WO2012175848A2 - Systeme de charge securise d'un vehicule electrique ou hybride - Google Patents

Systeme de charge securise d'un vehicule electrique ou hybride Download PDF

Info

Publication number
WO2012175848A2
WO2012175848A2 PCT/FR2012/051350 FR2012051350W WO2012175848A2 WO 2012175848 A2 WO2012175848 A2 WO 2012175848A2 FR 2012051350 W FR2012051350 W FR 2012051350W WO 2012175848 A2 WO2012175848 A2 WO 2012175848A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
communication device
charging
electrical connection
connection cable
mode
Prior art date
Application number
PCT/FR2012/051350
Other languages
English (en)
Other versions
WO2012175848A3 (fr
Inventor
Nicolas Morand
Olivier PARENT
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles Sa filed Critical Peugeot Citroen Automobiles Sa
Publication of WO2012175848A2 publication Critical patent/WO2012175848A2/fr
Publication of WO2012175848A3 publication Critical patent/WO2012175848A3/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/65—Monitoring or controlling charging stations involving identification of vehicles or their battery types
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J5/00—Circuit arrangements for transfer of electric power between ac networks and dc networks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y02T90/167—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles, i.e. smartgrids as interface for battery charging of electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/14—Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing

Definitions

  • the invention relates to a charging system for a hybrid or electric vehicle battery.
  • it provides an improvement to the electric charging systems of such vehicles whose charging can be carried out on a private electrical installation or a home network.
  • Electric or hybrid vehicles typically carry one or more batteries necessary for powering the engine and electrical components, and require being able to be connected to a public or private electricity distribution network, allowing recharging. the battery (s).
  • Different charging or recharging modes are defined by the draft international standard ISO / IEC 61851-1, in which four charging modes are defined, of which the following three are based on an alternating current: the mode 1, in which the load is realized via a conventional socket, for example a domestic electrical network; mode 2, in which the charging is carried out via a conventional power socket, for example a domestic electrical network, through a housing on the cable connecting the socket to the vehicle; Mode 3, in which the charging is carried out via a specific public or private charging terminal, whose structure is more complex than that of a conventional power socket.
  • modes 1 and 2 charging an electric or hybrid vehicle on an installation domestic electric poses the problem of requiring significant power, for a long time and repeatedly, while the conventional outlet is not necessarily adapted to that.
  • An object of the present invention is to meet the drawbacks of the prior art mentioned above and in particular, firstly, to propose a charging system optimizing the charging or recharging of the vehicle battery according to the network. electrical distribution used.
  • a first aspect of the invention relates to a charging system for an electric or hybrid vehicle battery that can be connected to a domestic electricity distribution network and comprising means for detecting a charging mode by connection. direct to a power outlet of said domestic electricity distribution network via an electrical connection cable and a recognition system between the electrical connection cable and the socket of the home electricity distribution network comprising a first communication device associated with said electrical connection cable adapted to communicate with and to recognize a second communication device associated with said socket, characterized in that the charging system further comprises biasing means of the first communication device via the cable of electrical connection means for transmitting at least one informatio n of recognition of the second communication device via the electrical connection cable and configured processing means to adapt the charging current of the battery according to the recognition information of the second communication device.
  • Such a charging system makes it possible to detect the electrical distribution network used for recharging, to determine the maximum deliverable power and to adapt the load accordingly to reduce the duration while preserving the necessary security conditions.
  • the charging system is particularly suitable for old or outdated electrical installations and / or the use of extensions that are not appropriate and / or not authorized by the standards in force.
  • the electrical connection cable comprises a ground wire and at least one pilot wire forming a pilot line capable of establishing a communication between the electric or hybrid vehicle and a charging station and in that the pilot wire is polarized by the biasing means with a current sufficient to power the first wireless communication device and used to transmit back the recognition information of the second communication device.
  • a mode makes it possible advantageously to use the pilot line of the cable to feed on the one hand the cable communication device and to pass on the other hand the information collected concerning the second communication device arranged on the distribution network side, ie "side Wall ".
  • the configuration of the charging system makes it possible to have a sufficiently high polarization current on the pilot wire to ensure the proper operation of the first communication device.
  • pilot wire for mode 3 according to the draft standard IEC 61851 -1, or to polarize the communication device on the plug side, or to retrieve the information or information (s).
  • the polarization means are arranged to bias the electrical connection cable to a predetermined negative voltage when a charge mode is detected. domesticated.
  • a charging system ensures the implementation of the optimization of the load when detecting a load in domestic mode.
  • the biasing means comprise a polarization source and a bias resistor
  • the generation of the charging information in the home mode controls the closing of a polarization switch enabling the series to be put in series. source and polarization resistance.
  • a control signal of the polarization means is generated in the form of a pulsed signal during the detection of a domestic charging mode.
  • the use of a pulsed control signal for charge information in the home mode can diagnose whether detection of a charge in home mode is accurate.
  • the dependability of the charging system can be improved, in particular by means of the control pulses of the bias switch.
  • the first and second communication devices are wireless communication devices.
  • the use of wireless communication devices has the advantage of being able to ensure an easy and reliable communication regardless of the state of obsolescence of the plug and the socket.
  • the electrical connection cable comprises at one end a plug adapted to be plugged into the socket of the domestic electricity distribution network
  • the first wireless communication device is arranged inside of said plug and the second wireless communication device is arranged inside the socket, and the first wireless communication device is adapted to inductively supply the second wireless communication device.
  • the incorporation of the first wireless communication device into the card makes it possible to have a secure cable without any constraints linked to an external addition of such a device.
  • the resulting cable thus has the same external configuration as a traditional cable, for example of type 2P + T.
  • Such a system also allows installation of the second wireless communication device without adding wall-side power supply means.
  • the operation of this second device is directly related to the expected load application, that is to say when a charging system according to the invention is used.
  • the electrical connection cable comprises at one end a plug adapted to be plugged into the socket of the domestic electricity distribution network
  • the first communication device is an arranged flexible blade switch on the plug side and the second device is a magnet arranged on the socket side.
  • the means for transmitting the recognition information of the second communication device comprise means for varying an electrical quantity of the electrical connection cable that can be measured by the processing means able to measure said variation in magnitude. electric.
