FR3137334A1 - CHARGING SYSTEM WITH MULTIPLE INTERFACES FOR AN ELECTRIFIED VEHICLE AND METHOD FOR MONITORING SAID SYSTEM - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un système de charge (2) d’une batterie de traction (3) d’un véhicule électrifié (1) comprenant au moins une première interface de recharge (4) et une deuxième interface de recharge (5), chacune des interfaces (4,5) étant apte à recevoir de l’énergie provenant d’une source électrique externe au véhicule (1), un chargeur (7) de la batterie de traction (3) relié électriquement auxdites première et deuxième interfaces (4, 5), un moyen de détection (11) d’une première tension (CP1) et d’une deuxième tension (CP2) associées auxdites première et deuxième interfaces (4,5) respectivement. Selon l’invention, le système (2) comporte en outre un moyen de surveillance (14) dépendant de la détection de la première et la deuxième tension (CP1, CP2) configuré pour signaler une alerte en cas de détection de la présence de la première et de la deuxième tension (CP1, CP2) simultanément. Figure 1The present invention relates to a charging system (2) of a traction battery (3) of an electrified vehicle (1) comprising at least a first charging interface (4) and a second charging interface (5) , each of the interfaces (4,5) being capable of receiving energy coming from an electrical source external to the vehicle (1), a charger (7) of the traction battery (3) electrically connected to said first and second interfaces (4, 5), means for detecting (11) a first voltage (CP1) and a second voltage (CP2) associated with said first and second interfaces (4,5) respectively. According to the invention, the system (2) further comprises monitoring means (14) dependent on the detection of the first and the second voltage (CP1, CP2) configured to signal an alert in the event of detection of the presence of the first and second voltage (CP1, CP2) simultaneously. Figure 1
Description
Le domaine de l’invention concerne un système de charge d’une batterie de traction d’un véhicule électrifié comportant deux interfaces de recharge et un procédé de surveillance de la charge.The field of the invention relates to a charging system for a traction battery of an electrified vehicle comprising two charging interfaces and a method for monitoring the charge.
Il existe des véhicules comportant plusieurs interfaces de recharge de la batterie de traction. Une interface de recharge peut être un boîtier de prise sur lequel se branche un câble de recharge, ou un récepteur d’énergie sans fil par exemple. Généralement, le système de charge d’un véhicule électrique ne peut fonctionner que sur une seule des deux interfaces à un même instant. Il est donc nécessaire de prendre des précautions dans une situation où le client tenterait d’utiliser les deux interfaces involontairement. On recherche à développer des solutions de protection pour les systèmes de charge à multiples interfaces.There are vehicles with several traction battery charging interfaces. A charging interface can be a socket box into which a charging cable is plugged, or a wireless energy receiver for example. Generally, the charging system of an electric vehicle can only operate on one of the two interfaces at the same time. It is therefore necessary to take precautions in a situation where the client attempts to use both interfaces unintentionally. We are seeking to develop protection solutions for charging systems with multiple interfaces.
On connaît par exemple le document CN114475335A qui décrit une méthode de charge d’une batterie, comprenant deux canaux de recharge et deux interfaces de recharge, dans lequel le procédé consiste à vérifier l’état d’activité d’un bus de communication d’une première interface de recharge pour sélectionner le canal de recharge et pour piloter l’état d’un drapeau d’activité permettant la gestion des deux interfaces de recharge et des deux canaux. La vérification de l’état d’activité du bus de communication d’un canal de recharge assure la gestion des chemins de charge de chaque interface de recharge.We know for example the document CN114475335A which describes a method of charging a battery, comprising two charging channels and two charging interfaces, in which the method consists of checking the activity state of a communication bus of a first charging interface for selecting the charging channel and for controlling the state of an activity flag allowing the management of the two charging interfaces and the two channels. Checking the activity status of the communication bus of a charging channel ensures management of the charging paths of each charging interface.
On connaît en outre le document brevet DE102021127712A1 qui concerne un système de charge d’une batterie de traction de véhicules équipés de multiples interfaces de recharge, une première interface étant un boîtier de recharge, et une deuxième interface de recharge étant de type sans fil, désignée par le terme « chargeur mains libres ». Ce document enseigne de vérifier l’état d’ouverture d’une porte du boîtier de recharge de la première interface pour autoriser ou non la recharge sur la seconde interface sans fil lorsque le véhicule est à proximité d’un transmetteur au sol. L'état de la porte peut être surveillé par un système de capteur du système de charge pour déterminer s'il faut ou non désactiver la recharge sans fil.We also know the patent document DE102021127712A1 which relates to a system for charging a traction battery of vehicles equipped with multiple charging interfaces, a first interface being a charging box, and a second charging interface being of the wireless type, referred to as a “hands-free charger”. This document teaches checking the opening status of a door of the charging box of the first interface to authorize or not charging on the second wireless interface when the vehicle is near a ground transmitter. The status of the door can be monitored by a sensor system in the charging system to determine whether or not to turn off wireless charging.
