WO2016193803A1 - Dispositif et procédé de sécurité pour dispositifs de démarrage ("boosters") de véhicules à moteur de puissance nécessitant une source électrique de démarrage ou de mise en fonction - Google Patents

Dispositif et procédé de sécurité pour dispositifs de démarrage ("boosters") de véhicules à moteur de puissance nécessitant une source électrique de démarrage ou de mise en fonction Download PDF

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WO2016193803A1 PCT/IB2016/000735 IB2016000735W WO2016193803A1 WO 2016193803 A1 WO2016193803 A1 WO 2016193803A1 IB 2016000735 W IB2016000735 W IB 2016000735W WO 2016193803 A1 WO2016193803 A1 WO 2016193803A1
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booster
module
battery
voltage
vehicle
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Jérôme GARRIGA
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Sam Outillage
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Definitions

  • the present invention relates to the technical sector of start-up or starting-aid devices for power-driven vehicles requiring a starting or operating electric source (heat engine, electric or hybrid engine) including the power source of the starter, generally a battery or more generally a system of energy accumulation, is totally discharged or discharged to a point such that said battery is unable to provide the energy required to start the engine via the "starter".
  • start engine electric or hybrid engine
  • boosts boost converter
  • the vehicles with thermal engine, electric and hybrid board an electrical accumulation system necessary for starting (either launch of the engine or awakening of the electronic elements of the vehicle to turn on the accumulators of power).
  • These accumulators are most often lead-acid batteries (battery with liquid electrolyte, gel or other new technologies used in particular for problems of "cycling start & stop” (systems of stopping the engine when the vehicle is stopped, even very briefly , then restart, for the purpose of saving energy) etc.
  • cycling start & stop systems of stopping the engine when the vehicle is stopped, even very briefly , then restart, for the purpose of saving energy
  • Starter devices more commonly known as “boosters”
  • boosters use lead batteries and more recently lithium batteries.
  • These boosters are connected by means of parallel cables and clamps (- / - and + / + connections) to the vehicle battery terminals or to remote terminals when the vehicle battery is not easily accessible. Once connected and turned on, they provide the energy needed for startup.
  • the main suppliers of this type of product are: SOS booster TM, Hazet TM, GYS TM, etc.
  • Some devices use embedded supercapacitors as an energy source (such as Koldban KBI TM).
  • Boosters have many disadvantages, which are known. Lead or lithium batteries have several disadvantages. Weight, low temperature capacity, charging time, service life, etc. The users of these devices are confronted with unavailability of the system: device load too low, capacity degradation due to poor storage conditions or maintenance, etc. These failures prevent the customer from troubleshooting a vehicle that has run out of battery and leads to frequent after-sales service and customer discontent.
  • the weight of the battery is proportional to the power available.
  • the devices are often heavy and bulky. To maximize the lifetime, and keep the characteristics over time it is important to achieve correct loads (current and / or constant voltage depending on the capacity of the booster battery) and store the boosters in appropriate conditions.
  • the alternator When the broken down vehicle is back in use the alternator supplies a voltage to the vehicle and a charging current to the vehicle battery correlated with the capacity of the latter; this current is generally too high for a booster battery charge, and this "overload” greatly degrades the performance and life of the booster battery.
  • the voltage applied to the terminals of the booster battery during charging or use is an equally important element, because in fact too much voltage causes swelling or even explosions of the batteries.
  • connection +/- and - / + the manufacturers of boosters put in place a switch of setting function and a reverse polarity detection device. Before each use the switch must be placed in the OFF (open circuit) position. If the system is connected in reverse a sound and light signal is emitted, however it is still possible to turn on the device by turning the switch to the ON (closed circuit) position, and this system is therefore a system of warning but does not prevent in any case the setting in function during a bad connection. In addition some users do not turn off the booster (switch in the OFF position) after use. In this case there is no securing of the connection with the next vehicle to troubleshoot. In addition, there is also a risk of danger for the operator and the booster itself, since any contact with the two terminals can cause physical and / or material damage.
  • a battery and all electrical storage components are self-discharged (loss of charge over time).
  • the booster's battery When the booster's battery is not recharged, it will discharge to a state of deep discharge. This state greatly degrades the battery or makes it completely unusable.
  • users are constantly charging the device to a power outlet during storage periods.
  • the life of a battery under ideal conditions of storage and use is about two years. In fact, boosters equipped with batteries have an average life of one and a half years.
  • the major technical problem is to propose a device capable of providing the energy needed to start a vehicle by removing all the constraints related to batteries safely. The device must be able to be available quickly (short charging time), be insensitive to the conditions of storage and use (low temperature, high temperature, humidity, etc.), present the necessary safety for the user and the vehicle, not see its characteristics deteriorate in time.
  • the adopted energy storage solution is preferably the super-capacitor.
  • This component allows charges and discharges with high intensities.
  • the life of a super-capacitor is longer than that of a lead-acid battery.
  • a charged current super-capacitor has a voltage at its terminals of 2.7 volts; to obtain a system compatible with the voltage of a vehicle, six supercapacitors are for example assembled in series.
  • the first major technical problem of this technology is the system that can recharge the super-capacitors. When these components are discharged and a charging voltage is imposed, the current draw is several hundred amperes.
  • the objective is to propose a charging system compatible with the automobile, and the device must be able to easily recharge on a vehicle without degradation of the vehicle components.
  • the second problem is the risk of reverse polarity. This corresponds to a wiring error on the part of the operator (connection of the + pole on the pole -, etc.).
  • the short-circuit current of the capacitors is higher than that of a lead-acid battery. This error can cause significant damage.
  • the third problem concerns overvoltage at the terminals of supercapacitors. Indeed, when they are overload they degass their electrolyte and become unusable.
  • the technical problem that arises is to have boosters, battery, but especially and especially super-capacitor (s) that represent the modern evolution of technology, a user can use without risk (or with a high risk reduced) connection to the vehicle battery with reversal of polarity of electrical overload of any order during start-up, during operation (engine start), and after engine start (boost load).
  • s super-capacitor
  • a first so-called “basic” solution uses 6 supercapacitors (or a battery or accumulator) installed in series for the use of 2.7V supercapacitors. If, in the future, super-capacitors of higher voltage, for example 12V, are used, only one can suffice.
  • a diode is installed on the start circuit. The diode allows the passage of the current in a single direction (from the booster to the broken down vehicle). This component prevents the risk of direct recharging of the alternator to the supercapacitor module. On the corresponding prototype the charging circuit is separated, the charging current is limited by a resistor in series.
  • the present invention uses a general ON / OFF contactor (ON-OFF, ON closed circuit / booster-battery connection, OFF open circuit / no booster-battery connection) that can be installed on the positive or negative connection of the super capacitor module (or the battery or accumulator if, in a much less preferred variant, super-capacitors are not used),
  • This general switch being subordinated to means of safety of the engine start and recharge booster.
  • subordinate to is meant the fact that, when safety conditions of startup or booster load are not met, which could lead to the serious problems listed above, the action of putting the switch in the ON position (connection of the booster with the vehicle battery) does not produce precisely this connection.
  • This general contactor closes the start and recharge circuit of the booster in the ON position, and on the contrary opens this circuit in the OFF position, prohibiting in the latter case any flow of motor starting current or booster recharge.
  • the present invention provides a fuse to prevent the risk of short circuit of any origin and electronic management to control the opening and closing of the contactor according to the surrounding conditions of the device and its state of use.
