférences de recharge.
Selon une réalisation de l'invention, la borne de rechargement est une borne de rechargement publique.
Selon une réalisation de l'invention, la borne de rechargement est une borne de rechargement privée.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.
La figure 1 montre une station de charge ainsi qu'un dispositif de rechargement selon l'invention permettant d'assurer un rechargement de deux batteries de véhicules automobiles;
La figure 2 montre un diagramme de fonctionnement d'un dispositif de rechargement selon la présente invention;
La figure 3 montre les différentes phases de rechargement des batteries des véhicules automobiles dans un mode de gestion automatique de la charge électrique assuré par le dispositif de rechargement selon l'invention;
La figure 4a est une représentation graphique de l'évolution en fonction du temps d'un niveau de charge ("SOC" pour State Of Charge en anglais) des batteries des véhicules automobiles lors d'un mode de gestion automatique de la charge électrique assuré par le dispositif de rechargement;
La figure 4b est une représentation graphique de l'évolution en fonction du temps d'un niveau de charge des batteries des véhicules automobiles lorsqu'une priorité de rechargement est donnée à l'un des véhicules automobiles;
La figure 4c est une représentation graphique de l'évolution en fonction du temps d'un niveau de charge des batteries des véhicules automobiles lors d'un rechargement groupé des deux batteries puis d'un rechargement unitaire d'une des deux batteries.
Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent les mêmes références d'une figure à l'autre.
La figure 1 montre une borne de rechargement 10 destinée à assurer le rechargement d'un dispositif de stockage d'énergie électrique 11.1 d'un premier véhicule automobile 12.1 et d'un dispositif de stockage d'énergie électrique 11.2 du deuxième véhicule automobile 12.2. Ces véhicules automobiles 12.1, 12.2 pourront être de type électrique ou hybride rechargeable. Les dispositifs de stockage d'énergie électrique 11.1, 11.2 pourront par exemple prendre la forme d'une batterie de type Lithium-Ion (Li-Ion) ou toute autre technologie adaptée à l'application, notamment Nickel-métal-hydrure (NiMH), Nickel Cadmium (NiCd), ou autre.
La borne de rechargement 10 pourra être une borne de rechargement publique, tel que cela est représenté sur la figure 1 ou une borne de rechargement privée, tel que cela est représenté sur la figure 3.
Un système de recharge 13 comprend un cordon d'alimentation 15.1 relié électriquement à la borne de rechargement 10. Le cordon d'alimentation 15.1 pourra être relié de façon inamovible à la borne de rechargement 10 ou de façon amovible au moyen d'un connecteur 16.1.
Le système de recharge 13 comporte en outre au moins deux cordons de rechargement 15.2, 15.3. Le premier cordon de rechargement 15.2 est muni d'un connecteur amovible 16.2 relié électriquement au premier véhicule automobile 12.1 pour assurer un rechargement de la batterie 11.1 correspondante.
Le deuxième cordon de rechargement 15.3 est muni d'un connecteur amovible 16.3 relié électriquement au deuxième véhicule automobile 12.2 pour assurer un rechargement de la batterie 11.2 correspondante.
Un module de commande 18 assure l'interconnexion du cordon d'alimentation 15.1 avec les cordons de rechargement 15.2, 15.3, de sorte que le système de recharge 13 présente une configuration en Y.
Le module de commande 18 est configuré pour repartir une charge électrique issue de la borne de rechargement 10 entre la batterie 11.1 du premier véhicule automobile 12.1 et la batterie 11.2 du deuxième véhicule automobile 12.2.
Le module de commande 18 est associé à une interface homme-machine 20 permettant notamment de sélectionner un mode de gestion automatique de la charge électrique ou de définir des préférences de recharge. L'interface homme-machine 20 pourra être intégrée ou déportée par rapport au module de commande 18.
On décrit ci-après en référence avec la figure 2, le fonctionnement du système de recharge 13 selon l'invention.
Le module de commande 18 mesure, dans une étape 101, le niveau de charge de la batterie 11.1 du premier véhicule automobile 12.1 et de la batterie 11.2 du deuxième véhicule automobile 12.2.
Le module de commande 18 vérifie, dans une étape 102, si un mode de gestion automatique de la charge électrique a été sélectionné. L'utilisateur pourra sélectionner le mode de gestion automatique de la charge électrique via l'interface homme-machine 20. Alternativement, le mode de gestion automatique de la charge électrique est défini par défaut, de sorte qu'aucune action spécifique de l'utilisateur n'est nécessaire pour le sélectionner.
Le module de commande 18 pourra alors repartir la charge électrique entre la batterie 11.1 du premier véhicule automobile 12.1 et la batterie 11.2 du deuxième véhicule automobile 12.2 en fonction du niveau de charge mesuré de chacune des batteries 11.1, 11.2.