  • the means for varying an electrical quantity comprise an information resistor in series with a second switch controlled by the first communication device. The variation means thus defined make it possible to simply use the pilot wire to transmit the recognition information received from the second communication device.
  • the first communication device is able to be powered by a voltage regulator whatever the state of the second switch.
  • the invention relates to an electric or hybrid vehicle comprising a charging system according to the first aspect of the invention.
  • the invention relates to a method of charging an electric or hybrid vehicle battery capable of being connected to a domestic electricity distribution network, characterized in that comprises the steps of: (i) detecting a charging mode by direct connection to a power outlet of said domestic electricity distribution network via an electrical connection cable; (ii) biasing a first communication device via the electrical connection cable; (iii) establishing communication between the first communication device and a second communication device associated with the power outlet; (iv) transmitting at least one recognition information from the second communication device to the first communication device and then via the electrical connection cable; and (v) adapting the charge of the battery according to the recognition information of the second communication device.
  • FIG. 1 schematically shows a charging system according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 represents an exemplary timing diagram of the voltage VP on the pilot wire
  • FIG. 3 schematically shows a charging system according to a second embodiment of the present invention.
  • the charging system comprises a recognition system based on the use of communication devices without wire between the plug of an electrical connection cable and a socket outlet allowing the reduction of the charging time of the vehicle battery by increasing the maximum current at the plug.
  • the system further comprises means for detecting the charging mode used to recharge the battery, so as to inform the vehicle of a charging on a socket socket concerned, for example domestic.
  • detection means may for example be made in the form of a coding resistor having a resistance value among a plurality of predetermined values and a resistance measuring device delivering to the system a signal representative of the value of the resistance. coding.
  • Each predetermined value of the coding resistor corresponds to load information such as the minimum value of the maximum intensity defined by the section of the connection cable and the maximum intensity allowed by a local electrical network of a given geographical area. , as well as information relating to the charging of the vehicle in a charging mode by direct connection to a socket of the local electrical network hereafter called domestic charging mode.
  • FIG. 1 schematically represents, in the form of functional blocks, an embodiment according to the invention of a system for charging the battery of an electric or hybrid vehicle enabling AC charging of the battery according to the different modes 1, 2 or 3 defined in the draft IEC 61851-1 standard.
  • the different functional blocks are described below.
  • the left part of the figure is in an electric or hybrid vehicle (denoted VE / VH) equipped with a rechargeable battery.
  • the area to the right of the figure represents a charging socket, for example a household wall socket, connected to a domestic electricity distribution network.
  • the central portion in the figure represents an electrical connection cable providing the connection between the vehicle on the one hand and the electrical network on the other.
  • connection cable or patch cable is usually connected to the end of the wall by means of a charging plug Fi which can be plugged into a wall socket Pi connected to the electrical distribution network and at the other end on the vehicle side for example by means of a plug F2 adapted to be plugged into a corresponding vehicle socket P2.
  • This charging assembly makes it possible to circulate high currents by one or more phase wires 2a and possibly a neutral wire 2b arranged inside the connection cable connecting the vehicle to the electrical network.
  • the assembly and therefore the cable also comprises a ground wire 2c for security purposes and a so-called "pilot" wire 2d, as defined in the draft standard IEC 61851-1. To set the voltage on the pilot wire 2d, we can take the ground equipotential as reference.
  • the plug Fi and the base of the Wall Pi wall outlet are each associated with a wireless communication device, for example of the RFID type, "Radio Frequency Identification Device” according to English terminology, that is to say radio frequency identification (RFID1, RFID2) or any other equivalent device, with an associated antenna (ANT1, ANT2).
  • RFID1, RFID2 radio frequency identification
  • ANT1, ANT2 antenna
  • the wireless communication device RFID1 and ANT1 plug side and all the other elements shown in the "plug” frame of Figure 1 and which will be detailed later, can be mechanically arranged inside the fi plug.
  • the wireless communication device RFID2 and ANT2 can be mechanically arranged inside the base of the wall socket Pi.
  • the main constraint to be respected is the distance between the two wireless communication devices RFID1 and RFID2 which must be short enough to be able to establish a communication between the two when the plug Fi is plugged into the wall socket Pi.
  • the RFID1 wireless communication device is powered by the vehicle charging system while the RFID2-free communication device is preferably inductively supplied by the RFID1 device via antennas ANT1 and ANT2.
  • Vehicle side VE / VH there is provided at the input a pilot circuit comprising a diode D, resistors R2 and R3, and a switch S2 whose mode of connection is defined by the draft standard IEC 61851 -1.
  • This pilot circuit ensures the compatibility of the vehicle charging system with the mode 3 defined in this draft standard.
  • pilot wire 2d can attack the electronic circuits of the vehicle, by means of protection against electrostatic discharge (ESD), which can be mounted in shunt (as shown) and / or in series on the pilot wire .
  • ESD electrostatic discharge
  • the pilot wire 2d can also attack the electronic circuits of the vehicle via a capacitor Ci, connected in shunt, protection against electrostatic discharges and against transient disturbances.
  • the vehicle-side plug F2 may also include a shunt capacitor C2 for the same reasons.
  • the pilot wire 2d can then attack processing means comprising for example a low-pass filter FPB whose output is connected with a CAN digital analog converter, the output of which is itself connected to a processing unit UT.
  • the processing unit UT may for example be a microcontroller, a microprocessor, a programmable and erasable logic (EPLD) or a combination of several of these electronic components and / or equivalent components.
  • the digital analog converter CAN can be integrated in the processing unit UT, as for example in the case of a microcontroller.
  • the processing unit provides logical information of the boolean variable type (denoted "mode 1"), indicating, when it is true, that the current recharging is performed by direct connection to a socket of a local home network, as defined by the draft standard IEC 61851-1, which is still called domestic load.
  • mode 1 logical information of the boolean variable type
  • the vehicle-side charging system further comprises polarization means preferably comprising a polarization source SP in series with a bias resistor Rp. These polarization means are implemented by a switch Ci actuated via the information Boolean "mode 1".
  • the polarization means have for function of biasing the pilot wire to a predetermined voltage VP by the polarization source SP via the resistor Rp, this only when said "mode 1" Boolean information is true.
  • the polarization source is advantageously a source of negative voltage, for example -12V relative to the ground.
  • the "mode 1" Boolean information can also be pulsed, so that the polarization of the pilot wire is used in particular for diagnostic purposes, as explained in more detail later.
  • a default biasing resistor RD for biasing the pilot wire to a known default voltage, other than that applied by the switch Ci in the closed position and which may be, for example, that of the wire of FIG. Earth. This is useful in particular to allow the diagnosis as explained later.
  • the resistor RD is preferably selected with a high value, so as to disturb as little as possible the polarization carried out by the resistor RP and the operation in mode 2 or 3.
