WO2008046869A1 - Dispositif d'alimentation électrique pour la charge d'équipements amovibles, en particulier le chargement de batterie d'un véhicule automobile - Google Patents

Dispositif d'alimentation électrique pour la charge d'équipements amovibles, en particulier le chargement de batterie d'un véhicule automobile Download PDF

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module
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Gauthier Beauzemont
Cyriacus Adrianus Bleijs
Théophanis Calliacoudas
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Electricite De France
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Definitions

  • the present invention relates to the field of power supply devices for charging removable equipment.
  • the present invention applies in particular to the definition of an electric power delivery point, typically but not limited to an electrical terminal, for supplying a mobile electric charge, such as an electric vehicle, a vehicle plug-in hybrid, a caravan, a boat, a market display, a tool or any other equivalent equipment.
  • a mobile electric charge such as an electric vehicle, a vehicle plug-in hybrid, a caravan, a boat, a market display, a tool or any other equivalent equipment.
  • the present invention is not limited to the equipment listed above, but extends to any removable equipment with respect to the point of delivery of electrical energy, that is to say intended to be physically separated from the device. power supply.
  • FIG. 1 Diagrammatically shown in Figure 1 attached, a known power supply device for the load of removable equipment.
  • An attached device is shown in FIG. 1 which comprises a stationary power supply station 10 connected to a removable equipment 20 by a cable 30.
  • the cable 30 comprises four wires: two wires 31, 32 for conveying the electrical power signal for the load, for example a phase wire and a neutral wire, a ground wire 33 for protecting the system and a wire driver 34.
  • FIG. 1 shows diagrammatically in the feed station 10 a circuit 12 connected to the pilot wire 34 and which, via a winding 14, provides for the opening on command of switches 15, 16 associated with the wires. 31, 32.
  • the electrical source is referenced 1.
  • FIG. 1 shows diagrammatically in the equipment 20 a charging circuit 22 associated with a battery 24.
  • the device shown in FIG. 1 proves complex because it requires, on the one hand, a four-wire cable 30 because of the presence of the pilot wire 34, and, on the other hand, non-standard connectors or plugs. referenced 18 side feeder 10 and 28 equipment side 20.
  • the device illustrated in FIG. 1 using a pilot wire 34 corresponds in particular to the IEC61851 standard.
  • FIG. 2 schematically shows a device according to the teaching of document FR-A-2 701 176, intended for the verification of the charging of the batteries of an electrical apparatus such as a vehicle.
  • FIG. 2 shows a fixed power supply device 10 connected to a removable equipment 20 via a cable 30.
  • the cable 30 here comprises only three wires: two wires 31, 32 intended to carry the signal of power for the load and a ground wire 33.
  • the device represented in FIG. 2 comprises, at the stationary station 10, a central unit 40 coupled to the wires 31, 32, on the one hand by an inductive excitation loop 41 and, on the other hand, by an inductive loop of detection 42.
  • the function of the excitation loop 41 is to apply an excitation coming from the central unit 40 to at least one of the wires 31, 32.
  • the detection loop 42 in combination with a secondary detection loop 43 associated with the ground line 33, is intended to detect the response current on the ground wire 33.
  • the central unit 40 also ensures the opening on command of switches 15, 16 associated with the son 31, 32 by the
  • the removable equipment side 20 is provided with a resonant circuit 25 typically formed of a series-connected choke 26 of a capacitor 27 between the phase wire undergoing excitation and the ground wire 33.
  • FIG. 2 shows a capacitor 50 a filter placed in the removable module 20 between the son 31, 32 and coil-based filters 51, 52 arranged upstream of the charging device 22 to prohibit the transfer of the excitation signals generated by the central unit 40 and applied to the wires 31, 32 via the excitation loop 41, to the charging device itself 22.
  • the device illustrated in Figure 2 has not given rise to significant industrial and economic development.
  • the device thus described is limited in that it is only concerned with verifying the actual presence of a vehicle during the charging of the batteries, the continuity of the wire ground of the power cable and possibly the absence of leakage current.
  • the general problem posed in the context of the present invention is that of proposing a power supply device, and more precisely still a network of such power supply devices, for the charge of removable equipment, which is at the same time reliable and economic. Indeed, the success of electric vehicles and / or plug-in hybrid vehicles requires the establishment of a dense charging infrastructure meeting the reliability and economy criteria mentioned above.
  • a particular object of the present invention is in particular to propose a power supply device which makes it possible in a simple and economical way to guarantee, for protection purposes, the continuity of ground between each of the fixed power supply stations respectively chosen in a available network and each associated removable equipment, as required by the standards in force.
