WO2022200497A1 - Dispositif autonome d'alimentation électrique, notamment pour charger une batterie - Google Patents

Dispositif autonome d'alimentation électrique, notamment pour charger une batterie Download PDF

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WO2022200497A1 PCT/EP2022/057765 EP2022057765W WO2022200497A1 WO 2022200497 A1 WO2022200497 A1 WO 2022200497A1 EP 2022057765 W EP2022057765 W EP 2022057765W WO 2022200497 A1 WO2022200497 A1 WO 2022200497A1
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socket
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Jacques Mouchet
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Ateq
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Definitions

  • the present invention relates to the field of autonomous power supply devices making it possible to electrically charge devices, such as a battery, and in particular a traction battery mounted in an electric or hydrogen vehicle (also designated respectively by the acronyms PEV and H2EV).
  • devices such as a battery, and in particular a traction battery mounted in an electric or hydrogen vehicle (also designated respectively by the acronyms PEV and H2EV).
  • Hydrogen vehicles and electric vehicles comprise an electric traction machine (or electric motor) which delivers engine torque to the wheels of the vehicle, this by using energy stored in a set (hereinafter called traction battery ) comprising a series of electric accumulators, which can be made according to different types of diagrams, which produce this energy from electrochemical reactions.
  • Traction battery is thus understood to mean a battery supplying in particular electricity to the electric motor of a motor vehicle.
  • Traction batteries for vehicles are generally Lithium-Ion batteries which have a good compromise between weight and electrical storage capacity.
  • the driver of a vehicle comprising a traction battery may encounter certain problems.
  • the traction battery can be completely discharged following poor management of the battery capacity by the driver (forgetting to charge the traction battery, too much assumption of the residual autonomy of the traction battery, etc.) or following prolonged non-use of the vehicle.
  • the present invention proposes to solve at least one of the drawbacks stated above and proposes a new type of device, autonomous, of electrical power supply, whether for recharging a traction battery of a vehicle or various third-party devices.
  • a device is preferably mobile.
  • the present invention is thus an autonomous power supply device, comprising:
  • the battery being configured, on the one hand, to be charged via the first socket, and, on the other hand, to recharge, via the second socket, an external device (the external device is for example a battery).
  • the device according to the invention is robust, economical to manufacture, easy to use and compact, thus allowing it to be easily brought anywhere to power different types of devices.
  • said device is configured to recharge, via the second socket, an electric battery, in particular a traction battery of a motor vehicle .
  • the device according to this embodiment finds an application particularly advantageous in electric vehicle troubleshooting, among other things by being able to directly recharge the traction battery mounted in the motor vehicle.
  • the first converter is connected to the storage battery control system of said battery, said storage battery control system regulating, via said first converter, the charge of said battery.
  • the battery control system It is advantageous for the battery control system to be able to regulate the charge, in order to avoid overheating and/or overcurrents which could damage said battery.
  • the device comprises a third converter configured to electrically supply the storage battery control system by means of said battery.
  • Said third converter is for example placed inside the casing of the battery of the device.
  • said device comprises at least one energy storage element configured to electrically supply said control system.
  • Said energy storage element is for example a battery, a supercapacitor, or a combination of these elements, and is configured to temporarily power one or more electronic components allowing the device to be started without using the main battery. .
  • Said energy storage element can be advantageously recharged during charging or discharging by the battery of said device according to the invention.
  • the device comprises a voltmeter configured to measure the value of the voltage UBAT of said battery.
  • Said voltmeter makes it possible in particular to check the state of charge of the battery of said device and allow the user to know whether the battery is sufficiently charged to allow the recharging of a traction battery or whether it is necessary to recharge said battery.
  • the visual indicator for indicating the state of charge of said battery can be one or more colored lights, bar graphs, screens or any combination of these means.
  • said device comprises at least one energy storage element configured to electrically supply said control system.
  • said device comprises thermal regulation means configured to regulate the temperature of the battery, of the first converter, of the second converter and/or of the third converter.
  • said thermal regulation means comprise heating means and/or cooling means configured respectively to heat/cool the battery, the first converter, the second converter and/or the third converter.
  • the device comprises a man-machine interface.
  • machine interface means all the elements allowing the user to interact with the device according to the invention, more particularly to control the device according to the invention and to exchange information with said device.
  • the device comprises a first switch configured to authorize or prevent the charging of the battery, a second switch configured to authorize or prevent the charging of a traction battery by the battery of said device.
  • the device according to the invention comprises at least two operating modes, mutually exclusive, selectable via the man-machine interface: a mode for charging said battery, a mode for charging an external device, such as a traction battery.
  • the device according to the invention comprises a carriage provided with wheels.
  • the device is advantageously in the form of a trolley, thus facilitating its handling by a single operator.
  • the invention also relates to a motor vehicle which comprises a device as defined above, for example a vehicle comprising 2 to 4 wheels, such as a scooter or a motorcycle.
  • FIG. 1 is a very schematic representation of a first embodiment according to the invention of a mobile device for recharging an electric battery of a motor vehicle;
  • FIG.2 is a very schematic representation of an alternative embodiment of the device of Figure 1;
  • FIG. 3a referenced [Fig. 3a], is a very schematic representation of a second embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 3b referenced [Fig. 3b], is a very schematic and enlarged representation of a relay of the device of FIG. 3a;
  • FIG. 1 is thus a very schematic representation of a first embodiment according to the invention of a mobile device 1 for recharging a traction battery of a motor vehicle.
  • said device 1 comprises:
  • control system 3a for the storage batteries of said battery 3 (control system also designated, in English, by the term “Battery Management System” and/or by the acronym “BMS”);
  • This electric battery 3 is configured, on the one hand, to be charged via the first socket 9 and, on the other hand, to recharge, via the second socket 11, the traction battery of a motor vehicle, such as an electric or hydrogen vehicle.
  • Said battery 3 is for example a lithium-ion type battery (but other types of chemistry are also possible for said battery), in particular batteries having a capacity of between 2 and 10 kWh and having voltages between 12 and 100V. More particularly, said battery 3 is advantageously arranged in a sealed metal casing, for example made of aluminum, to promote the dissipation of heat (generated in the battery) during the charging or discharging of said battery 3.
  • the first converter 5 is configured to convert a so-called “input” or "load” voltage UE coming from the first socket 9 into a DC voltage Uc, for example of 83V, which is intended to charge said battery 3 which has a so-called “nominal” voltage, for example 73V. It is recommended that the charging voltage Uc is higher than the nominal battery voltage 3, especially to optimize the charge (duration, heat dissipation, etc.) of said battery 3.
  • the voltage UE coming from the first socket 9 comes for example from a connection to a power socket (for example domestic) or to a charger for an electric car.
  • Said first converter 5 is, moreover, connected to the control system 3a of said battery 3.
  • the charging of the battery 3 by the converter 5 is regulated by the control system 3a.
  • said control system 3a is here internal to battery 3, but said system 3a can also be internal to converter 5 or more generally be external to battery 3.
  • the electrical outlet 9 can be electrically connected (actively or passively), via a connection 61, to the control system 3a, so as to allow the establishment of the connection between an electrical source, such as a standard electric car charger, and device 1.
  • an electrical source such as a standard electric car charger
  • This control system 3a can either be autonomous or integrated for example in the socket 9, the charger or any other component of the device. It will be noted that the control system 3a can also be defined as an electronic system allowing the control and charging of the various elements of an accumulator battery.
  • the control system 3a detects the connection of the source (provided that the source is suitable) and possibly configures the source and/or the battery 3 to favor the charging the battery 3 by said connected power source.
