FR3115912A1 - Dispositif avertisseur de danger électrique - Google Patents

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L’invention concerne un dispositif avertisseur (WD) de danger électrique pour un véhicule (V) à propulsion au moins partiellement électrique, comprenant une unité de traitement (2), des moyens de surveillance du système électrique du véhicule (V) interfacés avec l’unité de traitement (2) et des moyens d’avertissement interfacés avec l’unité de traitement (2), où l’unité de traitement (2) est apte à détecter un danger électrique au moyen des moyens de surveillance et à avertir de ce danger électrique au moyen des moyens d’avertissement. Figure d’abrégé : Figure 1

Description

Dispositif avertisseur de danger électrique
L’invention concerne le domaine de la sécurité des véhicules à propulsion au moins partiellement électrique. Plus particulièrement, l’invention concerne un dispositif avertisseur de danger électrique apte à avertir un utilisateur ou une personne s’approchant du véhicule de la présence d’un danger électrique.
La batterie d’un véhicule électrique fournit une tension supérieure à 400 V. La batterie d’un véhicule hybride fournit une tension supérieure à 100 V. Une tension continue est potentiellement dangereuse pour un être humain, compte tenu des puissances disponibles et en faisant l’hypothèse de conditions dégradées, tant pour le véhicule que pour l’être humain, dès 50V continu.
En 2016, un homme est mort dans un accident impliquant un véhicule électrique. Il a fallu des heures aux équipes de secours pour retirer le corps du véhicule, par peur des risques électriques.
Il est connu, pour un véhicule électrique ou hybride, d’isoler électriquement la batterie, afin de réduire les risques de danger électrique, suite à un accident. Ceci est typiquement réalisé par un dispositif de gestion BMS de la batterie qui dispose d’un coupe-circuit. Le dispositif de gestion BMS de la batterie est typiquement informé de la situation d’accident par un dispositif de détection d’accident CS.
Alternativement, il est encore connu de disposer un coupe-circuit pyrotechnique, qui combine l’isolement électrique et la détection d’accident.
Suite à un accident, les conditions de continuité peuvent être modifiées et un court-circuit peut apparaître.
Tous les dispositifs d’isolement électrique sont faillibles. Aussi il ne peut être garanti qu’il ne subsiste aucun risque électrique, pour un utilisateur, pour un piéton ou, en cas d’accident, pour les équipes de secours intervenantes.
Aussi, l’invention a pour objet un dispositif avertisseur de danger électrique pour un véhicule à propulsion au moins partiellement électrique, comprenant une unité de traitement, des moyens de surveillance du système électrique du véhicule interfacés avec l’unité de traitement et des moyens d’avertissement interfacés avec l’unité de traitement, où l’unité de traitement est apte à détecter un danger électrique au moyen des moyens de surveillance et à avertir de ce danger électrique au moyen des moyens d’avertissement.
Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont :
- les moyens de surveillance comprennent un moyen de mesure de la tension du réseau électrique du véhicule,
- les moyens de surveillance comprennent encore un moyen de mesure de la tension en un point du châssis du véhicule,
- les moyens de surveillance comprennent encore une connexion avec un dispositif de gestion de la batterie du véhicule,
- les moyens de surveillance comprennent encore une connexion avec un dispositif de détection d’accident,
- dispositif avertisseur comprenant encore une commande d’un moyen d’isolement de la batterie du véhicule,
- dispositif avertisseur comprenant encore une source de tension autonome apte à alimenter le dispositif avertisseur,
- les moyens d’avertissement comprennent un générateur audio, et/ou une connexion avec un dispositif générateur audio du véhicule,
- les moyens d’avertissement comprennent encore un générateur visuel, et/ou une connexion avec un dispositif générateur visuel du véhicule,
- les moyens d’avertissement comprennent encore une connexion avec un bus de communication véhicule,
- les moyens d’avertissement comprennent encore une connexion avec un réseau de communication sans fil.
Dans un deuxième aspect de l’invention, un véhicule électrique comprenant un tel dispositif avertisseur.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d’exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles :
illustre un dispositif avertisseur de danger électrique dans son environnement.
