FR3138885A1 - Dispositif d’interface entre des connecteur de recharge d’un système et équipement électrique externe, à alimentation sécurisée - Google Patents

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Benoit Seguin
Tetiana Salivon
Jean-Francois GAUTRU
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Abstract

Un dispositif d’interface (DIF) a un type défini par une première tension, comprend un dispositif interne (DI1) assurant une fonction interne lorsqu’il reçoit une deuxième tension, et est couplé à un équipement électrique nécessitant un courant d’alimentation et à un connecteur de recharge (CNR) d’un système (S), connecté à une ligne de contrôle (LC), un circuit de détection (CD) détectant la première tension et fournissant la deuxième tension en présence de la première tension et une ligne d’alimentation (LA) fournissant le courant d’alimentation. Ce dispositif d’interface (DIF) comprend aussi un module de contrôle (MC) propre, lorsqu’il reçoit la deuxième tension et en l’absence de signalement d’un défaut par un dispositif interne (DI1), à déclencher une variation prédéfinie de la première tension et/ou la présence d’une troisième tension prédéfinie sur la ligne de contrôle (LC), cette variation prédéfinie et/ou cette troisième tension prédéfinie déclenchant la fourniture du courant d’alimentation. Figure 2

Description

DISPOSITIF D’INTERFACE ENTRE DES CONNECTEUR DE RECHARGE D’UN SYSTÈME ET ÉQUIPEMENT ÉLECTRIQUE EXTERNE, À ALIMENTATION SÉCURISÉE Domaine technique de l’invention
L’invention concerne les dispositifs d’interface pouvant être couplés à des connecteurs de recharge de systèmes et à des équipements électriques externes nécessitant un courant d’alimentation pour fonctionner.
 Etat de la technique
Certains systèmes, comme par exemple certains véhicules (éventuellement de type automobile), comprennent une batterie qui est rechargeable sous le contrôle d’un chargeur embarqué, et un connecteur de recharge qui est couplé à ces batterie et chargeur et auquel peut être couplé temporairement un connecteur externe connecté à une source d’alimentation externe pendant une phase de recharge de cette batterie.
Comme le sait l’homme de l’art, il a été récemment proposé d’utiliser ce type de système en tant que source d’alimentation électrique d’au moins un équipement électrique externe, comme par exemple un vélo électrique, une remorque, une caravane, un barbecue ou un dispositif d’éclairage. A cet effet, on connecte au connecteur de recharge du système un dispositif d’interface auquel est couplé l’équipement électrique externe (et faisant éventuellement partie de ce dernier), et le système fournit à cet équipement électrique externe, via le connecteur de recharge et le dispositif d’interface, un courant d’alimentation qui est issu de sa batterie rechargeable.
Si l’on désire que le courant d’alimentation fourni par le système corresponde à ce dont a besoin l’équipement électrique externe, le dispositif d’interface peut avoir un type prédéfini, représenté par une première tension qui est détectable, et représentatif de ce courant d’alimentation. Le système peut alors comprendre, d’une première part, une ligne de contrôle propre à échanger des informations d’alimentation (au moins avec l’équipement électrique externe), d’une deuxième part, un circuit de détection propre à détecter la première tension (et donc le type du dispositif d’interface) et à fournir la deuxième tension en cas de détection de la première tension, et, d’une troisième part, une ligne d’alimentation propre à fournir le courant d’alimentation. On notera que ces circuit de détection, ligne de contrôle et ligne d’alimentation sont tous les trois connectés à des bornes associées du connecteur de recharge.
Certains systèmes comprennent un calculateur de recharge qui est propre à échanger des informations de recharge avec l’équipement électrique externe temporairement couplé à leur connecteur de recharge via le dispositif d’interface, et agencé de manière à déclencher la fourniture par la ligne d’alimentation du courant d’alimentation pour cet équipement électrique externe dès que le type du dispositif d’interface est détecté par le circuit de détection. Or, il peut arriver que le dispositif d’interface fasse l’objet d’un dysfonctionnement potentiellement dangereux pour un usager, tant du système que de l’équipement électrique externe devant être alimenté par ce dernier. C’est tout particulièrement le cas, bien que non exclusivement, lorsque le dysfonctionnement induit un défaut d’isolement pouvant, par exemple, entraîner une électrocution.
Il n’y a donc pas actuellement de solution connue permettant, en cas de dysfonctionnement du dispositif d’interface, d’empêcher la ligne d’alimentation de fournir du courant d’alimentation pour l’équipement électrique externe lorsque le type de ce dispositif d’interface a été détecté par le circuit de détection du système.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
 Présentation de l’invention
Elle propose notamment à cet effet un dispositif d’interface ayant un type défini par une première tension, comprenant au moins un dispositif interne assurant au moins une fonction interne lorsqu’il reçoit une deuxième tension, et propre à être couplé à au moins un équipement électrique externe nécessitant un courant d’alimentation pour fonctionner et à un connecteur de recharge équipant un système et connecté à une ligne de contrôle propre à échanger des informations d’alimentation, un circuit de détection propre à détecter la première tension et à fournir la deuxième tension en cas de détection de la première tension et une ligne d’alimentation propre à fournir le courant d’alimentation et équipant tous les trois le système.