  • the intensity of the charging current is limited. , for example at 8 amps (it is thus understood that connection 61 is optional).
  • the second converter 7 is itself a DC-AC converter, therefore configured to convert the DC voltage UD delivered by the battery 3 into an alternating output voltage Us to supply the second socket 11.
  • the second converter 7 is for example an inverter or several stackable inverters thus making it possible to easily vary the current deliverable at the output of said second converter 7 at the level of the second socket 11.
  • Said device 1 also optionally comprises a third converter 13 which connects said battery 3 to a permanent electrical output 3b of said battery 3, in order to power it electrically.
  • the third converter 13 is thus configured to convert the voltage UBAT delivered by the battery 3 at the level of the output 3b into a voltage UBMS, for example between 5 and 12V, intended to supply and operate the control system 3a.
  • the third converter 13 is for example a DC-DC converter.
  • the electrical output 3b comprises two connectors, one being identified with the positive terminal of the battery 3 and the other with ground, said two connectors being connected to the input of the third converter 13, via a switch SBMS.
  • This SBMS switch is configured to switch and thus switch on or interrupt the power supply to the control system 3a of said battery 3.
  • Said third converter 13 is also connected to battery 3 at the connection connecting the positive terminal of battery 3 to the input of second converter 7.
  • a diode Di is advantageously arranged between the connector of the output 3b identifying itself with the positive terminal and the connection connecting the third converter 13 to the positive terminal of the battery 3.
  • This diode Di makes it possible to limit d possible electrical problems, in particular excessive current at the level of the connector of output 3b.
  • a diode D2 can also advantageously be arranged between the second converter 7 and the third converter 13, this diode D2 preventing in particular the rise of excessive electric currents from the connector 3b in the direction of the second converter 7.
  • the first and second sockets 9 and 11 are for example conventional sockets (for example “AC” for “alternate current” in English) depending on the country of use, or usual sockets for charging electric vehicles say type 1, type 2, "combos” or any other standard or future connection device of electric, hybrid or hydrogen vehicles.
  • the second socket 11 is in particular configured so that a vehicle recharging equipment or adapter (in English “Electric Vehicle Service Equipment” or EVSE) can be connected to it to electrically connect the device 1 to a traction battery requiring recharging. , or to the vehicle requiring recharging of its traction battery.
  • a vehicle recharging equipment or adapter in English “Electric Vehicle Service Equipment” or EVSE
  • EVSE Electric Vehicle Service Equipment
  • Said device 1 advantageously comprises a voltmeter 19 configured to measure the value of the voltage of said battery 3.
  • Said voltmeter 19 comprises for example a screen (not shown) enabling the user of said device 1 to know the value of the voltage of the battery 3. This allows the user in particular to check whether the battery 3 is discharged and whether the latter needs to be recharged before using said device 1 as a charger for a traction battery of a vehicle.
  • the screen of voltmeter 19 displaying the voltage value of battery 3 can also be replaced by one or more indicator lights indicating to the user the need to recharge said battery 3 and/or its state of charge.
  • the device 1 also comprises:
  • a first switch 15 configured to establish or interrupt the flow of a current between the first socket 9 and the first converter 5, said first switch is therefore configured to authorize or prevent the charging of the battery 3 (for example by a terminal of load connected to the first socket 9);
  • the first switch 15 includes a Ki relay and three switches Si, S2, S KI . More particularly, the first switch 15 comprises a switch S KI for controlling the relay K1 and two switches S1 and S2 arranged respectively on the cables connecting the first socket 9 to the first converter 5.
  • the second switch 17 comprises, meanwhile, a relay K2 and four switches S3, S 4 , S 5 and S K 2. More particularly, the second switch 17 comprises a switch S K 2 for controlling the relay K2, two switches S3, S 4 arranged respectively on the connections connecting the second converter 7 to the second socket 11, and a switch S 5 arranged on the connection between the input of the third converter 13 and the battery 3.
  • the first and second switches 15 and 17 comprise emergency stop switches, respectively referenced B1 and B2, controlled by a button of emergency stop (not shown) and configured to interrupt the current flowing respectively from the first socket 9 to the first converter 5, and from the second converter 7 to the second socket 11.
  • This device 1 further comprises here a man-machine interface 21 (or user interface) allowing, among other things, to start the device 1, and allowing the user to choose the mode of operation in which the device 1 must to be used.
  • the interface 21 can thus make it possible to select an operating mode from among at least three possible operating modes: a first operating mode called "standby", a second operating mode corresponding to the charging of the battery 3 of the device 1, and a third mode of operation corresponding to the charging of a battery of a motor vehicle to be repaired.
  • man-machine interface means all the elements allowing the user to interact with the device 1, and more particularly to control the device 1 and to exchange information with it. this.
  • the man-machine interface 21 comprises for example one or more of the following elements: button(s), keyboard, screen, touch screen, dial(s), indicator lights, etc.
  • the present modes of operation are mutually exclusive.
  • the first operating mode is the default operating mode when said device 1 is started.
  • the device 1 is for example started by the activation of a button of the interface 21 which closes the power supply switch SBMS of the third converter 13.
  • the closing of said SBMS switch makes it possible to electrically supply the control system 3a, thus activating the latter.
  • the switch SBMS is for example under timeout, that is to say configured to reopen after a predetermined time, in particular when the control system 3a no longer needs to be powered by the connector of the output 3b, but because it is directly powered by battery 3, in particular by DC voltage UD (voltage at output of battery 3).
  • the first and second switches 15 and 17 are also controlled by the man-machine interface 21. Thus, after having started the device 1, in the standby position, the switches Si to Ss are open, thus preventing the circulation of a current coming from or going to the battery 3.
  • the switch SKI of the relay Ki closes.
  • the relay Ki controls the closing of the switches Si and S2, which thus allows a charging current to flow from the first socket 9 to the battery 3. While the switches S3, S4, S5 and SK2 of the second relay K2 are ordered to open (or stay open).
  • the switch S K 2 of the relay K2 closes.
  • the relay K2 controls the closing of the switches S3, S4, S5 and SK2, which thus allows a charging current to flow from the second converter 7 to the second socket 11. While the switches S3, S4, S5 and SK2 of the second relay K2 are controlled to open (or remain open).
  • Figure 2 for its part, is a schematic representation of an alternative embodiment of the device of Figure 1. Identical or similar elements thus bear the same references in Figures 1 and 2 and will therefore not be again detailed.
  • said mobile device 1' for recharging a traction battery of a motor vehicle comprises an energy storage element 23, such as a battery, a rechargeable battery and /or a super capacitor, or any combination of one or more of these. Furthermore, the device 1′ does not have, at the level of the battery 3, a permanent electrical output intended to supply the control system 3a.
  • Said storage element 23 is thus connected, in particular by an S'BMS switch, to the control system 3a and is configured to electrically supply said system 3a.
  • Said storage element 23 is also connected to battery 3 and to third converter 13.
  • Said S'BMS switch is thus configured to switch on or interrupt the power supply of the control system 3a by said element 23. More particularly, the S'BMS switch configured to supply said system 3a when the device 1' starts up , until said system 3a is powered by battery 3, via third converter 13 (thus switch S'BMS is configured to close when system 3a is powered by battery 3, in particular by via the third converter 13, said switch S'BMS can also be under time delay). Furthermore, said device 1' comprises a control circuit 23a configured to regulate the charging and/or discharging of said storage element 23, in particular when recharging element 23 by battery 3 or when there is a power supply to said system 3a.
  • the operating modes described above apply to the device 1 'of Figure 2, with the only difference that the start of the device 1' causes the closing of the switch S'BMS which allows supply of the control system 3a by the storage element 23.