  • the RFID1 wireless communication device of the plug Fi is preferably powered by the pilot wire 2d, when the latter is biased during the closing of the switch Ci.
  • the device RFID1 can be powered via a voltage regulating device RT, which can be integrated in the plug Fi, so that the operation of the device RFID1 is ensured when the switch Ci is in the closed position, whatever the state of the switch C2 described below.
  • the communication established between the two wireless communication devices enables the RFID1 device on the plug side to recognize the RFID2 device on the socket, as explained subsequently, and to send a so-called recognition information (Rec OK) analog or digital to the vehicle, advantageously by means of the pilot wire 2d or by a dedicated wire (not shown).
  • the analog feedback can in particular be carried out by variation of voltage and / or current.
  • FIG. 1 consists in that the device RFID1 controls a switch C2, which changes the voltage on the pilot wire 2d, measurably by the processing unit UT, via the CAN conversion device, in all situations, especially in the presence of electromagnetic disturbances.
  • This change in voltage may, for example, consist in reducing the amplitude by means of a resistor Rinfo constituting, when C2 is in the closed position, a divider bridge with the resistor Rp.
  • the switch Ci When reloading is done in mode 2 or 3 according to draft standard I EC 61 851 -1, the switch Ci is open, so that it has no effect on the pilot wire. In the case of mode 3, the polarization means are even without any functional effect.
  • the switch Ci When the recharging is done in mode 1 according to the draft standard I EC 61 851 -1, the switch Ci is closed, so that the RFI device D1 is biased by a negative voltage, whose amplitude is that of the source of voltage VP, via the resistor RP.
  • the fact that the polarization is negative prevents the pilot circuit (D, R3 and possibly R2) disturbing the system, because the diode D blocks the passage of the current, when the pilot wire voltage is negative.
  • the polarization could still be positive.
  • the principle of the charging system presented above is to allow an increase in the charging current to a maximum possible current value insofar as the RFI wireless communication device D1 suitable side plug recognizes the wireless communication device RFID2 adequate side taken. This requires that both devices wireless communication are close enough.
  • the RFI device D1 can be overmoulded within the plug if it is not already integrated while the RFI device D2 can be added by an operator knowing that it ensures that the socket outlet makes it possible to circulate the device. maximum current concerned. This is the "maximum" current, in the sense that the vehicle being recharged can consume a lower current, especially at the end of charging.
  • This charge current information Imax may be boolean, in the case of two current values, or more generally logic, in the case of at least three or more current values, for example in the case of an RFI device D1. which can recognize several types of RFID2 devices socket side or several types of programming and parameterization thereof.
  • the communication between the two RFI devices D can be bidirectional, depending on the type of technology implemented, without this being mandatory in all cases.
  • the "mode 1" information is preferably pulsed.
  • a first advantage that the "mode 1" information is drawn, so that the bias of the pilot wire is also, is to allow the charging system to automatically diagnose some mode 1 detection errors. Indeed, when the switch C1 is in the open position, in mode 1, the pilot wire 2d must be at the "known" voltage set by the resistor RD. Any other voltage (possibly with margins, especially taking into account the electrical noise) can be considered as an anomaly, coming for example from a connection in mode other than mode 1. For example, in mode 3, the terminal can apply a voltage close to 1 2 V to the pilot wire 2d. Such anomaly detection, represented in FIG.
  • the resistor RP also has a current limiting function, particularly in the case of such an anomaly. In variants, this current limiting function can be carried out in any other suitable manner known to those skilled in the art.
  • a second advantage that the information "mode 1" is drawn is to limit the time during which, in mode 2 or 3, the vehicle input circuit is deviated from the draft standard I EC 61 851 -1, in case of false detection of mode 1 by the vehicle.
  • the resistance RD can be chosen with a sufficiently high value to carry out a polarization with a sufficiently low current, so that said current is negligible in terms of compliance with the requirements of draft standard I EC 61 851 -1.
  • tiNiT corresponds to the time elapsing between the beginning of the polarization of the RFI device D1 on the plug side and the provision of the recognition information of the RFI device D2 on the jack socket side, when this recognition actually takes place;
  • tON corresponds to the polarization time of the RFI device D1 on the plug side
  • tOFF is the time between the end of the polarization of the RFI device D1 on the plug side and the beginning of the next polarization period.
  • mode 1 information without pulses that is to say with a permanent bias of the RFID1 device plug side
  • the time tiN iT appears only once at the beginning of polarization.
  • the RFID1 device on the cable side can send other information to the vehicle, possibly from the RFID2 side jack socket.
  • the charging system can bias the RFID1 device plug side by a dedicated wire and receive the necessary information by the same wire or another dedicated wire.
  • the charging system can be applied to charging mode 2, without the use of the "pilot" wire, by deleting certain functional blocks.
  • the polarization of the device RFID1 cable side can be done continuously by the housing located at the level of the charging cable as defined by the draft standard IEC 61851 -1, and the housing can adapt the modulation signal width of d pulse according to the recognition or not of the RFID2 device socket side, so that the maximum current value is determined within the housing.
  • each RFID1 and RFID2 wireless communication device can be more or less distant from its antenna ANT1 and ANT2, especially taking into account electromagnetic compatibility constraints.
  • Each device can even be connected to its antenna by a longer or shorter cable section.
  • the wall-side ground wire connected via the resistance Rd to the vehicle defines in the latter a reference equipotential which is the mass of the vehicle.
  • FIG. 3 shows a charging system according to a second embodiment of the present invention which differs essentially from the first mode exposed in relation to FIG. communication arranged plug side and wall side are respectively performed by means of an ILS flexible blade switch and a magnet Ai. Apart from the wireless communication elements that are no longer needed, all other elements remain the same and will not be described again below.
  • the magnet disposed on the wall side makes it possible to close the flexible blade switch when the magnet is placed sufficiently close to the switch, ensuring the connection and the communication between the electricity distribution network and the cable of electrical connection connected to the vehicle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Système de charge d'une batterie de véhicule électrique ou hybride (VE / VH) apte à être connecté à un réseau domestique de distribution d'électricité et comprenant des moyens de détection d'un mode de charge (mode 1 ) par connexion directe à une prise de courant (Pi ) dudit réseau domestique de distribution d'électricité via un câble de connexion électrique; et un système de reconnaissance entre le câble de connexion électrique et la prise de courant du réseau domestique de distribution d'électricité comprenant un premier dispositif de communication (RFID1; ILS) associé au dit câble de connexion électrique apte à communiquer avec et à reconnaître un deuxième dispositif de communication (RFID2; Ai) associé à ladite prise de courant; caractérisé en ce que le système de charge comprend en outre des moyens de polarisation (Rp, SP, CI ) du premier dispositif de communication via le câble de connexion électrique; des moyens de transmission d'au moins une information de reconnaissance (Rec OK) du deuxième dispositif de communication via le câble de connexion électrique; et des moyens de traitement (MT) configurés pour adapter le courant de charge (Imax) de la batterie en fonction de l'information de reconnaissance du deuxième dispositif de communication.

