WO2020157442A1 - Système de recharge en énergie d'appareils électriques, notamment de véhicules à traction électrique, et câble de connexion utilisable pour un tel système - Google Patents

Système de recharge en énergie d'appareils électriques, notamment de véhicules à traction électrique, et câble de connexion utilisable pour un tel système Download PDF

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WO2020157442A1
WO2020157442A1 PCT/FR2020/050154 FR2020050154W WO2020157442A1 WO 2020157442 A1 WO2020157442 A1 WO 2020157442A1 FR 2020050154 W FR2020050154 W FR 2020050154W WO 2020157442 A1 WO2020157442 A1 WO 2020157442A1
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connection
connection cable
vehicle
management
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Jérémy MARTINEZ
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Ange Technologies
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    • Y04S30/14—Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing

Definitions

  • the present invention relates to a system for recharging electrical energy for electrical devices, in particular for electric traction vehicles, a system comprising at least one connection terminal provided with:
  • connection cable formed, among other things, of conductor wires intended to be connected to said vehicles in order to carry out their charge from an energy source
  • Vehicles powered by electric motors are becoming more and more popular. These vehicles require accumulators which must be recharged. For this, we have planned to install recharging systems that we want to be present in large numbers. The management problem then arises when these systems are accessible to several vehicles and charge the costs to each user using them.
  • the aim of the invention is to provide a system which does not require such an installation and which brings great simplification on the user side.
  • a recharging system as described in the preamble is remarkable in that an identification code is attached to said connection cable and in that transmission means are provided for transmitting this code to said management unit in in order to authorize in particular the charging of the vehicle attached to said connection cable.
  • connection cable which can be used for such a system. It should be noted that the embodiments of cables according to the invention provide advantages of use in particular they are not bulky and are easily positioned on the ground without hindering, among other things, the passage of pedestrians.
  • FIG. 1 shows a charging system according to the invention
  • FIG. 2 shows a terminal connector according to the invention
  • FIG. 3 shows a front view of a connection part of a terminal connector
  • FIG. 4 illustrates the operation of the system of the invention when connecting a connection cable
  • FIG. 5 shows a first embodiment of a connection cable
  • FIG. 6 explains a first advantage relating to pedestrians obtained by this first embodiment of the connection cable
  • FIG. 7 explains another advantage obtained by this first embodiment relating to rolling objects circulating through said connection cable
  • FIG. 8 shows a second embodiment of a connection cable
  • FIG. 9 shows a third embodiment.
  • reference 1 indicates a vehicle driven by an electric motor supplied by accumulators not shown. These accumulators are charged from a source of energy 17. This source of energy can be constituted by the electrical network.
  • a connection terminal 10 provides the interface between the vehicle 1 and the energy source 17. This connection terminal 10 is supported by a frame 11 on which is fixed a terminal connector 12 which makes it possible, among other things, to connect a connection cable 15 comprising conductive wires with a view to transmitting energy to the vehicle 1.
  • a management assembly 20 manages the operation of the system.
  • the problem with this type of system is to manage the load of vehicles, in particular, and to check that the owner of the vehicle or a beneficiary is indeed authorized to carry out this load so that the resulting costs are charged correctly and that the keeper system is remunerated.
  • the system of the invention proposes that an identification code (CID) be attached to said connection cable 15 and that means of transmission 22 are provided to transmit (via the Internet, for example) this code to said management unit 20 in order to authorize the charging of the vehicle attached to said cable and to invoice the beneficiary of the vehicle.
  • This billing is done for a limited period, according to one embodiment so that a third party can have access to the terminal connector 12 by disconnecting, after charging, the cable of a first customer already connected. Further, tearing of the cable from the first customer during charging is detected by switch circuit 40, then charging is interrupted and billing from the first customer stops. A certain protection is thus obtained against untimely, even criminal, connections.
  • Fig. 2 shows a structure of a terminal connector 12. It consists of a first connection part 30 connected to the connection cable 15 and a second connection part 31 attached to the connection terminal 10.
  • the connector 12 allows the transfer of electrical energy by means of pins 35 and 36 of part 30 which cooperate with sockets 37 and 38 of part 31. It will be noted that pins 35 and 36 have different lengths and that sockets 37 and 38 have depths corresponding to the length of pins 35 and 36.
  • a switch circuit 40 detects the correct connection of the cable 15 with the connection terminal 10. At the connection part 30 attached to the cable 15, a circuit is provided. of identification code CID.