  • This object is achieved in the context of the present invention, thanks to a power supply device comprising:
  • At least one power supply station connected to a power supply
  • each onboard module comprises a transmitter and each power supply station comprises an associated receiver, said transmitter being adapted for generating between the earth and at least one of the power wires a periodic earth continuity test signal and control data of the charging process.
  • the present invention makes it possible to improve the reliability of the control of earth continuity by relocating, in each on-board module, that is to say in one remote location relative to the station which comprises the switches for interrupting the power supply, the signal transmitter making it possible to check the earth continuity, with regard to the state of the art illustrated in FIG. central unit 40 which emits the excitation signals is located in the station which comprises the switches for interrupting the power supply if necessary.
  • the present invention also relates to the aforementioned power supply stations and onboard modules as such.
  • FIG. 1 previously described represents a first example of known device according to the state of the art
  • FIG. 8 shows a view of a particular embodiment according to the present invention.
  • FIG. 3 shows a power supply device according to the present invention comprising a power supply station 100, preferably fixed, connected on the one hand to a power supply source 1, for example a distribution network. of alternative electrical energy, and connected on the other hand to a module 200 embedded on a removable equipment, by means of a cable 30
  • the cable 30 has three son: two son 31, 32 for conveying a power signal for the electric charge and a ground wire 33.
  • the module 200 comprises a transmitter 210 associated with a receiver 110 placed in each power supply station 100.
  • the transmitter 210 is connected between the ground line 33 and the at least one of the power wires 31, 32.
  • the transmitter 210 is adapted to generate, between the earth line 33 and at least one of the power wires 31, 32, a periodic earth continuity test signal 33 .
  • the periodic signals generated by the transmitter 210 are in the frequency range 75 to 145 kHz.
  • the transmitter 210 can be formed according to any techniques known to those skilled in the art for the generation of Online Carrier Currents or "CPL" on the ground line 33.
  • FIG. 3 shows an emitter 210 coupled respectively to the two power wires 31, 32 via capacitors 220, 222.
  • the emitter 210 is referenced with respect to the two lines 31, 32. It operates in common mode between the ground wire 33 and the two son 31, 32 which constitute the power circuit. If necessary, the transmitter 210 could be connected by such a capacitor 220 or 222 to only one of the two lines 31, 32.
  • the receiver 110 must be placed between the ground 33 and the same reference line 31 or 32 or 31 and 32 as the transmitter 210.
  • FIG. 3 there is referenced a receiver 110 coupled to the lines 31, 32 by via respective capacitors 120, 122.
  • the receiver 110 drives switches 15, 16 associated with the lines 31, 32, via a coil 14, to ensure the opening of the lines 31, 32 in the event of detection of a fault on the ground 33 or when the required load is reached.
  • the transmitter 210 also carries on the ground line 33 any signals useful for controlling the charging process, for example information representative of the chosen maximum current value, the charging time and the total energy for a load. given.
  • the transmitter 210 transmits, on the ground wire 33, the aforementioned earth continuity test signals at a period of the order of 20 ms.
  • FIG. 4 indeed shows an emitter 210 coupled to the earth line 33 inside the module 200 by inductive coupling thanks to an excitation coil 212 provided at the output of the emitter 210 and an associated coil 332 provided. on the ground wire 33.
  • Such an inductive coupling may be formed of a conventional transformer or two coils mounted on a common ferrite 214, or any equivalent assembly.
  • FIG. 4 shows a receiver 110 comprising an input winding 112 coupled to a winding 334 provided within the power supply device 100 on the ground wire 33.
  • the windings 112, 334 can be formed of a conventional transformer or two coils mounted on a common ferrite 114, or any equivalent assembly.
  • transformers 212/332 and 112/334 are advantageously tuned to the frequency used by the transmitter 210.
  • FIG. 4 also shows, at the level of each on-board module 200, two capacitors 220, 222 respectively mounted between the ground line 33 and the power signal lines 31, 32 for closing the electrical circuit at the level of the module 200 and similarly two capacitors 120, 122 respectively placed at the power supply station 100 between the ground line 33 and the power signal lines 31, 32, again to close the electrical circuit.
  • FIG. 5 shows a variant embodiment in which the injection of in-line carrier currents by the transmitter 210, on the earth line 33, at the level of the modules 200 and the detection of the same CPLs by the receiver 110.
  • the transmitter 210 is this time coupled between the ground line 33 and at least one of the power signal lines 31, 32 through the capacitors 220, 222.
  • the receiver 110 is coupled between the ground line 33 and at least one of the power lines 31, 32 via the respective capacitors 120, 122.
  • FIG. 6 the combination of a serial transmission at a module 200 and a parallel detection at the level of the an associated power supply station 100.
  • FIG. 7 shows the combination of a parallel emission at a module 200 and a series reception at an associated power supply station 100.