Description

SYSTEM E D E CHARG E S EC U R I S E D ' U N VE H I C U LE
ELECTR I Q U E O U HYB R I D E
L'invention concerne un système de charge pour batterie de véhicule hybride ou électrique. Elle apporte plus particulièrement une amélioration aux systèmes de recharge électrique de tels véhicules dont la charge peut être effectuée sur une installation électrique privée ou un réseau domestique.
Dans un contexte global de diminution des réserves en énergie fossile, et d'un accroissement des risques liés à l'effet de serre et au réchauffement climatique, les constructeurs automobiles développent des véhicules dits électriques, dont le fonctionnement repose exclusivement sur un moteur électrique, et des véhicules dits hybrides, dont le fonctionnement repose typiquement sur un moteur électrique conjointement à un moteur thermique. Les véhicules électriques ou hybrides embarquent typiquement une ou plusieurs batterie(s) nécessaire(s) à l'alimentation du moteur et des organes électriques, et requièrent de pouvoir être connectés à un réseau de distribution d'électricité public ou privé, permettant de recharger la ou les batterie(s).
Différents modes de charge ou rechargement sont définis par le projet de norme internationale ISO/CEI 61851 -1 , dans laquelle quatre modes de charge sont définis, dont les trois suivants sont basés sur un courant alternatif : le mode 1 , dans lequel la charge est réalisée via une prise de courant conventionnelle, par exemple d'un réseau électrique domestique ; le mode 2, dans lequel la charge est réalisée via une prise de courant conventionnelle, par exemple d'un réseau électrique domestique, par l'intermédiaire d'un boîtier situé sur le câble reliant la prise au véhicule ; le mode 3, dans lequel la charge est réalisée via une borne de rechargement spécifique publique ou privée, dont la structure est plus complexe que celle d'une prise de courant conventionnelle. Dans les modes 1 et 2, le rechargement d'un véhicule électrique ou hybride sur une installation électrique domestique pose le problème de nécessiter une puissance importante, pendant une durée importante et de façon répétée, alors que la prise de courant conventionnelle n'est pas forcément adaptée à cela.
Il est connu dans l'art antérieur, en particulier dans le document US2009102433, de mettre en œuvre d'un système de recharge de la batterie d'un véhicule utilisant une ligne pilote telle que définie dans le projet de norme IEC 61851 -1 . Il est prévu d'effectuer un tirage à la masse (« pull- down ») de la ligne pilote par l'intermédiaire notamment d'une résistance de polarisation par défaut. Un tel système de charge ne permet pas d'adapter l'intensité de charge aux conditions effectives de la charge liées par exemple à l'état du cordon reliant le véhicule au réseau, à la zone géographique de la charge.
Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l'art antérieur mentionné ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un système de recharge optimisant la charge ou le rechargement de la batterie du véhicule en fonction du réseau de distribution électrique utilisé.
Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un système de charge d'une batterie de véhicule électrique ou hybride apte à être connecté à un réseau domestique de distribution d'électricité et comprenant des moyens de détection d'un mode de charge par connexion directe à une prise de courant dudit réseau domestique de distribution d'électricité via un câble de connexion électrique et un système de reconnaissance entre le câble de connexion électrique et la prise de courant du réseau domestique de distribution d'électricité comprenant un premier dispositif de communication associé au dit câble de connexion électrique apte à communiquer avec et à reconnaître un deuxième dispositif de communication associé à ladite prise de courant, caractérisé en ce que le système de charge comprend en outre des moyens de polarisation du premier dispositif de communication via le câble de connexion électrique, des moyens de transmission d'au moins une information de reconnaissance du deuxième dispositif de communication via le câble de connexion électrique et des moyens de traitement configurés pour adapter le courant de charge de la batterie en fonction de l'information de reconnaissance du deuxième dispositif de communication. Un tel système de charge permet de détecter le réseau de distribution électrique utilisé pour la recharge, de déterminer la puissance maximale délivrable et d'adapter la charge en conséquence pour en réduire la durée tout en préservant les conditions de sécurité nécessaires. En outre, le système de charge est particulièrement adaptée aux installations électriques anciennes, voire vétustés et/ou à l'utilisation de rallonges non appropriées et/ou non autorisées par les normes en vigueur.
Selon un mode de réalisation avantageux, le câble de connexion électrique comprend un fil de terre et au moins un fil pilote formant une ligne pilote apte à établir une communication entre le véhicule électrique ou hybride et une borne de recharge et en ce que le fil pilote est polarisé par les moyens de polarisation avec un courant suffisant pour alimenter le premier dispositif de communication sans fil et utilisé pour transmettre en retour l'information de reconnaissance du deuxième dispositif de communication. Un tel mode permet d'utiliser avantageusement la ligne pilote du câble pour alimenter d'une part le dispositif de communication du câble et faire transiter d'autre part les informations recueillies concernant le deuxième dispositif de communication agencé côté réseau de distribution, i.e. « côté mur ». On notera aussi que la configuration du système de charge permet d'avoir un courant de polarisation suffisamment élevé sur le fil pilote pour assurer le bon fonctionnement du premier dispositif de communication. Economiquement, l'ajout de matériel pour ce système est particulièrement optimisé, notamment avec la possibilité de nombreux types d'utilisation du fil pilote, en tant que fil pilote pour le mode 3 selon le projet de norme IEC 61851 -1 , ou pour polariser le dispositif de communication côté fiche, ou pour en récupérer la ou les information(s).
Selon un autre mode de réalisation, les moyens de polarisation sont agencés pour polariser le câble de connexion électrique à une tension négative prédéterminée lors de la détection d'un mode de charge domestique. Un tel système de charge assure la mise en œuvre de l'optimisation de la charge lors de la détection d'une charge en mode domestique. Selon une variante de réalisation, dans lequel les moyens de polarisation comprennent une source de polarisation et une résistance de polarisation, la génération de l'information de charge en mode domestique commande la fermeture d'un commutateur de polarisation permettant la mise en série de la source et de la résistance de polarisation.
Selon un autre mode de réalisation, un signal de commande des moyens de polarisation est généré sous forme d'un signal puisé lors de la détection d'un mode de charge domestique. L'utilisation d'un signal de commande puisé pour l'information de charge en mode domestique permet de diagnostiquer si la détection d'une charge en mode domestique est bien exacte. En outre, la sûreté de fonctionnement du système de charge peut être améliorée, notamment grâce aux impulsions de commande du commutateur de polarisation.
Selon un autre mode de réalisation, les premier et deuxième dispositifs de communication sont des dispositifs de communication sans fil. L'utilisation de dispositifs de communication sans fil présente l'intérêt de pouvoir assurer une communication aisée et fiable quel que soit l'état de vétusté de la fiche et de la prise.
Selon une variante avantageuse, dans laquelle le câble de connexion électrique comprend à une extrémité une fiche apte à être enfichée dans la prise de courant du réseau domestique de distribution d'électricité, le premier dispositif de communication sans fil est agencé à l'intérieur de ladite fiche et le deuxième dispositif de communication sans fil est agencé à l'intérieur de la prise de courant, et le premier dispositif de communication sans fil est apte à alimenter par induction le deuxième dispositif de communication sans fil. L'incorporation du premier dispositif de communication sans fil dans la fiche permet de disposer d'un câble sécurisé sans contrainte liée à un ajout externe d'un tel dispositif. Le câble résultant présente ainsi la même configuration extérieure qu'un câble traditionnel, par exemple de type 2P+T. Un tel système permet en outre une installation du deuxième dispositif de communication sans fil sans ajout de moyens d'alimentation côté mur. Ainsi, le fonctionnement de ce deuxième dispositif est directement lié à l'application de charge prévue, c'est-à-dire lorsqu'un système de charge selon l'invention est utilisé.
Selon un autre mode de réalisation, dans lequel le câble de connexion électrique comprend à une extrémité une fiche apte à être enfichée dans la prise de courant du réseau domestique de distribution d'électricité, le premier dispositif de communication est un interrupteur à lame souple agencé du côté fiche et le deuxième dispositif est un aimant agencé côté prise.
Selon un autre mode de réalisation, les moyens de transmission de l'information de reconnaissance du deuxième dispositif de communication comprennent des moyens de variation d'une grandeur électrique du câble de connexion électrique mesurable par les moyens de traitement aptes à mesurer ladite variation de grandeur électrique. Selon une variante de réalisation, les moyens de variation d'une grandeur électrique comprennent une résistance d'information en série avec un deuxième commutateur commandé par le premier dispositif de communication. Les moyens de variation ainsi définis permettent d'utiliser simplement le fil pilote pour transmettre l'information de reconnaissance reçue du deuxième dispositif de communication.