  • this code is transmitted using the radio identification protocol, known by the sign RLID (radio identification frequency) which is established between RLID circuits 41 and 42 incorporated respectively in parts 30 and 31.
  • the code d thus transmitted is transferred by the transmission means 22 to the management unit 20.
  • FIG. 3 shows a front view of the connection part 31.
  • a set of three LED type indicator lights of three different colors for example, a green light 60 indicates that the terminal 10 is available, a red light 61 indicates that the terminal 10 is used and the blue light 62 can signal a fault of said terminal 10.
  • the distribution of the sockets 37 and 38 is specific in order to to avoid the use of cables not suited to the system of the invention and other embezzlement
  • FIG. 4 The operation of the system of the invention is illustrated by FIG. 4 explaining in A, B, C, D and E, the various operating phases.
  • Phase A concerns the connection step.
  • Circuit 40 is on standby that is to say no pin is pressed, so no supply of current to the vehicle is possible.
  • Phase B is the connection step. Pins 35 and 36 engage in sockets 37 and 38 respectively, which activates switch circuit 40 thereby detecting the connection.
  • the validation protocol can then start, the identification code is then in the validation phase.
  • Phase C is the phase in which the junction of the outlet 31 with the management assembly 20 is performed.
  • the vehicle's battery charge request can be transmitted if the management unit gives the authorization.
  • Phase D is the verification phase carried out by the management unit 20 to obtain or not the authorization to charge the vehicle for a predefined maximum time.
  • Phase E concerns the disconnection step so that we end up in phase A.
  • Figure 5 shows a first embodiment of the connection cable 15.
  • This cable consists of two sheaths 87 and 88 in which the conductor wires bearing the reference 90 are housed. These sheaths 87 and 88 fit into one another as indicated by arrow 91. The length of these sheaths is such that in the folded position they allow the cable 15 to be easily accommodated in the trunk of a vehicle. . In the deployed position, it is then possible to be able to connect with a terminal 10 more or less distant.
  • a wire winder 92 is provided at one end of the cable.
  • This reel may be of a well-known type found in particular in vacuum cleaners.
  • FIG. 7 This figure shows the successive positions PI, P2, P3, P4 of a wheel 98 when crossing the cable 15.
  • FIG. 8 shows another embodiment of the cable 15.
  • the cable is inserted into a sliding device 100.
  • the conducting wires 90 are wound up on two pulleys 101 and 102, one of which, the pulley 101, can move. along a slide 105 in a position shown at A in FIG. 8 and, under the effect of traction exerted by the user, this pulley takes, on this same slide, a position shown at B and returns , under the effect of a spring not shown, in its initial position when said traction is no longer exerted.
  • FIG. 9 shows a third embodiment of the connection cable 15. It essentially consists of two rectilinear rigid guides 201 and 202 connected at one of their ends by a flexible part 205. These guides support the wires 90. At A we have shown these two parts 201 and 202 in the folded position, that is to say that they are in contact with one another. In B, the deployment of these parts is shown as suggested by the double arrow 210. In C, the cable is shown in the fully extended position. The length of said guides is compatible for storage in a car trunk 1.
  • QR codes instead of using the RFID protocol, it is possible to use QR codes, the latter being placed at the level of the connection part 30 and the reader at the level of the connection part 31 of terminal 10 .
  • a satellite management device 55 made up from a program implemented in a so-called intelligent telephone of the “smartphone” type which allows the user to find a free connection terminal 10 near his vehicle 1. Other information can be made accessible such as its consumption and the costs it incurs. This device communicates with the management assembly 20 via the Internet.

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Abstract

Ce système de rechargement en énergie électrique comporte au moins une borne de connexion (10) rattachée à un bâti (11) qui est munie : - d'au moins un connecteur de borne (12) pour un câble de connexion (15) formé, entre autres de fils conducteurs destinés à être reliés auxdits véhicules en vue d'effectuer leur charge à partir d'une source d'énergie (17), - d'un ensemble de gestion (20) pour gérer le fonctionnement dudit système. Il est prévu un code d'identification (CID) rattaché audit câble de connexion (15) et des moyens de transmission (22) pour transmettre ce code audit ensemble de gestion (20) en vue d'autoriser notamment la charge du véhicule rattaché audit câble de connexion. Application : recharge de véhicules électriques

Description

Système de recharge en énergie d’appareils électriques, notamment de véhicules à traction électrique, et câble de connexion utilisable pour un tel système
La présente invention concerne un système de rechargement en énergie électrique d’appareils électriques, notamment de véhicules à traction électrique, système comportant au moins une borne de connexion munie :
- d’au moins un connecteur de borne pour un câble de connexion formé, entre autres, de fils conducteurs destinés à être reliés auxdits véhicules en vue d’effectuer leur charge à partir d’une source d’énergie,
- d’un ensemble de gestion pour gérer le fonctionnement dudit système.