  • the power supply source 1 can be indifferently a network or source of alternating electric power supply single-phase or three-phase 50Hz / 60Hz
  • the present invention applies to any electric power delivery situation, both in domestic situations and in public places.
  • FIG. 8 shows a particular embodiment in accordance with the present invention.
  • FIG. 8 shows a series resonant circuit 230 connected between the earth line 33 and at least one of the power lines 31, 32, via the capacitors 220, 222.
  • the series 230 resonant circuit is formed based on a self 232 associated with the aforementioned capacitors 220, 222 and including, where appropriate, in parallel an impedance 234 for adjusting the resonance quality of the circuit.
  • the resonant circuits 130 and 230 series are preferably tuned to the frequency of the transmitter 210. They allow the passage of HF currents necessary for the transmission of data.
  • FIG. 8 shows, on the side of the on-board module 200, a filter 240 forming a plug circuit intended to prevent the transfer of the carrier currents in line coming from the transmitter 210, towards the charging circuit 22.
  • a filter 240 may be the subject of any embodiment known to those skilled in the art.
  • FIG. 8 shows, at the level of the power supply device 100, a filter 140 intended to prevent the transfer of the carrier currents in line coming from the transmitter 210, towards the power supply source 1.
  • the filter 140 may be formed of any embodiment known to those skilled in the art.
  • this filter 140 comprises a self 142, 145 placed in series on each supply line 31, 32, between the power supply 1 and the resonant circuit 130.
  • a tuning capacitor 143, 146 and an impedance 144, 147 may be provided in parallel respectively inductors 142, 145 to adjust the characteristics of the filter.
  • capacitors 148, 149 may be provided in parallel with lines 31, 32 respectively upstream and downstream of filter 140.
  • the present invention makes it possible to provide a link between on the one hand each of the power supply devices 100 of a network comprising a plurality of such devices. 100 and secondly any mobile equipment 200, via a conventional cable 30 (three-wire for single-phase (wireless pilot)) and standard connectors 180, 280 provided on a device side supply 100, the other module side 200, or even a single standard connector 180 or 280.
  • a conventional cable 30 three-wire for single-phase (wireless pilot)
  • standard connectors 180, 280 provided on a device side supply 100, the other module side 200, or even a single standard connector 180 or 280.
  • standard is meant a connector 180 and / or
  • the transmitter 210 in the removable equipment 200 and not as illustrated in FIG. 2 at each power device comprising the switches 15, 16, allows to improve the reliability of continuity detection of the earth line 33.
  • the transmitter 210 and the element 110 managing the opening of the contacts 15, 16 respectively in the equipment 200 and in the supply device 100 a permanent earth continuity 33 is required between these elements 210 and 110 to maintain the power supply on the power wires 31, 32
  • the representations given in the appended figures are diagrammatic and are in no way limiting.
  • the module 200 and the station 100 can be supplemented by any additional means required.
  • the module 200 may comprise a bus connecting the transmitter 210 to the vehicle's on-board network and notably to an on-board computer.
  • the station 100 may include a counter of the energy supplied, a circuit breaker, fuses, etc.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'alimentation électrique comprenant : au moins un poste d'alimentation électrique (100) relié à une source d'alimentation électrique (1), au moins un module (200) embarqué respectivement dans chaque équipement à charger à partir du poste d'alimentation électrique (200), et un câble (30) adapté pour relier de façon amovible le poste d'alimentation électrique (100) et chaque module (200), le câble (30) comprenant trois fils : un fil de terre (33) et deux fils (31, 32) véhiculant un signal électrique de puissance utile à la charge, caractérisé par le fait que chaque module embarqué (200) comprend un émetteur (210) et chaque poste d'alimentation électrique (100) comprend un récepteur (110) associé, l'émetteur (210) étant adapté pour générer entre le fil de terre (33) et l'un au moins des fils de puissance (31, 32) un signal périodique de test de continuité de terre et des données de commande du processus de charge.

Description

DISPOSITIF D'ALIMENTATION ELECTRIQUE POUR LA CHARGE D'EQUIPEMENTS AMOVIBLES, EN PARTICULIER LE CHARGEMENT DE BATTERIE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention concerne le domaine des dispositifs d'alimentation électrique pour la charge d'équipements amovibles.
La présente invention s'applique en particulier à la définition d'un point de livraison d'énergie électrique, formé typiquement mais non limitativement d'une borne électrique, destiné à alimenter une charge électrique mobile, tel qu'un véhicule électrique, un véhicule hybride rechargeable, une caravane, un bateau, un étalage de marché, un outillage ou tout autre équipement équivalent.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux équipements listés ci-dessus mais s'étend à tout équipement amovible par rapport au point de livraison d'énergie électrique, c'est-à-dire destiné à être séparé physiquement du dispositif d'alimentation électrique.
