FR3131123A1 - Chargeur de batterie - Google Patents

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Abstract

Ce chargeur (106) comporte : un convertisseur de tension alternatif/continu, dit convertisseur de tension principal (108), comportant : deux points d’entrée (E1, E2) conçus pour recevoir une tension alternative d’entrée (VR), et deux points de sortie (S1, S2) entre lesquels la batterie principale (104) est destinée à être connectée. Il comporte en outre un dispositif de régulation de courant (110) comportant un accumulateur électrique (114) et conçu pour maintenir constant un courant de charge (IB) fourni à la batterie principale (104) par le convertisseur de tension principal (108) au travers des bornes de sortie (S1, S2) en alternativement prélevant de l’énergie électrique du convertisseur de tension principal (108) afin de charger l’accumulateur électrique (114) et fournissant de l’énergie électrique au convertisseur de tension principal (108) à partir de l’accumulateur électrique (114). Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

CHARGEUR DE BATTERIE
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne un chargeur de batterie, et un engin de mobilité comportant un tel chargeur.
Arrière-plan technologique
On connait de l’état de la technique un chargeur d’une batterie principale, comportant un convertisseur de tension alternatif/continu, comportant : deux points d’entrée conçus pour recevoir une tension alternative d’entrée, et deux points de sortie entre lesquels la batterie principale est destinée à être connectée.
Il a été remarqué que les batteries pouvaient subir une usure prématurée, lorsqu’elles étaient chargées par un tel chargeur connu.
Il peut être souhaité de prévoir un chargeur qui permette de retarder l’usure de la batterie.
Il est donc proposé un chargeur d’une batterie principale, comportant un convertisseur de tension alternatif/continu, dit convertisseur de tension principal, comportant : deux points d’entrée conçus pour recevoir une tension alternative d’entrée, et deux points de sortie entre lesquels la batterie principale est destinée à être connectée, caractérisé en ce qu’il comporte en outre un dispositif de régulation de courant comportant un accumulateur électrique et conçu pour maintenir constant un courant de charge fourni à la batterie principale par le convertisseur de tension principal au travers des bornes de sortie en alternativement prélevant de l’énergie électrique du convertisseur de tension principal afin de charger l’accumulateur électrique et fournissant de l’énergie électrique au convertisseur de tension principal à partir de l’accumulateur électrique.
En effet, il a été remarqué qu’un courant de charge variant beaucoup entraîne une usure prématurée de la batterie principale. Comme la tension de la batterie augmente lentement dans le temps, la variation du courant de charge se traduit par une variation important de l’énergie fournie à la batterie. Grâce à l’invention, l’énergie fournie à la batterie est régulée, et donc également le courant de charge qui est ainsi maintenu sensiblement constant, ce qui évite au moins en partie l’usure prématurée de la batterie.
L’invention peut en outre comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, selon toute combinaison techniquement possible.
De façon optionnelle, le convertisseur de tension principal est indépendant du dispositif de régulation de courant.
De façon optionnelle également, le convertisseur de tension principal est conçu pour recevoir un courant d’entrée par un des deux points d’entrée et pour mettre en œuvre une correction d’un facteur de puissance entre la tension alternative d’entrée et le courant d’entrée.
En particulier, le courant d’entrée sort ainsi du convertisseur de tension principal par l’autre des points d’entrée.
De façon optionnelle également, le chargeur comporte en outre un dispositif de mesure du courant de charge, et le dispositif de régulation de courant est conçu pour maintenir constant le courant de charge à partir d’une mesure du courant de charge fournie par le dispositif de mesure.
De façon optionnelle également, le dispositif de régulation de courant est conçu pour prélever de l’énergie électrique du convertisseur de tension principal afin de charger l’accumulateur électrique lorsque le courant de charge est supérieur à une valeur souhaitée, c’est-à-dire une consigne de courant de charge, et pour fournit de l’énergie électrique au convertisseur de tension principal à partir de l’accumulateur électrique lorsque le courant de charge est inférieur à la valeur souhaitée, c’est-à-dire à la consigne de courant de charge.
De façon optionnelle également, le dispositif de régulation de courant comporte un convertisseur bidirectionnel de tension à découpage, dit convertisseur de tension auxiliaire, connecté, d’une part, entre deux points du convertisseur de tension principal et, d’autre part, l’accumulateur électrique.
De façon optionnelle également, les deux points sont conçus pour présenter une tension continue et le convertisseur de tension auxiliaire est un convertisseur de tension continu/continu.
De façon optionnelle également, les deux points sont les deux points de sortie.
De façon optionnelle également, le convertisseur de tension principal comporte un transformateur d’isolation galvanique avec un enroulement primaire, un enroulement secondaire connecté aux points de sortie, et un noyau de couplage magnétique, et le dispositif de régulation de courant comporte un enroulement tertiaire enroulé autour du noyau.
De façon optionnelle également, le dispositif de régulation de courant comporte un système de commutation conçu pour permettre un échange d’énergie entre sélectivement deux parmi : l’enroulement primaire, l’enroulement secondaire et l’enroulement tertiaire.
De façon optionnelle également, l’enroulement tertiaire est conçu pour présenter une tension alternative et dans lequel le dispositif de régulation de courant comporte un convertisseur de tension alternatif/continu agencé entre l’enroulement tertiaire et l’accumulateur électrique.
De façon optionnelle également, le nombre de tours de l’enroulement primaire est supérieur au nombre de tours de l’enroulement tertiaire, qui lui-même est supérieur au nombre de tours de l’enroulement secondaire.
Il est également proposé un engin de mobilité comportant une batterie principale et un chargeur de cette batterie principale, selon l’invention.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
  • la est un schéma électrique d’une installation dans laquelle l’invention est mise en œuvre,
  • la est un schéma électrique de l’installation de la , illustrant une première possibilité de connexion d’un dispositif de régulation de courant,
  • la est un schéma électrique de l’installation de la , détaillant un premier mode de réalisation du dispositif de régulation de courant de la ,
  • la est un schéma électrique de l’installation de la , détaillant un deuxième mode de réalisation du dispositif de régulation de courant de la ,
  • la est un schéma électrique de l’installation de la , détaillant un troisième mode de réalisation du dispositif de régulation de courant de la ,
  • la est un schéma électrique d’un premier mode de réalisation d’un convertisseur de tension principal de l’installation de la ,
  • la est un schéma électrique de l’installation de la , illustrant une deuxième possibilité de connexion du dispositif de régulation de courant,
  • la est un schéma électrique d’un deuxième mode de réalisation du convertisseur de tension principal de l’installation de la , compatible avec la deuxième possibilité de connexion du dispositif de régulation de courant,
  • la est un schéma électrique d’un premier mode de réalisation du dispositif de régulation de courant de la ,
  • la est un schéma électrique d’un deuxième mode de réalisation du dispositif de régulation de courant de la ,
  • la est un schéma électrique d’un troisième mode de réalisation du dispositif de régulation de courant de la , et
  • la illustre l’évolution d’un courant de charge et d’un courant de régulation au cours du temps.