Ce dispositif d’interface se caractérise par le fait qu’il comprend aussi un module de contrôle propre, lorsqu’il reçoit la deuxième tension et en l’absence de signalement d’un défaut par un dispositif interne, à déclencher une variation prédéfinie de la première tension et/ou la présence d’une troisième tension prédéfinie sur la ligne de contrôle, cette variation prédéfinie et/ou cette troisième tension prédéfinie étant propre(s) à déclencher dans le système la fourniture du courant d’alimentation pour le (chaque) équipement électrique externe.
Grâce à l’invention, on peut désormais empêcher la ligne d’alimentation du système de fournir du courant d’alimentation pour un équipement électrique externe lorsque le type du dispositif d’interface a été détecté par le circuit de détection, puis qu’un dysfonctionnement du dispositif d’interface a été signalé, permettant ainsi à un usager du système ou de cet équipement électrique externe de ne pas risquer d’être mis en danger.
Le dispositif d’interface selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- il peut comprendre, d’une première part, un premier composant résistif ayant une première résistance et propre à être couplé en parallèle au circuit de détection, d’une deuxième part, un deuxième composant résistif ayant une deuxième résistance et ayant deux bornes propres à être couplées respectivement à la ligne de contrôle et au circuit de détection, et, d’une troisième part, un premier organe de commande propre, lorsqu’il est placé dans un premier état prédéfini par un usager, à permettre le couplage du deuxième composant résistif à la ligne de contrôle et au circuit de détection pour participer à la définition de la première tension et/ou de la troisième tension ;
- dans un premier mode de réalisation, son module de contrôle peut comprendre, d’une part, un troisième composant résistif ayant une troisième résistance et propre à être couplé à la ligne de contrôle pour participer à la définition de la troisième tension, et, d’autre part, un premier élément de contrôle couplé à chaque dispositif interne et propre, lorsqu’il reçoit la deuxième tension et un signalement de défaut par un dispositif interne, à empêcher ce couplage du troisième composant résistif à la ligne de contrôle ;
- dans ce premier mode de réalisation, le troisième composant résistif peut être propre à être couplé en série au deuxième composant résistif ;
- dans un second mode de réalisation, son module de contrôle peut comprendre, d’une part, un organe de commutation ayant une première borne propre à être couplée au circuit de détection, une deuxième borne propre à être couplée à la ligne de contrôle et une troisième borne, la deuxième borne pouvant être couplée à la première ou troisième borne selon que l’organe de commutation reçoit une première ou seconde commande, et, d’autre part, un dispositif d’information couplé à la troisième borne et propre à être couplé au circuit de détection pour recevoir la deuxième tension, et agencé, lorsqu’il reçoit la deuxième tension et en l’absence de signalement d’un défaut par un dispositif interne, pour générer la seconde commande et fournir la troisième tension à la ligne de contrôle ;
- dans ce second mode de réalisation, la première borne peut être couplée au deuxième composant résistif ;
- en présence de la dernière sous-option, le dispositif d’information peut être agencé, lorsqu’il reçoit la deuxième tension et un signalement de défaut par un dispositif interne, pour générer la première commande de sorte que le deuxième composant résistif soit couplé à la ligne de contrôle et provoque la présence sur cette dernière d’une quatrième tension différente de la troisième tension et propre à empêcher la fourniture du courant d’alimentation par la ligne d’alimentation ;
- en variante, dans le second mode de réalisation, le dispositif d’information peut être agencé, lorsqu’il reçoit la deuxième tension et un signalement de défaut par un dispositif interne, pour générer la seconde commande et fournir à la ligne de contrôle une cinquième tension différente de la troisième tension et propre à empêcher la fourniture du courant d’alimentation par la ligne d’alimentation.
L’invention propose également un équipement électrique (externe) nécessitant un courant d’alimentation pour fonctionner et comprenant un dispositif d’interface du type de celui présenté ci-avant.
L’invention propose également un système comprenant :
- une ligne de contrôle propre à échanger des informations d’alimentation,
- un circuit de détection propre à détecter une première tension définissant un type et à fournir une deuxième tension en cas de détection de la première tension,
- une ligne d’alimentation propre à fournir un courant d’alimentation,
- un connecteur de recharge connecté au circuit de détection, ligne de contrôle et ligne d’alimentation, et
- un calculateur de recharge propre à échanger des informations d’alimentation avec au moins un équipement électrique externe nécessitant le courant d’alimentation pour fonctionner et temporairement couplé au connecteur de recharge.
Ce système se caractérise par le fait qu’en cas de couplage de son connecteur de recharge à un dispositif d’interface du type de celui présenté ci-avant et couplé au (à chaque) équipement électrique externe :
- son circuit de détection est propre à détecter une variation prédéfinie de la première tension et à signaler cette variation prédéfinie détectée au calculateur de recharge et/ou sa ligne de contrôle est propre à détecter une troisième tension prédéfinie et à signaler cette troisième tension prédéfinie détectée au calculateur de recharge, et
- son calculateur de recharge est agencé de manière à déclencher la fourniture de la deuxième tension par la ligne de contrôle en cas de détection de la première tension, et à déclencher la fourniture par la ligne d’alimentation du courant d’alimentation pour le (chaque) équipement électrique externe en cas de signalement de la détection de la variation prédéfinie et/ou de la troisième tension prédéfinie.
Par exemple, ce système peut constituer un véhicule comprenant un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant au moins une machine motrice électrique propre à être alimentée en énergie électrique par une batterie rechargeable via le connecteur de recharge.