L’invention concerne un dispositif avertisseur WD de danger électrique. Un tel dispositif avertisseur WD est plus particulièrement conçu pour équiper et être embarqué dans un véhicule V à propulsion au moins partiellement électrique. Un tel véhicule V, peut être tout type de véhicule emportant au moins une batterie pour sa propulsion : voiture, deux roues, véhicule de manutention industriel, etc.
Tel qu’illustré à la , selon une caractéristique, un tel dispositif avertisseur WD comprend une unité de traitement 2, des moyens de surveillance du système électrique du véhicule V interfacés avec l’unité de traitement 2 et des moyens d’avertissement interfacés avec l’unité de traitement 2. L’unité de traitement 2 est une unité capable de traitement, tel un calculateur équipé d’un microcontrôleur ou d’un micro-processeur et de moyens d’interface en entrée et en sortie. Grace à ces moyens d’interface en entrée principalement, l’unité de traitement 2 est apte à s’interfacer avec des moyens de surveillance lui permettant d’observer l’état de son environnement, principalement en ce qui concerne l’état du système électrique du véhicule V. A partir des informations d’état que l’unité de traitement 2 recueille, elle est en mesure d’estimer les dangers électriques que présente le système électrique. Grace à ses moyens d’interface en sortie principalement, l’unité de traitement 2 est apte à s’interfacer avec des moyens d’avertissement lui permettant d’informer l’environnement et d’avertir de tout danger électrique détecté.
Selon une autre caractéristique, les moyens de surveillance comprennent un moyen de mesure 5 de la tension de la batterie 0 du véhicule V. Cette mesure de tension peut être prise en tout point du réseau électrique. Avantageusement, elle est prise en un point d’utilisation du réseau électrique normalement interrompu en cas de problème, soit typiquement en aval d’un coupe-circuit (non représenté) commandé par le dispositif de gestion BMS de la batterie 0 et du réseau électrique. Ainsi il y a peu d’intérêt à mesurer la tension aux bornes de la batterie 0. Le moyen de mesure 5 mesure plutôt une tension du réseau électrique. Une telle mesure peut permettre à l’unité de traitement 2 de détecter une absence de coupure de sécurité du réseau électrique.
Selon une autre caractéristique, les moyens de surveillance comprennent encore un moyen de mesure 6 de la tension en un point du véhicule V. Une telle mesure 6, typiquement entre un point du châssis du véhicule V, normalement isolé électriquement du réseau électrique, et la masse, permet de détecter un éventuel court-circuit entre ledit point du véhicule V et le réseau électrique. Un tel court-circuit constitue un danger électrique particulier, en ce qu’il expose toute personne en contact avec le châssis à un danger électrique. Aussi un avertissement spécifique peut être réalisé dans ce cas.
Selon une autre caractéristique, les moyens de surveillance comprennent encore une connexion avec un dispositif de gestion BMS de la batterie 0 du véhicule V. Ceci peut permettre au dispositif avertisseur WD et à son unité de traitement 2 de recevoir du dispositif de gestion BMS un état du réseau électrique tel que vu par le dispositif de gestion BMS afin d’enrichir ou de comparer avec l’état du réseau électrique tel que vu par le dispositif avertisseur WD. Alternativement ou complémentairement, une telle connexion peut encore permettre au dispositif avertisseur de commander le dispositif de gestion BMS de mettre le système électrique en sécurité, si le dispositif de gestion BMS ne l’a pas encore fait.
Selon une autre caractéristique, les moyens de surveillance comprennent encore une connexion avec un dispositif de détection d’accident CS. Un dispositif de détection d’accident ou de collision est un dispositif inertiel, qui mesure une accélération du véhicule V et qui, au-dessus d’une valeur seuil, considère que le véhicule V a subi un accident. Un tel dispositif de détection d’accident CS est utilisé selon l’art antérieur pour commander au dispositif de gestion BMS de la batterie 0 un isolement électrique de la batterie 0 afin de réduire les dangers électriques. De même le dispositif de détection d’accident CS est utile au dispositif avertisseur WD en ce qu’il l’informe de la survenue d’un accident. Ceci peut lui permettre de déclencher des stratégies de diagnostic ou d’avertissement. Ainsi le dispositif avertisseur WD peut être configuré pour se réveiller et diagnostiquer et/ou avertir que suite à un accident.