  • the device 1 ' comprises several diodes (not referenced) preventing the flow of current in certain directions (and their damage), in particular for the second and third converters 5 and 13 and/or for element 23.
  • FIG. 3a is a schematic representation of a second embodiment of the charging device according to the invention. Identical or similar elements thus bear the same references in FIGS. 1 to 3 and will therefore not be detailed again.
  • Said 1” device in addition to the previous embodiments and variant embodiments illustrated in Figures 1 and 2, comprises:
  • thermo regulation means 24 and 25 configured to heat and/or cool the battery 3;
  • An external electrical input 3c configured to electrically supply the control system 3a.
  • Regulating the temperature of the battery 3 during its charging and/or discharging notably allows better control of the capacity and performance of said battery 3 and also makes it possible not to degrade its state.
  • the thermal regulation means comprise a heating means 24 and a cooling means 25. These means 24 and 25 are arranged between the second converter 7 and the second switch 17, that is to say that they are electrically powered by the output of the second converter 7.
  • said regulation means comprise a source power supply independent and/or distinct from the output of the second converter.
  • the heating means 24 thus comprises a heating module 33 and a thermal switch THi making it possible to cut off the electrical supply of said heating module 33.
  • a thermal switch comprises one or more switches which open and close depending on the temperature.
  • said thermal switch TH1 is configured to be closed (that is to say to allow the power supply of said heating module 33 and therefore its triggering) for a threshold temperature Ti, for example less than 7° C. , and preferably less than 5° C., and open in the opposite case (that is to say that the heating module 33 is not powered and therefore does not operate).
  • the heating module 33 meanwhile, comprises an electric heater 35 and a means of ventilation Vi.
  • the electric radiator 35 is for example a resistive element which transforms an electric current into heat, while the ventilation means Vi, such as a fan or a fan motor unit, blows air through the electric radiator 35 to be warmed up. The flow of air thus heated is then directed towards coil 3 to heat it.
  • the cooling means 25 comprises a ventilation means V2 and a thermal switch TH2 which regulates the power supply of said ventilation means V2 according to the temperature. More particularly, the thermal switch TH2 is configured to be closed (that is to say to allow the electrical supply of said ventilation means V2 and therefore its triggering) for a threshold temperature T2, for example greater than 25° C., and preferably higher than 30° C., and open in the opposite case (that is to say that the ventilation means V2 is not supplied with electricity and therefore does not operate).
  • the threshold temperatures T1 and T2 correspond directly or indirectly to the temperature of the battery 3, directly when there is direct measurement of the temperature of the battery 3, and indirectly when there is a remote measurement of the temperature, for example in the device and close to the battery, this measurement making it possible to extrapolate the temperature of the battery.
  • the device 1 also comprises a relay K3 arranged at the level of the heating means 24, for example between the thermal switch TH1 and the heating module 33.
  • the relay K3 controls and comprises two switches S6 and S 7 and is itself controlled by the THi thermal switch. More particularly, switch S6 is arranged at the level of the first switch 15, while switch S 7 is arranged at the level of the second switch 17.
  • the switch S6 is for example arranged between the switch SK1 and the relay K1, and thus makes it possible to control the activation of the relay K1 (in cooperation with the switch SK1, more particularly when the latter is also closed) and, as a result, trigger the closing or opening of the first and second switches S1 and S2 (with the same effects and consequences as described previously).
  • the switch S 7 is for example arranged in series with the switch SK 2 , and makes it possible to control the activation of the relay K 2 (in cooperation with the switch SK 2 , plus particularly when the latter is also closed) and thus trigger the closing or opening of the third and fourth switches S3 and S 4 (with the same consequences as described previously).
  • the switches SK1 and SK2 are also arranged on a branch located between the third converter 13 and the switch SBMS, in parallel with each other.
  • the SK1 and SK2 switches in addition to controlling (as in the other embodiments described) respectively the relays K1 and K2, also manage the power supply of the third converter 13.
  • the switches SKi and SK2 thus allow the power supply of the third converter 13, and therefore of the control system 3a, in the mode stand-by operation. Switching to another mode of operation engages switches SK1 and SK2 as before, whatever the mode of operation, and third converter 13 is always powered either by output 3b or by battery 3.
  • the relay K3 is therefore configured to close when passing from a "stand-by" operating position to a charging or discharging position of the battery 3.
  • the man-machine interface 21 of the device 1 also comprises:
  • a luminous indicator H2 arranged at the level of the heating means 24 (for example in parallel with the heating module 33).
  • the luminous indicator H2 lights up if an electric current flows in said heating means 24, thus making it possible to inform the user that the heating means 24 is active.
  • a luminous indicator H3 arranged upstream of the first converter 5 (in parallel with the input of the converter 5), and preferably downstream of the second switch 17.
  • the indicator H3 thus lights up when an electric current flows in the branch containing the first converter 5, thus indicating that the battery 3 is being charged.
  • the device 1 can also include emergency stop switches, referenced B1, B2 and B3, controlled by at least one emergency stop button and configured to interrupt the current flowing respectively, from the first socket 9 to the first converter 5, from the second converter 7 to the second socket 11, and in the direction of the third converter 13 (either coming from the output 3b, or coming from the battery 3).
  • the device whatever the mode or embodiment of the invention, comprises for example a carriage 30 provided with wheels 30a, in which are housed the battery 3, the various elements previously described, such as electrical converters 5, 7 and 13.
  • the respective ventilation means V1 and V2 of said thermal regulation means 24 and 25 are configured to suck air from the bottom of the carriage 30 and then send this air flow to the top of the carriage 30, in the direction of the battery 3.
  • the air flow circulates along two opposite faces of the battery 3 before being recycled on the converters or evacuated to the outside, for example through an opening 30b as shown in Figure 4.
  • the battery can be heated with an air flow which is preferably reused to sweep the same battery. It can also be cooled with an airflow that is preferably exhausted to the outside.
  • the device comprises a temperature sensor, replacing the thermal switches, configured to measure (directly or indirectly) the temperature of the battery and allow said regulation means to be controlled. and/or relay K3 depending on the temperature of said battery.
  • the carriage may also include one or more supports for winding electrical connection cables and handles 30c to facilitate gripping of said device according to the invention.
  • the first, second and third converters can be merged into one or two converters (combined means that one converter performs the functions of two or three converters previously described).
  • the device according to the invention may comprise one or more sockets for adequately delivering electrical energy to different types of external devices (tools, welding machine, lighting means, etc.)

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Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif (1) autonome d'alimentation électrique, par exemple pour recharger une batterie de traction d'un véhicule automobile, caractérisé en ce que ledit dispositif (1) comprend : - une batterie (3) électrique comportant un système de contrôle (3a) des batteries d'accumulateurs; - un premier et un deuxième convertisseur électrique (5 et 7); - une première prise (9) électrique reliée à ladite batterie (3) par l'intermédiaire du premier convertisseur (5); - une deuxième prise (11) électrique reliée à ladite batterie (3) par l'intermédiaire du deuxième convertisseur (7); ladite batterie (3) étant configurée, d'une part, pour être chargée par l'intermédiaire de la première prise (9), et d'autre part, pour recharger, par l'intermédiaire de la deuxième prise (11), un appareil externe.

Description

Description
Titre : Dispositif autonome d’alimentation électrique, notamment pour charger une batterie
[0001] [La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs autonomes d’alimentation électrique permettant de charger électriquement des appareils, tels qu’une batterie, et notamment une batterie de traction montée dans un véhicule électrique ou à hydrogène (également désignés respectivement par les sigles PEV et H2EV).