On recherche une protection pour un autre système de charge alternatif comportant cette fois deux interfaces de recharge filaire, c’est-à-dire utilisant un câble de recharge pour se brancher à une source extérieure au véhicule. Une première interface est un boîtier de recharge conventionnel, comportant par exemple un socle de type 2, permettant une recharge dite de mode 2, de mode 3 ou de mode 4. Une deuxième interface est un câble intégré dans une goulotte sous la carrosserie du véhicule. Ce câble est relié électriquement en permanence au chargeur embarqué du véhicule et est conçu de manière à être déployable pour se brancher à une source externe. Cette deuxième interface vise à faciliter l’opération de branchement pour l’utilisateur en lui évitant de chercher un câble dans un rangement intérieur du véhicule puis de brancher les deux extrémités du câble.We are looking for protection for another alternative charging system, this time comprising two wired charging interfaces, that is to say using a charging cable to connect to a source external to the vehicle. A first interface is a conventional charging box, comprising for example a type 2 base, allowing so-called mode 2, mode 3 or mode 4 charging. A second interface is a cable integrated into a channel under the body of the vehicle . This cable is permanently electrically connected to the vehicle's on-board charger and is designed to be deployable to connect to an external source. This second interface aims to facilitate the connection operation for the user by avoiding having to search for a cable in an interior storage space in the vehicle and then plug in both ends of the cable.
Il peut arriver que l’utilisateur du véhicule branche involontairement les deux câbles de recharge simultanément. Cette situation peut endommager le véhicule. On recherche donc une protection visant à empêcher l’activation de la recharge simultanément sur ces deux interfaces de recharge.It may happen that the vehicle user unintentionally plugs in both charging cables simultaneously. This situation can damage the vehicle. We are therefore looking for protection aimed at preventing the activation of charging simultaneously on these two charging interfaces.
Un objectif est de proposer une protection spécifique pour un système de recharge comportant deux interfaces de recharge. Un autre objectif est de pouvoir alerter immédiatement l’utilisateur d’un véhicule lorsqu’il branche les deux câbles simultanément.One objective is to offer specific protection for a charging system comprising two charging interfaces. Another objective is to be able to immediately alert the user of a vehicle when they connect both cables simultaneously.
Plus précisément, l’invention concerne un système de charge d’une batterie de traction d’un véhicule électrifié comprenant au moins une première interface de recharge et une deuxième interface de recharge, chacune des interfaces étant apte à recevoir de l’énergie provenant d’une source électrique externe au véhicule, un chargeur de la batterie de traction relié électriquement auxdites première et deuxième interfaces, un moyen de détection d’une première tension et d’une deuxième tension associées auxdites première et deuxième interfaces respectivement. Selon l’invention, le système de charge comporte en outre un moyen de surveillance dépendant de la détection de la première et la deuxième tension configuré pour signaler une alerte en cas de détection de la présence de la première et de la deuxième tension simultanément.More specifically, the invention relates to a system for charging a traction battery of an electrified vehicle comprising at least a first charging interface and a second charging interface, each of the interfaces being capable of receiving energy coming from an electrical source external to the vehicle, a traction battery charger electrically connected to said first and second interfaces, means for detecting a first voltage and a second voltage associated with said first and second interfaces respectively. According to the invention, the charging system further comprises monitoring means dependent on the detection of the first and the second voltage configured to signal an alert in the event of detection of the presence of the first and the second voltage simultaneously.
De préférence, la première interface et la deuxième interface sont prévues pour coopérer avec un câble de recharge, ou comporte un câble de recharge intégré, dans lesquelles le câble se branche à une source d’énergie externe (borne ou socle de prise domestique).Preferably, the first interface and the second interface are intended to cooperate with a charging cable, or comprise an integrated charging cable, in which the cable connects to an external energy source (domestic socket or socket base).
Selon une variante, dans laquelle le système de charge comporte en outre un boîtier de raccordement reliant électriquement lesdites au moins première et deuxième interfaces de recharge au chargeur de la batterie, le moyen de détection de la première et la deuxième tension est intégré au boîtier de raccordement.According to a variant, in which the charging system further comprises a connection box electrically connecting said at least first and second charging interfaces to the battery charger, the means for detecting the first and second voltage is integrated into the charging box. connection.
Selon une variante, la première tension est un signal de contrôle d’un connecteur de branchement de la première interface de recharge et la deuxième tension est un signal de contrôle d’un connecteur de branchement de la deuxième interface de recharge.According to a variant, the first voltage is a control signal of a connection connector of the first charging interface and the second voltage is a control signal of a connection connector of the second charging interface.
Selon une variante, la première interface est un boîtier de prise de recharge prévu pour le branchement d’un câble de recharge et la deuxième interface est un câble de recharge déployable et intégré dans une goulotte sous la carrosserie du véhicule.According to one variant, the first interface is a charging socket box provided for connecting a charging cable and the second interface is a charging cable that is deployable and integrated into a channel under the body of the vehicle.
L’invention concerne un procédé de surveillance d’une charge pour l’un quelconque des modes de réalisation précédents du système de charge. Le procédé comporte les étapes successives suivantes l’activation de la première interface de recharge et la détection de la première tension au niveau de la première interface, la commande d’une charge de la batterie de traction à partir d’énergie délivrée par la première interface de recharge et l’activation de la deuxième interface de recharge.A method of monitoring a charge for any of the preceding embodiments of the charging system is disclosed. The method comprises the following successive steps: activation of the first charging interface and detection of the first voltage at the first interface, controlling a charge of the traction battery from energy delivered by the first charging interface and activation of the second charging interface.
Selon l’invention, le procédé comporte la détection de la présence de la deuxième tension au niveau de la deuxième interface, la vérification si la première tension et la deuxième tension sont présentes simultanément, puis la commande d’un signal d’alerte en cas de détection de la présence de la deuxième tension simultanément à la première tension.According to the invention, the method comprises detecting the presence of the second voltage at the second interface, checking whether the first voltage and the second voltage are present simultaneously, then controlling an alert signal in the event detecting the presence of the second voltage simultaneously with the first voltage.