  • the booster (10) comprises at least one module of one or more supercapacitors SC (4) connected in series and / or in parallel in particular two by two by conductive bars (8), in a conventional manner, and this module therefore comprises a negative terminal connected to a power cable (3-) for connection to the terminal - of the battery (20) (presumably unloaded) of the vehicle and a positive terminal connected to a cable of power (3+) for connection to the + terminal of said battery, and is characterized in that it comprises a fuse-type security element (2) placed directly on one of the terminals of the SC module (or SC modules ), a safety element which is a general contactor ON / OFF (1) able to open (OFF) or close (ON) the electrical connection circuit between the booster (10) and the battery (20), placed directly on a power cables (3+) or (3-), this switch (1) being controlled in ON / O FF by a module (5) comprising a management electronics including itself as security elements:
  • a module for analyzing the battery voltage of the vehicle
  • At least one human-machine interaction module one of which includes the general ON / OFF switch,
  • normal or “compliant” status of the circuit and its parameters it is meant for all the modules of the booster circuit, described above or below, that said module detects no anomaly in the circuit. or its components with respect to a state and / or a value for which it is programmed, said module then delivering a "normal” conformity or status signal which will be designated below according to the usual practice by "YES” (which corresponds to an authorization to continue operations); in the case where said module detects an anomaly on the contrary, it delivers on the contrary a refusal signal to continue the action envisaged, commonly symbolized by "NO".
  • override or “forced system” is meant the fact, for a user, to knowingly decide not to follow the indications YES / NO (and in particular not the indication NO) of a module or system of analysis, and to override implementing the prohibited option (including the option YES if the indication is NO): this is justified especially in case of failure or obvious disruption of the system or module, or more generally when the user has information or data that allows him to make a more accurate image, even contrary to that of the system or module concerned.
  • any means can be used to perform an "override”: the user can have a dedicated button or special key, or be obliged to press simultaneously on two separate buttons, either to type a codeword on a keyboard, or any external interface (smartphones, tablets) and the like.
  • An HMI is obviously, as is well known, a module that receives information from the "machine” considered (here the set booster-battery vehicle) and which comprises means allowing the user to act accordingly on said "Machine”.
  • the management module (5) can communicate with a wired or wireless communication module (6).
  • the device according to the invention comprises at least one HMI (preferably one) and this or these HMIs comprise at least: a "general" ON / OFF switch which allows the activation (connection of the booster with the vehicle battery) in ON position or on the contrary prohibited in the OFF position - a battery voltage indicator of the vehicle possibly a booster charge indicator means for adjusting the overload voltage of the booster energy source possibly means for adjusting the timing of the operation of the booster (time during which the booster is connected to the vehicle battery) possibly any other means of adjustment necessary visual and / or sound or other means of alarms or signaling signaling a conformity or non-conformity of polarity, normal load or overload, any abnormal voltage or amperage if the device plans to control them, exceeding the delay without setting OFF, or possibly other abnormality controlled by the system, and on / off visualization ON / OFF, the alarms and information systems are preferably redundant and "fail-safe" (including possible malfunctions
  • a TEST button to check the voltage or load across the source of energy of the booster before connection to the vehicle
  • BSIC information and control system
  • the booster comprises a so-called “separate” safety circuit which comprises a diode that only allows the current to flow from the booster to the vehicle battery, and a safety resistor on the charging circuit, to limit the current charge, this circuit to recharge the booster on a 12V cigarette lighter power outlet or other outlet like 220V conventional with conversion 220 VAC alternative 12 VDC, in case the booster would not be recharged by or a vehicle, or would have partially discharged.
  • the electronic management module is detailed in a conventional manner in the appended FIG.
  • a charge voltage test of the booster is first carried out by means of the TEST button, the logic diagram comprising a voltage test / comparison module (initial charge of the booster) which compares the voltage or charge of the booster to a voltage deemed not to be exceeded, overload, and being shown in Figure 3 attached.
  • the display means here are dedicated “LEDs”, with redundancy (three load LEDs on) in the event of a voltage higher than Vsurcharge, which is the dangerous case.
  • the booster charge TEST may be an independent device, such as a voltmeter with LEDs, or a HMI with a YES / NO button (YES corresponding to "load in a correct domain") and sending an authorization to continue to the system.
  • This load test can also be performed at any time during the use of the booster to know the state of charge, especially at the end of the procedure, to ensure the use for the next start.
  • the logic system activates the polarity compliance test module which is placed immediately behind the voltage analysis module, and outputs a YES signal if the polarity is compliant, said signal allowing the electronics to close the circuit at the general contactor, which allows operation.
  • the YES signal can be transmitted beforehand to an HMI where the user can himself activate an ON / OFF switch in the ON position which closes the main contactor, which represents an additional security and makes it possible to decide the exact moment of operation.
  • said switch refuses to move to the ON position
  • the user has a mechanical means such as an "override” key or the possibility of simultaneously acting on two buttons to perform an "override” And force the switch to move to the ON position, for example after having visually verified that the first two modules were in the YES position.
  • Said IHM triggers the start of operation of the booster and possibly also triggers a delay at the end of which the switch returns to the OFF position.
  • the delay time is adjustable and corresponds to the time normally or reasonably necessary for starting the engine concerned and it can be provided that the delay also corresponds to the charging of the booster by the alternator of the vehicle, (this start / recharge cycle can be of the order of 30s for a light vehicle) after starting the engine, 30 s - 60s for a 6 SC module in series for example.
  • These delay values correspond to a normal start / recharge cycle. With abnormal cycling not starting, these values can be changed.
  • the booster recharges from the vehicle battery within 30 seconds. If traditional batteries are used, charging the booster can only be done on mains. The timer then serves as a stop element to prevent degradation of the vehicle components.
  • the TEST button allows at any time to check the charging status of the booster.
  • the polarity compliance test module provides a NO indication
  • the information is sent to ⁇ (or one of the HMIs) and even if said HMI is the one that includes the master switch.
  • ON / OFF and override means, no "override" is allowed by the system because the consequences of operation with a wrong polarity would be too serious.
  • said module delivers an indication of "non-identifiable polarity"
  • the information is sent (by a display means or alarm as described without limitation above) to ⁇ or one of the HMIs having the general switch ON / OFF and the user can either decide not to continue the engine start, or, if he has independent information establishing that the connection polarity is correct, perform an "override” and continue starting, implementing or not an operating delay.
  • the logic diagram then joins the diagram of the case where the polarity was immediately judged correct.
  • the impossibility of determining the polarity by a conventional automatic module can result from a discharge called "deep" of the battery of the vehicle or more often of a pleasure boat, resulting from a long period of inactivity.
  • FIG. 4 represents the logic diagram of the conformity test of the connection of the vehicle battery to the booster (correct polarities or not or indefinite) and FIG. 5 represents a module for indicating the activation of the booster when the switch is in the ON position or when the ON / OFF button has been "override” to put it in the ON position (as indicated above this system allows the user to control visually - and / or by a sound, beep or other means that the booster is actually connected to the vehicle battery and that the "engine start” phase possibly starts under delay as explained above).
  • These two schemes are entirely within the reach of the skilled person and will not be further developed.
  • the decision cycle, then the start continue either until the end of the chosen delay or by decision of the user who either detects an unforeseen problem or decides that the engine start or engine start + boost booster process (TEST button) is complete.
  • the device of the invention can also, in a very elaborate form, comprise a means of determining the qualification of the user, with input of a "qualification" code by not the user but his supervisor, this coding authorizing or refusing "override” depending on the level entered.
  • the invention relates to the system or safety device which has just been described, as well as the engine starting safety method (or securing the engine start) by a booster.
  • the method of securing the engine start by a booster and possibly charging the booster is characterized in that it comprises the following steps: using a general contactor ON / OFF (ON - OFF; ON closed circuit / booster connection) -battery OFF open circuit / no booster-battery connection) that can be installed on the positive or negative connection of the super capacitors module (or battery or accumulator if, in a much less preferred variant, it does not use super-capacitors), this general switch being subordinated to means of safety of the engine start and recharge booster.
  • said general contactor closes the booster start-up and charging circuit in the ON position, and, on the contrary, opens this circuit in the OFF position, preventing any motor starting or booster charging circulation in the latter case, and in that less: a fuse is used to prevent the risk of short circuit or overcurrent discharge of any origin and uses an electronic management to control the opening and closing of said contactor according to the surrounding conditions of the device and its state d 'use.