[0002] Les véhicules à hydrogène et les véhicules électriques comportent une machine électrique de traction (ou moteur électrique) qui délivre un couple moteur sur les roues du véhicule, ceci en utilisant une énergie stockée dans un ensemble (appelé par la suite batterie de traction) comprenant une série d’accumulateurs électriques, pouvant être réalisés suivant différents types de schémas, qui produisent cette énergie à partir de réactions électrochimiques. On entend ainsi par batterie de traction, une batterie alimentant notamment en électricité le moteur électrique d’un véhicule automobile.
[0003] Les batteries de traction pour véhicules sont généralement des batteries Lithium-Ion qui présentent un bon compromis entre poids et capacité de stockage électrique.
[0004] Cependant, le conducteur d’un véhicule comportant une batterie de traction peut rencontrer certains problèmes. Par exemple, la batterie de traction peut être complètement déchargée suite à une mauvaise gestion de la capacité de la batterie par le conducteur (oubli de charger la batterie de traction, trop présumé de l’autonomie résiduelle de la batterie de traction, etc.) ou suite à la non-utilisation prolongée du véhicule.
[0005] Il est alors nécessaire de faire appel à une dépanneuse pour déplacer le véhicule jusqu’à la borne de recharge la plus proche et ainsi procéder à sa recharge.
Cela présente l’inconvénient d’être onéreux et chronophage, d’autant plus lorsque la borne de recharge est éloignée du lieu de la panne, notamment en zone rurale. De plus, une dépanneuse, en raison de son encombrement, ne peut pas toujours accéder à certains lieux, notamment en ville, par exemple dans un parking souterrain, pour remorquer le véhicule jusqu’à un lieu plus adapté.
[0006] Le même problème peut également se poser pour l’alimentation des appareils, outils, moyens d’éclairage, etc. en des lieux sans sources d’alimentation électrique.
[0007] Ainsi, la présente invention propose de résoudre au moins l’un des inconvénients énoncés ci-dessus et propose un nouveau type de dispositif, autonome, d’alimentation électrique, que cela soit pour recharger une batterie de traction d’un véhicule ou divers appareils tiers. Un tel dispositif est de préférence mobile.
[0008] La présente invention est ainsi un dispositif autonome d’alimentation électrique, comprenant :
- une batterie électrique comportant un système de contrôle des batteries d’accumulateurs ;
- un premier convertisseur électrique et un deuxième convertisseur électrique ;
- une première prise électrique reliée à ladite batterie par l’intermédiaire du premier convertisseur ;
- une deuxième prise électrique reliée à ladite batterie par l’intermédiaire du deuxième convertisseur ; ladite batterie étant configurée, d’une part, pour être chargée par l’intermédiaire de la première prise, et, d’autre part, pour recharger, par l’intermédiaire de la deuxième prise, un appareil externe (l’appareil externe est par exemple une batterie).
[0009] Le dispositif selon l’invention est robuste, économique à fabriquer, facile d’utilisation et compact, permettant ainsi de l’amener aisément en tout lieu pour alimenter électriquement différents types d’appareils.
[0010] Selon une caractéristique possible d’au moins un mode de réalisation de l’invention, ledit dispositif est configuré pour recharger, par l’intermédiaire de la deuxième prise, une batterie électrique, notamment une batterie de traction d’un véhicule automobile.
Le dispositif selon ce mode de réalisation trouve une application particulièrement avantageuse dans le dépannage de véhicule électrique, entre autres par le fait de pouvoir recharger directement la batterie de traction montée dans le véhicule automobile.
[0011] Selon une autre caractéristique possible, le premier convertisseur est relié au système de contrôle des batteries d’accumulateurs de ladite batterie, ledit système de contrôle des batteries d’accumulateurs régulant, par l’intermédiaire dudit premier convertisseur, la charge de ladite batterie.
[0012] Il est avantageux que le système de contrôle de la batterie puisse réguler la charge, afin d’éviter un échauffement et/ou des surintensités pouvant détériorer ladite batterie.
[0013] Selon une autre caractéristique possible, le dispositif comprend un troisième convertisseur configuré pour alimenter électriquement le système de contrôle des batteries d’accumulateurs au moyen de ladite batterie.
Ledit troisième convertisseur est par exemple disposé à l’intérieur de l’enveloppe de la batterie du dispositif.
[0014] Le fait que le système de contrôle de la batterie soit alimenté par la batterie elle-même permet notamment de réduire le coût de fabrication du dispositif selon l’invention.
[0015] Selon une autre caractéristique possible, ledit dispositif comprend au moins un élément de stockage d’énergie configuré pour alimenter électriquement ledit système de contrôle.
[0016] Ledit élément de stockage d’énergie est par exemple une batterie, un super condensateur, ou une combinaison de ces éléments, et est configuré pour alimenter temporairement un ou plusieurs composants électroniques permettant la mise en route du dispositif sans utiliser la batterie principale.
[0017] Ledit élément de stockage d’énergie peut être avantageusement rechargé pendant la charge ou la décharge par la batterie dudit dispositif selon l’invention.
[0018] Selon une autre caractéristique possible, le dispositif comprend un voltmètre configuré pour mesurer la valeur de la tension UBAT de ladite batterie. [0019] Ledit voltmètre permet notamment de vérifier l’état de charge de la batterie dudit dispositif et permettre à l’utilisateur de savoir si la batterie est suffisamment chargée pour permettre la recharge d’une batterie de traction où s’il est nécessaire de recharger ladite batterie. On notera que l’indicateur visuel pour indiquer l’état de charge de ladite batterie peut être un ou plusieurs voyants colorés, bargraphes, écrans ou une combinaison quelconque de ces moyens.
[0020] Selon une autre caractéristique possible, ledit dispositif comprend au moins un élément de stockage d’énergie configuré pour alimenter électriquement ledit système de contrôle.
[0021] Selon une autre caractéristique possible, ledit dispositif comprend des moyens de régulation thermique configurés pour réguler la température de la batterie, de premier convertisseur, du deuxième convertisseur et/ou du troisième convertisseur.
[0022] Selon une autre caractéristique possible, lesdits moyens de régulation thermique comprennent un moyen de chauffage et/ou un moyen de refroidissement configuré respectivement pour réchauffer/refroidir la batterie, le premier convertisseur, le deuxième convertisseur et/ou le troisième convertisseur.
Il est nécessaire de pouvoir réguler la température de batterie, celle-ci pouvant se détériorer très rapidement si celle-ci fonctionne à des températures trop faibles ou trop élevées (généralement en dessous de -5°C et au-delà de 35 °C).
[0023] Selon une autre caractéristique possible, le dispositif comprend une interface homme-machine.
On notera qu’on entend par interface homme-machine, l’ensemble des éléments permettant à l’utilisateur d’interagir avec le dispositif selon l’invention, plus particulièrement de contrôler le dispositif selon l’invention et d’échanger des informations avec ledit dispositif.
[0024] Selon une autre caractéristique possible, le dispositif comprend un premier commutateur configuré pour autoriser ou empêcher la charge de la batterie, un deuxième commutateur configuré pour autoriser ou empêcher la charge d’une batterie de traction par la batterie dudit dispositif. [0025] Selon une autre caractéristique possible, le dispositif selon l’invention comprend au moins deux modes de fonctionnement, mutuellement exclusifs, sélectionnable par l’intermédiaire de l’interface homme-machine : un mode de charge de ladite batterie, un mode de charge d’un appareil externe, tel qu’une batterie de traction.
[0026] Selon une autre caractéristique possible, le dispositif selon l’invention comprend un chariot muni de roues.