Selon une variante, la détection de la première tension et de la deuxième tension consiste à détecter une valeur de tension de 12 Volts d’un connecteur de branchement.According to a variant, the detection of the first voltage and the second voltage consists of detecting a voltage value of 12 Volts of a connection connector.
Selon une variante du procédé, le signal d’alerte pilote l’état visuel d’une diode électroluminescente de la première interface de recharge et/ou de la deuxième interface de recharge dans un état représentatif d’un état d’interruption de la recharge.According to a variant of the method, the alert signal controls the visual state of a light-emitting diode of the first charging interface and/or the second charging interface in a state representative of a charging interruption state. .
Selon une variante, le signal d’alerte pilote un message représentatif d’une instruction de débranchement de la première ou de la deuxième interface de recharge pour un deuxième moyen d’interface homme machine de l’habitacle du véhicule.According to a variant, the alert signal controls a message representative of an instruction to disconnect the first or the second charging interface for a second human-machine interface means of the passenger compartment of the vehicle.
Selon une variante, le signal d’alerte affiche un message visuel sur un écran d’habitacle.According to a variant, the alert signal displays a visual message on a passenger compartment screen.
L’invention concerne en outre un véhicule électrifié comportant une machine de traction électrique, une batterie de traction alimentant la machine de traction et un système de charge selon l’un quelconque des modes de réalisation précédent, dans lequel le système de charge est configuré pour mettre en œuvre le procédé de surveillance selon l’invention.The invention further relates to an electrified vehicle comprising an electric traction machine, a traction battery powering the traction machine and a charging system according to any of the preceding embodiments, in which the charging system is configured to implement the monitoring method according to the invention.
Lorsqu’une charge est en cours, l’invention permet de détecter dès le branchement d’un deuxième câble de recharge, la présence des deux branchements simultanés grâce à la surveillance des tensions des signaux de contrôles des connecteurs de branchement. Le pilotage des alertes visuelles au niveau du boîtier de recharge permet d’informer immédiatement l’utilisateur d’une anomalie. L’invention améliore la sécurité d’un véhicule électrique ayant plusieurs interfaces de recharge. On améliore la protection du système de batterie.When charging is in progress, the invention makes it possible to detect as soon as a second charging cable is connected, the presence of the two simultaneous connections thanks to monitoring the voltages of the control signals of the connection connectors. Controlling visual alerts at the charging box immediately informs the user of an anomaly. The invention improves the safety of an electric vehicle having multiple charging interfaces. We improve the protection of the battery system.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels :Other characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the detailed description which follows including embodiments of the invention given by way of non-limiting examples and illustrated by the appended drawings, in which:
L’invention s’applique aux véhicules électrifiés, en particulier les véhicules automobiles rechargeables. Elle s’adresse plus particulièrement aux systèmes de charge de véhicules électrifiés comportant plusieurs interfaces de recharge.The invention applies to electrified vehicles, in particular rechargeable motor vehicles. It is particularly aimed at charging systems for electrified vehicles comprising several charging interfaces.
La
Classiquement, la batterie de traction 3 comporte des moyens de stockage d’énergie électrique. La tension du système de batterie de traction 3 peut être de type 48V ou supérieure, de type 400 volts selon le mode de réalisation préférentielle (comprise entre 350 volts et 450 volts), de type 800 volts (comprise entre 700 volts et 900 volts), ou voire plus. La batterie de traction 3 comprend des éléments de stockage d’énergie comportant des cellules électrochimiques, par exemple de type Lithium-ion. La batterie de traction 3 comprend également un calculateur de gestion (désigné par l’acronyme BMS pour « Battery Management System » ou TBCU pour « Traction Battery Control Unit ») adapté pour superviser les paramètres spécifiques à la batterie 3 en coopération avec des capteurs de courant et tension, tels l’état de charge SOC (« State of Charge »), la tension de circuit ouvert OCV (« Open Circuit Voltage ») exprimée en Volt, le courant de charge exprimé en Ampère, l’état de santé SOH (« State of Health), la tension ou bien encore la température de la batterie 3.Conventionally, the traction battery 3 includes electrical energy storage means. The voltage of the traction battery system 3 can be 48V type or higher, 400 volt type according to the preferred embodiment (between 350 volts and 450 volts), 800 volt type (between 700 volts and 900 volts) , or even more. The traction battery 3 comprises energy storage elements comprising electrochemical cells, for example of the Lithium-ion type. The traction battery 3 also includes a management computer (designated by the acronym BMS for “Battery Management System” or TBCU for “Traction Battery Control Unit”) adapted to supervise the parameters specific to the battery 3 in cooperation with sensors of current and voltage, such as the state of charge SOC (“State of Charge”), the open circuit voltage OCV (“Open Circuit Voltage”) expressed in Volts, the charging current expressed in Amperes, the state of health SOH (“State of Health), the voltage or even the temperature of the battery 3.