On a représenté schématiquement sur la figure 1 annexée, un dispositif connu d'alimentation électrique pour la charge d'équipements amovibles. On aperçoit sur la figure 1 annexée un dispositif qui comprend un poste d'alimentation électrique 10 fixe relié à un équipement amovible 20 par un câble 30.
Le câble 30 comprend quatre fils : deux fils 31, 32 destinés à véhiculer le signal électrique de puissance pour la charge, par exemple un fil de phase et un fil de neutre, un fil de terre 33 destiné à la protection du système et un fil pilote 34.
On a représenté schématiquement sur la figure 1 au sein du poste d'alimentation 10 un circuit 12 relié au fil pilote 34 et qui assure par l'intermédiaire d'un bobinage 14 l'ouverture sur commande d'interrupteurs 15, 16 associés aux fils 31, 32. Sur la figure 1, la source électrique est référencée 1. Par ailleurs, on a représenté schématiquement sur la figure 1 au sein de l'équipement 20 un circuit de charge 22 associé à une batterie 24. Le dispositif représenté sur la figure 1 s'avère complexe du fait qu'il exige d'une part, un câble 30 à quatre fils en raison de la présence du fil pilote 34, et d'autre part, des connecteurs ou prises non standards référencés 18 côté dispositif d'alimentation 10 et 28 côté équipement 20.
Le dispositif illustré sur la figure 1 exploitant un fil pilote 34 répond en particulier à la norme CEI61851.
On a représenté schématiquement sur la figure 2 un dispositif conforme à l'enseignement du document FR-A-2 701 176, destiné à la vérification de chargement des batteries d'un appareil électrique tel qu'un véhicule.
On retrouve sur la figure 2 un dispositif d'alimentation électrique fixe 10 relié à un équipement amovible 20 par l'intermédiaire d'un câble 30. Le câble 30 comprend ici seulement trois fils : deux fils 31, 32 destinés à véhiculer le signal de puissance pour la charge et un fil de terre 33.
Le dispositif représenté sur la figure 2 comprend, au niveau du poste fixe 10, une unité centrale 40 couplée aux fils 31, 32, d'une part par une boucle inductive d'excitation 41 et, d'autre part par une boucle inductive de détection 42. La boucle d'excitation 41 a pour fonction d'appliquer une excitation issue de l'unité centrale 40, sur au moins un des fils 31, 32. La boucle de détection 42, en combinaison avec une boucle de détection secondaire 43 associée à la ligne de terre 33, est destinée à détecter le courant de réponse sur le fil de masse 33. L'unité centrale 40 assure également l'ouverture sur commande d'interrupteurs 15, 16 associés aux fils 31, 32 par l'intermédiaire d'une bobine 14. Du côté équipement amovible 20, il est prévu un circuit résonant 25 formé typiquement d'une self 26 en série d'un condensateur 27 entre le fil de phase qui subit l'excitation et le fil de masse 33. On a représenté par ailleurs sur la figure 2, un condensateur 50 servant de filtre placé dans le module amovible 20 entre les fils 31, 32 et des filtres à base de bobine 51, 52 disposés en amont du dispositif de charge 22 pour interdire le transfert des signaux d'excitation générés par l'unité centrale 40 et appliqués aux fils 31, 32 via la boucle d'excitation 41, sur le dispositif de charge proprement dit 22.
Bien que prometteur dans son principe, le dispositif illustré sur la figure 2 n'a pas donné lieu à un développement industriel et économique significatif. Comme cela est indiqué dans le préambule du document FR- A-2 701 176, le dispositif ainsi décrit est limité en ce qu'il se préoccupe uniquement de vérifier la présence effective d'un véhicule pendant le chargement des batteries, la continuité du fil de masse du câble d'alimentation et éventuellement l'absence de courant de fuite. Le problème général posé dans le cadre de la présente invention est celui de proposer un dispositif d'alimentation électrique, et plus précisément encore un réseau de tels dispositifs d'alimentation électrique, pour la charge d'équipements amovibles, qui soit à la fois fiable et économique. En effet, le succès des véhicules électriques et/ou des véhicules hybrides rechargeables requiert la mise en place d'une infrastructure de recharge dense répondant aux critères de fiabilité et d'économie précités.