  • the booster (10) comprises at least one module of one or more supercapacitors SC (4) (or batteries or accumulators in the less preferred mode) preferably connected in series and / or in parallel in particular two by two by conductive strips (8) which is a load balancing system, in a conventional manner
  • this module therefore comprises a negative terminal connected to a power cable (3-) for connection to the terminal - of the battery ( 20) (presumably unloaded) of the vehicle and a positive terminal connected to a power cable (3+) for connection to the + terminal of said battery, and comprises a fuse-like security element (2) placed directly on one of the terminals of the SC module (or SC modules), a safety element which is a general ON / OFF contactor able to open (OFF) or close (ON) the electrical connection circuit between the booster (10) and the battery (20), placed directly on one of the cables of power (3+) or (3-), this contactor being controlled in ON / OFF by a module (5) comprising a management electronics including itself as security elements:
  • HMI human-machine interaction module
  • said method is then further characterized in that it performs a booster load verification test before connection to the vehicle battery the management module then performs a voltage test of the vehicle to verify that the voltage is less than or equal to the adjustable voltage Vsurcharge beyond which the SCs are damaged, the electronic management module then performs a conformity test connection (connection) between the booster and the battery, the management module prohibiting the activation of the booster (connection) in the case or the vehicle voltage verification module or the polarity compliance test module outputs a NO signal (prohibition to continue).
  • the method is still, in its security mode, characterized in that the user can perform an "override" when he has independent information regarding the conformity of the connection between the booster and the battery, when the test module does not does not determine this polarity, but not when said test module concludes a clear polarity compliance defect, and not when the vehicle voltage test emits a NO signal (voltage greater than V overload), and not when the system detects a defect on which the user does not have reliable independent information allowing him to judge otherwise, the process having to be repeated in this case.
  • the method is further characterized in that the user can perform an "override” when, despite clearly “YES” signals from the modules, and in the absence of independent indications contrary to these signals, he finds that the The switch does not switch to the ON position and the booster does not connect to the vehicle battery.
  • independent indications are meant indications that the user can collect outside the device of the invention, either by totally separate and reliable measurement means, redundant if possible, or by a clear and unambiguous visual observation.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de démarrage moteur ou « booster » d'un véhicule à moteur de puissance nécessitant une source électrique de démarrage ou de mise en fonction comportant un module de super-condensateurs SC ou une batterie ou accumulateur et un dispositif ou système de sécurisation dudit processus de démarrage du moteur : caractérisé en ce que ledit dispositif ou système (ci-après « dispositif ») de sécurisation utilise un contacteur général ON /OFF (marche - arrêt; ON Circuit fermé / connexion booster-batterie OFF circuit ouvert / pas de connexion booster-batterie) qui peut être installé sur la connexion positive ou négative du module de super-condensateurs ou de la batterie ou accumulateur du booster, cet interrupteur général étant subordonné à des moyens de sécurité du démarrage moteur et de la recharge booster.

Description

Dispositif et Procédé de sécurité pour dispositifs de démarrage (« boosters ») de véhicules à moteur de puissance nécessitant une source électrique de démarrage ou de mise en fonction
SECTEUR TECHNIQUE
La présente invention concerne le secteur technique des dispositifs de démarrage ou d'aide au démarrage de véhicules à moteur de puissance nécessitant une source électrique de démarrage ou de mise en fonction (moteur thermique, électrique ou hybride) dont la source de puissance du démarreur, généralement une batterie ou plus généralement un système d'accumulation d'énergie, est totalement déchargée ou bien déchargée à un point tel que ladite batterie est incapable de fournir l'énergie nécessaire au démarrage du moteur via le « démarreur ». Ces dispositifs sont connus dans leur principe et sont couramment dénommés « boosters ».
ART ANTERIEUR
Les véhicules à moteur thermique, électrique et hybride embarquent un système d'accumulation électrique nécessaire au démarrage (soit lancement du moteur thermique, soit réveil des éléments électroniques du véhicule pour mise en fonction des accumulateurs de puissance). Ces accumulateurs sont le plus souvent des batteries au plomb (batterie à électrolyte liquide, gel ou autres nouvelles technologies utilisées notamment pour des problématiques de « cyclage start&stop » (systèmes d'arrêt du moteur lorsque le véhicule est à l'arrêt, même très brièvement, puis redémarrage, dans un but d'économie d'énergie) etc.. Lorsque la batterie d'un véhicule est déchargée il est dans l'incapacité de se mettre en fonction par lui-même.
Les dispositifs de démarrage, plus communément appelés « boosters », utilisent des batteries au plomb et plus récemment des batteries au lithium. Ces boosters sont raccordés à l'aide de câbles et de pinces en parallèle (connexions -/- et +/+) aux bornes de la batterie du véhicule ou à des bornes déportées lorsque que la batterie du véhicule n'est pas accessible facilement. Une fois raccordés et mis en fonction, ils fournissent l'énergie nécessaire au démarrage. Les principaux fournisseurs de ce type de produit sont : SOS booster™, Hazet™, GYS™, etc.
Quelques dispositifs utilisent des super-condensateurs embarqués comme source d'énergie (comme Koldban KBI™).
Les boosters comportent de nombreux inconvénients, qui sont connus. Les batteries au plomb ou lithium présentent plusieurs inconvénients. Le poids, la capacité à basse température, le temps de charge, la durée de vie, etc. Les utilisateurs de ces dispositifs sont confrontés à des indisponibilités du système : charge du dispositif trop faible, dégradation des capacités suite à des mauvaises conditions de stockages ou d'entretien, etc. Ces défaillances empêchent le client de dépanner un véhicule en panne de batterie et amènent à des retours SAV (service après vente) fréquents et un mécontentement du client.
Le poids de la batterie est proportionnel à la puissance disponible. Les dispositifs sont souvent lourds et encombrants. Pour maximiser la durée de vie, et conserver les caractéristiques dans le temps il est important de réaliser des charges correctes (courant et/ou tension constants selon la capacité de la batterie du booster) et de stocker les boosters en conditions adéquates.
Lorsque le moteur a été mis en marche, on cherche logiquement à recharger la source d'énergie du booster grâce à l'alternateur du véhicule.
Lorsque le véhicule en panne est de nouveau en service l'alternateur fournit une tension au véhicule et un courant de charge à la batterie du véhicule corrélé à la capacité de celle-ci ; ce courant est généralement trop élevé pour une charge de la batterie du booster, et cette « surcharge » dégrade fortement les performances et la durée de vie de la batterie du booster. La tension appliquée aux bornes de la batterie du booster lors de la charge ou de l'utilisation est un élément tout aussi important, car en effet une tension trop importante engendre des gonflements voir des explosions des batteries.
II existe également un risque de branchement défectueux booster/batterie du véhicule.
Pour pallier les risques d'inversion de polarité (raccordement de la borne positive sur la borne négative et inversement, c'est-à-dire raccordement +/- et -/+ ) les fabricants de boosters mettent en place un interrupteur de mise en fonction et un dispositif de détection d'inversion de polarité. Avant chaque utilisation l'interrupteur doit être placé sur la position OFF (circuit ouvert). Si le système est raccordé en inversion un signal sonore et lumineux est émis, toutefois il est toujours possible de mettre en fonction l'appareil en tournant l'interrupteur sur la position ON (circuit fermé), et ce système est donc un système d'avertissement mais n'empêche en aucun cas la mise en fonction lors d'un mauvais raccordement. De plus certains utilisateurs n'éteignent pas le booster (interrupteur en position OFF) après l'utilisation. Dans ce cas il n'y a pas de sécurisation du raccordement avec le véhicule suivant à dépanner. De plus, il existe également un risque de dangerosité pour l'opérateur et le booster en lui- même, car tout contact avec les deux bornes peut engendrer des dégradations physiques et/ou matérielles.