Le système de charge embarqué 2 a pour fonction de recharger électriquement la batterie de traction 3 à partir d’énergie électrique délivrée par une source d’énergie extérieure au véhicule 1. Le système de charge 2 comporte une première interface de recharge 4. La première interface est un boîtier de prise de recharge 4, accessible via une porte, destiné à brancher le véhicule à une source d’alimentation électrique externe, par exemple une prise domestique, station fixe domestique (appelée couramment « Wallbox » en anglais), une borne de recharge d’une station autoroutière prévue à cet effet, ou bien encore une borne de recharge mobile. Le boîtier de prise de recharge 4 possède un connecteur électrique adapté pour une recharge en mode 2 (11kW maximum en courant alternatif), en mode 3 (22kW maximum en courant alternatif) ou en mode 4 (350kW maximum en courant continu). A cet effet, le véhicule 1 est équipé d’un câble de recharge amovible se branchant au boîtier de prise de recharge 4 par une première extrémité et à la source externe par la deuxième extrémité. Hors opération de recharge ce câble se garde dans un rangement prévu à cet effet, dans le coffre ou l’habitacle par exemple.The function of the on-board charging system 2 is to electrically recharge the traction battery 3 from electrical energy delivered by an energy source external to the vehicle 1. The charging system 2 comprises a first charging interface 4. The first interface is a charging socket box 4, accessible via a door, intended to connect the vehicle to an external electrical power source, for example a domestic socket, domestic fixed station (commonly called "Wallbox" in English), a terminal charging station at a motorway station provided for this purpose, or even a mobile charging station. The charging socket box 4 has an electrical connector suitable for charging in mode 2 (11kW maximum in alternating current), in mode 3 (22kW maximum in alternating current) or in mode 4 (350kW maximum in direct current). For this purpose, the vehicle 1 is equipped with a removable charging cable connecting to the charging socket box 4 via a first end and to the external source via the second end. Except for recharging operations, this cable is kept in storage provided for this purpose, in the trunk or passenger compartment for example.
En outre, le système de charge 2 comporte une deuxième interface de recharge 5. La deuxième interface 5 est un câble déployable positionné dans une goulotte 13 sous la carrosserie du véhicule 1 hors de l’espace de l’habitacle ou du coffre, par exemple sous une aile arrière, accessible via une porte. A la différence du câble utilisé par la première interface 4, le câble déployable 5 est relié électriquement en permanence au chargeur embarqué du véhicule et est conçu de manière à être déployable pour se brancher à une source externe. Cette deuxième interface 5 vise à faciliter l’opération de branchement pour l’utilisateur en lui évitant de chercher un câble dans un rangement intérieur du véhicule puis de brancher les deux extrémités du câble.In addition, the charging system 2 includes a second charging interface 5. The second interface 5 is a deployable cable positioned in a channel 13 under the bodywork of the vehicle 1 outside the space of the passenger compartment or the trunk, for example under a rear wing, accessible via a door. Unlike the cable used by the first interface 4, the deployable cable 5 is permanently electrically connected to the vehicle's on-board charger and is designed to be deployable to connect to an external source. This second interface 5 aims to facilitate the connection operation for the user by avoiding having to look for a cable in an interior storage space in the vehicle and then plug in the two ends of the cable.
Conformément à ce type d’alimentation pour les applications de recharge électrique de véhicule automobile, le boîtier de prise de recharge 4 et le câble 5 comportent chacun un connecteur de branchement comportant au moins trois bornes électriques formant une ligne d’alimentation 9 pour le boîtier 4 et une ligne d’alimentation 8 pour le câble 5. Chaque ligne d’alimentation 8 et 9 est monophasée et comprend une ligne de phase, une ligne neutre et une ligne de terre, ou triphasée comportant alors deux lignes de phases supplémentaires. De préférence, le connecteur du boîtier 4 et le connecteur du câble 5 est de type 2 conforme à la norme EC 62196 « Fiches, socles de prise de courant, prises mobiles et socles de connecteurs de véhicule - Charge conductive des véhicules électriques ». D’autres types de connecteurs sont envisageables par exemple de type 1 ou de conception propriétaire d’un constructeur.In accordance with this type of power supply for electric vehicle charging applications, the charging socket box 4 and the cable 5 each comprise a connection connector comprising at least three electrical terminals forming a power supply line 9 for the box 4 and a power line 8 for cable 5. Each power line 8 and 9 is single-phase and includes a phase line, a neutral line and an earth line, or three-phase then comprising two additional phase lines. Preferably, the connector of the box 4 and the connector of the cable 5 is type 2 compliant with standard EC 62196 “Plugs, socket bases, mobile sockets and vehicle connector bases - Conductive charging of electric vehicles”. Other types of connectors are possible, for example type 1 or a manufacturer's proprietary design.
Le connecteur de branchement du boîtier 4 et celui du câble 5 comportent chacun en outre deux broches de signaux de contrôle pour un usage de signalisation entre le véhicule et le chargeur. Ces signaux sont conformes à la norme IEC 61851-1 « Système de charge conductive pour véhicules électriques ». En particulier, un signal CP1 correspond au signal de contrôle dit signal CP (« Control Pilot ») pour la première interface 4. Un signal CP2 correspond au signal de contrôle (« Control Pilot ») pour la deuxième interface 5. Dans le cadre de l’invention, les signaux CP1 et CP2 sont utilisés pour détecter le branchement de la première interface 4 et de la deuxième interface 5 et pour signaler une alerte en cas de branchement des deux interfaces 4 et 5 simultanément. Les signaux CP1 et CP2 ont des tensions qui varient entre -12Volts et +12Volts conformément à la norme IEC 61851-1.The connection connector of the box 4 and that of the cable 5 each further comprise two control signal pins for signaling use between the vehicle and the charger. These signals comply with the IEC 61851-1 “Conductive charging system for electric vehicles” standard. In particular, a CP1 signal corresponds to the control signal called CP signal (“Control Pilot”) for the first interface 4. A CP2 signal corresponds to the control signal (“Control Pilot”) for the second interface 5. In the context of the invention, the signals CP1 and CP2 are used to detect the connection of the first interface 4 and the second interface 5 and to signal an alert in the event of connection of the two interfaces 4 and 5 simultaneously. The CP1 and CP2 signals have voltages which vary between -12Volts and +12Volts in accordance with the IEC 61851-1 standard.