Selon un autre mode de réalisation, le premier dispositif de communication est apte à être alimenté par un dispositif de régulation de tension quel que soit l'état du deuxième commutateur.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un véhicule électrique ou hybride comprenant un système de charge selon le premier aspect de l'invention.
Selon un troisième aspect, l'invention concerne un procédé de charge d'une batterie de véhicule électrique ou hybride apte à être connecté à un réseau domestique de distribution d'électricité, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : (i) détecter un mode de charge par connexion directe à une prise de courant dudit réseau domestique de distribution d'électricité via un câble de connexion électrique ; (ii) polariser un premier dispositif de communication via le câble de connexion électrique ; (iii) établir une communication entre le premier dispositif de communication et un deuxième dispositif de communication associé à la prise de courant ; (iv) transmettre au moins une information de reconnaissance du deuxième dispositif de communication au premier dispositif de communication puis via le câble de connexion électrique ; et (v) adapter la charge de la batterie en fonction de l'information de reconnaissance du deuxième dispositif de communication.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels :
la figure 1 représente schématiquement un système de charge selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; la figure 2 représente un exemple de chronogramme de la tension VP sur le fil pilote ;
- la figure 3 représente schématiquement un système de charge selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention.
De manière générale, selon un premier mode de réalisation avantageux de l'invention qui va être exposé en détail ci-après en relation avec la figure 1 , le système de charge comporte un système de reconnaissance basée sur l'utilisation de dispositifs de communication sans fil entre la fiche d'un câble de connexion électrique et un socle de prise murale permettant la diminution du temps de charge de la batterie du véhicule, par augmentation du courant maximal au niveau de la fiche. Le système comporte en outre des moyens de détection du mode de charge utilisé pour recharger la batterie, de manière à informer le véhicule d'un rechargement sur un socle de prise concerné, par exemple domestique. Ces moyens de détection pourront par exemple être réalisés sous la forme d'une résistance de codage présentant une valeur de résistance parmi une pluralité de valeurs prédéterminées et d'un dispositif de mesure de résistance délivrant au système un signal représentatif de la valeur de la résistance de codage. Chaque valeur prédéterminée de la résistance de codage correspond à des informations relatives à la charge comme la valeur minimale de l'intensité maximale définie par la section du câble de connexion et l'intensité maximale autorisée par un réseau électrique local d'une zone géographique donnée, ainsi qu'une information relative au chargement du véhicule dans un mode de charge par connexion directe à une prise de courant du réseau électrique local appelée ci-après mode de charge domestique.
La figure 1 représente schématiquement sous forme de blocs fonctionnels, un mode de réalisation selon l'invention d'un système de charge de la batterie d'un véhicule électrique ou hybride permettant la recharge en courant alternatif de la batterie selon les différents modes 1 , 2 ou 3 définis dans le projet de norme IEC 61851 -1 . Les différents blocs fonctionnels sont décrits ci-après.
La partie gauche sur la figure se situe dans un véhicule électrique ou hybride (notée VE / VH) munie d'une batterie rechargeable. La partie située à droite de la figure (notée Réseau / Mur) représente un socle de prise de rechargement, par exemple une prise murale domestique, connecté à un réseau domestique de distribution d'électricité. Enfin, la partie centrale sur la figure (notée Câble) représente un câble de connexion électrique assurant la liaison entre le véhicule d'une part et le réseau électrique d'autre part.
La connexion du câble de connexion ou cordon de raccordement se fait généralement à l'extrémité côté mur au moyen d'une fiche de rechargement Fi apte à être enfichée dans une prise murale Pi reliée au réseau de distribution électrique et à l'autre extrémité côté véhicule par exemple au moyen d'une fiche F2 apte à être enfichée dans une prise véhicule P2 correspondante. Cet ensemble de charge permet de faire circuler des courants élevés, par un ou plusieurs fils de phase 2a et éventuellement par un fil neutre 2b agencés à l'intérieur du câble de connexion reliant le véhicule au réseau électrique. L'ensemble et donc le câble comporte également un fil de terre 2c à des fins de sécurité et un fil dit « pilote » 2d, tel que défini dans le projet de norme IEC 61851 -1 . Pour définir la tension sur le fil pilote 2d, on peut prendre l'équipotentielle de terre comme référence.
La fiche Fi et le socle de la prise murale Pi côté mur sont chacun associés à un dispositif de communication sans fil, par exemple de type RFID, « Radio Frequency Identification Device » selon la terminologie anglaise, c'est-à-dire dispositif d'identification par fréquences radio (RFID1 , RFID2) ou tout autre dispositif équivalent, avec une antenne associée (ANT1 , ANT2). Le dispositif de communication sans fil RFID1 et ANT1 côté fiche ainsi que tous les autres éléments représentés dans le cadre « fiche » de la figure 1 et qui seront détaillés après, peuvent être mécaniquement agencés à l'intérieur de la fiche Fi . De même le dispositif de communication sans fil RFID2 et ANT2 peut être mécaniquement agencé à l'intérieur du socle de la prise murale Pi . La principale contrainte à respecter est la distance entre les deux dispositifs de communication sans fil RFID1 et RFID2 qui doit être suffisamment courte pour pouvoir établir une communication entre les deux lorsque la fiche Fi est enfichée dans la prise murale Pi . Le dispositif de communication sans fil RFID1 est alimenté par le système de charge du véhicule tandis que le dispositif de communication sans RFID2 est de préférence alimenté par induction par le dispositif RFID1 par l'intermédiaire des antennes ANT1 et ANT2.
Côté véhicule VE / VH, il est prévu en entrée un circuit pilote comprenant une diode D, des résistances R2 et R3, et un commutateur S2 dont leur mode de connexion est défini par le projet de norme IEC 61851 -1 . Ce circuit pilote assure la compatibilité du système de charge du véhicule avec le mode 3 défini dans ce projet de norme.
On notera encore que le fil pilote 2d peut attaquer les circuits électroniques du véhicule, par l'intermédiaire de moyens de protection contre les décharges électrostatiques (ESD), pouvant être montés en dérivation (comme représenté) et/ou en série sur le fil pilote. Le fil pilote 2d peut également attaquer les circuits électroniques du véhicule par l'intermédiaire d'un condensateur Ci , monté en dérivation, de protection contre les décharges électrostatiques et contre les perturbations transitoires. La fiche F2 côté véhicule peut également comporter un condensateur C2 monté en dérivation pour les mêmes raisons.
Au niveau du véhicule, le fil pilote 2d peut ensuite attaquer des moyens de traitement comprenant par exemple un filtre passe-bas FPB dont la sortie est connectée avec un convertisseur analogique numérique CAN, dont la sortie est elle-même connectée à une unité de traitement UT. L'unité de traitement UT peut être par exemple un microcontrôleur, un microprocesseur, un circuit logique programmable et effaçable (EPLD comme « Erasable Programmable Logic Device ») ou une association de plusieurs de ces composants électroniques et/ou de composants équivalents. Le convertisseur analogique numérique CAN peut être intégré à l'unité de traitement UT, comme par exemple dans le cas d'un microcontrôleur. L'unité de traitement fournit une information logique de type variable booléenne (notée « mode 1 »), indiquant, quand elle est vraie, que le rechargement en cours est effectué par connexion directe à une prise de courant d'un réseau domestique local, tel que défini par le projet de norme IEC 61851 -1 appelée encore ci-après charge en mode domestique.
Le système de charge côté véhicule comprend encore des moyens de polarisation comprenant de préférence une source de polarisation SP en série avec une résistance de polarisation Rp. Ces moyens de polarisation sont mis en œuvre par un commutateur Ci actionné par l'intermédiaire de l'information booléenne « mode 1 ». Les moyens de polarisation ont pour fonction de polariser le fil pilote à une tension prédéterminée VP par la source de polarisation SP via la résistance Rp, ceci uniquement quand ladite information booléenne « mode 1 » est vraie. La source de polarisation est avantageusement une source de tension négative, par exemple de -12V par rapport à la masse. Avantageusement, l'information booléenne « mode 1 » peut également être puisée, de sorte que la polarisation du fil pilote serve notamment à des fins de diagnostic, tel qu'expliqué plus en détail par après.
En entrée côté véhicule, il peut être prévu en outre une résistance de polarisation par défaut RD pour polariser le fil pilote à une tension par défaut connue, autre que celle appliquée par le commutateur Ci en position fermée et pouvant être par exemple celle du fil de terre. Ceci est utile notamment pour permettre le diagnostic tel qu'expliqué par après. La résistance RD est choisie de préférence avec une valeur élevée, de façon à perturber le moins possible la polarisation effectuée par la résistance RP et le fonctionnement en mode 2 ou 3.