Egalement par exemple, ce système peut constituer un véhicule de type automobile.
 Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un véhicule comprenant un GMP, à machine motrice électrique alimentée par une batterie principale rechargeable et couplée à un connecteur de recharge auquel est temporairement couplé un dispositif d’interface selon l’invention,
illustre schématiquement et fonctionnellement un premier exemple de réalisation d’un dispositif d’interface selon l’invention, faisant partie d’un câble d’alimentation électrique d’un équipement électrique externe et connecté temporairement au connecteur de recharge du véhicule de la , et
illustre schématiquement et fonctionnellement un second exemple de réalisation d’un dispositif d’interface selon l’invention, faisant partie d’un câble d’alimentation électrique d’un équipement électrique externe et connecté temporairement au connecteur de recharge d’un véhicule du type de celui de la .
 Description détaillée de l’invention
L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif d’interface DIF destiné à être couplé à au moins un équipement électrique externe EE nécessitant un courant d’alimentation pour fonctionner et à un connecteur de recharge CNR équipant un système S comprenant aussi une batterie BR, rechargeable via ce connecteur de recharge CNR, et pouvant fournir ce courant d’alimentation.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le système S est un véhicule automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré sur la . Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de système. Elle concerne en effet tout type de système comprenant un connecteur de recharge permettant de recharger une batterie rechargeable lorsqu’un dispositif d’interface ou un connecteur externe, couplé à une source d’alimentation externe, est connecté à lui. Par conséquent, le système peut être un véhicule (terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien), un appareil électrique (y compris électroménager ou grand public), une installation (y compris de type industriel), ou un bâtiment.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le système S (ici un véhicule) comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) de type tout électrique (et donc dont la motricité est assurée exclusivement par au moins une machine motrice électrique MME). Mais le GMP pourrait être de type hybride (thermique et électrique).
De plus, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la batterie BR rechargeable du système S, couplée au connecteur de recharge CNR, est chargée d’alimenter la machine motrice électrique MME du GMP, une batterie de servitude BS et un réseau de bord RB. Il s’agit donc ici d’une batterie principale (ou de traction). Mais la batterie BR pourrait fournir de l’énergie électrique pour seulement une partie des équipements précités et/ou au moins un autre équipement de son système S.
On a schématiquement représenté sur la un système S (ici un véhicule) comprenant une chaîne de transmission à GMP électrique (et donc à machine motrice électrique MME), un réseau de bord RB, une batterie de servitude BS, une batterie principale (ou de traction) BR, un convertisseur CV, et un connecteur de recharge CNR auquel est temporairement connecté un dispositif d’interface DIF selon l’invention.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la le dispositif d’interface DIF fait partie d’un câble d’alimentation électrique C2 qui fait lui-même partie d’un équipement électrique externe EE nécessitant un courant d’alimentation cal pour fonctionner. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, un dispositif d’interface DIF, selon l’invention, peut être un équipement en soi (ou adaptateur) destiné à être couplé à un connecteur de recharge CNR d’un système S et à au moins un équipement électrique externe EE (par exemple à un connecteur d’un câble d’alimentation de ce dernier (EE)).
Par exemple, un équipement électrique externe EE peut être un vélo électrique. Mais il peut s’agir de n’importe quel appareil ou équipement électrique et externe au système S, et notamment d’une remorque, d’une caravane, d’un mobil-home, d’un barbecue, ou d’un dispositif d’éclairage.
Le réseau de bord RB est un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) qui consomment de l’énergie électrique.
La batterie de servitude BS est chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord RB, en complément de celle fournie par le convertisseur CV alimenté par la batterie principale BR, et parfois à la place de ce convertisseur CV. Par exemple, cette batterie de servitude BS peut être agencée sous la forme d’une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V). Elle est rechargeable au moins par le convertisseur (de courant) CV. On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la batterie de servitude BS est de type Lithium-ion 12 V.
La machine motrice électrique MME est une machine électrique agencée de manière à fournir du couple pour déplacer le système S (ici un véhicule) lorsqu’elle est alimentée en énergie électrique par la batterie principale BR, ainsi qu’éventuellement à récupérer du couple (par exemple dans une phase de freinage récupératif).
Le convertisseur CV est aussi chargé pendant les phases de roulage du système S (ici un véhicule) de convertir une partie du courant électrique stocké dans la batterie principale BR pour alimenter en courant électrique converti le réseau de bord RB et la batterie de servitude BS (pour la recharger).
On notera, comme illustré non limitativement sur la , que le convertisseur CV peut faire partie d’un chargeur CH comprenant aussi un calculateur de recharge CA chargé, notamment, de contrôler les recharges de la batterie principale BR. Ce calculateur de recharge CA est notamment propre à échanger des informations de recharge avec le (chaque) équipement électrique externe EE temporairement couplé au connecteur de recharge CNR via le dispositif d’interface DIF.
La batterie principale (ou de traction) BR peut, par exemple, comprendre des cellules de stockage d’énergie électrique, éventuellement électrochimiques (par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd). Egalement par exemple, la batterie principale BR peut être de type basse tension (typiquement 450 V à titre illustratif). Mais elle pourrait être de type moyenne tension ou haute tension.
On notera également que la batterie principale BR est associée à un boîtier de batterie BB qui comprend notamment un calculateur de batterie CB.