Le dispositif se présente avantageusement sous la forme d’un chariot, facilitant ainsi sa manipulation par un seul opérateur.
Notamment en permettant de tracter le dispositif sur des rampes (par exemple en permettant de décharger aisément le dispositif d’un véhicule de transport) ou de le faire rouler dans un ascenseur de parking sous-terrain, en étage, etc.
[0027] L’invention se rapporte également à un véhicule automobile qui comporte un dispositif tel que défini ci-dessus, par exemple un véhicule comprenant 2 à 4 roues, tel qu’un scooter ou un motocycle.
[0028] L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celles-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de modes de réalisation particuliers de l’invention, donnée uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- La figure 1, référencée [Fig. 1], est une représentation très schématique d’un premier mode de réalisation selon l’invention d’un dispositif mobile pour recharger une batterie électrique d’un véhicule automobile ;
- la figure 2, référencée [Fig.2], est une représentation très schématique d’une variante de réalisation du dispositif de la figure 1 ;
- la figure 3a, référencée [Fig. 3a], est une représentation très schématique d’un deuxième mode de réalisation du dispositif selon l’invention ;
- la figure 3b, référencée [Fig. 3b], est une représentation très schématique et agrandie d’un relais du dispositif de la figure 3a ;
- la figure 4, référencée [Fig. 4], est une représentation en perspective, vue de dessus, d’un des dispositifs des figures 1, 2 ou 3a.] [0029] La [Fig. 1] est ainsi une représentation très schématique d’un premier mode de réalisation selon l’invention d’un dispositif 1 mobile pour recharger une batterie de traction d’un véhicule automobile.
[0030] Plus particulièrement, ledit dispositif 1 comprend :
- une batterie 3 électrique ;
- un système de contrôle 3a des batteries d’accumulateurs de ladite batterie 3 (système de contrôle également désigné, en langue anglaise, sous le terme « Battery Management System » et/ou par le sigle « BMS ») ;
- un premier convertisseur électrique 5 ;
- un deuxième convertisseur électrique 7 ;
- une première prise 9 électrique reliée à ladite batterie 3 par l’intermédiaire du premier convertisseur 5 ;
- une deuxième prise électrique 11 reliée à ladite batterie 3 par l’intermédiaire du deuxième convertisseur 7.
Cette batterie 3 électrique est configurée, d’une part, pour être chargée par l’intermédiaire de la première prise 9 et, d’autre part, pour recharger, par l’intermédiaire de la deuxième prise 11, la batterie de traction d’un véhicule automobile, tel qu’un véhicule électrique ou à hydrogène.
[0031] Ladite batterie 3 est par exemple une batterie de type lithium-ion (mais d’autres types de chimies sont également possibles pour ladite batterie), notamment des batteries présentant une capacité comprise entre 2 et 10 kWh et présentant des tensions entre 12 et 100V. Plus particulièrement, ladite batterie 3 est avantageusement disposée dans un carter métallique étanche, par exemple fait en aluminium, pour favoriser la dissipation de la chaleur (engendrée dans la batterie) lors de la charge ou de la décharge de ladite batterie 3.
[0032] À titre d’exemple non limitatif, le premier convertisseur 5 est configuré pour convertir une tension UE, dite « d’entrée » ou « de charge » en provenance de la première prise 9 en une tension Uc continue, par exemple de 83V, qui est destinée à charger ladite batterie 3 qui présente une tension dite « nominale », par exemple de 73V. Il est recommandé que la tension de charge Uc soit supérieure à la tension nominale de la batterie 3, notamment pour optimiser la charge (durée, dissipation thermique, etc.) de ladite batterie 3.
La tension UE issue de la première prise 9 provient par exemple d’une connexion à une prise de courant (par exemple domestique) ou à un chargeur pour voiture électrique.
[0033] Ledit premier convertisseur 5 est, par ailleurs, relié au système de contrôle 3a de ladite batterie 3. Ainsi, la charge de la batterie 3 par le convertisseur 5 est régulée par le système de contrôle 3a. On notera par ailleurs que ledit système de contrôle 3a est ici interne à la batterie 3, mais ledit système 3a peut également être interne au convertisseur 5 ou plus généralement être externe à la batterie 3.
[0034] On notera également que la prise électrique 9 peut être reliée électriquement (de façon active ou passive), par l’intermédiaire d’une connexion 61, au système de contrôle 3a, de manière à permettre l’établissement de la liaison entre une source électrique, telle qu’un chargeur standard de voiture électrique, et le dispositif 1.
[0035] Ce système de contrôle 3a peut indifféremment être autonome ou intégré par exemple dans la prise 9, le chargeur ou tout autre élément constitutif du dispositif. On notera qu’on peut également définir le système de contrôle 3a comme un système électronique permettant le contrôle et la charge des différents éléments d’une batterie d’accumulateurs.
Ainsi, lorsque la prise 9 est connectée à une source d’alimentation électrique, le système de contrôle 3a détecte la connexion de la source (sous réserve que la source soit adaptée) et configure éventuellement la source et/ou la batterie 3 pour favoriser la charge de la batterie 3 par ladite source d’alimentation connectée. Dans l’éventualité où la source à laquelle on connecte le dispositif 1, par l’intermédiaire de la prise 9, ne prend pas en charge une connexion de ce type avec le système de contrôle 3a, l’intensité du courant de charge est limitée, par exemple à 8 ampères (on comprend ainsi que la connexion 61 est optionnelle).
[0036] Le deuxième convertisseur 7 est quant à lui un convertisseur continu- alternatif, donc configuré pour convertir la tension continue UD délivrée par la batterie 3 en une tension de sortie Us alternative pour alimenter la deuxième prise 11. Le deuxième convertisseur 7 est par exemple un onduleur ou plusieurs onduleurs empilables permettant ainsi de faire varier facilement le courant délivrable en sortie dudit deuxième convertisseur 7 au niveau de la deuxième prise 11.
[0037] Ledit dispositif 1 comprend en outre éventuellement un troisième convertisseur 13 qui relie ladite batterie 3 à une sortie électrique permanente 3b de ladite batterie 3, afin d’alimenter électriquement celui-ci. Le troisième convertisseur 13 est ainsi configuré pour convertir la tension UBAT délivrée par la batterie 3 au niveau de la sortie 3b en une tension UBMS, par exemple comprise entre 5 et 12V, destinée à alimenter et faire fonctionner le système de contrôle 3a. Le troisième convertisseur 13 est par exemple un convertisseur continu-continu.
[0038] Plus particulièrement, dans ce mode de réalisation, la sortie électrique 3b comprend deux connecteurs, l’un s’identifiant à la borne positive de la batterie 3 et l’autre à une masse, lesdits deux connecteurs étant reliés à l’entrée du troisième convertisseur 13, par l’intermédiaire d’un interrupteur SBMS. Cet interrupteur SBMS est configuré pour commuter et ainsi enclencher ou interrompre l’alimentation électrique du système de contrôle 3a de ladite batterie 3.
Ledit troisième convertisseur 13 est également relié à la batterie 3 au niveau de la connexion reliant la borne positive de la batterie 3 à l’entrée du deuxième convertisseur 7.
[0039] Par ailleurs, une diode Di est avantageusement disposée entre le connecteur de la sortie 3b s’identifiant à la borne positive et la connexion reliant le troisième convertisseur 13 à la borne positive de la batterie 3. Cette diode Di permet de limiter d’éventuels problèmes électriques, notamment un courant trop important au niveau du connecteur de la sortie 3b. Une diode D2 peut également être avantageusement disposée entre le deuxième convertisseur 7 et troisième convertisseur 13, cette diode D2 empêchant notamment la remontée de courants électriques trop importants du connecteur 3b en direction du deuxième convertisseur 7. [0040] Les premières et deuxième prises 9 et 11 sont par exemple des prises de courant (par exemple « AC » pour « alternate current » en langue anglaise) conventionnelles dépendant du pays d’utilisation, ou des prises usuelles de charge des véhicules électriques dites de type 1 , de type 2, « combos » ou tout autre dispositif de connexion standard ou futur des véhicules électriques, hybrides ou à hydrogène.