Il a été vu que normalement, en cas d’accident, détecté par le dispositif de détection d’accident CS, le dispositif de gestion BMS commandait un isolement de la batterie 0. Il se peut que cette fonction de mise en sécurité ne fonctionne pas. Le dispositif avertisseur WD, de par son interface avec le moyen de mesure 5 de la tension de la batterie 0 ou encore de par son interface avec le moyen de mesure 6 de la tension en un point du véhicule V, est en mesure de détecter que ladite mise en sécurité par isolement n’a pas été réalisée. Aussi, selon une autre caractéristique optionnelle, le dispositif avertisseur WD comprend encore une commande d’un moyen d’isolement 13 de la batterie 0 du véhicule V. Ainsi, si le dispositif avertisseur WD détecte que la mise en sécurité n’a pas été réalisée, et il peut la réaliser. Le moyen d’isolement 13 est avantageusement un moyen d’isolement redondant indépendant du moyen d’isolement utilisé par le dispositif de gestion BMS. Ainsi, le dispositif avertisseur WD est indépendant pour réaliser une mise en sécurité du réseau électrique.
Il convient que le dispositif avertisseur WD puisse assurer sa fonction dans un domaine de fonctionnement le plus étendu possible. Aussi, selon une autre caractéristique, il dispose avantageusement d’une source de tension 1 autonome, telle une batterie 1 propre, apte à assurer son alimentation électrique et ce indépendamment d’autres sources et notamment de la batterie 0 du véhicule V.
Une fois son diagnostic de danger électrique réalisé, le dispositif avertisseur WD est en mesure d’avertir du ou des dangers électriques détectés. Pour cela il comprend des moyens d’avertissement. L’avertissement s’effectue principalement selon une ou plusieurs modalités parmi les quatre modalités suivantes : via un signal audible, via un signal visible, via un réseau véhicule et via des réseaux de communication sans fil.
Selon une autre caractéristique, afin de pouvoir avertir selon la modalité audible, les moyens d’avertissement comprennent un générateur audio 7. Un tel générateur audio 7 comprend un vibreur, un buzzer, une sirène ou un dispositif comprenant un générateur de son et/ou de parole et un haut-parleur. Afin d’être autonome, ledit générateur audio 7 est de préférence associé ou intégré au dispositif avertisseur WD. Alternativement ou de préférence complémentairement, les moyens d’avertissement comprennent encore une connexion avec un dispositif générateur audio VSG du véhicule V. Avantageusement un tel dispositif générateur audio VSG du véhicule comprend le dispositif audio de bord comportant l’autoradio et les haut-parleurs, l’avertisseur sonore ou une unité dédiée à la production de son pour l’extérieur du véhicule et offre une plus grande puissance, cependant il n’est pas garanti qu’il fonctionne en situation post accident. Concernant l’unité dédiée, tous les véhicules électriques sont maintenant équipés d’un générateur de son apte à simuler des sons d’un véhicule thermique pour compenser le relatif silence d’un véhicule électrique. Ce générateur de son peut avantageusement être utilisé comme moyen d’avertissement.
Selon une autre caractéristique, afin de pouvoir avertir selon la modalité visuelle, les moyens d’avertissement comprennent un générateur visuel 9. Un tel générateur visuel 9 comprend un voyant, une lumière, un gyrophare ou tout autre dispositif équivalent. Afin d’être autonome, ledit générateur visuel 9 est de préférence associé ou intégré au dispositif avertisseur WD. Alternativement ou de préférence complémentairement, les moyens d’avertissement comprennent encore une connexion avec un dispositif générateur visuel du véhicule V. Ceci peut par exemple s’effectuer via une connexion 8 au bus de communication véhicule VCB. Ainsi, le dispositif avertisseur WD peut commander selon un mode prédéfini, l’un ou l’autre des éclairages du véhicule V. Avantageusement un tel dispositif générateur visuel du véhicule comprend une plus grande puissance et une disponibilité/visibilité tout autour du véhicule V, cependant il n’est pas garanti qu’il fonctionne en situation post accident.
Selon une autre caractéristique, les moyens d’avertissement comprennent encore une connexion avec un réseau de communication véhicule VCB. Via ce réseau, le dispositif avertisseur WD peut accéder au moyen d’affichage du véhicule V et notamment les afficheurs de la planche de bord, afin d’y afficher un message détaillé et circonstancié de l’état de dangerosité du système électrique. Ceci est plus particulièrement à l’attention du conducteur et/ou des passager, et peut encore être consulté par les équipes de secours.