Un but particulier de la présente invention est notamment de proposer un dispositif d'alimentation électrique qui permette de manière simple et économique de garantir, à des fins de protection, la continuité de terre entre chacun des postes fixes d'alimentation électrique respectivement choisi dans un réseau disponible et chacun des équipements amovibles associés, comme requis par les normes en vigueur. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention, grâce à un dispositif d'alimentation électrique comprenant :
- au moins un poste d'alimentation électrique relié à une source d'alimentation électrique,
- un module embarqué respectivement dans chaque équipement à charger à partir du poste d'alimentation électrique, et
- un câble adapté pour relier de façon amovible le poste d'alimentation électrique et chaque module, ledit câble comprenant un fil de terre et des fils véhiculant un signal électrique de puissance utile à la charge (par exemple deux fils de neutre et de phase ou plus pour un cas d'alimentation multi-phasée), caractérisé par le fait que chaque module embarqué comprend un émetteur et chaque poste d'alimentation électrique comprend un récepteur associé, ledit émetteur étant adapté pour générer entre la terre et l'un au moins des fils de puissance un signal périodique de test de continuité de terre et des données de commande du processus de charge.
L'homme de l'art comprendra à la lecture de la description détaillée qui va suivre que la présente invention permet d'améliorer la fiabilité du contrôle de la continuité de terre en délocalisant, dans chaque module embarqué, c'est à dire en un lieu déporté par rapport au poste qui comporte les interrupteurs permettant d'interrompre l'alimentation électrique, l'émetteur du signal permettant de vérifier la continuité de terre, en regard de l'état de l'art illustré sur la figure 2 dans lequel l'unité centrale 40 qui émet les signaux d'excitation est localisée dans le poste qui comporte les interrupteurs permettant d'interrompre l'alimentation électrique en cas de besoin.
La présente invention concerne également les postes d'alimentation électrique et les modules embarqués précités en tant que tels.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
- la figure 1 précédemment décrite représente un premier exemple de dispositif connu conforme à l'état de la technique,
- la figure 2 précédemment décrite représente un deuxième exemple de dispositif connu conforme à l'état de la technique, - la figure 3 représente sous forme de blocs fonctionnels l'architecture générale d'un dispositif d'alimentation électrique conforme à la présente invention, - les figures 4, 5, 6 et 7 représentent schématiquement quatre variantes de dispositifs d'alimentation électrique conformes à la présente invention, et
- la figure 8 représente une vue d'un mode de réalisation particulier conforme à la présente invention.
On aperçoit sur la figure 3 un dispositif d'alimentation électrique conforme à la présente invention comprenant un poste d'alimentation électrique 100, de préférence fixe, relié d'une part à une source d'alimentation électrique 1, par exemple un réseau de distribution d'énergie électrique alternatif, et relié d'autre part à un module 200 embarqué sur un équipement amovible, par l'intermédiaire d'un câble 30 Le câble 30 possède trois fils : deux fils 31, 32 destinés à véhiculer un signal de puissance pour la charge électrique et un fil de terre 33.
Sur la figure 3 on a représenté un seul poste 100 et un seul module 200. En pratique cependant la présente invention s'applique à la charge d'un grand nombre de modules embarqués 200 à partir de l'un quelconque d'une pluralité de postes 100 organisés en réseau.
Sur la figure 3, on a schématisé au niveau du module 200, sous la référence 22 un dispositif de charge proprement dit et sous la référence 24 une batterie électrique. Le dispositif de charge 22 et la configuration de la batterie 24 peuvent faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation qui ne seront pas décrites par la suite. A titre d'exemple, la batterie 24 peut être formée d'un assemblage de cellules multiples connectées en série/parallèle. Comme indiqué précédemment, selon une caractéristique essentielle de l'invention, le module 200 comprend un émetteur 210 associé à un récepteur 110 placé dans chaque poste d'alimentation électrique 100. L'émetteur 210 est connecté entre la ligne de terre 33 et l'un au moins des fils de puissance 31, 32. L'émetteur 210 est adapté pour générer entre la ligne de terre 33 et l'un au moins des fils de puissance 31, 32, un signal périodique de test de continuité de la terre 33. De préférence, mais non limitativement, les signaux périodiques générés par l'émetteur 210 sont compris dans la gamme de fréquence de 75 à 145 kHz. A cette fin, l'émetteur 210 peut être formé selon toutes techniques connues de l'homme de l'art pour la génération de Courants Porteurs en Ligne ou « CPL » sur la ligne de terre 33.
Sur la figure 3, on a représenté un émetteur 210 couplé respectivement aux deux fils de puissance 31, 32 par l'intermédiaire de condensateurs 220, 222. Dans ce cas, l'émetteur 210 est référencé par rapport aux deux lignes 31, 32. Il fonctionne en mode commun entre le fil de terre 33 et les deux fils 31, 32 qui constituent le circuit de puissance. Le cas échéant, l'émetteur 210 pourrait être relié par un tel condensateur 220 ou 222 à l'une seulement des deux lignes 31, 32.
