TITRE : VÉHICULE À CONTRÔLE DES RECHARGES D’UNE BATTERIE EN FONCTION DES ÉTATS DE CAPTEURS D’UNE PRISE DE RECHARGE EN COURANT CONTINU

5 Domaine technique de l’invention

La présente invention revendique la priorité de la demande française N ° 2002436 déposée le 12.03.2020 dont le contenu (te<te, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

L’invention concerne les véhicules ayant au moins une batterie rechargeable0 en courant continu et en courant alternatif, et plus précisément le contrôle des recharges de telles batteries.

Etat de la technique

Certains véhicules comprennent au moins une batterie qui peut être rechargée5 en courant continu et en courant alternatif (selon le choix de l’utilisateur) grâce à des première et seconde prises qui sont solidarisées fixement à une embase qu’ils comprennent dans une partie avant ou arrière. Plus précisément, la première prise de l’embase est adaptée à une recharge en courant continu et comporte généralement deux premières broches, et la seconde prise de0 l’embase est adaptée à une recharge en courant alternatif et comporte généralement au moins deux secondes broches (et le plus souvent sept broches).

Lorsque l’on veut réaliser une recharge en courant continu, respectivement alternatif, de la batterie d’un véhicule, on connecte une prise externe (par5 exemple d’un poste de recharge) à la première, respectivement seconde, prise de ce véhicule.

Les connexions et déconnexions successives des prises externes sur les broches des première et seconde prises de l’embase par lesquelles circule le courant provoquent une usure de ces broches et donc les contacts de ces0 dernières avec les prises externes deviennent de moins en moins francs. Par conséquent, lorsqu’il y a un jeu entre contacts métal/métal il peut parfois apparaître des petits arcs électriques qui peuvent générer une augmentation de la température de l’embase potentiellement dangereuse pour le véhicule, la prise de l’embase et l’utilisateur qui réalise la déconnexion de la prise externe. Il est donc important de surveiller la température de l’embase pendant chaque

5 recharge, et en particulier lorsqu’elle se fait en courant continu du fait de l’intensité importante de ce dernier.

Pour ce faire, il a été proposé d’adjoindre un premier capteur de température à chacune des deux premières broches de la première prise de l’embase par lesquelles circule le courant continu, et un second capteur de température à0 chacune des deux secondes broches de la seconde prise de l’embase par lesquelles circule le courant alternatif, et d’interrompre la recharge lorsque l’un au moins des premiers et seconds capteurs détecte une température supérieure à un seuil (typiquement égal à 90 °C). En général cette interruption est accompagnée d’un affichage (par exemple d’un voyant de service) sur un5 écran du véhicule afin de prévenir son utilisateur.

Ce mode de fonctionnement présente plusieurs inconvénients. En effet, si les quatre premiers et seconds capteurs sont simultanément défaillants, on ne peut pas disposer de mesure de température et donc il n’y aura pas d’interruption de recharge décidée en raison de la température de l’embase,0 ce qui peut s’avérer dangereux pour l’utilisateur (risque de brulure) et/ou pour le véhicule et/ou pour la borne de recharge (risque d’incendie). Par ailleurs, le capteur qui détecte une température supérieure au seuil peut faire l’objet (éventuellement temporairement) d’un dysfonctionnement. Par conséquent, une interruption de recharge peut être décidée à tort du fait de ce5 dysfonctionnement, ce qui peut être dommageable pour l’utilisateur puisqu’il va récupérer un véhicule dont la batterie n’aura pas été rechargée et donc possiblement inutilisable si son groupe motopropulseur est tout électrique. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation. 0 Présentation de l’invention

Elle propose notamment à cet effet un véhicule comprenant au moins une batterie rechargeable et une embase à laquelle sont solidarisées fixement, d’une part, une première prise adaptée à une recharge de la batterie en courant continu et comportant deux premières broches pourvues chacune d’un premier capteur mesurant la température, et, d’autre part, une seconde prise adaptée à une recharge de la batterie en courant alternatif et comportant deux secondes broches pourvues chacune d’un second capteur mesurant la température.

5 Ce véhicule se caractérise par le fait qu’il comprend aussi au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant, pendant une recharge avec la première prise, à à :

- détecter une défaillance simultanée desdits premiers capteurs par une analyse de leurs signaux,0 - puis déclencher une interruption de cette recharge lorsque lesdits premiers capteurs sont simultanément détectés défaillants.