Ainsi, dans le cas où le mode de gestion automatique de la charge électrique est sélectionné (par l'utilisateur ou par défaut), le module de commande 18 vérifie dans une étape 103, si le niveau de charge de la batterie 11.1 du premier véhicule automobile 12.1 est sensiblement identique au niveau de charge de la batterie 11.2 du deuxième véhicule automobile 12.2. Par "sensiblement identique", on entend le fait qu'il peut exister une différence de plus ou moins 10% entre les niveaux de charge des deux batteries 11.1, 11.2.
Si cela n'est pas le cas, c’est-à-dire si les niveaux de charge des deux batteries 11.1, 11.2 sont différents, le module de commande 18 assure, dans un premier temps au cours d'une étape 104, un rechargement unitaire de la batterie ayant le niveau de charge le plus bas jusqu'à atteindre le niveau de charge de la batterie ayant le niveau de charge le plus haut. Comme on peut le voir dans l'exemple de la figure 3, le courant I alimente alors uniquement la batterie 11.2 qui a le niveau de charge le plus bas. Le courant I pourra alors présenter une intensité valant par exemple de l'ordre de 16A (cf. figure 4a).
Puis, lorsque les niveaux de charge des batteries 11.1, 11.2 sont sensiblement identiques, le module de commande 18 assure, dans une étape 105, un rechargement simultané des deux batteries 11.1 et 11.2. La charge entre les deux batteries 11.1, 11.2 est alors partagée à parts égales. Le courant I alimentant chacune des batteries 11.1, 11.2 est par exemple de l'ordre de 8A, tel que cela ressort des figures 3 et 4a.
Le rechargement des batteries 11.1, 11.2 est arrêté dans une étape 106 lorsque les deux batteries 11.1, 11.2 sont complètement chargées.
Dans un mode de gestion automatique de la charge électrique et dans le cas où les niveaux de charge mesurés des batteries 11.1, 11.2 sont sensiblement identiques, le module de commande 18 assure directement un rechargement simultané des deux batteries 11.1, 11.2 sans réaliser préalablement un rechargement unitaire d'une des batteries 11.1, 11.2.
Alternativement, l'utilisateur pourra utiliser l'interface homme-machine 20 pour définir des préférences de recharge. Ainsi, suivant un premier exemple de mise en œuvre, les préférences de recharge consistent en un choix d'un véhicule automobile 12.1, 12.2 dont le rechargement de la batterie 11.1, 11.2 est prioritaire. Ce choix pourra être effectué par l'utilisateur dans une étape 107 via l'interface homme-machine 20.
Par exemple, le module de commande 18 assure, dans une étape 108, un rechargement unitaire de la batterie 11.1 du premier véhicule automobile 12.1 défini comme étant prioritaire. Comme cela est représenté sur la figure 4b, la batterie 11.1 du premier véhicule automobile 12.1 est alors rechargée seule par un courant de l'ordre de 16 A.
Une fois le rechargement de la batterie 11.1 du véhicule prioritaire terminé, le module de commande 18 autorise le débranchement du cordon de rechargement correspondant dans une étape 109.
Le module de commande 18 assure ensuite, dans une étape 110, un rechargement unitaire de la batterie de l'autre véhicule automobile qui n'est pas prioritaire. Dans l'exemple représenté sur la figure 4b, la batterie 11.2 du deuxième véhicule automobile 12.2 est alors rechargée seule par un courant de l'ordre de 16A.
Suivant un deuxième exemple de mise en œuvre, les préférences de recharge consistent en la définition d'une autonomie de roulage pour chacun des véhicules automobiles 12.1, 12.2. La définition des autonomies pourra être effectuée par l'utilisateur, dans une étape 111, via l'interface homme-machine 20. L'autonomie de roulage est de préférence exprimée par une distance en kilomètres. En variante, l'autonomie de roulage est exprimée en un pourcentage de recharge de la batterie 11.1, 11.2.
Le module de commande 18 assure ensuite, dans une étape 112, une répartition de la charge électrique issue de la borne de rechargement 10 en fonction de l'autonomie de roulage souhaitée définie pour chacun des véhicules automobiles 12.1, 12.2.
Dans l'exemple de la figure 4c, le module de commande 18 assure un rechargement simultané, c’est-à-dire groupé, des batteries 11.1, 11.2 jusqu'à ce que la batterie 11.1 du premier véhicule automobile 12.1 ait atteint un niveau de charge lui permettant de parcourir la distance souhaitée par l'utilisateur (qui est inférieure à celle que doit parcourir le deuxième véhicule 12.2). Puis, la batterie 11.2 du deuxième véhicule automobile 12.2 est rechargée seule jusqu'à un niveau de charge permettant au véhicule de parcourir la distance souhaitée par l'utilisateur.