Les véhicules mus par des moteurs électriques se répandent de plus en plus. Ces véhicules nécessitent des accumulateurs qu’il convient de recharger. Pour cela, on a prévu d’installer des systèmes de rechargement qu’on souhaite présents en grand nombre. Survient alors le problème de gestion lorsque ces systèmes sont accessibles à plusieurs véhicules et d’imputer les frais à chaque utilisateur les utilisant.
Un tel système est écrit dans le brevet des États-Unis d’Amérique n° US 8 890 475. Ce système est formé d’une borne qui fait la liaison entre la source de courant et la batterie du véhicule susceptible d’être chargée. Cette borne comporté un bras télescopique qui vient en contact avec un autre bras rattaché au véhicule en question. Les échanges d’informations se font par l’intermédiaire de fils couplés audit bras.
Un inconvénient majeur de ce système connu est qu’il implique une installation plutôt compliquée, due entre autres à ses deux bras, et donc dispendieuse.
Le but de l’invention est de proposer un système qui ne nécessite pas une telle installation et qui amène une grande simplification du côté utilisateur.
Pour cela un système de recharge tel que décrit dans le préambule est remarquable en ce qu’un code d’identification est rattaché audit câble de connexion et en ce qu’il est prévu des moyens de transmission pour transmettre ce code audit ensemble de gestion en vue d’autoriser notamment la charge du véhicule rattaché audit câble de connexion.
L’invention concerne aussi un câble de connexion utilisable pour un tel système. Il convient de noter que les modes de réalisation de câbles conformes à l’invention apportent des avantages d’utilisation notamment ils ne sont pas encombrants et se positionnent facilement sur le sol sans gêner, entre autres, le passage des piétons.
La description suivante accompagnée des dessins ci-annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, sur les dessins :
[Fig. 1] montre un système de recharge conforme à l’invention,
[Fig. 2] représente un connecteur de borne conforme à l'invention,
[Fig. 3] représente une vue de face d’une partie de connexion d’un connecteur de borne, [Fig. 4] illustre le fonctionnement du système de l’invention lors du branchement d’un câble de connexion,
[Fig. 5] montre un premier mode de réalisation d’un câble de connexion,
[Fig. 6] explicite un premier avantage relatif aux piétons obtenu par ce premier mode de réalisation du câble de connexion,
[Fig. 7] explicite un autre avantage obtenu par ce premier mode de réalisation relatif aux objets roulants circulant au travers dudit câble de connexion,
[Fig. 8] montre un deuxième mode de réalisation d’un câble de connexion,
[Fig. 9] montre un troisième mode de réalisation.
A la figure 1, la référence 1 indique un véhicule mû par un moteur électrique alimenté par des accumulateurs non montrés. Ces accumulateurs sont chargés à partir d’une source d’énergie 17. Cette source d’énergie peut être constituée par le réseau électrique. Une borne de connexion 10 assure l’interface entre le véhicule 1 et la source d’énergie 17. Cette borne de connexion 10 est supportée par un bâti 11 sur lequel est fixé un connecteur de borne 12 qui permet, entre autres, de brancher un câble de connexion 15 comprenant des fils conducteurs en vue de transmettre l’énergie au véhicule 1. Un ensemble de gestion 20 gère le fonctionnement du système.
Le problème de ce genre de système est de gérer la charge des véhicules, notamment, et de vérifier que le propriétaire du véhicule ou un bénéficiaire est bien autorisé à effectuer cette charge de sorte que les frais qui en découlent soient imputés correctement et que le détenteur du système soit rétribué.
Pour résoudre ce problème, le système de l’invention propose qu’un code d’identification (CID) soit rattaché audit câble de connexion 15 et que des moyens de transmission 22 soient prévus pour transmettre (via Internet, par exemple) ce code audit ensemble de gestion 20 en vue d’autoriser la charge du véhicule rattaché audit câble et de facturer l’ayant droit du véhicule. Cette facturation est faite pour une durée limitée, selon un mode de réalisation de sorte qu’un tiers peut avoir accès au connecteur de borne 12 en débranchant, après la charge, le câble d’un premier client déjà connecté. En outre, un arrachement du câble du premier client pendant la charge est détectée par le circuit interrupteur 40, alors la charge est interrompue et la facturation du premier client s’arrête. On obtient ainsi une certaine protection contre des branchements intempestifs, voire délictueux.