Considérant de nouveau le câble de connexion électrique, on peut noter que le dispositif de communication sans fil RFID1 de la fiche Fi est alimenté de préférence par le fil pilote 2d, quand ce dernier est polarisé lors de la fermeture du commutateur Ci . Le dispositif RFID1 peut être alimenté par l'intermédiaire d'un dispositif de régulation de tension RT, pouvant être intégré à la fiche Fi , de sorte que le fonctionnement du dispositif RFID1 soit assuré quand le commutateur Ci est en position fermée, quel que soit l'état du commutateur C2 décrit par après.
La communication établie entre les deux dispositifs de communication sans fil permet au dispositif RFID1 côté fiche de reconnaître le dispositif RFID2 côté prise, comme expliqué par après, et de renvoyer une information dite de reconnaissance (Rec OK) de façon analogique ou numérique au véhicule, avantageusement au moyen du fil pilote 2d ou par un fil dédié (non représenté). D'une façon générale, le retour d'information analogique peut notamment être effectué par variation de tension et/ou de courant. L'exemple représenté à la figure 1 consiste en ce que le dispositif RFID1 commande un commutateur C2, qui modifie la tension sur le fil pilote 2d, de façon mesurable par l'unité de traitement UT, via le dispositif de conversion CAN, dans toutes les situations, notamment en présence de perturbations électromagnétiques. Cette modification de tension peut, par exemple, consister à en réduire l'amplitude au moyen d'une résistance Rinfo, constituant, quand C2 est en position fermée, un pont diviseur avec la résistance Rp.
Nous allons maintenant exposer plus en détail le principe de fonctionnement du système de charge de la figure 1 lors d'une charge en mode domestique, i.e. mode 1 selon le projet de norme I EC 61 851 -1 . Toutefois, il est clair que le système de charge présenté ci-dessus peut également de fonctionner selon les modes 2 et 3 de charge définis dans ce projet de norme. En particulier, le véhicule peut fonctionner en mode 3, dans la mesure où il comporte une interface (circuit pilote) pour fil pilote selon le projet de norme I EC 61 851 -1 .
Quand le rechargement se fait en mode 2 ou 3 selon le projet de norme I EC 61 851 -1 , le commutateur Ci est ouvert, de sorte que cela soit sans effet sur le fil pilote. Dans le cas du mode 3, les moyens de polarisation sont même sans aucun effet fonctionnel. Quand le rechargement se fait en mode 1 selon le projet de norme I EC 61 851 -1 , le commutateur Ci est fermé, de sorte que le dispositif RFI D1 soit polarisé par une tension négative, dont l'amplitude est celle de la source de tension VP, via la résistance RP. Le fait que la polarisation soit négative, permet d'éviter que le circuit pilote (D, R3 et éventuellement R2) ne perturbe le système, car la diode D bloque le passage du courant, quand la tension du fil pilote est négative. Dans une variante, la polarisation pourrait quand même être positive.
Le principe du système de charge présenté plus haut est de permettre une augmentation du courant de rechargement jusqu'à une valeur maximale possible de courant dans la mesure où le dispositif de communication sans fil RFI D1 adéquat côté fiche reconnaît le dispositif de communication sans fil RFID2 adéquat côté prise. Ceci nécessite que les deux dispositifs de communication sans fil soient suffisamment proches. Pour cela par exemple, le dispositif RFI D1 peut être surmoulé au sein de la fiche s'il n'est pas déjà intégré tandis que le dispositif RFI D2 peut être ajouté par un opérateur sachant garantir que le socle de prise permet de faire circuler le courant maximal concerné. Il s'agit du courant « maximal », au sens où le véhicule en cours de rechargement peut consommer un courant plus faible, notamment en fin de charge.
Afin de pouvoir adapter le courant de recharge, il est prévu de détecter une charge en mode 1 et de générer une information de type booléenne « mode 1 » et ensuite de procéder à la polarisation (c'est-à-dire à l'alimentation) du dispositif RFI D1 côté fiche, puis à la récupération des informations sur la reconnaissance Rec OK du dispositif RFI D2 côté socle de prise et, le cas échéant, à l'augmentation du courant maximal Imax de rechargement, qui est une information fournie au système de charge du véhicule. Cette information de courant de charge Imax peut être booléenne, dans le cas de deux valeurs de courant, ou plus généralement logique, dans le cas d'au moins trois valeurs de courant ou plus, par exemple dans le cas d'un dispositif RFI D1 pouvant reconnaître plusieurs types de dispositifs RFID2 côté socle de prise ou plusieurs types de programmation et de paramétrage de ceux-ci. La communication entre les deux dispositifs RFI D peut être bidirectionnelle, en fonction du type de technologie mise en œuvre, sans que cela soit obligatoire dans tous les cas.
Comme indiqué précédemment, l'information « mode 1 » est de préférence puisée. Un premier avantage que l'information « mode 1 » soit puisée, de sorte que la polarisation du fil pilote l'est également, est de permettre au système de charge de diagnostiquer de façon automatique certaines erreurs éventuelles de détection du mode 1 . En effet, lorsque le commutateur C1 est en position ouverte, en mode 1 , le fil pilote 2d doit être à la tension « connue » fixée par la résistance RD. Toute autre tension (avec éventuellement des marges, tenant notamment compte du bruit électrique) peut être considérée comme une anomalie, provenant par exemple d'un branchement en mode autre que le mode 1 . Ainsi par exemple, en mode 3, la borne peut appliquer une tension proche de 1 2 V au fil pilote 2d. Une telle détection d'anomalie, représentée en figure 1 par le signal booléen « Def », peut donner lieu à une commande d'ouverture du commutateur Ci pour une certaine durée et/ou à l'avertissement de l'utilisateur (par exemple par l'allumage d'un voyant) et/ou à l'arrêt du rechargement. L'anomalie peut également être mémorisée à des fins de diagnostic ultérieur. D'ailleurs à cet effet, la résistance RP a également une fonction de limitation de courant, notamment dans le cas d'une telle anomalie. Dans des variantes, cette fonction de limitation de courant peut être réalisée de toute autre façon adéquate connue par l'homme du métier.
Un deuxième avantage que l'information « mode 1 » soit puisée est de limiter le temps pendant lequel, en mode 2 ou 3, le circuit d'entrée du véhicule est en écart par rapport au projet de norme I EC 61 851 -1 , en cas de fausse détection du mode 1 par le véhicule. En effet, la résistance RD peut être choisie avec une valeur suffisamment élevée pour effectuer une polarisation avec un courant suffisamment faible, de façon à ce que ledit courant soit négligeable en termes de respect des exigences du projet de norme I EC 61 851 -1 .
La figure 2 ci-après donne un exemple de chronogramme de la tension VP sur le fil pilote. La légende en est la suivante :
tiNiT correspond au temps qui s'écoule entre le début de la polarisation du dispositif RFI D1 côté fiche et la fourniture de l'information de reconnaissance du dispositif RFI D2 côté socle de prise, quand cette reconnaissance a effectivement lieu ;
tON correspond à la durée de polarisation du dispositif RFI D1 côté fiche ;
tOFF correspond à la durée entre la fin de la polarisation du dispositif RFI D1 côté fiche et le début de la période de polarisation suivante. Dans une variante de réalisation avec une information mode 1 sans impulsions, c'est-à-dire avec une polarisation permanente du dispositif RFID1 côté fiche, en cas de détection du mode 1 , la durée tiN iT apparaît alors une seule fois au début de la polarisation.
Dans une autre variante, le dispositif RFID1 côté câble peut envoyer d'autres informations au véhicule, provenant éventuellement du RFID2 côté socle de prise.
Dans une autre variante, le système de charge peut polariser le dispositif RFID1 côté fiche par un fil dédié et en recevoir l'information nécessaire par le même fil ou encore un autre fil dédié.
On notera encore que le système de charge peut s'appliquer au mode 2 de rechargement, sans utilisation du fil « pilote », moyennant la suppression de certains blocs fonctionnels. Par exemple, la polarisation du dispositif RFID1 côté câble peut se faire façon continue par le boîtier situé au niveau du câble de rechargement tel que défini par le projet de norme IEC 61851 -1 , et le boîtier peut adapter le signal de modulation de largeur d'impulsion en fonction de la reconnaissance ou non du dispositif RFID2 côté socle de prise, de sorte que la valeur du courant maximal soit déterminée au sein du boîtier.
En termes d'implantation mécanique, chaque dispositif de communication sans fil RFID1 et RFID2 peut être plus ou moins éloigné de son antenne ANT1 et ANT2, en tenant notamment compte des contraintes de compatibilité électromagnétique. Chaque dispositif peut même être relié à son antenne par une section de câble plus ou moins longue. Enfin, le fil de terre côté mur relié par l'intermédiaire de la résistance Rd au véhicule définit dans ce dernier une équipotentielle de référence qui est la masse du véhicule.
La figure 3 représente un système de charge selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention qui diffère essentiellement du premier mode exposé en relation avec la figure 1 en ce que les dispositifs de communication agencés côté fiche et côté mur sont respectivement réalisés au moyen d'un interrupteur à lame souple ILS et d'un aimant Ai. Hormis les éléments de communication sans fil qui ne sont plus nécessaires, tous les autres éléments restent les mêmes et ne seront pas décrits de nouveau ci- après. L'aimant disposé côté mur permet d'assurer la fermeture de l'interrupteur à lame souple lorsque l'aimant est placé suffisamment proche de l'interrupteur, assurant la connexion et la communication entre le réseau de distribution d'électricité et le câble de connexion électrique relié au véhicule.
On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées.