Le connecteur de recharge CNR est connecté à la batterie principale BR et au chargeur CH via une ligne (ou un circuit) d’alimentation LA. Cela permet à cette dernière (LA) de fournir notamment le courant d’alimentation cal qui est nécessaire au fonctionnement d’un équipement électrique externe EE temporairement couplé au connecteur de recharge CNR via le dispositif d’interface DIF. On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la la ligne (ou le circuit) d’alimentation LA est double afin de permettre la recharge de la batterie principale BR aussi bien en mode 2 ou 3 qu’en mode 4. Mais la ligne (ou le circuit) d’alimentation LA peut être simple lorsque seules des recharges en mode 2 ou 3 sont possibles.
Le connecteur de recharge CNR est aussi connecté à une ligne de contrôle LC et un circuit de détection CD du système S.
Le circuit de détection CD est agencé de manière à notamment détecter une première tension u1 à ses bornes, laquelle est représentative du type d’un connecteur externe ou du dispositif d’interface DIF, et en particulier s’il est adapté aux recharges en mode 2, 3 ou 4 ou à l’alimentation d’au moins un équipement électrique externe EE. Il peut s’agir de ce que l’homme de l’art appelle fréquemment une ligne de proximité (ou en anglais « proximity line »).
Par ailleurs, ce circuit de détection CD est propre, lorsqu’il a été temporairement reconfiguré à cet effet par le calculateur de recharge CA, à fournir une deuxième tension u2, nécessaire au fonctionnement d’au moins un dispositif interne DIj du dispositif d’interface DIF, en cas de détection du type du dispositif d’interface DIF par le circuit de détection CD. En fait, en cas de couplage du connecteur de recharge CNR au dispositif d’interface DIF, le circuit de détection CD est propre à détecter la première tension u1 et à signaler cette dernière (u1) au calculateur de recharge CA, lequel se charge alors de déclencher une reconfiguration du circuit de détection CD (sur laquelle on reviendra plus loin), pour qu’il fournisse la deuxième tension u2 nécessaire au fonctionnement de chaque dispositif interne DIj.
Ce circuit de détection CD est de préférence couplé au chargeur CH qui contrôle les recharges, comme illustré non limitativement sur la .
La ligne de contrôle LC est agencée de manière à permettre des échanges d’information avec un connecteur externe ou un équipement électrique externe EE qui est temporairement connecté au connecteur de recharge CNR via le dispositif d’interface DIF. Il peut s’agir de ce que l’homme de l’art appelle fréquemment une ligne pilote de contrôle (ou en anglais « control pilot line » (CPL)). Elle est de préférence couplée au chargeur CH qui contrôle les recharges, comme illustré non limitativement sur la .
Comme illustré au moins partiellement sur les figures 1 à 3, un dispositif d’interface DIF, selon l’invention, comprend au moins un dispositif interne DIj et un module de contrôle MC.
Chaque dispositif interne DIj est agencé de manière à assurer au moins une fonction interne lorsqu’il reçoit la deuxième tension u2 issue du circuit de détection CD (reconfiguré) sur des bornes qui sont associées à ce circuit de détection CD. De plus, chaque dispositif interne DIj est agencé de manière à signaler un défaut de fonctionnement interne de son dispositif d’interface DIF.
Par exemple, chaque fonction interne, assurée par un dispositif interne DIj, peut être choisie parmi une fonction de contrôle du fonctionnement d’une partie au moins du dispositif d’interface DIF, une fonction de surveillance d’une partie au moins du dispositif d’interface DIF, une fonction de protection d’une partie au moins du dispositif d’interface DIF, une fonction de diagnostic de fonctionnement d’une partie au moins du dispositif d’interface DIF, et une fonction de signalisation d’au moins un état de fonctionnement d’un dispositif interne DIj. On comprendra que de telles fonctions internes sont destinées à participer à la sécurisation de la fourniture d’énergie électrique (issue du système S) à chaque équipement électrique externe EE couplé au dispositif d’interface DIF, via le câble d’alimentation électrique C2 (auquel ce dernier (DIF) appartient éventuellement).
Dans les exemples illustrés non limitativement sur les figures 2 et 3, le dispositif d’interface DIF comprend trois dispositifs internes DI1 à DI3 (j = 1 à 3) connectés en parallèle aux bornes du dispositif d’interface DIF qui sont destinées à être couplées aux bornes du connecteur de recharge CNR connectées au circuit de détection CD (pour recevoir la deuxième tension u2). Mais un dispositif d’interface DIF peut comprendre n’importe quel nombre de dispositifs internes DIj, dès lors que ce nombre est au moins égal à un (1).
Par exemple, le premier dispositif interne DI1 (j = 1) peut assurer une fonction de contrôle du fonctionnement d’une partie au moins du dispositif d’interface DIF. Il peut par exemple comprendre au moins un microcontrôleur.
Egalement par exemple, le deuxième dispositif interne DI2 (j = 2) peut assurer une fonction de surveillance et une fonction de protection d’une partie au moins du dispositif d’interface DIF. Il peut par exemple comprendre au moins un contrôleur d’isolement électrique et/ou un contrôleur de température (surveillance thermique).
Egalement par exemple, le troisième dispositif interne DI3 (j = 3) peut assurer une fonction de signalisation d’au moins un état de fonctionnement d’un dispositif interne DIj. Il peut par exemple comprendre au moins une diode électroluminescente (ou led (« light emitting diode »)).