Par ailleurs, la première interface 4 est reliée électriquement par la première ligne d’alimentation 9 à un boîtier de raccordement 6. La deuxième interface 5 est reliée électriquement par sa deuxième ligne d’alimentation 8 au boîtier de raccordement 6. Le boîtier de raccordement 6 est relié électriquement à un chargeur embarqué 7 de la batterie de traction 3 par une troisième ligne d’alimentation 10. Le boîtier de raccordement 6 évite une redondance des lignes d’alimentation des interfaces de recharge 4 et 5 jusqu’au chargeur 7. Les signaux de contrôle CP1 et CP2 sont reliés électriquement jusqu’au chargeur 7, via le boîtier de raccordement 6, éventuellement.Furthermore, the first interface 4 is electrically connected by the first power line 9 to a connection box 6. The second interface 5 is electrically connected by its second power line 8 to the connection box 6. The connection box 6 is electrically connected to an on-board charger 7 of the traction battery 3 by a third power line 10. The connection box 6 avoids redundancy of the power lines of the charging interfaces 4 and 5 up to the charger 7. The control signals CP1 and CP2 are electrically connected to the charger 7, via the connection box 6, possibly.
Alternativement, les lignes d’alimentation 8 et 9 sont reliées électriquement directement, chacune des deux, au chargeur 7. Le boîtier de raccordement n’est donc pas obligatoire.Alternatively, power lines 8 and 9 are directly electrically connected, each of them, to charger 7. The connection box is therefore not obligatory.
Le chargeur 7 a pour fonction de gérer la communication entre les différentes bornes de recharge et de surveiller et de contrôler la recharge électrique sur borne. Le chargeur 7 comporte également un module de conversion électrique de type alternatif/continu AC/DC et un autre module de type continu/continu DC/DC. Dans les situations de recharge sur borne, il réalise la conversion d’une tension alternative vers une tension continue, notamment lors de recharge en mode 2 ou mode 3 dans lesquels il est nécessaire de convertir une tension alternative en 220V de type monophasée ou triphasée (ou 110V selon le standard électrique de la région) vers une tension continue compatible du système de batterie 3. En outre, dans le cadre des recharges dites rapides ou de mode 4, le courant de charge est délivré directement par la source externe à la batterie, c’est-à-dire sans conversion de tension.The function of the charger 7 is to manage the communication between the different charging terminals and to monitor and control the electric charging on the terminal. The charger 7 also includes an AC/DC alternating/continuous type electrical conversion module and another DC/DC direct/continuous type module. In terminal charging situations, it converts an alternating voltage to a direct voltage, particularly when recharging in mode 2 or mode 3 in which it is necessary to convert an alternating voltage into 220V of single-phase or three-phase type ( or 110V according to the electrical standard of the region) to a compatible direct voltage of the battery system 3. In addition, in the context of so-called fast or mode 4 recharges, the charging current is delivered directly by the external source to the battery , i.e. without voltage conversion.
Conformément à l’invention, le système de charge 2 comporte un moyen de détection du branchement de chaque interface de recharge 4 et 5. Le moyen de détection 11 est apte à détecter la présence de la première et la deuxième tension CP1 et CP2 associées respectivement aux première et deuxième interfaces de recharge 4 et 5. Dans cet exemple, le moyen de détection est un capteur de tension 11 intégré au boîtier de raccordement 6. Ainsi, le capteur de tension 11 permet de détecter une situation indésirable de branchement simultanément. Alternativement, le moyen de détection est un capteur de tension intégré au chargeur 7.In accordance with the invention, the charging system 2 comprises means for detecting the connection of each charging interface 4 and 5. The detection means 11 is capable of detecting the presence of the first and second associated voltages CP1 and CP2 respectively. to the first and second charging interfaces 4 and 5. In this example, the detection means is a voltage sensor 11 integrated into the connection box 6. Thus, the voltage sensor 11 makes it possible to detect an undesirable connection situation simultaneously. Alternatively, the detection means is a voltage sensor integrated into the charger 7.
Le système de charge 2 comporte en outre un moyen de surveillance 14 d’une charge dépendant de la détection de chaque tension de charge. Le moyen de surveillance 14 est un module de surveillance à calculateur à circuit intégré ou un microcontrôleur intégré faisant partie du chargeur 7, par exemple. Le moyen de surveillance 14 est configuré pour signaler une alerte en cas de détection de la présence des tensions CP1 et CP2 simultanément au niveau des interfaces de recharge 4 et 5.The charging system 2 further comprises means 14 for monitoring a load depending on the detection of each charging voltage. The monitoring means 14 is a monitoring module with an integrated circuit computer or an integrated microcontroller forming part of the charger 7, for example. The monitoring means 14 is configured to signal an alert in the event of detection of the presence of voltages CP1 and CP2 simultaneously at the charging interfaces 4 and 5.