Alternativement, le module de commande 18 pourra répartir une charge électrique en fonction d'une durée de rechargement possible définie dans les préférences de recharge. L'utilisateur pourra par exemple définir, à l'aide de l'interface homme-machine 20, la durée pendant laquelle la batterie 11.1, 11.2 de son véhicule pourra être rechargée, en indiquant l'heure de départ prévue du véhicule automobile 12.1, 12.2. En fonction de ces heures de départ, le module de commande 18 pourra établir des priorités de rechargement en rechargeant en priorité le véhicule automobile ayant la durée de recharge la plus courte.
En variante, le système de recharge 13 comporte plus de deux cordons de rechargement 15.2, 15.3 reliés électriquement à des véhicules automobiles, de sorte que le système de recharge 13 présente une forme en râteau. Ainsi, le système de recharge 13 pourra comporter N cordons de rechargement pouvant être reliés électriquement à N véhicules automobiles (N étant un nombre entier supérieur ou égal à deux). De façon analogue au procédé précédemment décrit, le module de commande 18 pourra assurer une gestion des rechargements des N batteries correspondantes soit de façon simultanée, soit en fonction d'une priorité donnée à un ou plusieurs véhicules automobiles parmi les N véhicules automobiles.

Claims (10)

  1. Ensemble comportant:
    - une borne de rechargement (10),
    - au moins un premier véhicule automobile (12.1) et un deuxième véhicule automobile (12.2) de type électrique ou hybride rechargeable,
    - le premier véhicule automobile (12.1) comprenant un premier dispositif de stockage d'énergie électrique (11.1),
    - le deuxième véhicule automobile (12.2) comprenant un deuxième dispositif de stockage d'énergie électrique (11.2),
    caractérisé en ce que l'ensemble comporte en outre un système de recharge (13) comprenant:
    - un cordon d'alimentation (15.1) relié électriquement à la borne de rechargement (10),
    - au moins un premier et un deuxième cordons de rechargement (15.2, 15.3), le premier cordon de rechargement (15.2) étant muni d'un connecteur amovible (16.2) relié électriquement au premier véhicule automobile (12.1) pour assurer un rechargement du premier dispositif de stockage d'énergie électrique (11.1), le deuxième cordon de rechargement (15.3) étant muni d'un connecteur amovible (16.3) relié électriquement au deuxième véhicule automobile (12.2) pour assurer un rechargement du deuxième dispositif de stockage d'énergie électrique (11.2), et
    - un module de commande (18) configuré pour répartir une charge électrique issue de la borne de rechargement (10) entre le premier dispositif de stockage d'énergie électrique (11.1) du premier véhicule automobile (12.1) et le deuxième dispositif de stockage d'énergie électrique (11.2) du deuxième véhicule automobile (12.2).
  2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module de commande (18) est configuré pour répartir la charge électrique issue de la borne de rechargement (10) en fonction d'un niveau de charge mesuré de chacun des dispositifs de stockage d'énergie électrique (11.1, 11.2).
  3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le module de commande (18) est configuré pour, dans un mode de gestion automatique de la charge électrique et dans le cas où les niveaux de charge mesurés des dispositifs de stockage d'énergie électrique (11.1, 11.2) sont différents, assurer dans un premier temps un rechargement unitaire du dispositif de stockage d'électrique (11.1, 11.2) ayant le niveau de charge le plus bas jusqu'à atteindre le niveau de charge du dispositif de stockage d'énergie électrique (11.1, 11.2) ayant le niveau de charge le plus haut, puis à assurer un rechargement simultané des dispositifs de stockage d'énergie électrique (11.1, 11.2) du premier véhicule automobile (12.1) et du deuxième véhicule automobile (12.2).
  4. Ensemble selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le module de commande (18) est configuré pour, dans un mode de gestion automatique de charge électrique et dans le cas où les niveaux de charge mesurés des dispositifs de stockage d'énergie électrique (11.1, 11.2) sont sensiblement identiques, assurer un rechargement simultané des dispositifs de stockage d'énergie électrique (11.1, 11.2) du premier véhicule automobile (12.1) et du deuxième véhicule automobile (12.2).
  5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le module de commande (18) est associé à une interface homme-machine (20) permettant de définir des préférences de recharge.
  6. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que le module de commande (18) est configuré pour assurer un rechargement unitaire du dispositif de stockage d'énergie électrique (11.1, 11.2) d'un des véhicules automobiles (12.1, 12.2) défini comme étant prioritaire dans les préférences de recharge, puis un rechargement unitaire du dispositif de stockage d'énergie électrique (11.1, 11.2) de l'autre véhicule automobile (12.1, 12.2).
  7. Ensemble selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le module de commande (18) est configuré pour répartir une charge électrique issue de la borne de rechargement (10) en fonction d'une autonomie de roulage souhaitée définie dans les préférences de recharge.
  8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le module de commande (18) est configuré pour répartir une charge électrique en fonction d'une durée de rechargement possible définie dans les préférences de recharge.
  9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la borne de rechargement (10) est une borne de rechargement publique.
  10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la borne de rechargement (10) est une borne de rechargement privée.
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