La deuxième prise 11 est notamment configurée pour qu’un équipement ou adaptateur de recharge du véhicule (en langue anglaise « Electric Vehicle Service Equipment » ou EVSE) puisse s’y connecter pour relier électriquement le dispositif 1 à une batterie de traction nécessitant une recharge, ou au véhicule nécessitant une recharge de sa batterie de traction.
[0041] Ledit dispositif 1 comprend avantageusement un voltmètre 19 configuré pour mesurer la valeur de la tension de ladite batterie 3. Ledit voltmètre 19 comprend par exemple un écran (non représenté) permettant à l’utilisateur dudit dispositif 1 de connaître la valeur de la tension de la batterie 3. Cela permet notamment à l’utilisateur de vérifier si la batterie 3 est déchargée et si celle-ci nécessite d’être rechargée avant d’utiliser ledit dispositif 1 en tant que chargeur d’une batterie de traction d’un véhicule.
L’écran du voltmètre 19 affichant la valeur de tension de la batterie 3 peut également être remplacé par un ou plusieurs indicateurs lumineux indiquant à l’utilisateur la nécessité de recharger ladite batterie 3 et/ou son état de charge.
[0042] Dans le mode de réalisation illustré sur cette figure 1, le dispositif 1 comporte aussi :
- un premier commutateur 15 configuré pour établir ou interrompre la circulation d’un courant entre la première prise 9 et le premier convertisseur 5, ledit premier commutateur est donc configuré pour autoriser ou empêcher la charge de la batterie 3 (par exemple par une borne de charge connectée à la première prise 9) ;
- un deuxième commutateur 17 configuré pour établir ou interrompre la circulation d’un courant entre le deuxième convertisseur 7 et la deuxième prise 11, ledit deuxième commutateur 17 est donc configuré pour autoriser ou empêcher la charge d’une batterie de traction par la batterie 3 (ou la décharge de la batterie 3). [0043] Le premier commutateur 15 comprend un relais Ki et trois interrupteurs Si, S2, SKI . Plus particulièrement, le premier commutateur 15 comprend un interrupteur SKI de commande du relais K1 et deux interrupteurs S1 et S2 disposés respectivement sur les câbles reliant la première prise 9 au premier convertisseur 5.
[0044] Le deuxième commutateur 17 comprend, quant à lui, un relais K2 et quatre interrupteurs S3, S4, S5 et SK2. Plus particulièrement, le deuxième commutateur 17 comprend un interrupteur SK2 de commande du relais K2, deux interrupteurs S3, S4 disposés respectivement sur les connexions reliant le deuxième convertisseur 7 à la deuxième prise 11, et un interrupteur S5 disposé sur la connexion entre l’entrée du troisième convertisseur 13 et la batterie 3.
[0045] On notera que, de manière facultative, et comme illustré dans ce mode de réalisation, les premier et deuxième commutateurs 15 et 17 comprennent des interrupteurs d’arrêt d’urgence, respectivement référencés B1 et B2, commandés par un bouton d’arrêt d’urgence (non représenté) et configurés pour interrompre le courant circulant respectivement, de la première prise 9 vers le premier convertisseur 5, et du deuxième convertisseur 7 vers la deuxième prise 11.
[0046] Ce dispositif 1 comprend en outre ici une interface homme-machine 21 (ou interface utilisateur) permettant, entre autres, de démarrer le dispositif 1, et permettant à l’utilisateur de choisir le mode de fonctionnement dans lequel le dispositif 1 doit être utilisé. L’interface 21 peut ainsi permettre de sélectionner un mode de fonctionnement parmi au moins trois modes de fonctionnement possibles : un premier mode de fonctionnement dit « standby », un deuxième mode de fonctionnement correspondant à la charge de la batterie 3 du dispositif 1, et un troisième mode de fonctionnement correspondant à la charge d’une batterie d’un véhicule automobile à dépanner.
[0047] On notera qu’on entend par interface homme-machine, l’ensemble des éléments permettant à l’utilisateur d’interagir avec le dispositif 1, et plus particulièrement de contrôler le dispositif 1 et d’échanger des informations avec celui-ci. L’interface homme-machine 21 comprend par exemple un ou plusieurs des éléments suivants : bouton(s), clavier, écran, écran tactile, molette(s), voyants lumineux, etc.
[0048] Les présents modes de fonctionnement sont mutuellement exclusifs. De plus le premier mode de fonctionnement est le mode de fonctionnement par défaut au démarrage dudit dispositif 1.
Ainsi, le dispositif 1 est par exemple démarré par l’activation d’un bouton de l’interface 21 qui ferme l’interrupteur SBMS d’alimentation du troisième convertisseur 13. La fermeture dudit interrupteur SBMS permet d’alimenter électriquement le système de contrôle 3a, activant ainsi ce dernier. L’interrupteur SBMS est par exemple sous temporisation, c’est-à-dire configuré pour se rouvrir au bout d’un temps prédéterminé, notamment lorsque le système de contrôle 3a n’a plus besoin d’être alimenté par le connecteur de la sortie 3b, mais parce qu’il est directement alimenté par la batterie 3, notamment par la tension continue UD (tension en sortie de batterie 3).
[0049] Les premier et deuxième commutateurs 15 et 17 sont également commandés par l’interface homme-machine 21. Ainsi, après avoir démarré le dispositif 1, en position standby, les interrupteurs Si à Ss sont ouverts, empêchant ainsi la circulation d’un courant en provenance ou en direction de la batterie 3.
[0050] Puis, lorsque le dispositif 1 passe d’un mode de fonctionnement quelconque au deuxième mode de fonctionnement, l’interrupteur SKI du relais Ki se ferme. Le relais Ki commande alors la fermeture des interrupteurs Si et S2, ce qui permet ainsi à un courant de recharge de circuler de la première prise 9 vers la batterie 3. Tandis que les interrupteurs S3, S4, S5 et SK2 du deuxième relais K2 sont commandés pour s’ouvrir (ou rester ouverts).
[0051] De plus, lorsque le dispositif 1 passe d’un mode de fonctionnement quelconque au troisième mode de fonctionnement, l’interrupteur SK2 du relais K2 se ferme. Le relais K2 commande alors la fermeture des interrupteurs S3, S4, S5 et SK2, ce qui permet ainsi à un courant de recharge de circuler du deuxième convertisseur 7 vers la deuxième prise 11. Tandis que les interrupteurs S3, S4, S5 et SK2 du deuxième relais K2 sont commandés pour s’ouvrir (ou restent ouverts).
[0052] On constate ainsi qu’il n’est pas possible de charger la batterie 3 et de l’utiliser en même temps pour charger une batterie de traction d’un véhicule automobile. Le deuxième et le troisième mode de fonctionnement sont donc mutuellement exclusifs.
[0053] La figure 2, quant à elle, est une représentation schématique d’une variante de réalisation du dispositif de la figure 1. Les éléments identiques ou similaires portent ainsi les mêmes références sur les figures 1 et 2 et ne seront donc pas à nouveau détaillés.