Claims

R EVE N D I CATI ON S
1 . Système de charge d'une batterie de véhicule électrique ou hybride (VE / VH) apte à être connecté à un réseau domestique de distribution d'électricité et comprenant
des moyens de détection d'un mode de charge (mode 1 ) par connexion directe à une prise de courant (Pi ) dudit réseau domestique de distribution d'électricité via un câble de connexion électrique ; et
un système de reconnaissance entre le câble de connexion électrique et la prise de courant du réseau domestique de distribution d'électricité comprenant un premier dispositif de communication (RFID1 ; ILS) associé au dit câble de connexion électrique apte à communiquer avec et à reconnaître un deuxième dispositif de communication (RFID2 ; Ai) associé à ladite prise de courant ;
caractérisé en ce que le système de charge comprend en outre
des moyens de polarisation (Rp, SP, CI ) du premier dispositif de communication via le câble de connexion électrique ;
des moyens de transmission d'au moins une information de reconnaissance (Rec OK) du deuxième dispositif de communication via le câble de connexion électrique ; et des moyens de traitement (MT) configurés pour adapter le courant de charge (Imax) de la batterie en fonction de l'information de reconnaissance du deuxième dispositif de communication.
2. Système de charge selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le câble de connexion électrique comprend un fil de terre (2c) et au moins un fil pilote (2d) formant une ligne pilote apte à établir une communication entre le véhicule électrique ou hybride (VE / VH) et une borne de recharge et en ce que le fil pilote est polarisé par les moyens de polarisation (Rp, SP, CI ) avec un courant suffisant pour alimenter le premier dispositif de communication et utilisé pour transmettre en retour l'information de reconnaissance (Rec OK) du deuxième dispositif de communication.
3. Système de charge selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de polarisation (Rp, SP, CI ) sont agencés pour polariser le câble de connexion électrique à une tension négative (VP) prédéterminée lors de la détection d'un mode de charge domestique (mode 1 ).
4. Système de charge selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un signal de commande (mode 1 ) des moyens de polarisation (Rp, SP, CI ) est généré sous forme d'un signal puisé lors de la détection d'un mode de charge domestique.
5. Système de charge selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les premier et deuxième dispositifs de communication sont des dispositifs de communication sans fil (RFID1 , RFID2).
6. Système de charge selon la revendication 5, dans lequel le câble de connexion électrique comprend à une extrémité une fiche (Fi ) apte à être enfichée dans la prise de courant (Pi ) du réseau domestique de distribution d'électricité, caractérisé en ce que le premier dispositif de communication sans fil (RFID1 ) est agencé à l'intérieur de la fiche et le deuxième dispositif de communication sans fil (RFID2) est agencé à l'intérieur de la prise de courant (Pi ), et en ce que le premier dispositif de communication sans fil est apte à alimenter par induction le deuxième dispositif de communication sans fil.
7. Système de charge selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le câble de connexion électrique comprend à une extrémité une fiche (Fi ) apte à être enfichée dans la prise de courant (Pi ) du réseau domestique de distribution d'électricité, caractérisé en ce que le premier dispositif de communication est un interrupteur à lame souple (ILS) agencé du côté fiche et en ce que le deuxième dispositif est un aimant (Ai) agencé côté prise.
8. Système de charge selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de transmission de l'information de reconnaissance (Rec OK) du deuxième dispositif de communication comprennent des moyens de variation d'une grandeur électrique du câble de connexion électrique mesurable par les moyens de traitement (MT) aptes à mesurer ladite variation de grandeur électrique.
9. Système de charge selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de variation d'une grandeur électrique comprennent une résistance d'information (Rinfo) en série avec un deuxième commutateur (C2) commandé par le premier dispositif de communication et en ce que le premier dispositif de communication est apte à être alimenté par un dispositif de régulation de tension (RT) quel que soit l'état du deuxième commutateur.
10. Véhicule électrique ou hybride (VE / VH) caractérisé en ce qu'il comprend un système de charge selon l'une des revendications 1 à 9.
1 1 . Procédé de charge d'une batterie de véhicule électrique ou hybride (VE / VH) apte à être connecté à un réseau domestique de distribution d'électricité, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à :
détecter un mode de charge (mode 1 ) par connexion directe à une prise de courant (Pi ) dudit réseau domestique de distribution d'électricité via un câble de connexion électrique ; polariser un premier dispositif de communication (RFID1 ; ILS) via le câble de connexion électrique ;
établir une communication entre le premier dispositif de communication et un deuxième dispositif de communication (RFID2 ; Ai) associé à la prise de courant ; transmettre au moins une information de reconnaissance (Rec OK) du deuxième dispositif de communication au premier dispositif de communication puis via le câble de connexion électrique ; et
- adapter le courant de charge (Imax) de la batterie en fonction de l'information de reconnaissance du deuxième dispositif de communication.
PCT/FR2012/051350 2011-06-21 2012-06-15 Systeme de charge securise d'un vehicule electrique ou hybride WO2012175848A2 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1155458 2011-06-21
FR1155458A FR2977087B1 (fr) 2011-06-21 2011-06-21 Systeme de charge securise d'un vehicule electrique ou hybride