Ainsi, lors d’une recharge en courant continu on évite tout risque d’échauffement anormal de l’embase (compte tenu de l’importance du courant qui circule dans la première prise), car on considère que la défaillance5 simultanée des deux premiers capteurs est très improbable en l’absence de dysfonctionnement au niveau de cette première prise.

Le véhicule selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :

- son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les0 opérations consistant à déclencher un signalement à un passager du véhicule de l’interruption de recharge ;

- son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant, en cas de défaillance d’au moins un premier ou second capteur pendant une durée supérieure à un seuil temporel, à déclencher un5 signalement à un passager du véhicule ;

- son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant, en cas de défaillance d’au moins un premier ou second capteur, à déclencher un stockage dans une mémoire d’un code de défaut associé à chaque capteur défaillant ; 0 - son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à déclencher le stockage dans la mémoire du code de défaut associé à chaque capteur défaillant en correspondance d’une durée de défaillance de ce dernier ; - son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant, pendant une recharge avec la seconde prise, à déclencher une interruption de cette recharge lorsque les seconds capteurs sont défaillants et que la température mesurée par au moins un premier

5 capteur est supérieure à un seuil de température ou les premiers capteurs sont aussi défaillants ;

- chacun des premiers et seconds capteurs peut mesurer la température de l’embase ;

- il peut être de type automobile. 0 L’invention propose également un procédé destiné à permettre le contrôle de la recharge d’une batterie rechargeable d’un véhicule comprenant aussi une embase à laquelle sont solidarisées fixement, d’une part, une première prise adaptée à une recharge de la batterie en courant continu et comportant deux premières broches pourvues chacune d’un premier capteur mesurant la5 température, et, d’autre part, une seconde prise adaptée à une recharge de la batterie en courant alternatif et comportant deux secondes broches pourvues chacune d’un second capteur mesurant la température.

Ce procédé se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle:

- dans une première sous-étape on détecte que les deux premiers capteurs0 sont simultanément défaillants par une analyse de leurs signaux,

- puis dans une seconde sous-étape on interrompt une recharge avec ladite première prise lorsque lesdits premiers capteurs sont détectés défaillants, quelle que soit la température mesurée par au moins un second capteur. L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant5 un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en oeuvre un procédé de contrôle du type de celui présenté ci-avant pour contrôler la recharge d’une batterie rechargeable d’un véhicule comprenant aussi une embase à laquelle sont solidarisées fixement, d’une part, une première prise adaptée à une recharge de la batterie en courant0 continu et comportant deux premières broches pourvues chacune d’un premier capteur mesurant la température, et, d’autre part, une seconde prise adaptée à une recharge de la batterie en courant alternatif et comportant deux secondes broches pourvues chacune d’un second capteur mesurant la température. Brève description des figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :

5 [Fig. 1] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un véhicule selon l’invention,

[Fig. 2] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’une embase de recharge couplée à un module d’alimentation comprenant un exemple de réalisation d’un calculateur de contrôle, et 0 [Fig. 3] illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en oeuvre un procédé de contrôle de recharge selon l’invention.

Description détaillée de l’invention

L’invention a notamment pour but de proposer un véhicule V comprenant au5 moins une batterie BR pouvant être rechargée en courant continu ou en courant alternatif de façon contrôlée, de manière à éviter les surchauffes de son embase de recharge ER.

Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré sur0 la figure 1 . Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant un groupe motopropulseur (ou GMP) tout électrique ou hybride et comprenant au moins une batterie rechargeable en courant continu ou en courant alternatif selon le choix de l’utilisateur. Ainsi, elle concerne les véhicules terrestres (véhicules utilitaires,5 camping-cars, minibus, cars, camions, motocyclettes, engins de voirie, engins de chantier, engins agricoles, engins de loisir (motoneige, kart), engins à chenille(s), et engins d’exploration à équipage), les bateaux et les aéronefs, par exemple.

Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que0 le GMP du véhicule V est tout électrique. Il comprend donc au moins une machine motrice électrique produisant notamment du couple pour ses déplacements à partir de l’énergie stockée dans une batterie rechargeable. Mais le GMP du véhicule V pourrait être hybride et donc comprendre au moins une machine motrice électrique et au moins une machine motrice non électrique (éventuellement thermique).