Claims (10)

  1. Chargeur (106) d’une batterie principale (104), comportant :
    • un convertisseur de tension alternatif/continu, dit convertisseur de tension principal (108), comportant : deux points d’entrée (E1, E2) conçus pour recevoir une tension alternative d’entrée (VR), et deux points de sortie (S1, S2) entre lesquels la batterie principale (104) est destinée à être connectée ;
    caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
    • un dispositif de régulation de courant (110) comportant un accumulateur électrique (114) et conçu pour maintenir constant un courant de charge (IB) fourni à la batterie principale (104) par le convertisseur de tension principal (108) au travers des bornes de sortie (S1, S2) en alternativement prélevant de l’énergie électrique du convertisseur de tension principal (108) afin de charger l’accumulateur électrique (114) et fournissant de l’énergie électrique au convertisseur de tension principal (108) à partir de l’accumulateur électrique (114).
  2. Chargeur (106) selon la revendication 1, dans lequel le convertisseur de tension principal (108) est indépendant du dispositif de régulation de courant (110).
  3. Chargeur (106) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le convertisseur de tension principal (108) est conçu pour recevoir un courant d’entrée (IR) par un des deux points d’entrée (E1, E2) et pour mettre en œuvre une correction d’un facteur de puissance entre la tension alternative d’entrée (VR) et le courant d’entrée (IR).
  4. Chargeur (106) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comportant en outre un dispositif (112) de mesure du courant de charge (IB), et dans lequel le dispositif de régulation de courant (110) est conçu pour maintenir constant le courant de charge (IB) à partir d’une mesure du courant de charge (IB) fournie par le dispositif de mesure (112).
  5. Chargeur (106) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de régulation de courant (110) comporte un convertisseur bidirectionnel de tension à découpage, dit convertisseur de tension auxiliaire (202), connecté, d’une part, entre deux points (S1, S2) du convertisseur de tension principal (108) et, d’autre part, l’accumulateur électrique (114).
  6. Chargeur (106) selon la revendication 5, dans lequel les deux points (S1, S2) sont conçus pour présenter une tension continue (VB) et le convertisseur de tension auxiliaire (202) est un convertisseur de tension continu/continu.
  7. Chargeur (106) selon la revendication 6, dans lequel les deux points sont les deux points de sortie (S1, S2).
  8. Chargeur (106) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le convertisseur de tension principal (108) comporte un transformateur (702) d’isolation galvanique avec un enroulement primaire (P), un enroulement secondaire (S) connecté aux points de sortie (S1, S2), et un noyau (N) de couplage magnétique, et dans lequel le dispositif de régulation de courant (110) comporte un enroulement tertiaire (T) enroulé autour du noyau (N).
  9. Chargeur (106) selon la revendication précédente, dans lequel l’enroulement tertiaire (T) est conçu pour présenter une tension alternative et dans lequel le dispositif de régulation de courant (110) comporte un convertisseur de tension alternatif/continu (708) agencé entre l’enroulement tertiaire (T) et l’accumulateur électrique (114).
  10. Engin de mobilité comportant une batterie principale (104) et un chargeur (106) de cette batterie principale (104), selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.
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