Une batterie et tous composants de stockage électrique sont soumis à une autodécharge (perte de charge dans le temps). Lorsque la batterie du booster n'est pas rechargée elle se décharge jusqu'à passer dans un état de décharge profonde. Cet état dégrade fortement la batterie voire la rend complètement inutilisable. Pour pallier ce problème les utilisateurs mettent constamment en charge le dispositif sur une prise secteur lors des périodes de stockage.
La durée de vie d'une batterie dans des conditions idéales de stockage et d'utilisation est d'environ deux ans. Dans les faits, les boosters équipés de batteries ont une durée de vie en moyenne d'un an et demi. Le problème technique majeur est de proposer un dispositif capable de fournir l'énergie nécessaire au démarrage d'un véhicule en supprimant toutes les contraintes liées à des batteries en toute sécurité. Le dispositif doit pouvoir être disponible rapidement (temps de charge court), être insensible aux conditions de stockage et d'utilisation (basse température, haute température, humidité, etc.), présenter les sécurités nécessaires pour l'utilisateur et le véhicule, ne pas voir ses caractéristiques se dégrader dans le temps.
Pour répondre à cette problématique, la solution de stockage d'énergie adoptée est de préférence le super-condensateur. Ce composant permet des charges et décharges avec des intensités élevées. La durée de vie d'un super-condensateur est plus élevée que celle d'une batterie au plomb. Un super-condensateur actuel chargé dispose d'une tension à ses bornes de 2,7 Volts ; pour obtenir un système compatible avec la tension d'un véhicule, six super-condensateurs sont par exemple assemblés en série. Le premier problème technique majeur de cette technologie est le système qui permet de recharger les super-condensateurs. Lorsque ces composants sont déchargés et que l'on impose une tension de charge, l'appel de courant est de plusieurs centaines d'ampères. L'objectif est de proposer un système de rechargement compatible avec l'automobile, et le dispositif doit pouvoir se recharger facilement sur un véhicule sans dégradation des organes du véhicule.
Le deuxième problème, comme pour l'emploi d'un booster à batterie, concerne le risque d'inversion de polarité. Cela correspond à une erreur de câblage de la part de l'opérateur (connexion du pôle + sur le pôle -, etc.). Le courant de court- circuit des condensateurs est plus élevé que celui d'une batterie au plomb. Cette erreur peut engendrer des dégradations importantes.
Le troisième problème concerne la surtension aux bornes des supercondensateurs. En effet, lorsque ceux-ci sont en surcharge ils dégazent leur électrolyte et deviennent inutilisables. Problème technique
Le problème technique qui se pose est de disposer de boosters, à batterie, mais surtout et notamment à super-condensateur(s) qui représentent l'évolution moderne de la technologie, qu'un utilisateur puisse utiliser sans risque (ou avec un risque fortement réduit) de raccordement à la batterie du véhicule avec inversion de polarité de surcharge électrique de tout ordre lors de la mise en fonctionnement, lors du fonctionnement (démarrage du moteur), et après le démarrage du moteur (charge du booster).
SOLUTION TECHNIQUE GENERALE
A Une première solution dite « de base » utilise 6 super-condensateurs (ou une batterie ou accumulateur) installés en série pour une utilisation de supercondensateurs de 2.7V. Si, dans le futur, on utilise des super-condensateurs de plus haut voltage, par exemple 12V, un seul peut suffire. Une diode est installée sur le circuit de démarrage. La diode autorise le passage du courant dans un sens unique (du booster vers le véhicule en panne). Ce composant prévient le risque de recharge directe de l'alternateur vers le module de supercondensateurs. Sur le prototype correspondant le circuit de charge est séparé, le courant de charge est limité par une résistance en série.
Pour recharger le booster (après le démarrage du moteur) il faut naturellement « by-passer » la diode grâce à un circuit électrique séparé (ou « distinct »).
B Dans une version tout à fait préférée, qui n'utilise plus obligatoirement de circuit « séparé », la présente invention utilise un contacteur général ON /OFF (marche - arrêt ; ON Circuit fermé / connexion booster-batterie ; OFF circuit ouvert / pas de connexion booster-batterie) qui peut être installé sur la connexion positive ou négative du module de super condensateurs (ou de la batterie ou accumulateur si, dans une variante nettement moins préférée, l'on n'emploie pas de super-condensateurs),
Cet interrupteur général étant subordonné à des moyens de sécurité du démarrage moteur et de la recharge booster. Par « subordonné à » on désigne le fait que, lorsque des conditions de sécurité de démarrage ou de charge booster ne sont pas remplies, ce qui pourrait conduire aux problèmes graves listés ci-dessus, l'action de mettre l'interrupteur en position ON (connexion du booster avec la batterie du véhicule) ne produit précisément pas cette connexion. Ce contacteur général ferme le circuit de démarrage et de recharge du booster en position ON, et au contraire ouvre ce circuit en position OFF, interdisant dans ce dernier cas toute circulation de courant de démarrage moteur ou de recharge booster.
La présente invention prévoit un fusible pour prévenir les risques de court-circuit de toute origine et une gestion électronique permettant de piloter l'ouverture et la fermeture du contacteur selon les conditions environnantes du dispositif et de son état d'utilisation.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Le schéma général d'un booster selon la présente invention est représenté sur la figure 1 annexée.
On a représenté le mode de loin le plus avantageux, mais absolument non limitatif, comportant des super-condensateurs (SC) comme source d'énergie. On a vu que l'on pouvait aussi employer une batterie ou un accumulateur, avec les inconvénients de ceux-ci, rappelés plus haut. Cependant, les systèmes de sécurité selon l'invention fonctionnent quelles que soient les sources d'énergie du booster.
De manière générale, selon l'invention, le booster (10) comporte au moins un module de un ou plusieurs super-condensateurs SC (4) reliés en série et/ou en parallèle notamment deux par deux par des barrettes conductrices (8), de manière classique, et ce module comporte donc une borne négative reliée à un câble de puissance (3-) pour connexion à la borne - de la batterie (20) (par hypothèse déchargée) du véhicule et une borne positive reliée à un câble de puissance (3+) pour connexion à la borne + de ladite batterie, et est caractérisé en ce qu'il comporte un élément de sécurité de type fusible (2) placé directement sur une des bornes du module de SC (ou des modules de SC), un élément de sécurité qui est un contacteur général ON/OFF (1) apte à ouvrir (OFF) ou fermer (ON) le circuit de connexion électrique entre le booster (10) et la batterie (20), placé directement sur un des câbles de puissance (3+) ou (3-), ce contacteur (1) étant piloté en ON / OFF par un module (5) comportant une électronique de gestion comportant elle-même comme éléments de sécurité :
• un module d'analyse de la tension de batterie du véhicule,
• un module d'analyse de la tension de la source d'énergie du booster un module de test de conformité du raccordement des câbles
(3+) et (3-) avec respectivement les bornes (+) et (-) de la batterie (20) du véhicule, • au moins un module d'interaction Homme-Machine (IHM) dont un comporte l'interrupteur général ON/OFF,
• disposés selon une logique d'agencement qui fait que le contacteur (1) ne peut être mis en position ON (« marche » : circuit fermé donc passage du courant de démarrage du moteur puis du courant de recharge du booster) que si ledit module d'analyse de la tension, et ledit module de test de conformité de la polarité décèlent un statut « normal » ou « conforme » du circuit et de ses paramètres, et si au moins un IHM a été placé en position ON, position qui autorise elle- même la mise du contacteur général (1) en position ON.
Par « statut « normal » ou « conforme » du circuit et de ses paramètres », on désigne pour tous les modules du circuit du booster, décrits ci-dessus ou ci- dessous, le fait que ledit module ne décèle aucune anomalie dans le circuit ou ses composants par rapport à un état et/ou à une valeur pour lequel/laquelle il est programmé, ledit module délivrant alors un signal de conformité ou de statut « normal » qui sera désigné ci-dessous selon la pratique usuelle par « OUI » (ce qui correspond à une autorisation de poursuivre les opérations) ; dans le cas où ledit module décèle au contraire une anomalie, il délivre au contraire un signal de refus de poursuivre l'action envisagée, symbolisée couramment par « NON ».