Bien entendu, le récepteur 110 doit être placé entre la terre 33 et la même ligne de référence 31 ou 32 ou 31 et 32 que l'émetteur 210. Sur la figure 3, on a référencé un récepteur 110 couplé aux lignes 31, 32 par l'intermédiaire de condensateurs respectifs 120, 122.
Le récepteur 110 pilote des interrupteurs 15, 16 associés aux lignes 31, 32, par l'intermédiaire d'une bobine 14, afin d'assurer l'ouverture des lignes 31, 32 en cas de détection de défaut sur la terre 33 ou lorsque la charge requise est atteinte.
L'émetteur 210 véhicule également sur la ligne de terre 33 tous signaux utiles pour le pilotage du processus de charge, par exemple des informations représentatives de la valeur maximale de courant choisie, du temps de charge et du total de l'énergie pour une charge donnée. A titre d'exemple non limitatif, l'émetteur 210 émet, sur le fil de terre 33, les signaux de tests précités de continuité de terre à une période de l'ordre de 20 ms.
L'injection des signaux périodiques de test sur la terre 33, grâce à l'émetteur 210 et la détection de ces signaux par un récepteur 110 peuvent être opérées selon toute modalité connue de l'homme de l'art, en particulier selon une modalité série (injection et détection en courant) comme représentée sur la figure 4, ou une modalité parallèle (injection et détection en tension) comme représentée sur la figure 5. On aperçoit en effet sur la figure 4, un émetteur 210 couplé à la ligne de terre 33 au sein du module 200 par un couplage inductif grâce à une bobine d'excitation 212 prévue en sortie de l'émetteur 210 et une bobine 332 associée prévue sur le fil de terre 33. Un tel couplage inductif peut être formé d'un transformateur classique ou de deux bobines montées sur une ferrite commune 214, voire tout montage équivalent.
De même, sur la figure 4 on a représenté un récepteur 110 comportant un bobinage d'entrée 112 couplé à un bobinage 334 prévu au sein du dispositif d'alimentation électrique 100 sur le fil de terre 33. Là encore, les bobinages 112, 334 peuvent être formés d'un transformateur classique ou de deux bobinages montés sur une ferrite commune 114, voire tout montage équivalent.
Les transformateurs précités 212/332 et 112/334 sont avantageusement accordés sur la fréquence utilisée par l'émetteur 210.
Sur la figure 4, on aperçoit par ailleurs, au niveau de chaque module embarqué 200 deux condensateurs 220, 222 montés respectivement entre la ligne de terre 33 et les lignes de signal de puissance 31, 32 pour fermer le circuit électrique au niveau du module 200 et de manière similaire deux condensateurs 120, 122 placés respectivement au niveau du poste d'alimentation électrique 100 entre la ligne de terre 33 et les lignes de signal de puissance 31, 32, là encore pour fermer le circuit électrique.
On a représenté sur la figure 5, une variante de réalisation dans laquelle l'injection des Courants Porteurs en Ligne par l'émetteur 210, sur la ligne de terre 33, au niveau des modules 200 et la détection des mêmes CPL par le récepteur 110 au niveau du poste d'alimentation 100, sont opérées en parallèle, c'est-à-dire entre la ligne de terre 33 et l'un au moins des fils de puissance 31, 32. A cette fin, comme on le voit sur la figure 5, l'émetteur 210 est cette fois couplé entre la ligne de terre 33 et l'une au moins des lignes de signal de puissance 31, 32 par l'intermédiaire des condensateurs 220, 222. De manière comparable, au niveau du dispositif d'alimentation électrique 100, le récepteur 110 est couplé entre la ligne de terre 33 et l'une au moins des lignes de puissance 31, 32 par l'intermédiaire des condensateurs respectifs 120, 122. Bien entendu, comme illustré sur les figures 6 et 7 on peut combiner d'une part une émission en série ou en parallèle des Courants Porteurs en Ligne de test de continuité de terre, par l'émetteur 210, avec d'autre part une détection en série ou en parallèle au niveau des modules d'alimentation électrique 100 grâce au récepteur 110. On a ainsi représenté sur la figure 6, la combinaison d'une émission série au niveau d'un module 200 et d'une détection parallèle au niveau d'un poste d'alimentation électrique associé 100.
On a représenté sur la figure 7, la combinaison d'une émission parallèle au niveau d'un module 200 et d'une réception série au niveau d'un poste d'alimentation électrique associé 100.
Dans le cadre de la présente invention, la source d'alimentation électrique 1 peut être indifféremment un réseau ou source d'alimentation électrique alternatif monophasée ou triphasée 50Hz/60Hz
(avec ou sans neutre) une source de courant continu ou tout autre réseau ou source de fourniture d'énergie électrique.