On a schématiquement représenté sur la figure 1 un véhicule V, selon

5 l’invention, comprenant une chaîne de transmission (ici à GMP tout électrique), une embase (de recharge) ER comprenant des première P1 et seconde P2 prises, et au moins un processeur PR et au moins une mémoire MD.

Comme illustré non limitativement, le GMP du véhicule V comprend ici une machine motrice MM électrique, associée à une batterie BR rechargeable, et0 un dispositif de couplage DC. De plus, la chaîne de transmission comprend notamment, en complément de son GMP, un arbre moteur AM et un arbre de transmission AT.

La machine motrice MM électrique est chargée de produire du couple sur ordre d’un calculateur de supervision du GMP (non illustré), à partir de l’énergie qui5 est stockée dans la batterie BR. Elle (MM) délivre ce couple sur l’arbre moteur AM qui est aussi couplé au dispositif de couplage DC. Ce couple est ici produit pour un train de roues motrices (ici le premier train T1) qui est couplé au dispositif de couplage DC via l’arbre de transmission AT. Le couple produit est donc ici transmis au premier train T1 lorsque le dispositif de couplage DC0 couple l’arbre moteur AM à l’arbre de transmission AT.

Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 le premier train T 1 est situé à l’avant du véhicule V, et de préférence, et comme illustré, couplé à l’arbre de transmission AT via un différentiel (ici avant) D1 . Mais dans une variante ce train T1 pourrait être celui référencé T2 qui est situé à l’arrière du5 véhicule V.

Le dispositif de couplage DC peut, par exemple, être une boîte de démultiplication de régime d’arbre. Mais il pourrait aussi s’agir d’un crabot ou d’un embrayage.

La batterie BR est rechargeable en courant continu ou en courant alternatif0 (selon le choix de l’utilisateur), via un module d’alimentation MA qui est connecté à l’embase (de recharge) ER. Par exemple, cette batterie BR peut être de type basse tension (typiquement 220 V ou 400 V ou encore 600 V). Mais elle pourrait aussi être de type moyenne tension ou très basse tension (typiquement 48V).

Cette batterie BR alimente aussi, comme illustré non limitativement sur la figure

1 , des équipements électriques du véhicule V qui sont, par exemple, connectés

5 à un réseau de bord RB. A cet effet, la batterie BR est, ici, couplée au réseau de bord RB via un convertisseur CV de type DC/DC, ainsi qu’éventuellement via un module de distribution d’énergie MDE.

La première prise P1 est solidarisée fixement à l’embase ER et est adaptée à une recharge de la batterie BR en courant continu. Comme illustré sur la figure0 2, elle comprend deux premières broches B1 pourvues chacune d’un premier capteur C1 mesurant la température localement et par lesquelles circule le courant continu.

La seconde prise P2 est solidarisée fixement à l’embase ER et est adaptée à une recharge de la batterie BR en courant alternatif. Comme illustré sur la5 figure 2, elle comprend notamment deux secondes broches B2 pourvues chacune d’un second capteur C2 mesurant la température localement et par lesquelles circule le courant alternatif. On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 2 la seconde prise P2 comprend sept broches, dont les deux secondes broches B2, du fait qu’elle constitue une prise de type0 CCS2 (mais l’invention s’applique quel que soit le type de prise).

De préférence, chacun des premiers C1 et seconds C2 capteurs mesure la température de l’embase ER.

Le module d’alimentation MA assure l’interface entre la batterie BR et l’embase ER. Il est chargé de contrôler l’alimentation de la batterie BR lors de chaque5 phase de recharge pendant laquelle une prise externe (par exemple d’un poste de recharge) est connectée soit à la première prise P1 , soit à la seconde prise P2.

Le processeur PR et la mémoire MD sont agencés pour effectuer les opérations consistant, pendant une recharge avec la première prise P1 , à0 déclencher l’interruption de cette recharge lorsque les deux premiers capteurs C1 sont défaillants, quelle que soit la température mesurée par au moins un second capteur C2. On considère ici qu’un capteur est (dans un état) défaillant lorsque, après analyse de son signal, le processeur PR détermine par exemple :

- que ce signal n’est plus fournit, signifiant plus de mesure de température, ou

- que ce signal est en dehors d’une plage de valeurs prédéterminées, ou

- que évolution de ce signal est anormale, par exemple une évolution trop

5 brusque.