Par « override » ou « système forcé » on désigne le fait, pour un utilisateur, de décider en connaissance de cause de ne pas suivre les indications OUI/NON (et notamment pas l'indication NON) d'un module ou système d'analyse, et de passer outre en mettant en œuvre l'option interdite (notamment l'option OUI si l'indication est NON) : ceci se justifie notamment en cas soit de panne ou de perturbation évidente du système ou module, soit plus généralement lorsque l'utilisateur dispose d'informations ou de données qui lui permettent de se faire une image plus exacte, voire contraire, par rapport à celle du système ou module concerné. Tout moyen peut être employé pour effectuer un « override » : l'utilisateur peut disposer d'un bouton ou clé spécial dédié, soit être obligé d'appuyer simultanément sur deux boutons distincts, soit de taper un mot-code sur un clavier, ou toute interface extérieure (smartphones, tablettes) et analogues.
Un IHM est évidemment, comme cela est bien connu, un module qui reçoit des informations de la « machine » considérée (ici l'ensemble booster-batterie véhicule) et qui comporte des moyens permettant à l'utilisateur d'agir en conséquence sur ladite « machine ».
Le module de gestion (5) peut communiquer avec un module de communication filaire ou sans fil (6). Le dispositif selon l'invention comporte au moins un IHM (de préférence un) et ce ou ces IHMs comportent au moins : un interrupteur « général » ON/OFF (marche/arrêt) qui autorise la mise en fonction (connexion du booster avec la batterie du véhicule) en position ON ou au contraire l'interdit en position OFF - un indicateur de tension de la batterie du véhicule éventuellement un indicateur de charge du booster des moyens de réglage de la tension de surcharge de la source d'énergie du booster éventuellement des moyens de réglage de la temporisation du fonctionnement du booster (temps durant lequel le booster est connecté à la batterie du véhicule) éventuellement tout autre moyen de réglage nécessaire des moyens visuels et/ou sonores ou autres d'alarmes ou de signalisation signalant une conformité ou non conformité de polarité, une charge normale ou une surcharge, toute tension ou ampérage anormal si le dispositif prévoit de les contrôler, un dépassement de la temporisation sans mise sur OFF, ou éventuellement autre anomalie contrôlée par le système, et de visualisation marche/arrêt ON/OFF, les alarmes et systèmes d'information étant de préférence redondants et « fail-safe » (sans défaut possible de fonctionnement) notamment comme par la présence de deux ou trois LEDs au lieu d'une, de deux alarmes sonores au lieu d'une, etc.. un bouton de TEST (« vérification ») permettant de vérifier la tension ou charge aux bornes de la source d'énergie du booster avant connexion au véhicule, - au moins un moyen d' « override » de l'interrupteur ON/OFF de type bouton « override » dédié avec cache protecteur empêchant une activation involontaire, clé, frappe d'un mot-code, ou action simultanée sur à la fois l'interrupteur ON/OFF pour le positionner sur OFF et sur le bouton TEST durant au moins 3 à 5 s, - éventuellement un écran et un clavier permettant de piloter le booster dans les opérations ci-dessus, éventuellement des moyens de communication filaire ou sans fil avec un « boîtier ou système d'information et de commande » (BSIC) permettant d'effectuer et/ou de contrôler à distance, et/ou d'enregistrer, tout ou partie des actions et alarmes ci-dessus.
De manière connue, disposer des SC en parallèle permet d'augmenter la capacité, tandis que les disposer en série cumule le voltage.
Il est possible de disposer en parallèle plusieurs modules de SC disposés en série dans chaque module, ainsi que toute autre combinaison électrique bien connue, afin d'obtenir selon les applications des tensions et des capacités de charges bien adaptées, par exemple 12 V pour un véhicule léger, 24 V pour un poids lourd, 48 V pour un hélicoptère ou autre engin comportant un moteur de puissance. Selon une variante, le booster comporte un circuit de sécurité dit « séparé » qui comporte une diode n'autorisant le passage du courant que du booster vers la batterie du véhicule, et une résistance de sécurité sur le circuit de charge, pour limiter le courant de charge, ce circuit permettant de recharger le booster sur une prise d'alimentation de type allume-cigare 12 V ou autre prise de courant comme 220V classique avec conversion 220 VAC alternatif en 12 VDC , dans le cas où le booster ne serait pas rechargé par le ou un véhicule, ou se serait partiellement déchargé.
Dans une autre variante, il est possible de remplacer la résistance de sécurité par un système de charge à courant constant ou puissance constante pour optimiser cette charge séparée permettant ainsi de diminuer le temps de charge.
Le module de gestion électronique est détaillé de manière conventionnelle sur la figure 2 annexée.
De préférence, un test de tension de charge du booster est d'abord effectué au moyen du bouton TEST, le schéma logique comprenant un module de test / comparaison de tension (charge initiale du booster) qui compare la tension ou charge du booster à une tension jugée ne pas devoir être dépassée, Vsurcharge, et étant représenté sur la figure 3 annexée. On voit que les moyens de visualisation sont ici des « voyants » dédiés, avec une redondance (trois voyants de charge allumés) en cas de tension supérieure à Vsurcharge, qui est le cas dangereux.
Le TEST de charge du booster peut être un dispositif indépendant, comme un voltmètre muni de voyants, ou bien un IHM comportant un bouton OUI/NON (OUI correspondant à « charge dans un domaine correct ») et envoyant une autorisation de poursuivre au système de la figure 1 cf. losange « TEST CHARGE », par exemple en amont du raccordement à la batterie, ou bien un IHM envoyant automatiquement ledit signal OUI/NON vers le système/dispositif de la figure 1.
Il est tout à fait possible de ne pas effectuer de test de charge pour la mise en fonction du booster. Ce test de charge peut également être effectué à n'importe quel moment de l'utilisation du booster pour connaître l'état de charge, notamment en fin de procédure, afin de s'assurer de l'usage pour le prochain démarrage.
Le module d'analyse de la tension du véhicule est placé de manière à être directement connecté aux bornes de la batterie (20) du véhicule, c'est-à-dire se trouve en « tête » du circuit de sécurité du booster, et comporte un comparateur de tension comparant la tension affichée aux bornes de ladite batterie (20) avec un valeur maximale de tension dite « de surcharge » ; si la tension batterie est inférieure ou égale (<=) à la tension de surcharge, il émet un signal OUI ; dans le cas contraire, tension batterie > tension de surcharge il émet un signal NON, lequel agit sur l'électronique pour ouvrir le circuit du contacteur et empêcher ainsi ou stopper toute mise en fonctionnement, pour éviter l'endommagement des SC (ou de la batterie), ledit signal NON ne pouvant pas être « forcé » manuellement (« override » impossible ; système dit « idiotproof » ou « empêchement d'erreur humaine »).
Lorsque le module d'analyse de la tension du véhicule délivre un signal OUI, le système logique active le module de test de conformité de la polarité qui est placé immédiatement derrière le module d'analyse de tension, et délivre un signal OUI si la polarité est conforme, ledit signal autorisant l'électronique à fermer le circuit au niveau du contacteur général, ce qui autorise la mise en fonctionnement.
Dans ce dernier cas, le signal OUI peut être transmis au préalable à un IHM où l'utilisateur peut lui-même activer un interrupteur ON/OFF en position ON ce qui ferme le contacteur général, ce qui représente une sécurité supplémentaire et permet de décider du moment exact de mise en fonctionnement.
Si, pour une raison quelconque, ledit interrupteur refuse de se placer en position ON, l'utilisateur dispose d'un moyen mécanique comme une clé d' « override » ou de la possibilité d'agir simultanément sur deux boutons pour réaliser un « override » et forcer l'interrupteur à se placer en position ON, par exemple après avoir vérifié visuellement que les deux premiers modules étaient bien en position OUI. Ledit IHM déclenche la mise en fonctionnement du booster et éventuellement déclenche également une temporisation au terme de laquelle le contacteur se remet en position OFF.