La présente invention s'applique à toute situation de livraison de courant électrique, aussi bien en situation domestique que dans des lieux publics.
On a représenté sur la figure 8 annexée, un mode de réalisation particulier conforme à la présente invention. On aperçoit sur la figure 8, un circuit résonant série 230 connecté entre la ligne de terre 33 et l'une au moins des lignes de puissance 31, 32, par l'intermédiaire des condensateurs 220, 222. Le circuit résonant série 230 est formé à base d'une self 232 associée aux condensateurs 220, 222 précités et comprenant, le cas échéant, en parallèle une impédance 234 destinée à ajuster la qualité de résonance du circuit.
On retrouve sur la figure 8, au niveau du poste d'alimentation électrique 100, un circuit résonant série similaire 130. Le circuit 130 comprend une self 132 reliée en série de la ligne de terre 33 et de l'une au moins des lignes de puissance 31, 32 par l'intermédiaire de condensateurs 120, 122. Là encore, le cas échéant, une impédance 134 peut être placée en parallèle de la self 132 pour ajuster la qualité de résonance du circuit.
Les circuits résonants série 130 et 230 sont de préférence accordés sur la fréquence de l'émetteur 210. Ils permettent le passage des courants HF nécessaires à la transmission des données.
Enfin, on a représenté sur la figure 8, du côté du module embarqué 200, un filtre 240 formant circuit bouchon destiné à interdire le transfert des courants porteurs en ligne issus de l'émetteur 210, vers le circuit de charge 22. Un tel filtre 240 peut faire l'objet de tout mode de réalisation connu de l'homme de l'art.
On a représenté sur la figure 8, un tel filtre 240 sous la forme de selfs 242, 245 placées en série respectivement sur les fils de puissance 31, 32 en amont du circuit de charge 22. Le cas échéant, il peut être prévu en parallèle de chaque self 242, 245 un condensateur d'accord 243, 246 et une impédance 244, 247 destinés à ajuster les caractéristiques du filtre. Des condensateurs de filtrage 248, 249 formant court-circuit HF peuvent être prévus en parallèle des lignes d'alimentation électriques 31, 32 respectivement en amont et en aval du filtre 240.
De même, on a représenté sur la figure 8, au niveau du dispositif d'alimentation électrique 100, un filtre 140 destiné à éviter le transfert des courants porteurs en ligne issus de l'émetteur 210, vers la source d'alimentation électrique 1.
Là encore, le filtre 140 peut être formé de tout mode de réalisation connu de l'homme de l'art.
Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, ce filtre 140 comprend une self 142, 145 placée en série sur chaque ligne d'alimentation 31, 32, entre la source d'alimentation électrique 1 et le circuit résonant 130. Le cas échéant, un condensateur d'accord 143, 146 et une impédance 144, 147 peuvent être prévus en parallèle respectivement des selfs 142, 145 afin d'ajuster les caractéristiques du filtre.
Par ailleurs, des condensateurs 148, 149 peuvent être prévus en parallèle des lignes 31, 32 respectivement en amont et en aval du filtre 140.
L'homme de l'art notera que l'utilisation d'un mode commun pour la liaison mobile 200/fixe 100, grâce aux condensateurs 220, 222 et 120, 122, et une liaison classique (différentiel entre les fils de puissance 31, 32) pour les communications réseau, permet d'améliorer le taux de réjection des deux signaux.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits mais s'étend à toute variante conforme à son esprit.
L'homme de l'art comprendra à la lecture de la description qui précède, que la présente invention permet d'assurer une liaison entre d'une part chacun des dispositifs d'alimentation électrique 100 d'un réseau comprenant une pluralité de tels dispositifs 100 et d'autre part un équipement mobile 200 quelconque, par l'intermédiaire d'un câble 30 classique (à trois fils pour du monophasé (sans fil pilote)) et de connecteurs standards 180, 280 prévus l'un côté dispositif d'alimentation 100, l'autre côté module 200, voire d'un seul connecteur standard 180 ou 280. On entend par standard, un connecteur 180 et/ou
280 classique (comprenant trois broches pour du monophasé et non pas à quatre broches comme requis selon l'état de la technique illustré sur la figure 1). Bien entendu, pour une alimentation polyphasée le nombre de fils du câble 30 et le nombre de broches du connecteur 180 et/ou 280 doit être adapté en conséquence.