Selon une autre caractéristique, il est aussi prévu de pouvoir avertir via des réseaux de communication sans fil, tel que WiFi, Bluetooth ou autres équivalents. Pour cela, selon une caractéristique, les moyens d’avertissement comprennent encore une connexion avec un réseau de communication sans fil 11, 12. Grace à ces moyens, le dispositif avertisseur WD est apte à émettre un état circonstancié des dangers électriques sur ce ou ces réseaux de communication sans fil, à destination, par exemple, d’un téléphone ou d’une tablette, éventuellement équipée d’une application adaptée. Les équipes de secours sont alors équipées de tels moyens de réception de cet état circonstancié.
Avantageusement, afin d’augmenter les chances de toucher une personne intéressée, y compris en cas de handicap, le dispositif avertisseur WD utilise au moins deux des modalités proposées. Préférentiellement, il utilise les quatre modalités proposées : audible, visible, réseau véhicule et réseaux sans fil concomitamment.
L’invention a été illustrée et décrite en détail dans les dessins et la description précédente. Celle-ci doit être considérée comme illustrative et donnée à titre d’exemple et non comme limitant l’invention à cette seule description. De nombreuses variantes de réalisation sont possibles.
0 : batterie véhicule,
1 : batterie dispositif avertisseur,
2 : unité de traitement,
3 : interface BMS,
4 : interface CS,
5 : mesure de tension réseau électrique,
6 : mesure de tension point véhicule,
7 : générateur audio,
8 : interface VCB,
9 : générateur visuel,
10 : interface VSG,
11 : interface BT,
12 : interface WiFi,
13 : moyen d’isolement,
BMS : dispositif de gestion batterie,
CS : dispositif de détection d’accident,
V : véhicule,
VCB : bus de communication véhicule
VSG : dispositif générateur audio véhicule,
WD : dispositif avertisseur.

Claims (12)

  1. Dispositif avertisseur (WD) de danger électrique pour un véhicule (V) à propulsion au moins partiellement électrique, caractérisé en ce qu’il comprend une unité de traitement (2), des moyens de surveillance du système électrique du véhicule (V) interfacés avec l’unité de traitement (2) et des moyens d’avertissement interfacés avec l’unité de traitement (2), où l’unité de traitement (2) est apte à détecter un danger électrique au moyen des moyens de surveillance et à avertir de ce danger électrique au moyen des moyens d’avertissement.
  2. Dispositif avertisseur (WD) selon la revendication 1, où les moyens de surveillance comprennent un moyen de mesure (5) de la tension du réseau électrique du véhicule (V).
  3. Dispositif avertisseur (WD) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, où les moyens de surveillance comprennent encore un moyen de mesure (6) de la tension en un point du châssis du véhicule (V).
  4. Dispositif avertisseur (WD) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, où les moyens de surveillance comprennent encore une connexion avec un dispositif de gestion (BMS) de la batterie (0) du véhicule (V).
  5. Dispositif avertisseur (WD) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, où les moyens de surveillance comprennent encore une connexion avec un dispositif de détection d’accident (CS).
  6. Dispositif avertisseur (WD) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant encore une commande d’un moyen d’isolement (13) de la batterie (0) du véhicule (V).
  7. Dispositif avertisseur (WD) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant encore une source de tension (1) autonome apte à alimenter le dispositif avertisseur (WD).
  8. Dispositif avertisseur (WD) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, où les moyens d’avertissement comprennent un générateur audio (7), et/ou une connexion avec un dispositif générateur audio (VSG) du véhicule (V).
  9. Dispositif avertisseur (WD) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, où les moyens d’avertissement comprennent encore un générateur visuel (9), et/ou une connexion avec un dispositif générateur visuel (VCB) du véhicule (V).
  10. Dispositif avertisseur (WD) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, où les moyens d’avertissement comprennent encore une connexion avec un réseau de communication véhicule (VCB).
  11. Dispositif avertisseur (WD) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, où les moyens d’avertissement comprennent encore une connexion avec un réseau de communication sans fil (11, 12).
  12. Véhicule électrique ou hybride, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif avertisseur (WD) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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