Ainsi, ce n’est qu’à condition que les deux premiers capteurs C1 soient simultanément dans un état défaillant pendant une recharge en courant continu que l’on interrompt automatiquement cette recharge. La défaillance simultanée des deux premiers capteurs C1 étant très improbable en0 l’absence de dysfonctionnement au niveau de la première prise P1 , on décide d’éviter tout risque d’échauffement anormal de l’embase ER, compte tenu de l’importance du courant qui circule dans la première prise P1. Par conséquent, il n’y a plus de risque de brulure de l’utilisateur ou d’incendie du véhicule V. 5 Le processeur PR peut, par exemple, être un processeur de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)). Ce processeur PR peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une0 opération électrique ou électronique. Ainsi, il peut, par exemple, s’agir d’un microcontrôleur.

La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en oeuvre par le processeur PR d’une partie au moins du procédé de contrôle décrit plus loin (et donc de ses fonctionnalités). 5 On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le processeur PR et la mémoire MD font partie d’un calculateur CA qui fait lui- même partie du module d’alimentation MA et qui est réalisé sous la forme d’une combinaison de circuits ou composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou « software »). Mais dans une variante0 de réalisation non illustrée le processeur PR et la mémoire MD pourraient faire partie d’un calculateur, éventuellement dédié au contrôle des recharges en fonction de l’état des premier C1 et second C2 capteurs, et externe au module d’alimentation MA, bien qu’étant couplé à ce dernier (MA) pour l’informer des interruptions de recharge décidées.

On notera également que si le processeur PR détecte que seul l’un des deux premiers capteurs C1 est défaillant il va continuer à analyser la température mesurée par l’autre premier capteur C1 (non défaillant) et donc décidera

5 d’interrompre la recharge en courant continu si cette température mesurée est supérieure à un seuil de température.

Par exemple, le seuil de température peut être compris entre 80 °C et 100°C. Ainsi, il peut, par exemple, être choisi égal à 90 °C.

On notera également que le processeur PR et la mémoire MD sont0 préférentiellement agencés pour effectuer les opérations consistant à déclencher un signalement à un passager du véhicule V de l’interruption de recharge (en courant continu comme en courant alternatif).

On comprendra que ce signalement a lieu lorsque l’utilisateur décide de se servir de nouveau de son véhicule V après la recharge de sa batterie BR.5 Par exemple, ce signalement peut se faire par affichage d’un témoin de service ou d’un message textuel d’avertissement dédié sur un écran du véhicule V, comme par exemple celui du tableau de bord ou celui du combiné central, et/ou par diffusion d’un message sonore (ou audio) dédié via au moins un haut- parleur présent dans le véhicule V. 0 On notera également que le processeur PR et la mémoire MD sont préférentiellement agencés, en cas de défaillance d’au moins un premier C1 ou second C2 capteur pendant une durée qui est supérieure à un seuil temporel, pour effectuer les opérations consistant à déclencher un signalement à un passager du véhicule V. On considère ici que lorsqu’une défaillance d’un5 premier C1 ou second C2 capteur est durable (trop longue) elle doit être signalée à l’utilisateur du véhicule V. Par exemple, ce signalement peut se faire par affichage d’un témoin de service ou d’un message textuel d’avertissement dédié sur un écran du véhicule V, comme par exemple celui du tableau de bord ou celui du combiné central, et/ou par diffusion d’un message sonore (ou audio)0 dédié via au moins un haut-parleur présent dans le véhicule V.

On notera également que le processeur PR et la mémoire MD sont préférentiellement agencés, en cas de défaillance d’au moins un premier C1 ou second C2 capteur, pour effectuer les opérations consistant à déclencher un stockage dans une mémoire d’un code de défaut associé à chaque capteur défaillant. Ainsi, lors d’un passage dans un service après-vente il est possible, en accédant au contenu de cette mémoire, de savoir si un premier C1 ou second C2 capteur a été considéré comme défaillant (temporairement ou

5 durablement). Cela permet alors de décider s’il faut changer ce premier C1 ou second C2 capteur défaillant ou toute l’embase ER (avec ses première P1 et seconde P2 prises).