Le module de contrôle MC est propre, lorsqu’il reçoit la deuxième tension u2 et en l’absence de signalement d’un défaut par un dispositif interne DIj, à déclencher une variation prédéfinie vp de la première tension u1 et/ou la présence d’une troisième tension prédéfinie u3 sur la ligne de contrôle LC. Cette variation prédéfinie vp et/ou cette troisième tension prédéfinie u3 est/sont propre(s) à déclencher dans le système S la fourniture du courant d’alimentation cal pour le (chaque) équipement électrique externe EE.
On comprendra que la fourniture du courant d’alimentation cal peut résulter, selon l’agencement choisi du système S, soit de la détection par le circuit de détection CD de la variation prédéfinie vp de la première tension u1, soit de la détection par la ligne de contrôle LC de la présence à ses bornes de la troisième tension prédéfinie u3, soit encore à la fois de la détection par le circuit de détection CD de la variation prédéfinie vp de la première tension u1 et de la détection par la ligne de contrôle LC de la présence à ses bornes de la troisième tension prédéfinie u3.
On comprendra également qu’en cas de couplage du connecteur de recharge CNR au dispositif d’interface DIF, le circuit de détection CD est propre à détecter la variation prédéfinie vp de la première tension et à signaler cette variation prédéfinie vp détectée au calculateur de recharge CA et/ou la ligne de contrôle LC est propre à détecter à ses bornes la troisième tension prédéfinie u3 et à signaler cette troisième tension prédéfinie u3 détectée au calculateur de recharge CA. A réception de ce(s) signalement(s), le calculateur de recharge CA se charge de déclencher la fourniture par la ligne d’alimentation LA du courant d’alimentation cal (issu de la batterie principale BR) pour le (chaque) équipement électrique externe EE (et donc via les bornes associées du dispositif d’interface DIF).
En l’absence de réception de la deuxième tension u2 par le module de contrôle MC comme en présence de la deuxième tension u2 et d’un signalement d’un défaut par un dispositif interne DIj, le dispositif d’interface DIF ne délivre pas la variation prédéfinie vp de la première tension u1 sur ses bornes qui sont couplées aux bornes du connecteur de recharge CNR associées au circuit de détection CD et/ou la troisième tension u3 sur ses bornes qui sont couplées aux bornes du connecteur de recharge CNR associées à la ligne de contrôle LC. Par conséquent, le circuit de détection CD ne peut que détecter la première tension u1 (et donc le type du dispositif d’interface DIF) et/ou la ligne de contrôle LC détecte une tension qui est différente de la troisième tension u3, ce qui est interprété par le calculateur de recharge CA comme un défaut de fonctionnement du dispositif d’interface DIF nécessitant de ne pas lui fournir le courant d’alimentation cal. Ainsi, lorsque le dispositif d’interface DIF fait l’objet d’un dysfonctionnement, un usager du système S ou d’un équipement électrique externe EE (devant être alimenté par ce dernier (S)) ne risque pas d’être mis en danger, ce qui est particulièrement avantageux. En d’autres termes, le dispositif d’interface DIF est alimenté de façon sécurisée lorsqu’il est couplé à au moins un équipement électrique externe EE et au connecteur de recharge CNR.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, le dispositif d’interface DIF peut aussi comprendre des premier CR1 et deuxième CR2 composants résistifs et un premier organe de commande OC1.
Le premier composant résistif CR1 a une première résistance r1 et est propre à être couplé en parallèle au circuit de détection CD, et plus précisément sur ses bornes couplées aux bornes du connecteur de recharge CNR qui sont associées au circuit de détection CD.
Le deuxième composant résistif CR2 a une deuxième résistance r2 et deux bornes qui sont propres à être couplées respectivement à la ligne de contrôle LC et au circuit de détection CD, et plus précisément sur des bornes qui sont couplées aux bornes du connecteur de recharge CNR associées respectivement à la ligne de contrôle LC et au circuit de détection CD.
Le premier organe de commande OC1 est propre, lorsqu’il est placé dans un premier état prédéfini par un usager, à permettre le couplage du deuxième composant résistif CR2 à la ligne de contrôle LC et au circuit de détection CD pour participer à la définition de la première tension et/ou de la troisième tension u3. On comprendra que c’est lorsque les premier CR1 et deuxième CR2 composants résistifs se retrouvent couplés simultanément au circuit de détection CD, grâce au placement du premier organe de commande OC1 dans son premier état prédéfini par l’usager, que cela provoque la définition de la première tension u1 (fonction des première r1 et deuxième r2 résistances) sur les bornes du dispositif d’interface DIF qui sont couplées aux bornes du connecteur de recharge CNR associées au circuit de détection CD.
On comprendra que le couplage des premier CR1 et deuxième CR2 composants résistifs au circuit de détection CD permet de signaler au calculateur de recharge CA que le dispositif d’interface DIF a été mis en fonctionnement, et donc en l’absence d’un tel couplage le calculateur de recharge CA en déduit que le dispositif d’interface DIF n’a pas été mis en fonctionnement et donc qu’il n’y a rien à faire (et notamment pas à déclencher la fourniture de la deuxième tension u2).
Par exemple, le premier composant résistif CR1 peut être une simple résistance. Mais en variante le premier composant résistif CR1 peut être constitué d’au moins un composant électronique.