Le système de charge 2 comporte en outre des moyens d’interface homme machine (IHM) dont la fonction est de signaler à l’utilisateur l’état d’une recharge. Un premier type d’IHM est un indicateur visuel, par exemple de type LED, intégré à une interface de recharge 4 ou 5, notamment au niveau du boîtier du prise de recharge. Le chargeur 7 pilote l’état de l’indicateur d’IHM. Dans le cadre de l’invention, l’état de l’indicateur d’IHM peut être également piloté par le moyen de surveillance 14 en cas de détection de la présence de tension simultanément aux niveaux des interfaces de recharge 4 et 5 afin qu’il débranche une des deux interfaces 4 et 5.The charging system 2 also includes human machine interface (HMI) means whose function is to signal to the user the status of a recharge. A first type of HMI is a visual indicator, for example of the LED type, integrated into a charging interface 4 or 5, in particular at the level of the charging socket box. Charger 7 controls the state of the HMI indicator. In the context of the invention, the state of the HMI indicator can also be controlled by the monitoring means 14 in the event of detection of the presence of voltage simultaneously at the levels of the charging interfaces 4 and 5 so that he disconnects one of the two interfaces 4 and 5.
Classiquement un véhicule comporte un moyen d’IHM d’habitacle, de type d’un écran de visualisation. Le moyen de surveillance 14 est apte à signaler à l’utilisateur à travers l’IHM d’habitacle un message d’alerte lorsqu’on détecte la présence de tension simultanément au niveau des interfaces de recharge 4 et 5.Conventionally, a vehicle includes a means of cabin HMI, such as a display screen. The monitoring means 14 is capable of signaling to the user through the passenger compartment HMI an alert message when the presence of voltage is detected simultaneously at the charging interfaces 4 and 5.
Plus précisément, le signalement d’une alerte depuis le système de charge 2 vers une IHM d’habitacle est opérée au moyen de l’unité de commande du véhicule 1 jouant le rôle de superviseur des calculateurs du véhicule, désigné par l’acronyme EVCU pour « Electronic Vehicule Control Unit ». Ce superviseur a pour fonction de centraliser les données collectées du véhicule et de les retransmettre à d’autres calculateurs du véhicule à travers un bus de communication de données, par exemple de type CAN, notamment à un Boîtier de Servitude Intelligent qui communique avec l’IHM d’habitacle.More precisely, the reporting of an alert from the charging system 2 to a passenger compartment HMI is carried out by means of the vehicle control unit 1 playing the role of supervisor of the vehicle's computers, designated by the acronym EVCU for “Electronic Vehicle Control Unit”. This supervisor has the function of centralizing the data collected from the vehicle and retransmitting them to other vehicle computers through a data communication bus, for example of the CAN type, in particular to an Intelligent Service Box which communicates with the Cabin HMI.
En
Un premier moyen d’IHM 40 est intégré au boîtier de prise de recharge de l’interface de recharge 4 et à l’interface de recharge 5 du câble déployable. Le moyen d’IHM 40 comporte une diode électroluminescente (LED) 41, dont l’état visuel est pilotable par le moyen de surveillance du système de charge. Alternativement, la diode est un écran intégré. Plus précisément, dans un premier état allumé en blanc, l’état visuel de la LED indique que l’interface de recharge associée communique avec une borne externe. Il s’agit d’une première phase suivant le branchement. Dans un deuxième état vert, l’état visuel de la LED indique que l’interface de recharge associée est activée. La recharge est soit déclenchée immédiatement, soit programmée en fonction de conditions spécifiques (par exemple en mode différée), soit en cours de recharge, ou bien encore la recharge est terminée. Dans un troisième état rouge, une anomalie est signalée. Cet état est piloté lorsque le moyen de surveillance détecte le branchement des deux interfaces 4 et 5.A first HMI means 40 is integrated into the charging socket box of the charging interface 4 and the charging interface 5 of the deployable cable. The HMI means 40 comprises a light-emitting diode (LED) 41, the visual state of which can be controlled by the charging system monitoring means. Alternatively, the diode is an integrated display. More precisely, in a first white lit state, the visual state of the LED indicates that the associated charging interface is communicating with an external terminal. This is a first phase following connection. In a second green state, the visual state of the LED indicates that the associated charging interface is activated. Charging is either triggered immediately, scheduled according to specific conditions (e.g. in delayed mode), or during charging, or charging is complete. In a third red state, an anomaly is reported. This state is controlled when the monitoring means detects the connection of the two interfaces 4 and 5.
Le deuxième moyen d’IHM est l’écran 20 d’habitacle. L’écran informe des paramètres relatifs à la recharge électrique. Une première zone 21 signale la durée de la recharge, une deuxième zone 22 signale l’état de charge de la batterie et l’autonomie restant et une troisième zone 23 affiche un message d’alerte. Un message d’alerte est affiché lorsque le moyen de surveillance détecte le branchement simultané des deux interfaces 4 et 5. Par exemple, le contenu affiché du message sur l’écran 20 peut être une instruction de débranchement de la dernière interface branchée à une source électrique externe. Ce contenu peut être «Alerte ! Deux prises de recharge détectées. Veuillez débrancher une des deux prises».The second HMI means is the cabin screen 20. The screen provides information on the parameters relating to electric charging. A first zone 21 signals the duration of the recharge, a second zone 22 signals the state of charge of the battery and the remaining autonomy and a third zone 23 displays an alert message. An alert message is displayed when the monitoring means detects the simultaneous connection of the two interfaces 4 and 5. For example, the content displayed of the message on the screen 20 can be an instruction to disconnect the last interface connected to a source external electrical. This content can be “ Alert ! Two charging sockets detected. Please unplug one of the two outlets .”
On décrit maintenant en
Lors des actions 301 et 302, l’utilisateur branche le câble de recharge au véhicule et à la source extérieure. Le branchement du câble est détecté par le chargeur du véhicule et la source externe. Le branchement du câble active l’interface. L’activation déclenche le réveil 303 du véhicule et l’allumage de l’écran habitacle pour informer l’utilisateur. Lors de cette étape 303, la tension du signal de contrôle de l’interface de recharge est détectée. En référence à la
En parallèle, une phase d’initialisation 304 entre la source externe et le chargeur embarqué du véhicule est déclenchée.In parallel, an initialization phase 304 between the external source and the vehicle's on-board charger is triggered.