La mémoire de stockage des codes de défaut peut, par exemple, faire partie du calculateur CA ou plus généralement du module d’alimentation MA. Mais0 elle peut aussi être non dédiée et donc utilisée pour le stockage de nombreuses informations de vie du véhicule V. Dans ce dernier cas elle peut, par exemple, faire partie de ce que l’homme de l’art appelle parfois le boîtier de servitude intelligent (ou BSI - équipement de supervision). La transmission à la mémoire des messages contenant les codes de défaut se fait alors via un5 réseau de communication embarqué dans le véhicule V, et éventuellement multiplexé.

En présence de la dernière option le processeur PR et la mémoire MD peuvent être éventuellement agencés pour effectuer les opérations consistant à déclencher le stockage dans la mémoire du code de défaut associé à chaque0 capteur défaillant en correspondance d’une durée de défaillance de ce dernier. On notera également que le processeur PR et la mémoire MD peuvent être agencés, pendant une recharge avec la seconde prise P2 (et donc en courant alternatif), pour effectuer les opérations consistant à déclencher une interruption de cette recharge lorsque les seconds capteurs C2 sont défaillants5 et que la température mesurée par au moins un premier capteur C1 est supérieure au seuil de température (décrit plus haut) ou que les premiers capteurs C1 sont aussi défaillants.

On considère en effet qu’un potentiel dysfonctionnement au niveau de la seconde prise P2 (ayant ou non entraîné la défaillance simultanée des deux0 seconds capteurs C2) est moins grave qu’un potentiel dysfonctionnement de la première prise P1 , compte tenu de l’intensité relativement faible du courant qui circule dans la seconde prise P2. Il faut donc ici que le dépassement du seuil de température soit détecté ou bien que les premiers capteurs C1 soient aussi défaillants, en complément de la détection de défaillance des deux seconds capteurs C2, pour que l’interruption d’une recharge en courant alternatif soit décidée.

On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 2, que le

5 calculateur CA peut aussi comprendre, en complément de sa mémoire vive MD et de son processeur PR, une mémoire de masse MM, notamment pour le stockage des mesures de température (issues des premiers C1 et seconds C2 capteurs), et de données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements. Par ailleurs, ce calculateur CA peut aussi comprendre une0 interface d’entrée IE pour la réception d’au moins les mesures de température pour les utiliser dans des calculs ou traitements, éventuellement après les avoir mises en forme et/ou démodulées et/ou amplifiées, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR’. De plus, ce calculateur CA peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour délivrer ses5 ordres ou commandes d’interruption de recharge (au moins pour le module d’alimentation MA) et ses messages contenant des signalements de défaillance de capteur(s) ou des codes de défaut.

L’invention peut aussi être considérée sous la forme d’un procédé de contrôle destiné à être mis en oeuvre dans le véhicule V décrit ci-avant afin de0 permettre le contrôle des recharges de sa batterie BR.

Ce procédé de contrôle comprend une étape 10-40 dans laquelle on interrompt une recharge avec la première prise P1 lorsque les premiers capteurs C1 sont défaillants (simultanément), quelle que soit la température mesurée par au moins un second capteur C2. 5 On a schématiquement illustré sur la figure 3 un exemple d’algorithme mettant en oeuvre un procédé de contrôle de recharge selon l’invention.

L’algorithme comprend une sous-étape 10 dans laquelle, en cas de démarrage d’une recharge en courant continu (via la première prise P1 ), on obtient et analyse les mesures de température effectuées par les premiers C1 et0 seconds C2 capteurs.

Puis, si dans une première sous-étape 20 on détecte que les deux premiers capteurs C1 sont simultanément défaillants, alors dans une seconde sous- étape 30 on interrompt la recharge en courant continu qui est en cours. Puis, dans une sous-étape 40, on peut signaler à un passager du véhicule V cette interruption de recharge et/ou stocker dans une mémoire au moins un code de défaut (éventuellement associé à une durée de défaillance).

On notera qu’une ou plusieurs sous-étapes de l’étape 10-40 du procédé de 5 contrôle peuvent être effectuées par des composants différents. Ainsi, le procédé de contrôle peut-être mis en oeuvre par une pluralité de processeurs de signal numérique, mémoire vive, mémoire de masse, interface d’entrée, interface de sortie.

On notera également que l’invention propose aussi un produit programme0 d’ordinateur (ou programme informatique) comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement de type circuits électroniques (ou hardware), comme par exemple le processeur PR, est propre à mettre en oeuvre le procédé de contrôle de recharge décrit ci-avant pour contrôler les recharges de la batterie BR du véhicule V. 5