Egalement par exemple, le deuxième composant résistif CR2 peut être une simple résistance. Mais en variante le deuxième composant résistif CR2 peut être constitué d’au moins un composant électronique.
Egalement par exemple, le premier organe de commande OC1 peut être un simple interrupteur monté en série avec le deuxième composant résistif CR2, et ayant un premier état passant (ou fermé), provoquant le couplage du deuxième composant résistif CR2 au circuit de détection CD, et un second état non passant (ou ouvert), empêchant le couplage du deuxième composant résistif CR2 au circuit de détection CD.
Dans un premier mode de réalisation illustré sur la , le module de contrôle MC peut comprendre un troisième composant résistif CR3 et un premier élément de contrôle EC1. Le troisième composant résistif CR3 a une troisième résistance r3 et est propre à être couplé à la ligne de contrôle LC pour participer à la définition de la troisième tension u3. Le premier élément de contrôle EC1 est couplé à chaque dispositif interne DIj et est agencé, lorsqu’il reçoit la deuxième tension u2 et un signalement de défaut par un dispositif interne DIj, de manière à empêcher le couplage du troisième composant résistif CR3 à la ligne de contrôle LC.
On comprendra que lorsque les premier CR1, deuxième CR2 et troisième CR3 composants résistifs sont simultanément utilisés (et donc se retrouvent couplés les uns aux autres), cela provoque la définition de la variation prédéfinie vp de la première tension u1 sur les bornes du dispositif d’interface DIF qui sont couplées aux bornes du connecteur de recharge CNR associées au circuit de détection CD, mais aussi la définition de la troisième tension u3 sur les bornes du dispositif d’interface DIF qui sont couplées aux bornes du connecteur de recharge CNR associées à la ligne de contrôle LC.
On comprendra également que lorsque le premier élément de contrôle EC1 ne reçoit pas la deuxième tension u2, ou bien reçoit la deuxième tension u2 mais pas de signalement de défaut par un dispositif interne DIj, il permet le couplage du troisième composant résistif CR3 à la ligne de contrôle LC.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la , le troisième composant résistif CR3 peut être propre à être couplé en série au deuxième composant résistif CR2 par le premier élément de contrôle EC1. Mais en variante il pourrait être couplé en parallèle.
Egalement par exemple, le troisième composant résistif CR3 peut être une simple résistance. Mais en variante le troisième composant résistif CR3 peut être constitué d’au moins un composant électronique.
Egalement par exemple, le premier élément de contrôle EC1 peut être un interrupteur ayant des premier et second états fonction de la réception ou de l’absence de réception d’un signalement de défaut. Par exemple, il peut être normalement placé dans un premier état non passant (ou ouvert), autorisant le couplage du troisième composant résistif CR3 à la ligne de contrôle LC, lorsqu’il ne reçoit pas la deuxième tension u2 ou bien lorsqu’il reçoit la deuxième tension u2 mais pas de signalement de défaut, et placé dans un second état passant (ou fermé), provoquant un court-circuit du troisième composant résistif CR3, lorsqu’il reçoit la deuxième tension u2 et un signalement de défaut.
Dans un second mode de réalisation illustré sur la , le module de contrôle MC peut comprendre un organe de commutation OC2 et un dispositif d’information DIN.
L’organe de commutation OC2 a une première borne B1 qui est propre à être couplée au circuit de détection CD, une deuxième borne B2 qui est propre à être couplée à la ligne de contrôle LC (lorsque le dispositif d’interface DIF est couplé au connecteur de recharge CNR) et une troisième borne B3. La deuxième borne B2 peut être couplée à la première borne B1 si l’organe de commutation OC2 reçoit une première commande ou bien à la troisième borne B3 si l’organe de commutation OC2 reçoit une seconde commande.
Le dispositif d’information DIN est couplé à la troisième borne B3 et est propre à être couplé au circuit de détection CD pour recevoir la deuxième tension u2. De plus, il est agencé, lorsqu’il reçoit la deuxième tension u2 et en l’absence de signalement d’un défaut par un dispositif interne DIj, pour générer la seconde commande et fournir la troisième tension u3 à la ligne de contrôle LC. On comprendra qu’une fois la seconde commande transmise à l’organe de commutation OC2, la deuxième borne B2 est couplée à la troisième borne B3, et donc le dispositif d’information DIN se retrouve couplé à la ligne de contrôle LC, ce qui lui permet alors de fournir la troisième tension u3 à la ligne de contrôle LC en l’absence de signalement d’un défaut par un dispositif interne DIj.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la , la première borne B1 peut être couplée en série au deuxième composant résistif CR2.
Dans ce cas, et à titre d’exemple, le dispositif d’information DIN peut être agencé, lorsqu’il reçoit la deuxième tension u2 et un signalement de défaut par un dispositif interne DIj, pour générer la première commande de sorte que le deuxième composant résistif CR2 soit couplé à la ligne de contrôle LC et provoque la présence sur cette dernière (LC) d’une quatrième tension u4 qui est différente de la troisième tension u3 et donc propre à empêcher la fourniture du courant d’alimentation cal par la ligne d’alimentation LA. On comprendra qu’une fois la première commande transmise à l’organe de commutation OC2, la deuxième borne B2 est couplée à la première borne B1, et donc le deuxième composant résistif CR2 se retrouve couplé à la ligne de contrôle LC, ce qui lui permet alors de participer à la définition, sur les bornes de la ligne de contrôle LC, d’une quatrième tension u4 qui est caractéristique d’un défaut de fonctionnement du dispositif d’interface DIF.