Ensuite, le chargeur du véhicule pilote les interfaces IHM du système de recharge. Le chargeur commande, en action 305, la LED du boîtier de recharge de l’interface de recharge qui est branchée. La LED s’allume en couleur blanche indiquant la phase d’initialisation et dialogue entre le chargeur et la source externe.Then, the vehicle charger controls the HMI interfaces of the charging system. The charger controls, in action 305, the LED of the charging box of the charging interface which is connected. The LED lights up white indicating the initialization phase and dialogue between the charger and the external source.
En parallèle, le chargeur, en action 306, communique à l’écran d’habitacle des informations d’état de la batterie du véhicule et le statut de la recharge, l’état de charge de la batterie en points de charge (%) et en autonomie de roulage (km), la durée de charge prévue et des messages contextuels de l’opération de recharge éventuellement.In parallel, the charger, in action 306, communicates to the passenger compartment screen information on the status of the vehicle's battery and the charging status, the state of charge of the battery at charging points (%) and driving range (km), the planned charging duration and any contextual messages of the charging operation.
Finalement, le chargeur, en action 307, active la recharge si les conditions l’autorisent. Il peut s’agir d’une recharge différée, ou d’une recharge conditionnée au niveau d’état de charge instantané. La LED du boîtier de recharge de l’interface de recharge qui est branchée s’allume, en couleur verte. Elle reste verte jusqu’à la fin de l’opération de recharge. L’écran d’habitacle signale également l’exécution de l’opération d’une recharge.Finally, the charger, in action 307, activates recharging if conditions allow it. This may be a delayed recharge, or a recharge conditioned on the instantaneous state of charge level. The LED on the charging case of the plugged-in charging interface lights up green. It remains green until the end of the charging operation. The passenger compartment screen also indicates the completion of the charging operation.
Ce même mécanisme d’initialisation de la recharge décrit en
En
Le procédé de surveillance est mis en œuvre par un système de charge comprenant deux interfaces de recharges ou plus. Dans ce mode de réalisation préférentiel, il est décrit pour un système de charge tel que décrit en
Plus précisément, à l’étape initiale E1, on prend l’hypothèse qu’une des deux interfaces de recharge est déjà branchée à une source d’énergie externe, par exemple l’interface de recharge 4, ou inversement. L’interface 4 est alors activée. La tension du signal de contrôle CP1 est détectée par le module de surveillance. La charge est alors en cours d’opération, ou le chargeur est en attente que les conditions de déclenchement soient autorisées (mode différé par exemple), ou dans une autre situation la charge est déjà terminée et le câble est encore branché.More precisely, at the initial step E1, we assume that one of the two charging interfaces is already connected to an external energy source, for example charging interface 4, or vice versa. Interface 4 is then activated. The voltage of the CP1 control signal is detected by the monitoring module. Charging is then in progress, or the charger is waiting for the trigger conditions to be authorized (delayed mode for example), or in another situation the charging is already completed and the cable is still connected.
A l’étape suivante E2, on prend l’hypothèse que l’utilisateur du véhicule branche son deuxième câble de recharge 5 à une source d’énergie externe.In the next step E2, we assume that the vehicle user connects his second charging cable 5 to an external energy source.
A l’étape suivante E3, l’activation de l’interface de recharge 5 déclenche la phase d’initialisation de la recharge entre le chargeur embarqué et la source externe connectée par la deuxième interface 5. Selon le protocole habituel, la borne ou le câble de recharge pilote le signal de contrôle CP2 pour réveiller le véhicule. La tension du signal CP2 est pilotée à l’état haut, à 12 Volts.In the next step E3, activation of the charging interface 5 triggers the charging initialization phase between the on-board charger and the external source connected by the second interface 5. According to the usual protocol, the terminal or the charging cable controls the CP2 control signal to wake the vehicle. The voltage of signal CP2 is controlled high, at 12 Volts.
Ensuite, à l’étape E4, le module de surveillance détecte donc la deuxième tension du signal de contrôle CP2, au moyen du capteur de tension du boîtier de raccordement ou d’un capteur du chargeur embarqué.Then, in step E4, the monitoring module therefore detects the second voltage of the control signal CP2, by means of the voltage sensor of the connection box or a sensor of the on-board charger.
Ensuite, à l’étape E5, le module de surveillance vérifie, oui ou non, si la première tension CP1 et la deuxième tension CP2 sont présentes simultanément.Then, in step E5, the monitoring module checks, yes or no, whether the first voltage CP1 and the second voltage CP2 are present simultaneously.
A l’étape E6, comme les deux câbles de recharge sont branchés, le module de surveillance détecte la présence simultanée de la tension du signal de contrôle CP1 et la tension du signal de contrôle CP2 des connecteurs de branchement des interfaces de recharge. La détection déclenche le signalement d’une alerte ainsi qu’une ou plusieurs actions au niveau des interfaces d’IHM du véhicule. Le signal d’alerte est généré à chaque fois qu’on détecte les deux tensions simultanément.In step E6, as the two charging cables are connected, the monitoring module detects the simultaneous presence of the voltage of the control signal CP1 and the voltage of the control signal CP2 of the connection connectors of the charging interfaces. Detection triggers the reporting of an alert as well as one or more actions at the vehicle's HMI interfaces. The alert signal is generated each time both voltages are detected simultaneously.