La temporisation est réglable et correspond au temps normalement ou raisonnablement nécessaire au démarrage du moteur concerné et on peut prévoir que la temporisation correspond aussi à la recharge du booster par l'alternateur du véhicule, (ce cycle de démarrage / recharge peut être de l'ordre de 30s pour un véhicule léger) après mise en route du moteur, 30 s - 60s pour un module de 6 SC en série par exemple. Ces valeurs de temporisation correspondent à un cyclage normal de démarrage/recharge. Avec un cyclage anormal de non démarrage, ces valeurs peuvent être modifiées.
Dans le cas des super-condensateurs, le booster se recharge à partir de la batterie du véhicule dans le délai de 30s de temporisation. Si on utilise des batteries traditionnelles, la recharge du booster ne peut se réaliser que sur secteur. La temporisation sert alors d'élément d'arrêt pour éviter la dégradation des composants du véhicule.
On peut prévoir une alarme visuelle/sonore de fin de temporisation et de NON mise en marche du moteur, afin que l'utilisateur soit vérifie la cause du non démarrage du moteur, et décide soit de recommencer l'opération, soit de corriger une erreur, soit d'abandonner l'opération de démarrage, soit, si le moteur démarre correctement, de visualiser l'ouverture du circuit en fin de temporisation (charge du booster terminée en théorie), pour éviter une surcharge accidentelle trop prolongée des batteries traditionnelles par l'alternateur (si des super-condensateurs sont utilisés à la place des batteries, il n'y a aucun risque de surcharge car le circuit s'ouvre), et/ou un moyen d'ouverture forcée du circuit au terme d'une seconde temporisation (par exemple 10s) suivant la première, le bouton TEST permettant à tout moment de vérifier l'état de recharge du booster.
Dans le cas où, contrairement à ce qui précède, le module de test de conformité de polarité délivre une indication NON, l'information est envoyée sur ΙΊΗΜ (ou un des IHMs) et même si ledit IHM est celui qui comporte l'interrupteur général ON/OFF et un moyen d' « override », aucun « override » n'est autorisé par le système car les conséquences d'une mise en fonctionnement avec une mauvaise polarité seraient trop graves. Dans le cas où ledit module délivre une indication de « polarité non identifiable » l'information est envoyée (par un moyen de visualisation ou alarme tel que décrit non limitativement ci-dessus) vers ΓΙΗΜ ou un des IHMs comportant l'interrupteur général ON/OFF et l'utilisateur peut soit décider de ne pas poursuivre le démarrage moteur, soit, s'il dispose d'informations indépendantes établissant que la polarité de raccordement est correcte, effectuer un « override » et poursuivre le démarrage, en mettant en œuvre ou non une temporisation de fonctionnement.
Le schéma logique rejoint alors le schéma du cas où la polarité était d'emblée jugée correcte. L'impossibilité de déterminer la polarité par un module automatique classique peut résulter d'une décharge dite « profonde » de la batterie du véhicule ou plus souvent d'un bateau de plaisance, résultant d'une longue période d'inactivité.
La figure 4 représente le schéma logique du Test de conformité du raccordement de la batterie du véhicule au booster (polarités correctes ou non ou indéfinies) et la figure 5 représente un module d'indication de la mise en fonction du booster lorsque l'interrupteur est en position ON ou bien lorsque le bouton ON/OFF a subi un « override » pour le mettre en position ON (comme indiqué plus haut ce système permet à l'utilisateur de contrôler visuellement - et/ou par un moyen sonore, bip ou autre que le booster est effectivement connecté à la batterie du véhicule et que la phase de « démarrage moteur » commence éventuellement sous temporisation comme expliqué ci-dessus). Ces deux schémas sont entièrement à la portée de l'homme de métier et ne seront pas développés davantage.
Tous les moyens, systèmes, modules décrits ci-dessus peuvent être modifiés de manière à répondre à des besoins spécifiques et au niveau de qualification de l'utilisateur, de manière tout à fait à la portée de tout homme de métier.
Le cycle de décisions, puis la mise en fonctionnement (démarrage moteur et éventuellement ensuite recharge du booster) se poursuivent soit jusqu'à la fin de la temporisation choisie soit par décision de l'utilisateur qui soit, détecte un problème imprévu, soit décide que le processus démarrage moteur ou démarrage moteur + recharge booster (bouton TEST) est terminé.
L'homme de métier comprendra aisément que le détail de l'électronique des divers « modules » et « systèmes » de décision OUI/NON ou autres vérifications (module de conformité de polarité, module de test de charge, module de tension véhicule, module de temporisation(s), moyens d'information, d'alarmes etc..) n'ont absolument pas à être détaillés ici, car ils sont absolument connus de tout homme de métier.
Le dispositif de l'invention peut encore, dans une forme très élaborée, comporter un moyen de détermination de la qualification de l'utilisateur, avec entrée d'un code « qualification » par non pas l'utilisateur mais son superviseur, ce codage autorisant ou refusant les « override » en fonction du niveau entré.
L'invention concerne le système ou dispositif de sécurité qui vient d'être décrit, ainsi que le procédé de sécurité de démarrage moteur (ou de sécurisation du démarrage moteur) par un booster.
Le procédé de mise en sécurité du démarrage moteur par un booster et éventuellement de la recharge du booster est caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : on utilise un contacteur général ON /OFF (marche - arrêt ; ON Circuit fermé / connexion booster-batterie OFF circuit ouvert / pas de connexion booster-batterie) qui peut être installé sur la connexion positive ou négative du module de super condensateurs (ou de la batterie ou accumulateur si, dans une variante nettement moins préférée, l'on n'emploie pas de super-condensateurs), cet interrupteur général étant subordonné à des moyens de sécurité du démarrage moteur et de la recharge booster. - ledit contacteur général ferme le circuit de démarrage et de recharge du booster en position ON, et au contraire ouvre ce circuit en position OFF, interdisant dans ce dernier cas toute circulation de courant de démarrage moteur ou de recharge booster, et en ce que au moins : on emploie un fusible pour prévenir les risques de court-circuit ou de surintensité de décharge de toute origine et on emploie une gestion électronique permettant de piloter l'ouverture et la fermeture dudit contacteur selon les conditions environnantes du dispositif et de son état d'utilisation.
Dans le cas où le booster (10) comporte au moins un module de un ou plusieurs super-condensateurs SC (4) (ou de batteries ou accumulateurs dans le mode moins préféré) reliés de préférence en série et/ou en parallèle notamment deux par deux par des barrettes conductrices (8) qui est un système d'équilibrage de charge, de manière classique, et ce module comporte donc une borne négative reliée à un câble de puissance (3-) pour connexion à la borne - de la batterie (20) (par hypothèse déchargée) du véhicule et une borne positive reliée à un câble de puissance (3+) pour connexion à la borne + de ladite batterie, et comporte un élément de sécurité de type fusible (2) placé directement sur une des bornes du module de SC (ou des modules de SC), un élément de sécurité qui est un contacteur général ON/OFF apte à ouvrir (OFF) ou fermer (ON) le circuit de connexion électrique entre le booster (10) et la batterie (20), placé directement sur un des câbles de puissance (3+) ou (3-), ce contacteur étant piloté en ON / OFF par un module (5) comportant une électronique de gestion comportant elle-même comme éléments de sécurité :
• un module d'analyse de la tension de batterie du véhicule.