Dans une variante de réalisation, le dispositif d’information DIN peut être agencé, lorsqu’il reçoit la deuxième tension u2 et un signalement de défaut par un dispositif interne DIj, pour générer la seconde commande et fournir à la ligne de contrôle LC une cinquième tension u5 qui est différente de la troisième tension u3 et propre à empêcher la fourniture du courant d’alimentation cal par la ligne d’alimentation LA. On comprendra qu’une fois la seconde commande transmise à l’organe de commutation OC2, la deuxième borne B2 est couplée à la troisième borne B3, et donc le dispositif d’information DIN se retrouve couplé à la ligne de contrôle LC, ce qui lui permet alors de fournir à la ligne de contrôle LC une cinquième tension u5 qui est caractéristique d’un défaut de fonctionnement du dispositif d’interface DIF.
On notera que le dispositif d’information DIN peut, par exemple, comprendre un générateur de type PWM (« Pulse Width Modulation » - modulation de largeur d’impulsion), et donc délivrant des tensions à modulation de largeur d’impulsion permettant, par exemple, d’informer aussi le calculateur de recharge CA à propos de caractéristiques du dispositif d’interface DIF. Parmi ces caractéristiques, on peut notamment citer une tension cible et/ou une fréquence cible pour une puissance de sortie du courant alternatif et/ou un courant maximal supporté et/ou une puissance maximale supportée.
Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, le circuit de détection CD peut comprendre un circuit de reconfiguration CG agencé de manière à le transformer en ligne d’alimentation permettant de fournir la deuxième tension u2 au dispositif d’interface DIF, lorsque le calculateur de recharge CA l’ordonne (consécutivement à la détection de la première tension u1 (et donc du type du dispositif d’interface DIF)). On comprendra que la reconfiguration consiste à passer d’une première configuration dans laquelle le circuit de détection CD assure uniquement une fonction de détection à une seconde configuration dans laquelle le circuit de détection CD assure une fonction d’alimentation électrique ainsi qu’éventuellement une fonction de détection (pour détecter la variation prédéfinie vp).
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, le circuit de reconfiguration CG peut comprendre une source de tension ST, un quatrième composant résistif CR4 et un second organe de commande OC3.
Le quatrième composant résistif CR4 peut comprendre une première borne connectée à une voie du circuit de détection CD, et une seconde borne connectée à la source de tension ST (laquelle est alors montée en série avec le quatrième composant résistif CR4).
Par exemple, le quatrième composant résistif CR4 peut être une simple résistance. Mais en variante le quatrième composant résistif CR4 peut être constitué d’au moins un composant électronique.
Egalement par exemple, la source de tension ST peut délivrer une tension de +5 V.
Egalement par exemple, le second organe de commande OC3 est monté en parallèle avec le quatrième composant résistif CR4. Il est alors connecté aux première et seconde bornes de ce dernier (CR4). Dans ce cas, ce second organe de commande OC3 peut être un simple interrupteur ayant normalement un premier état non passant (ou ouvert), empêchant la fourniture de la deuxième tension u2 au circuit de détection CD, et un second état passant (ou fermé), court-circuitant le quatrième composant résistif CR4 et donc permettant la fourniture de la deuxième tension u2 au circuit de détection CD. Par exemple, si le second organe de commande OC3 reçoit une première commande du calculateur de recharge CA, il passe dans son premier état, et si le second organe de commande OC3 reçoit une seconde commande du calculateur de recharge CA, il passe dans son second état.

Claims (10)

  1. Dispositif d’interface (DIF) ayant un type défini par une première tension, comprenant au moins un dispositif interne (DIj) assurant au moins une fonction interne lorsqu’il reçoit une deuxième tension, et propre à être couplé à au moins un équipement électrique (EE) nécessitant un courant d’alimentation pour fonctionner et à un connecteur de recharge (CNR) équipant un système (S) et connecté à une ligne de contrôle (LC) propre à échanger des informations d’alimentation, un circuit de détection (CD) propre à détecter ladite première tension et à fournir ladite deuxième tension en cas de détection de ladite première tension et une ligne d’alimentation (LA) propre à fournir ledit courant d’alimentation et équipant ledit système (S), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un module de contrôle (MC) propre, lorsqu’il reçoit ladite deuxième tension et en l’absence de signalement d’un défaut par un dispositif interne (DIj), à déclencher une variation prédéfinie de ladite première tension et/ou la présence d’une troisième tension prédéfinie sur ladite ligne de contrôle (LC), cette variation prédéfinie et/ou cette troisième tension prédéfinie étant propre(s) à déclencher dans ledit système (S) la fourniture dudit courant d’alimentation pour ledit équipement électrique (EE).
  2. Dispositif d’interface selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend i) un premier composant résistif (CR1) ayant une première résistance et propre à être couplé en parallèle audit circuit de détection (CD), ii) un deuxième composant résistif (CR2) ayant une deuxième résistance et ayant deux bornes propres à être couplées respectivement à ladite ligne de contrôle (LC) et audit circuit de détection (CD), et iii) un premier organe de commande (OC1) propre, lorsqu’il est placé dans un premier état prédéfini par un usager, à permettre ledit couplage dudit deuxième composant résistif (CR2) à ladite ligne de contrôle (LC) et audit circuit de détection (CD) pour participer à la définition de ladite première tension et/ou de ladite troisième tension.