A l’étape E7, le signal d’alerte généré par le module de surveillance pilote l’état visuel d’une diode électroluminescente du boîtier de prise de recharge d’une ou de chaque interface de recharge du véhicule. En référence à la
Le procédé de surveillance prévoit en outre, que le signal d’alerte généré par le module de surveillance pilote à une étape E8 un message représentatif d’une instruction de débranchement du câble de la deuxième interface de recharge à destination d’un écran d’habitacle du véhicule pour afficher un message visuel et/ou sonore. Par exemple, le contenu du message peut être «Alerte ! Deux prises de recharge détectées. Veuillez débrancher une des deux prises».The monitoring method further provides that the alert signal generated by the monitoring module pilots at a step E8 a message representative of an instruction to disconnect the cable from the second charging interface to a display screen. vehicle interior to display a visual and/or audible message. For example, the message content could be “ Alert!” Two charging sockets detected. Please unplug one of the two outlets .”
En variante, l’étape E7 seule est exécutée, ou l’étape E8 seule est exécutée.Alternatively, step E7 alone is executed, or step E8 alone is executed.
Claims (10)
- au moins une première interface de recharge (4) et une deuxième interface de recharge (5), chacune des interfaces étant apte à recevoir de l’énergie provenant d’une source électrique externe au véhicule (1),
- un chargeur (7) de la batterie de traction (3) relié électriquement auxdites première et deuxième interfaces (4, 5),
- un moyen de détection (11) d’une première tension (CP1) et d’une deuxième tension (CP2) associées auxdites première et deuxième interfaces (4, 5) respectivement, caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
- un moyen de surveillance (14) dépendant de la détection de la première et la deuxième tension (CP1, CP2) configuré pour signaler une alerte en cas de détection de la présence de la première et de la deuxième tension (CP1, CP2) simultanément.
- at least a first charging interface (4) and a second charging interface (5), each of the interfaces being able to receive energy coming from an electrical source external to the vehicle (1),
- a charger (7) for the traction battery (3) electrically connected to said first and second interfaces (4, 5),
- means for detecting (11) a first voltage (CP1) and a second voltage (CP2) associated with said first and second interfaces (4, 5) respectively, characterized in that it further comprises:
- monitoring means (14) dependent on the detection of the first and second voltages (CP1, CP2) configured to signal an alert in the event of detection of the presence of the first and second voltages (CP1, CP2) simultaneously.
- l’activation (E1) de la première interface de recharge (4) et la détection de la première tension (CP1) au niveau de la première interface (4),
- la commande (E2) d’une charge de la batterie de traction (3) à partir d’énergie délivrée par la première interface de recharge,
- l’activation (E3) de la deuxième interface de recharge (5), caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
- la détection (E4) de la présence de la deuxième tension (CP2) au niveau de la deuxième interface (5),
- la vérification (E5) si la première tension (CP1) et la deuxième tension (CP2) sont présentes simultanément,
- la commande (E6) d’un signal d’alerte en cas de détection de la présence de la deuxième tension (CP2) simultanément à la première tension (CP1).
- activation (E1) of the first charging interface (4) and detection of the first voltage (CP1) at the first interface (4),
- controlling (E2) a charge of the traction battery (3) from energy delivered by the first charging interface,
- the activation (E3) of the second charging interface (5), characterized in that it further comprises:
- detecting (E4) the presence of the second voltage (CP2) at the second interface (5),
- checking (E5) if the first voltage (CP1) and the second voltage (CP2) are present simultaneously,
- the control (E6) of an alert signal in the event of detection of the presence of the second voltage (CP2) simultaneously with the first voltage (CP1).
Electrified vehicle (1) comprising an electric traction machine (12), a traction battery (3) powering the traction machine (12) and a charging system (2) according to any one of claims 1 to 4 configured to implement the monitoring method according to any one of claims 5 to 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2206764A FR3137334A1 (en) | 2022-07-04 | 2022-07-04 | CHARGING SYSTEM WITH MULTIPLE INTERFACES FOR AN ELECTRIFIED VEHICLE AND METHOD FOR MONITORING SAID SYSTEM |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2206764A FR3137334A1 (en) | 2022-07-04 | 2022-07-04 | CHARGING SYSTEM WITH MULTIPLE INTERFACES FOR AN ELECTRIFIED VEHICLE AND METHOD FOR MONITORING SAID SYSTEM |
| FR2206764 | 2022-07-04 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR3137334A1 true FR3137334A1 (en) | 2024-01-05 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| FR2206764A Pending FR3137334A1 (en) | 2022-07-04 | 2022-07-04 | CHARGING SYSTEM WITH MULTIPLE INTERFACES FOR AN ELECTRIFIED VEHICLE AND METHOD FOR MONITORING SAID SYSTEM |
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Citations (4)
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| US20190106007A1 (en) * | 2017-10-10 | 2019-04-11 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Charging device and vehicle having a plurality of charging interfaces |
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| DE102021127712A1 (en) | 2020-10-26 | 2022-04-28 | Ford Global Technologies, Llc | MONITORING AND PROTECTION SYSTEM FOR MULTIPLE CHARGING INTERFACES FOR ELECTRIFIED VEHICLES |
| CN114475335A (en) | 2022-01-21 | 2022-05-13 | 国创移动能源创新中心(江苏)有限公司 | Double-gun charging method and device for electric automobile |
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2022
- 2022-07-04 FR FR2206764A patent/FR3137334A1/en active Pending
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