La figue 2 montre une structure d’un connecteur de borne 12. Il se compose d’une première partie de connexion 30 raccordée au câble de connexion 15 et d’une deuxième partie de connexion 31 rattachée à la borne de connexion 10. Le connecteur 12 permet le transfert d’énergie électrique au moyen de broches 35 et 36 de la partie 30 qui coopèrent avec les douilles 37 et 38 de la partie 31. On notera que les broches 35 et 36 ont des longueurs différentes et que les douilles 37 et 38 ont des profondeurs correspondantes à la longueur des broches 35 et 36. Un circuit interrupteur 40 permet de détecter la bonne connexion du câble 15 avec la borne de connexion 10. A la partie de connexion 30 rattachée au câble 15, on a prévu un circuit de code d’identification CID. Selon un mode de réalisation, ce code est transmis en utilisant le protocole de radio identification, connu sous le signe RLID (radio identification frequency) qui s’établit entre des circuits RLID 41 et 42 incorporés respectivement aux parties 30 et 31. Le code d’identification CID ainsi transmis est transféré par les moyens de transmission 22 à l’ensemble de gestion 20.
La figure 3 montre une vue de face de la partie de connexion 31. Sur cette face est disposé un ensemble de trois voyants lumineux de type LED de trois couleurs différentes ; par exemple, un voyant vert 60 indique que la borne 10 est disponible, un voyant rouge 61 indique que la borne 10 est utilisée et le voyant bleu 62 peut signaler un dérangement de ladite borne 10. La répartition des douilles 37 et 38 est spécifique afin d’éviter l’utilisation de câbles non adaptés au système de l’invention et autres malversations.
Le fonctionnement du système de l’invention est illustré par la figure 4 explicitant en A, B, C, D et E, les différentes phases de fonctionnement. La phase A concerne l’étape de raccordement. Le circuit 40 est en attente c’est- à-dire qu’aucune broche n’est enfoncée, donc aucune fourniture de courant pour le véhicule n’est possible.
La phase B est l’étape de raccordement. Les broches 35 et 36 s’enfoncent respectivement dans les douilles 37 et 38 ce qui met à l’état actif le circuit interrupteur 40 détectant ainsi le raccordement. Le protocole de validation peut alors démarrer, le code d’identification est alors en phase de validation.
La phase C est la phase selon laquelle la jonction de la prise 31 avec l’ensemble de gestion 20 est effectuée. La demande de charge de l’accumulateur du véhicule peut être transmise si l’ensemble de gestion en donne l’autorisation.
La phase D est la phase de vérification effectuée par l’ensemble de gestion 20 pour obtenir ou non l’autorisation d’effectuer la charge du véhicule pendant un temps maximal prédéfini.
La phase E concerne l’étape de déconnexion de sorte que l’on se retrouve à la phase A.
La figure 5 montre un premier mode de réalisation du câble connexion 15.
Ce câble se compose de deux gaines 87 et 88 dans lesquelles les fils conducteurs portant la référence 90 sont logés. Ces gaines 87 et 88 s’emboîtent l’une dans l’autre comme l’indique la flèche 91. La longueur de ces gaines est telle qu’en position repliée elles permettent de loger aisément le câble 15 dans le coffre d’un véhicule. En position déployée, il est possible alors de pouvoir se connecter avec une borne 10 plus ou moins éloignée.
Selon un mode de réalisation, il est prévu un enrouleur de fils 92 au niveau d’une extrémité du câble. Cet enrouleur peut être d’un type bien connu que l’on trouve notamment dans les aspirateurs.
Le profil de ces gaines, en forme d’arc de cercle, est tel qu’elles n’amènent pas de transition brutale au niveau du sol 94 sur lequel elles sont posées, comme le montre la figure 6. Elles ne constituent pas un obstacle pour un piéton. Il n’y a pas lieu d’enjamber ces gaines et il peut poser ses chaussures 95 sur le dessus sans encombre et sans trébucher.
Ce profil permet facilement le franchissement d’objets roulants accompagnant les piétions tels que caddy et poussettes, par exemple. Ceci est illustré à la figure 7. Cette figure montre les positions successives PI, P2, P3, P4 d’une roue 98 lors du franchissement du câble 15.