  3. Dispositif d’interface selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit module de contrôle (MC) comprend i) un troisième composant résistif (CR3) ayant une troisième résistance et propre à être couplé à ladite ligne de contrôle (LC) pour participer à la définition de ladite troisième tension, et ii) un premier élément de contrôle (EC1) couplé à chaque dispositif interne (DIj) et propre, lorsqu’il reçoit ladite deuxième tension et un signalement de défaut par un dispositif interne (DIj), à empêcher ledit couplage dudit troisième composant résistif (CR3) à ladite ligne de contrôle (LC).
  4. Dispositif d’interface selon la combinaison des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledit troisième composant résistif (CR3) est propre à être couplé en série audit deuxième composant résistif (CR2).
  5. Dispositif d’interface selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit module de contrôle (MC) comprend i) un organe de commutation (OC2) ayant une première borne (B1) propre à être couplée audit circuit de détection (CD), une deuxième borne (B2) propre à être couplée à ladite ligne de contrôle (LC) et une troisième borne (B3), ladite deuxième borne (B2) pouvant être couplée à ladite première (B1) ou troisième (B3) borne selon que ledit organe de commutation (OC2) reçoit une première ou seconde commande, et ii) un dispositif d’information (DIN) couplé à ladite troisième borne (B3) et propre à être couplé audit circuit de détection (CD) pour recevoir ladite deuxième tension, et agencé, lorsqu’il reçoit ladite deuxième tension et en l’absence de signalement d’un défaut par un dispositif interne (DIj), pour générer ladite seconde commande et fournir ladite troisième tension à ladite ligne de contrôle (LC).
  6. Dispositif d’interface selon la combinaison des revendications 2 et 5, caractérisé en ce que ladite première borne (B1) est couplée audit deuxième composant résistif (CR2).
  7. Dispositif d’interface selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit dispositif d’information (DIN) est agencé, lorsqu’il reçoit ladite deuxième tension et un signalement de défaut par un dispositif interne (DIj), pour générer ladite première commande de sorte que ledit deuxième composant résistif (CR2) soit couplé à ladite ligne de contrôle (LC) et provoque la présence sur cette dernière (LC) d’une quatrième tension différente de ladite troisième tension et propre à empêcher la fourniture dudit courant d’alimentation par ladite ligne d’alimentation (LA).
  8. Dispositif d’interface selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ledit dispositif d’information (DIN) est agencé, lorsqu’il reçoit ladite deuxième tension et un signalement de défaut par un dispositif interne (DIj), pour générer ladite seconde commande et fournir à ladite ligne de contrôle (LC) une cinquième tension différente de ladite troisième tension et propre à empêcher la fourniture dudit courant d’alimentation par ladite ligne d’alimentation (LA).
  9. Equipement électrique (EE) nécessitant un courant d’alimentation pour fonctionner, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif d’interface (DIF) selon l’une des revendications précédentes.
  10. Système (S) comprenant i) une ligne de contrôle (LC) propre à échanger des informations d’alimentation, ii) un circuit de détection (CD) propre à détecter une première tension définissant un type et à fournir une deuxième tension en cas de détection de ladite première tension, iii) une ligne d’alimentation (LA) propre à fournir un courant d’alimentation, iv) un connecteur de recharge (CNR) connecté auxdits circuit de détection (CD), ligne de contrôle (LC) et ligne d’alimentation (LA), et v) un calculateur de recharge (CA) propre à échanger des informations d’alimentation avec au moins un équipement électrique externe (EE) nécessitant ledit courant d’alimentation pour fonctionner et temporairement couplé audit connecteur de recharge (CNR), caractérisé en ce qu’en cas de couplage dudit connecteur de recharge (CNR) à un dispositif d’interface (DIF) selon l’une des revendications 1 à 8 et couplé audit équipement électrique externe (EE), ledit circuit de détection (CD) est propre à détecter une variation prédéfinie de ladite première tension et à signaler cette variation prédéfinie détectée audit calculateur de recharge (CA) et/ou ladite ligne de contrôle (LC) est propre à détecter une troisième tension prédéfinie et à signaler cette troisième tension prédéfinie détectée audit calculateur de recharge (CA), et en ce que ledit calculateur de recharge (CA) est agencé de manière à déclencher la fourniture de ladite deuxième tension par ladite ligne de contrôle (LC) en cas de détection de ladite première tension, et à déclencher la fourniture par ladite ligne d’alimentation (LA) dudit courant d’alimentation pour ledit équipement électrique externe (EE) en cas de signalement de la détection de ladite variation prédéfinie et/ou de ladite troisième tension prédéfinie.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150217656A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 Ford Global Technologies, Llc Portable EV Energy Transfer Apparatus and Method
CN108400642A (zh) * 2018-05-03 2018-08-14 北京新能源汽车股份有限公司 一种充放电控制方法、装置、双向充电机及电动汽车
EP3744553A1 (fr) * 2019-05-28 2020-12-02 SAIC MOTOR Corporation Limited Système de contrôle et méthode de contrôle de décharge d'un véhicule électrique

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