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2012175848A2 true WO2012175848A2 (fr) 2012-12-27
WO2012175848A3 WO2012175848A3 (fr) 2013-06-06

Family

ID=46456891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2012/051350 WO2012175848A2 (fr) 2011-06-21 2012-06-15 Systeme de charge securise d'un vehicule electrique ou hybride

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2977087B1 (fr)
WO (1) WO2012175848A2 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105703164A (zh) * 2014-12-04 2016-06-22 深圳市高瓴科技有限公司 充电器隐形的手机充电线
US10618415B2 (en) 2015-04-30 2020-04-14 SZ DJI Technology Co., Ltd. Charger, charging system with the charger, and aerial vehicle with the charger

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO20150959A1 (en) * 2015-07-23 2017-01-24 Zaptec As A charging system for charging an electric vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090102433A1 (en) 2007-10-23 2009-04-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Charge control device for vehicle

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008102727A (ja) * 2006-10-19 2008-05-01 Hitachi Ltd スイッチ付きｒｆｉｄおよびそれを用いた結線システム
DE102008042677A1 (de) * 2008-10-08 2010-04-15 Robert Bosch Gmbh Energieversorgungssystem für Elektrofahrzeuge und Verfahren zu dessen Steuerung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090102433A1 (en) 2007-10-23 2009-04-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Charge control device for vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105703164A (zh) * 2014-12-04 2016-06-22 深圳市高瓴科技有限公司 充电器隐形的手机充电线
US10618415B2 (en) 2015-04-30 2020-04-14 SZ DJI Technology Co., Ltd. Charger, charging system with the charger, and aerial vehicle with the charger

Also Published As

Publication number Publication date
FR2977087B1 (fr) 2013-07-05
WO2012175848A3 (fr) 2013-06-06
FR2977087A1 (fr) 2012-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2694321B1 (fr) Systeme de charge d'un vehicule electrique ou hybride
WO2013001175A1 (fr) Fiche électrique et ensemble électrique associé
FR3112997A1 (fr) Système de recharge multipoint partagé de véhicules électriques
WO2012175848A2 (fr) Systeme de charge securise d'un vehicule electrique ou hybride
FR2969430A1 (fr) Module electronique de communication pour le verrouillage/deverrouillage d'un ouvrant de vehicule automobile, unite centrale de commande associee et systeme d'acces mains-libres
FR3089893A1 (fr) Système de commande d’alimentation autonome de charges pour un véhicule automobile
WO2016097551A1 (fr) Procede et dispositif de diagnostic d'un dispositif de gestion de l'energie electrique
EP3050176B1 (fr) Dispositif electrique comportant une prise electrique comportant un aimant et des moyens de coupure, et ensemble electrique associe
FR3033674A1 (fr) Carte electronique de pilotage energetique d'un equipement electrique autonome et communicant
WO2015124854A1 (fr) Dispositif d'alimentation d'un appareil electrique
CA2570655A1 (fr) Dispositif de controle et de puissance pour une machine electrique tournante
EP2710703A2 (fr) Installation de commande permettant de commander l'alimentation électrique d'une pluralité d'organes électriques en courant continu
EP2681069B1 (fr) Systeme de charge pour vehicules electriques ou hybrides sur toute source a courant alternatif
FR3114056A1 (fr) Véhicule électrique et dispositif de commutation pour un réseau électrique domestique
EP3407454B1 (fr) Dispositif d'interfaçage entre un réseau électrique général et un réseau électrique local permettant un échange local d'énergie
FR2896100A1 (fr) Dispositif de controle d'au moins deux batteries d'accumulateur et procedes de charge a l'aide d'un tel dispositif de controle
WO2024013034A1 (fr) Actionneur pour l'entrainement d'un ecran
FR2971103A1 (fr) Systeme de charge a courant maximal fixe pour vehicules electriques ou hybrides
FR2962862A1 (fr) Procede et module de gestion de la charge electrique d'un vehicule automobile
FR3011688A1 (fr) Prise electrique securisee en temperature
FR3136904A1 (fr) Adaptateur d’alimentation electrique branchable a un boitier de recharge d’un vehicule electrifie
EP4307520A1 (fr) Actionneur pour l entrainement d'un ecran a dispositif d alimentation externe
EP3123591A1 (fr) Véhicule comprenant une installation embarquée, notamment une installation cryogénique, et dispositif de jonction pour une alimentation électrique de ladite installation
WO2023222958A1 (fr) Dispositif de contrôle de l'alimentation électrique d'un connecteur externe couplé temporairement à un connecteur de recharge d'un système
FR2641869A1 (fr) Procede de controle de circuits electriques de vehicules automobiles et dispositif de controle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12731572

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12731572

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2