L'homme de l'art comprendra également que le fait de positionner l'émetteur 210 dans l'équipement amovible 200 et non pas comme illustré sur la figure 2 au niveau de chaque dispositif d'alimentation comprenant les interrupteurs 15, 16, permet d'améliorer la fiabilité de détection de continuité de la ligne de terre 33. En effet, en positionnant l'émetteur 210 et l'élément 110 gérant l'ouverture des contacts 15, 16 respectivement dans l'équipement 200 et dans le dispositif d'alimentation 100 l'on impose une continuité de terre 33 permanente entre ces éléments 210 et 110 pour assurer le maintien de l'alimentation sur les fils de puissance 31, 32. Bien entendu les représentations données sur les figures annexées sont schématiques et ne sont en aucune façon limitatives. En pratique le module 200 et le poste 100 peuvent être complétés par tout moyen additionnel requis. A titre indicatif le module 200 peut comprendre un bus reliant l'émetteur 210 au réseau de bord d'un véhicule et notamment à un ordinateur de bord. De même le poste 100 peut comporter un compteur de l'énergie fournie, un disjoncteur, des fusibles, etc..
Par ailleurs dans le cadre de la présente invention on peut envisager de remplacer le couplage capacitif des émetteur 210 et récepteur 110 avec les fils 31 et 32, grâce aux condensateurs 220, 222 et 120, 122 par un couplage inductif.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'alimentation électrique comprenant :
- au moins un poste d'alimentation électrique (100) relié à une source d'alimentation électrique (1),
- au moins un module (200) embarqué respectivement dans chaque équipement à charger à partir du poste d'alimentation électrique (200), et
- un câble (30) adapté pour relier de façon amovible le poste d'alimentation électrique (100) et chaque module (200), le câble (30) comprenant un fil de terre (33) et des fils (31, 32) véhiculant un signal électrique de puissance utile à la charge, caractérisé par le fait que chaque module embarqué (200) comprend un émetteur (210) et chaque poste d'alimentation électrique (100) comprend un récepteur (110) associé, l'émetteur (210) étant adapté pour générer entre le fil de terre (33) et l'un au moins des fils de puissance (31, 32) un signal périodique de test de continuité de terre et des données de commande du processus de charge.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'un au moins de l'émetteur (210) ou du récepteur (110) est couplé en série sur le fil de terre (33) pour procéder à une injection et/ou une détection en courant.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'un au moins de l'émetteur (210) ou du récepteur (110) est couplé de manière inductive (212, 332 ; 112, 334) avec le fil de terre (33).
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'un au moins de l'émetteur (210) et du récepteur (110) est placé en parallèle du fil de terre et de l'un au moins des fils de puissance (31, 32) pour une injection ou une détection de tension.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'émetteur (210) ou le récepteur (110) est couplé de manière inductive ou capacitive avec un fil de puissance (31, 32).
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend une connexion équilibrée sur les fils de puissance (31, 32) par l'intermédiaire d'au moins une paire de condensateurs ou d'inductances (220, 222 ; 120, 122).
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit résonant série (230, 130) entre le fil de terre (33) et l'un au moins des fils de puissance (31, 32) au niveau de l'un au moins du module embarqué (200) et du poste d'alimentation (100).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le circuit résonant série (230, 130) comprend une self (232, 132) en série d'au moins un condensateur (220, 222 ; 120, 122), associée le cas échéant à une impédance parallèle (234, 134) ajustant la qualité de résonance du circuit.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend un filtre formant circuit bouchon au niveau de l'un au moins du module embarqué (200) et du poste d'alimentation électrique (100) pour bloquer les signaux périodiques de tests émis par l'émetteur (210).
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le filtre comprend une self (242, 245 ; 142, 145) prévue en série sur un fil de puissance (31, 32) et comprenant le cas échéant un condensateur (243, 246 ; 143, 146) et/ou une impédance (244, 247 ; 144, 147) en parallèle.
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il comprend une capacité (248, 249 ; 148, 149) en parallèle des fils de puissance (31, 32).
12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que la source d'alimentation électrique (1) est de type alternatif ou continu.
13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que l'émetteur (210) est adapté pour générer également des informations choisies dans le groupe comprenant une information représentative du courant maximal de charge admissible, un temps de charge, et une l'énergie totale de charge requise.
14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que l'émetteur (210) est adapté pour émettre des courants porteurs en ligne dans une gamme de fréquences comprise entre 75 KHz et 145 KHz.
15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que le poste d'alimentation électrique (100) comprend également des interrupteurs, pilotés par le récepteur (110) pour interrompre l'alimentation électrique lorsqu'un défaut sur la terre est détecté.
16. Poste d'alimentation électrique pour la mise en oeuvre du dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un récepteur (110) adapté pour détecter des signaux périodiques de test de continuité de terre et des données de commande du processus de charge émis par un émetteur (210) d'un module embarqué sur un équipement amovible sur un fil de terre (33).
17. Module embarqué destiné à la mise en oeuvre du dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un émetteur (210) adapté pour émettre un signal périodique de test de continuité de terre sur un fil de terre (33) et des données de commande du processus de charge.
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