Ainsi, à la différence du mode de réalisation de la figure 1, ledit dispositif 1’ mobile pour recharger une batterie de traction d’un véhicule automobile comprend un élément de stockage d’énergie 23, tel qu’une pile, une batterie rechargeable et/ou un super condensateur, ou une combinaison quelconque d’un ou plusieurs de ces éléments. Par ailleurs, le dispositif 1’ est dépourvu, au niveau de la batterie 3, d’une sortie électrique permanente destinée à alimenter le système de contrôle 3a.
[0054] Ledit élément de stockage 23 est ainsi relié, notamment par un interrupteur S’BMS, au système de contrôle 3a et est configuré pour alimenter électriquement ledit système 3a.
Ledit élément de stockage 23 est également relié à la batterie 3 et au troisième convertisseur 13.
[0055] Ledit interrupteur S’BMS est ainsi configuré pour enclencher ou interrompre l’alimentation électrique du système de contrôle 3a par ledit élément 23. Plus particulièrement, l’interrupteur S’BMS configuré pour alimenter ledit système 3a au démarrage du dispositif 1’, jusqu’à ce que ledit système 3a soit alimenté par la batterie 3, par l’intermédiaire du troisième convertisseur 13 (ainsi l’interrupteur S’BMS est configuré pour se fermer lorsque le système 3a est alimenté par la batterie 3, notamment par l’intermédiaire du troisième convertisseur 13, ledit interrupteur S’BMS peut également être sous temporisation). [0056] De plus, ledit dispositif 1’ comprend un circuit de contrôle 23a configuré pour réguler la charge et/ou la décharge dudit élément de stockage 23, notamment lors de la recharge de l’élément 23 par la batterie 3 ou lorsqu’il y a alimentation électrique dudit système 3a.
[0057] On notera par ailleurs que les modes de fonctionnement décrits précédemment s’appliquent au dispositif 1’ de la figure 2, à la seule différence que le démarrage du dispositif 1’ entraîne la fermeture de l’interrupteur S’BMS qui permet l’alimentation du système de contrôle 3a par l’élément de stockage 23. En outre, comme précédemment, le dispositif 1 ’ comprend plusieurs diodes (non référencées) empêchant la circulation du courant dans certains sens (et leur endommagement), notamment pour les deuxième et troisième convertisseurs 5 et 13 et/ou pour l’élément 23.
[0058] La figure 3a, quant à elle, est une représentation schématique d’un deuxième mode de réalisation du dispositif de charge selon l’invention. Les éléments identiques ou similaires portent ainsi les mêmes références sur les figures 1 à 3 et ne seront donc pas à nouveau détaillés.
[0059] Ledit dispositif 1”, en sus des précédents modes et variantes de réalisation illustrés aux figures 1 et 2, comprend :
- des moyens de régulation thermique 24 et 25 configurés pour réchauffer et/ou refroidir la batterie 3 ;
- une entrée électrique externe 3c configurée pour alimenter électriquement le système de contrôle 3a.
[0060] La régulation de la température de la batterie 3 lors de sa charge et/ou de sa décharge permet notamment une meilleure maîtrise de la capacité et des performances de ladite batterie 3 et permet également de ne pas dégrader son état.
[0061] Plus particulièrement, les moyens de régulation thermique comprennent un moyen de chauffage 24 et un moyen de refroidissement 25. Ces moyens 24 et 25 sont disposés entre le deuxième convertisseur 7 et le deuxième commutateur 17, c’est-à-dire qu’ils sont alimentés électriquement par la sortie du deuxième convertisseur 7. Cependant, dans une variante de réalisation non représentée, lesdits moyens de régulation comprennent une source d’alimentation électrique indépendante et/ou distincte de la sortie du deuxième convertisseur.
[0062] Le moyen de chauffage 24 comprend ainsi un module de chauffage 33 et un commutateur thermique THi permettant de couper l’alimentation électrique dudit module de chauffage 33.
[0063] On notera qu’un commutateur thermique comprend un ou plusieurs interrupteurs qui s’ouvrent et se ferment en fonction de la température. Dans le cas présent, ledit commutateur thermique TH1 est configuré pour être fermé (c’est-à-dire permettre l’alimentation électrique dudit module de chauffage 33 et donc son déclenchement) pour une température seuil Ti, par exemple inférieure à 7°C, et de préférence inférieure à 5°C, et ouvert dans le cas contraire (c’est-à-dire que le module de chauffage 33 n’est pas alimenté et ne fonctionne donc pas).
[0064] Le module de chauffage 33, quant à lui, comprend un radiateur électrique 35 et un moyen de ventilation Vi. Le radiateur électrique 35 est par exemple un élément résistif qui transforme un courant électrique en chaleur, tandis que le moyen de ventilation Vi, tel qu’un ventilateur ou un groupe moto ventilateur, souffle de l’air à travers le radiateur électrique 35 pour être réchauffé. Le flux d’air ainsi réchauffé est ensuite dirigé vers la batterie 3 pour la réchauffer.
[0065] Le moyen de refroidissement 25 comprend un moyen de ventilation V2 et un commutateur thermique TH2 qui régule l’alimentation électrique dudit moyen de ventilation V2 en fonction de la température. Plus particulièrement, le commutateur thermique TH2 est configuré pour être fermé (c’est-à-dire permettre l’alimentation électrique dudit moyen de ventilation V2 et donc son déclenchement) pour une température seuil T2, par exemple supérieure à 25°C, et de préférence supérieure à 30°C, et ouvert dans le cas contraire (c’est-à- dire que le moyen de ventilation V2 n’est pas alimenté en électricité et ne fonctionne donc pas).
[0066] On notera que les températures seuils T1 et T2 correspondent directement ou indirectement à la température de la batterie 3, directement lorsqu’il y a mesure de direct de la température de la batterie 3, et indirectement lorsqu’il y a une mesure déportée de la température, par exemple dans le dispositif et à proximité de la batterie, cette mesure permettant d’extrapoler la température de la batterie.
[0067] Le dispositif 1” comprend par ailleurs un relais K3 disposé au niveau du moyen de chauffage 24, par exemple entre le commutateur thermique TH1 et le module de chauffage 33. Le relais K3 commande et comprend deux interrupteurs S6 et S7 et est lui-même commandé par le commutateur thermique THi. Plus particulièrement, l’interrupteur S6 est disposé au niveau du premier commutateur 15, tandis que l’interrupteur S7 est disposé au niveau du deuxième commutateur 17.
[0068] En effet, dès que la température dépasse la température seuil T 1 , le relais K3 s’enclenche et ferme les interrupteurs S6 et S7. La fermeture des interrupteurs S6 et S7 contribue ainsi à la circulation de courant respectivement dans le premier commutateur 15 et le deuxième commutateur 17. On notera que le relais K3 et les interrupteurs S6 et S7 qu’il commande sont plus particulièrement illustrés à la figure 3b.
[0069] Ainsi, au niveau du premier commutateur 15, l’interrupteur S6 est par exemple disposé entre l’interrupteur SK1 et le relais K1, et permet ainsi de commander l’activation du relais K1 (en coopération avec l’interrupteur SK1, plus particulièrement quand celui-ci est également fermé) et, de ce fait, déclencher la fermeture ou l’ouverture des premier et deuxième interrupteurs Si et S2 (avec les mêmes effets et conséquences que décrits précédemment).
[0070] Au niveau du deuxième commutateur 17, l’interrupteur S7 est par exemple disposé en série avec l’interrupteur SK2, et permet de commander l’activation du relais K2 (en coopération avec l’interrupteur SK2, plus particulièrement quand celui-ci est également fermé) et, ainsi déclencher la fermeture ou l’ouverture des troisième et quatrième interrupteurs S3 et S4 (avec les mêmes conséquences que décrites précédemment).