• un module d'analyse de la tension de la source d'énergie du booster
• un module de test de conformité du raccordement des câbles
(3+) et (3-) avec respectivement les bornes (+) et (-) de la batterie (20) du véhicule
• au moins un module d'interaction Homme-Machine (IHM) dont un comporte l'interrupteur général ON/OFF
• disposés selon une logique d'agencement qui fait que le contacteur ne peut être mis en position ON (« marche » : circuit fermé donc passage du courant de démarrage du moteur puis du courant de recharge du booster) que si ledit module d'analyse de la tension, et ledit module de test de conformité de la polarité décèlent un statut « normal » ou « conforme » du circuit et de ses paramètres, et si au moins un IHM a été placé en position ON, position qui autorise elle- même la mise du contacteur général en position ON, ledit procédé est alors de plus caractérisé en ce que l'on effectue un test de vérification de la charge du booster avant connexion à la batterie du véhicule le module de gestion effectue ensuite un test de tension du véhicule pour vérifier que la tension est inférieure ou égale à la tension Vsurcharge réglable au delà de laquelle on endommage les SC, le module de gestion électronique effectue ensuite un test de conformité du raccordement (connexion) entre le booster et la batterie, le module de gestion interdisant la mise en fonction du booster (connexion) dans le cas où, soit le module de vérification de tension véhicule, soit le module de test de conformité de polarité émet un signal NON (interdiction de poursuivre).
Le procédé est encore, dans son mode de sécurisation, caractérisé en ce que l'utilisateur peut effectuer un « override » lorsqu'il dispose d'informations indépendantes concernant la conformité du raccordement entre le booster et la batterie, lorsque le module de test ne permet pas de déterminer cette polarité, mais pas lorsque ledit module de test conclut à un défaut clair de conformité de la polarité, et pas lorsque le test de tension véhicule émet un signal NON (tension supérieure à V surcharge), et pas lorsque le système détecte un défaut sur lequel l'utilisateur ne dispose pas d'informations indépendantes fiables lui permettant d'en juger autrement, le processus devant être dans ce cas recommencé.
Le procédé est encore caractérisé en ce que l'utilisateur peut effectuer un « override » lorsque, malgré des signaux clairement « OUI » de la part des modules, et en l'absence d'indications indépendantes contraires à ces signaux, il constate que l'interrupteur ne passe pas en position ON et que le booster ne se connecte pas à la batterie du véhicule.
Par « indications indépendantes », on désigne des indications que l'utilisateur peut collecter hors du dispositif de l'invention, soit par des moyens de mesure totalement distincts et fiables, si possible redondants, soit par une observation visuelle claire et non ambiguë.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de démarrage moteur ou « booster » d'un véhicule à moteur de puissance nécessitant une source électrique de démarrage ou de mise en fonction comportant : un module de super-condensateurs SC ou une batterie ou accumulateur et un dispositif ou système de sécurisation dudit processus de démarrage du moteur caractérisé en ce que ledit dispositif de sécurité utilise un contacteur général (1) ON /OFF (marche - arrêt ; ON Circuit fermé / connexion booster- batterie OFF circuit ouvert / pas de connexion booster-batterie) qui peut être installé sur la connexion positive ou négative du module de super condensateurs ou de la batterie ou accumulateur du booster, cet interrupteur général étant subordonné à des moyens de sécurité du démarrage moteur et de la recharge booster.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce contacteur général ferme le circuit de démarrage moteur et de recharge du booster en position ON, et au contraire ouvre ce circuit en position OFF, interdisant dans ce dernier cas toute circulation de courant de démarrage moteur ou de recharge booster.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que on prévoit comme éléments de sécurité au moins un fusible pour prévenir les risques de court-circuit ou de surintensité de décharge de toute origine et une gestion électronique permettant de piloter l'ouverture et la fermeture du contacteur selon les conditions environnantes du dispositif et de son état d'utilisation.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, du type à SC caractérisé en ce que le booster (10) comporte au moins un module de un ou plusieurs super-condensateurs SC (4) reliés en série et/ou en parallèle notamment deux par deux par des barrettes conductrices (8), de manière classique, et ce module comporte donc une borne négative reliée à un câble de puissance (3-) pour connexion à la borne - de la batterie (20) du véhicule et une borne positive reliée à un câble de puissance (3+) pour connexion à la borne + de ladite batterie, et est caractérisé en ce qu'il comporte un élément de sécurité de type fusible (2) placé directement sur une des bornes du module de SC (ou des modules de SC), un élément de sécurité qui est un contacteur général ON/OFF apte à ouvrir (OFF) ou fermer (ON) le circuit de connexion électrique entre le booster (10) et la batterie (20), placé directement sur un des câbles de puissance (3+) ou (3-), - ce contacteur étant piloté en ON / OFF par un module (5) comportant une électronique de gestion comportant elle- même comme éléments de sécurité :
• un module d'analyse de la tension de batterie du véhicule
• un module d'analyse de la tension de la source d'énergie du booster
• un module de test de conformité du raccordement des câbles (3+) et (3-) avec respectivement les bornes (+) et (-) de la batterie (20) du véhicule au moins un module d'interaction Homme-Machine (IHM) dont un comporte l'interrupteur général ON/OFF disposés selon une logique d'agencement qui fait que le contacteur ne peut être mis en position ON (« marche » : circuit fermé donc passage du courant de démarrage du moteur puis du courant de recharge du booster) que si ledit module d'analyse de la tension, et ledit module de test de conformité de la polarité décèlent un statut « normal » ou « conforme » du circuit et de ses paramètres, et si au moins un IHM a été placé en position ON, position qui autorise elle- même la mise du contacteur général en position ON.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif comporte au moins un IHM et ce ou ces IHMs comportent au moins : un interrupteur « général » ON/OFF (marche/arrêt) qui autorise la mise en fonction, connexion du booster avec la batterie du véhicule, en position ON ou au contraire l'interdit en position OFF un indicateur de tension de la batterie du véhicule, un indicateur de charge du booster, des moyens de réglage de la tension de surcharge de la batterie véhicule, des moyens de réglage de la temporisation du fonctionnement du booster .temps durant lequel le booster est connecté à la batterie du véhicule, des moyens visuels et/ou sonores ou autres d'alarmes ou de signalisation signalant une conformité ou non conformité de polarité, une charge normale ou une surcharge, toute tension ou ampérage anormal si le dispositif prévoit de les contrôler, un dépassement de la temporisation sans mise sur OFF, ou autre anomalie contrôlée par le système, et de visualisation marche/arrêt ON/OFF, les alarmes et systèmes d'information étant redondants et « fail-safe » ,sans défaut possible de fonctionnement, un bouton de TEST (« vérification ») permettant de vérifier la tension ou charge aux bornes du booster avant connexion au véhicule ou durant la recharge du booster ou à tout autre moment. au moins un moyen d' « override » de l'interrupteur ON/OFF de type bouton « override » dédié avec cache protecteur empêchant une activation involontaire, ou action simultanée sur à la fois l'interrupteur ON/OFF pour le positionner sur OFF et sur le bouton TEST durant au moins 3 à 5 s, un écran et un clavier permettant de piloter le booster dans les opérations ci-dessus, ou des moyens de communication filaire ou sans fil avec un « boîtier ou système d'information et de commande » (BSIC) permettant d'effectuer et/ou de contrôler à distance, et/ou d'enregistrer, tout ou partie des actions et alarmes ci-dessus.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que tout moyen peut être employé pour effectuer un « override » : un bouton ou clé spécial dédié ; deux boutons distincts avec obligation d'appui simultané, un clavier pour taper un mot-code, un moyen de détermination de la qualification de l'utilisateur, avec entrée d'un code « qualification ».