La figure 8 montre un autre mode de réalisation du câble 15. Selon ce mode le câble est inséré dans un dispositif de coulissement 100. Les fils conducteurs 90 s’enroulent sur deux poulies 101 et 102 dont une, la poulie 101, peut se déplacer le long d’une glissière 105 d’une position montrée en A sur la figure 8 et, sous l’effet d’une traction exercée par l’utilisateur, cette poulie prend, sur cete même glissière, une position montrée en B et revient, sous l’effet d’un ressort non montré, à sa position initiale lorsque ladite traction ne s’exerce plus.
La figure 9 montre un troisième mode de réalisation du câble de connexion 15. Il se compose essentiellement de deux guides rigides rectilignes 201 et 202 reliés à une de leurs extrémités par une partie souple 205. Ces guides soutiennent les fils 90. En A on a représenté ces deux parties 201 et 202 en position repliée, c’est-à-dire qu’elles sont en contact l’une avec l’autre. En B, on montre le déploiement de ces parties comme le suggère la double flèche 210. En C, on représente le câble en position complètement déployée. La longueur desdits guides est compatible pour un rangement dans un coffre de voiture 1.
L’invention n’est bien entendu nullement limitée à l’exemple décrit donné à titre purement indicatif et de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l’homme de l’art sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
Notamment, au lieu d’utiliser le protocole RFID, il est possible d’utiliser les codes QR, celui-ci étant placé, au niveau de la partie de connexion 30 et le lecteur au niveau de la partie de connexion 31 de la borne 10.
Il est possible aussi de prévoir un dispositif satellite de gestion 55 constitué à partir d’un programme implémenté dans un téléphone dit intelligent du type « smartphone » qui permet à l’utilisateur de trouver une borne de connexion 10 libre à proximité de son véhicule 1. D’autres informations peuvent être rendues accessibles telles que sa consommation et les frais qu’il encourt. Ce dispositif communique avec l’ensemble de gestion 20 via Internet.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de rechargement en énergie électrique d’appareils électriques, notamment des véhicules (1) à traction électrique, système comportant au moins une borne de connexion (10) munie :
- d’au moins un connecteur de borne (12) pour un câble de connexion (15) formé, entre autres, de fils conducteurs (90) destinés à être reliés auxdits véhicules en vue d’effectuer leur charge à partir d’une source d’énergie (17),
- d’un ensemble de gestion (20) pour gérer le fonctionnement dudit système, caractérisé en ce qu’un code d’identification (CID) est rattaché audit câble de connexion (15) et en ce qu’il est prévu des moyens de transmission (22) pour transmettre ce code audit ensemble de gestion (20) en vue d’autoriser notamment la charge du véhicule rattaché audit câble de connexion.
2. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que l’ensemble de gestion est en charge de la facturation relative à un client connecté à ladite borne de connexion.
3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de transmission comprennent un circuit RFID.
4. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de transmission comprennent un lecteur de QR code.
5. Système selon l’une des revendications 1 à 4 comportant une pluralité de bornes de connexions (10...), caractérisé en ce qu’il est prévu au moins un dispositif satellite de gestion (55) affecté aux utilisateurs du système pour repérer une borne de connexion disponible en vue de charger leur véhicule.
6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif satellite est muni de moyens de transmission utilisant le réseau Internet.
7. Système selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le dispositif satellite est constitué d’un téléphone intelligent (Smartphone) auquel est rattachée une application d’accès audit système de gestion.
8. Système selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l’ensemble de gestion autorise la charge d’un appareil pour une durée limitée.
9. Système selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l’ensemble de gestion arrête la facturation pour un client qui se trouve débranché intempestivement.
10. Système selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit câble est conçu pour être transporté dans les véhicules.
11. Câble de connexion utilisable pour un système selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit câble est formé de guides rigides (201, 202) repliables sur leur longueur de sorte à avoir des dimensions compatibles à être disposé à l’intérieur de véhicule.
12. Câble de connexion utilisable pour un système selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit câble est formé d’une gaine télescopique (87, 88) entourant lesdits fils conducteurs (90) qui occupe en position repliée un encombrement compatible à être disposé à l’intérieur du véhicule et qui permet en position dépliée la connexion avec ladite borne de connexion la plus éloignée possible.
13. Câble de connexion utilisable pour un système selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les dits fils conducteurs s’enroulent au sein d’un dispositif de coulissement (100) formé d’une partie fixe (102) et d’une partie mobile (101) coulissant le long d’une glissière (105).
14. Câble de connexion utilisable pour un système selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu’il est prévu un enrouleur de fils (92) au niveau d’une extrémité du câble.
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