[0071] Par ailleurs, en plus des positions précédemment décrites, les interrupteurs SK1 et SK2 sont également disposés sur une branche située entre le troisième convertisseur 13 et l’interrupteur SBMS, en parallèle l’un de l’autre. Les interrupteurs SK1 et SK2, en plus de commander (comme dans les autres modes de réalisation décrits) respectivement les relais K1 et K2, gèrent également l’alimentation électrique du troisième convertisseur 13. Les interrupteurs SKi et SK2 permettent ainsi l’alimentation électrique du troisième convertisseur 13, et donc du système de contrôle 3a, dans le mode de fonctionnement « stand-by ». Le passage à un autre mode de fonctionnement enclenche les interrupteurs SK1 et SK2 comme précédemment, quel que soit le mode de fonctionnement, et le troisième convertisseur 13 est toujours alimenté soit par la sortie 3b, soit par la batterie 3.
[0072] Le relais K3 est donc configuré pour se fermer lorsqu’on passe d’une position de fonctionnement « stand-by » à une position de charge ou de décharge de la batterie 3.
[0073] L’interface homme-machine 21 du dispositif 1” comprend également :
- Un indicateur lumineux H1 disposé en amont du deuxième commutateur 17, indicateur H1 qui s’allume lorsqu’un courant électrique circule dans la deuxième prise 11, ledit indicateur H1 permettant d’indiquer que la charge est en cours à l’utilisateur du dispositif 1”.
- Un indicateur lumineux H2 disposé au niveau du moyen de chauffage 24 (par exemple en parallèle du module de chauffage 33). L’indicateur lumineux H2 s’allume si un courant électrique circule dans ledit moyen de chauffage 24, permettant ainsi d’informer l’utilisateur que le moyen de chauffage 24 est actif.
- Un indicateur lumineux H3 disposé en amont du premier convertisseur 5 (en parallèle de l’entrée du convertisseur 5), et de préférence en aval du deuxième commutateur 17. L’indicateur H3 s’allume ainsi lorsqu’un courant électrique circule dans la branche contenant le premier convertisseur 5, indiquant ainsi que la batterie 3 est en cours en charge.
[0074] De plus, le dispositif 1” peut également comprendre des interrupteurs d’arrêt d’urgence, référencés B1, B2 et B3, commandés par au moins un bouton d’arrêt d’urgence et configurés pour interrompre le courant circulant respectivement, de la première prise 9 vers le premier convertisseur 5, du deuxième convertisseur 7 vers la deuxième prise 11, et en direction du troisième convertisseur 13 (soit en provenance de la sortie 3b, soit en provenance de la batterie 3). [0075] Comme illustré à la figure 4, le dispositif, quel que soit le mode ou la variante de réalisation de l’invention, comprend par exemple un chariot 30 muni de roues 30a, dans lequel sont logés la batterie 3, les différents éléments décrits précédemment, tels que les convertisseurs électriques 5, 7 et 13.
[0076] Dans le cas du deuxième mode de réalisation, les moyens de ventilation respectifs V1 et V2 desdits moyens de régulation thermique 24 et 25 sont configurés pour aspirer l’air par le bas du chariot 30 puis envoyer ce flux d’air vers le haut du chariot 30, en direction de la batterie 3. Avantageusement, le flux d’air circule le long de deux faces opposées de la batterie 3 avant d’être recyclé sur les convertisseurs ou évacué vers l’extérieur, par exemple par une ouverture 30b comme illustrée à la figure 4. Ainsi, la batterie peut être réchauffée avec un flux d’air qui est de préférence réutilisé pour balayer cette même batterie . Elle peut également être refroidie avec un flux d’air qui est de préférence évacué vers l’extérieur.
[0077] Dans une variante de réalisation non représentée du deuxième mode de réalisation, le dispositif comprend un capteur de température, remplaçant les commutateurs thermiques, configuré pour mesurer (directement ou indirectement) la température de la batterie et permettre de commander lesdits moyens de régulation thermique et/ou le relais K3 en fonction de la température de ladite batterie.
[0078] Le chariot peut également comprendre un ou plusieurs supports permettant d’enrouler des câbles de connexion électrique et des poignées 30c pour faciliter la préhension dudit dispositif selon l’invention.
[0079] Dans une variante de réalisation non représentée, les premier, deuxième et troisième convertisseurs peuvent être confondus en un seul ou en deux convertisseurs (on entend par confondu qu’un convertisseur assure les fonctions de deux ou trois convertisseurs précédemment décrits).
[0080] Les modes de réalisation décrits ci-dessus sont des exemples d’une utilisation possible du dispositif selon l’invention dans la recharge de batteries, notamment celles montées dans un véhicule en vue de les dépanner.
[0081] Il est à noter que le dispositif selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs prises pour délivrer de manière adéquate de l’énergie électrique à différents types d’appareils externes (outils, poste de soudure, moyen d’éclairage, etc.)·

Claims

Revendications
[Revendications 1] [Dispositif (1) autonome d’alimentation électrique, caractérisé en ce que ledit dispositif (1) comprend :
- une batterie (3) électrique comportant un système de contrôle (3a) des batteries d’accumulateurs ;
- un premier convertisseur électrique (5) et un deuxième convertisseur électrique (7) ;
- une première prise (9) électrique reliée à ladite batterie (3) par l’intermédiaire du premier convertisseur (5) ;
- une deuxième prise (11) électrique reliée à ladite batterie (3) par l’intermédiaire du deuxième convertisseur (7) ; ladite batterie (3) étant configurée, d’une part, pour être chargée par l’intermédiaire de la première prise (9), et, d’autre part, pour recharger, par l’intermédiaire de la deuxième prise (11), un appareil externe.
[Revendications 2] Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il est configuré pour recharger, par l’intermédiaire de la deuxième prise (11), une batterie électrique, notamment une batterie de traction d’un véhicule automobile.
[Revendications 3] Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier convertisseur (5) est relié au système de contrôle (3a) des batteries d’accumulateurs de ladite batterie (3), ledit système de contrôle (3a) desdites batteries d’accumulateur régulant, par l’intermédiaire dudit premier convertisseur (5), la charge de ladite batterie (3).
[Revendications 4] Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un troisième convertisseur (13) configuré pour alimenter électriquement le système de contrôle (3a) des batteries d’accumulateurs au moyen de ladite batterie (3).
[Revendications 5] Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un élément de stockage d’énergie configuré pour alimenter électriquement ledit système de contrôle (3a).
[Revendications 6] Dispositif selon l’une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de régulation thermique (24, 25) configurés pour réguler la température d’au moins un parmi la batterie (3), le premier convertisseur (5), le deuxième convertisseur (7) et/ou le troisième convertisseur (13).
[Revendications 7] Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de régulation thermique comprennent un moyen de chauffage (24) et/ou un moyen de refroidissement (25).
[Revendications 8] Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une interface homme-machine (21).
[Revendications 9] Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend : un premier commutateur configuré pour autoriser ou empêcher la charge de la batterie (3), et un deuxième commutateur configuré pour autoriser ou empêcher la charge d’une batterie de traction par la batterie (3).
[Revendications 10] Dispositif selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte au moins deux modes de fonctionnement, mutuellement exclusifs, sélectionnables par l’intermédiaire de l’interface homme-machine (21) : un mode de charge de ladite batterie (3), un mode de charge d’une batterie de traction.
[Revendications 11] Dispositif selon l’une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un chariot (30) muni de roues (30a).
[Revendications 12] Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10.
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US20110055037A1 (en) * 2009-08-11 2011-03-03 Larry Hayashigawa Stored energy and charging appliance
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