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le booster comporte de plus un circuit de sécurité dit « séparé » qui comporte une diode n'autorisant le passage du courant que du booster vers la batterie du véhicule, et une résistance de sécurité sur le circuit de charge, pour limiter le courant de charge, ce circuit permettant de recharger le booster sur une prise d'alimentation allume-cigare 12 VDC ou 220V classique avec conversion 220 VAC alternatif en 12 VDC , dans le cas où le booster ne serait pas rechargé par le ou un véhicule, ou se serait partiellement déchargé.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le module de gestion électronique comporte au moins : - un module de test / comparaison de tension (charge initiale du booster) (au moyen du bouton TEST) qui compare la tension ou charge du booster à une tension Vsurcharge jugée ne pas devoir être dépassée, avec des moyens de visualisation tels que des « voyants » dédiés, avec une redondance (trois voyants de charge allumés) en cas de tension supérieure à Vsurcharge.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un module de test de charge du booster qui peut être un dispositif indépendant, comme un voltmètre muni de voyants, ou bien un IHM comportant un bouton OUI/NON ,OUI correspondant à « charge dans un domaine correct » et envoyant une autorisation de poursuivre au système en amont du raccordement à la batterie, ou bien un IHM envoyant automatiquement ledit signal OUI/NON vers le module de gestion électronique des revendications 5 à 8.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un module d'analyse de la tension du véhicule qui est placé de manière à être directement connecté aux bornes de la batterie (20) du véhicule, c'est-à-dire se trouve en « tête » du circuit de sécurité du booster, et comporte un comparateur de tension comparant la tension affichée aux bornes de ladite batterie (20) avec une valeur maximale de tension dite « de surcharge » ; si la tension batterie est inférieure ou égale (<=) à la tension de surcharge, il émet un signal OUI ; dans le cas contraire, tension batterie > tension de surcharge il émet un signal NON, lequel agit sur l'électronique pour ouvrir le circuit du contacteur et empêcher ainsi ou stopper toute mise en fonctionnement, pour éviter l'endommagement des SC ou autre source d'énergie du booster, ledit signal NON ne pouvant pas être « forcé » manuellement : « override » impossible ; système dit « idiotproof » ou « empêchement d'erreur humaine ».
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un module de test de conformité de la polarité, activé lorsque le module d'analyse de la tension du véhicule délivre un signal OUI, qui est placé immédiatement derrière le module d'analyse de tension, et délivre un signal OUI si la polarité est conforme, ledit signal autorisant l'électronique à fermer le circuit au niveau du contacteur général, ce qui autorise la mise en fonctionnement.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le signal OUI peut être transmis au préalable à un IHM où l'utilisateur peut lui-même activer un interrupteur ON/OFF en position ON ce qui ferme le contacteur général, ce qui représente une sécurité supplémentaire et permet de décider du moment exact de mise en fonctionnement.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte 'un moyen pour réaliser un « override » et forcer l'interrupteur à se placer en position ON, si ledit interrupteur refuse de se placer en position ON.
14. Dispositif selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que ledit IHM déclenche la mise en fonctionnement du booster et déclenche également une temporisation au terme de laquelle le contacteur se remet en position OFF.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la temporisation est réglable et correspond au temps nécessaire au démarrage du moteur concerné et la temporisation correspond aussi à la recharge du booster par l'alternateur du véhicule, après mise en route du moteur, 30 s - 60s pour un module de 6 SC en série.
16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'on prévoit une alarme visuelle/sonore de fin de temporisation et de NON mise en marche du moteur.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que dans le cas où le module de test de conformité de polarité délivre une indication NON, l'information est envoyée sur ΓΙΗΜ (ou un des IHMs) et même si ledit IHM est celui qui comporte l'interrupteur général ON/OFF et un moyen d' « override », aucun « override » n'est autorisé.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que dans le cas où ledit module délivre une indication de « polarité non identifiable » l'information est envoyée par un moyen de visualisation ou alarme vers ΙΊΗΜ ou un des IHMs comportant l'interrupteur général ON/OFF.
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 à 10, caractérisé en ce que le cycle de décisions, puis la mise en fonctionnement (démarrage moteur et éventuellement ensuite recharge du booster) se poursuivent soit jusqu'à la fin de la temporisation choisie, soit par décision de l'utilisateur.
20. Procédé de sécurisation du démarrage moteur par un booster et éventuellement de la recharge du booster, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : on utilise un contacteur général ON /OFF (marche - arrêt ; ON Circuit fermé / connexion booster-batterie OFF circuit ouvert / pas de connexion booster-batterie) qui peut être installé sur la connexion positive ou négative du module de super condensateurs , cet interrupteur général étant subordonné à des moyens de sécurité du démarrage moteur et de la recharge booster. - ledit contacteur général ferme le circuit de démarrage et de recharge du booster en position ON, et au contraire ouvre ce circuit en position OFF, interdisant dans ce dernier cas toute circulation de courant de démarrage moteur ou de recharge booster, et en ce que au moins : on emploie un fusible pour prévenir les risques de court-circuit ou de surintensité de décharge de toute origine et on emploie une gestion électronique permettant de piloter l'ouverture et la fermeture dudit contacteur selon les conditions environnantes du dispositif et de son état d'utilisation.
21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que dans le cas où le booster (10) comporte au moins un module de un ou plusieurs supercondensateurs SC (4) reliés en série et/ou en parallèle notamment deux par deux par des barrettes conductrices (8), de manière classique, et ce module comporte donc une borne négative reliée à un câble de puissance (3-) pour connexion à la borne - de la batterie (20) déchargée du véhicule et une borne positive reliée à un câble de puissance (3+) pour connexion à la borne + de ladite batterie, et comporte un élément de sécurité de type fusible (2) placé directement sur une des bornes du module de SC (ou des modules de SC), un élément de sécurité qui est un contacteur général ON/OFF apte à ouvrir (OFF) ou fermer (ON) le circuit de connexion électrique entre le booster (10) et la batterie (20), placé directement sur un des câbles de puissance (3+) ou (3-), - ce contacteur étant piloté en ON / OFF par un module (5) comportant une électronique de gestion comportant elle-même comme éléments de sécurité :
• un module d'analyse de la tension de batterie du véhicule,
• un module d'analyse de la tension de la source d'énergie du booster
• un module de test de conformité du raccordement des câbles
(3)(+) et (3)(-) avec respectivement les bornes (+) et (-) de la batterie (20) du véhicule, au moins un module d'interaction Homme-Machine (IHM) dont un comporte l'interrupteur général ON/OFF, disposés selon une logique d'agencement qui fait que le contacteur ne peut être mis en position ON (« marche » : circuit fermé donc passage du courant de démarrage du moteur puis du courant de recharge du booster) que si ledit module d'analyse de la tension, et ledit module de test de conformité de la polarité décèlent un statut « normal » ou « conforme » du circuit et de ses paramètres, et si au moins un IHM a été placé en position ON, position qui autorise elle- même la mise du contacteur général en position ON, ledit procédé est caractérisé en ce que on effectue un test de vérification de la charge du booster avant connexion à la batterie du véhicule, le module de gestion effectue un test de tension du véhicule pour vérifier que la tension est inférieure ou égale à la tension Vsurcharge réglable au delà de laquelle on endommage les SC, le module de gestion électronique effectue ensuite un test de conformité du raccordement (connexion) entre le booster et la batterie, le module de gestion interdit la mise en fonction du booster (connexion), dans le cas où, soit le module de vérification de tension véhicule, soit le module de test de conformité de polarité émet un signal NON (interdiction de poursuivre).
22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'utilisateur peut effectuer un « override » lorsqu'il dispose d'informations indépendantes concernant la conformité du raccordement entre le booster et la batterie, lorsque le module de test ne permet pas de déterminer cette polarité, mais pas lorsque ledit module de test conclut à un défaut clair de conformité de la polarité, et pas lorsque le test de tension véhicule émet un signal NON (tension supérieure à V surcharge), et pas lorsque le système détecte un défaut sur lequel l'utilisateur ne dispose pas d'informations indépendantes fiables lui permettant d'en juger autrement, le processus de démarrage moteur ou de recharge booster devant être dans ce cas recommencé.
23. Procédé selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce que l'utilisateur peut effectuer un « override » lorsque, malgré des signaux clairement « OUI » de la part des modules, et en l'absence d'indications indépendantes contraires à ces signaux, il constate que l'interrupteur ne passe pas en position ON et que le booster ne se connecte pas à la batterie du véhicule.
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