FR3147740A1 - Système de batteries en série pour l’alimentation d’un véhicule électrique - Google Patents
Système de batteries en série pour l’alimentation d’un véhicule électrique Download PDFInfo
- Publication number
- FR3147740A1 FR3147740A1 FR2303655A FR2303655A FR3147740A1 FR 3147740 A1 FR3147740 A1 FR 3147740A1 FR 2303655 A FR2303655 A FR 2303655A FR 2303655 A FR2303655 A FR 2303655A FR 3147740 A1 FR3147740 A1 FR 3147740A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- connector
- conductors
- pack
- battery
- electrically connected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
- B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
- B60L50/66—Arrangements of batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
- B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Un système de batteries (20) qui comporte un pack (220) dit « proximal », comportant un premier connecteur de puissance (211) doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux bornes d’un moyen d’alimentation de moteur électrique et un deuxième connecteur de puissance (212) doté de deux conducteurs, l’un des conducteurs du premier connecteur (211) étant relié électriquement à l’un des conducteurs du deuxième connecteur (212), l’autre conducteur du premier connecteur (211) et l’autre conducteur du deuxième connecteur (212) étant respectivement reliés électriquement aux bornes d’un premier ensemble de cellules (221) abrité dans le pack proximal,dans lequel un pack (250) dit « distal », comporte un troisième connecteur de puissance (213) doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux bornes d’un deuxième ensemble de cellules (251) abrité dans le pack distal etdans lequel les deux conducteurs du troisième connecteur (213) sont reliés électriquement aux conducteurs du deuxième connecteur (212) du pack proximal ou aux conducteurs d’un connecteur d’un pack intermédiaire, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries (20) aux bornes d’alimentation du moyen d’alimentation du moteur électrique.
Un kit d’installation et un procédé d’installation d’un tel système de batteries. Un véhicule comportant un tel système de batterie.
Figure pour l’abrégé : [Fig 2]
Description
La présente invention concerne un système de batteries montées en séries pour un véhicule doté d’un moteur électrique, un kit d’installation de batteries pour un tel véhicule et un procédé de transformation d’un véhicule doté d’un moteur thermique en véhicule doté d’un moteur électrique.
Les véhicules équipés d'un moteur à combustion interne (appelé aussi « moteur thermique »), utilisant un combustible liquide ou gazeux (tel que de l'essence ou du gasoil) libèrent des gaz d'échappement nocifs considérés comme l'une des principales causes de la pollution de l'air. Afin de réduire cette pollution et au vu d’autres avantages des véhicules électriques, on constate un essor des ventes de nouveaux véhicules électriques et une transformation croissante de véhicules à moteur thermique en véhicule à moteur électrique (ou « retrofit », de l’anglais transformer ou moderniser). Pour les mêmes raisons, les véhicules à propulsion hybride (« véhicules hybrides ») combinant un moteur à combustion interne et un moteur électrique connaissent un certain succès.
Ces véhicules électriques (ce terme comprenant ici les véhicules hybrides) nécessitent pour leur fonctionnement des batteries configurées pour stocker l’énergie électrique et alimenter la chaîne de traction ainsi que les accessoires électriques du véhicule, parmi lesquels on trouve, entres autres, le chauffage, la climatisation, calculateurs divers, etc... Un pack batterie est constitué de cellules de batterie (appelés ici simplement « cellules ») entourées d’un carter de protection pour éviter tout contact direct sur des pièces sous tension et pour protéger les cellules d’un éventuel choc mécanique. Lesdites cellules peuvent être connectées en série afin d’augmenter la tension ou en parallèle afin d’augmenter la capacité.
La plupart de véhicules électriques sont conçus pour accueillir un pack de batteries unique. Dans certains cas, il peut être préférable de prévoir une pluralité de packs de batteries distincts, répartis en différents endroits du véhicule. C’est tout particulièrement le cas pour un véhicule initialement thermique reconverti en véhicule électrique, celui-ci n’ayant pas été conçu pour accueillir un pack batterie volumineux sous le châssis. Il est dans ce cas souvent difficile d’installer un unique pack de batteries sous le châssis, d’autant plus lorsque l’empattement, c’est-à-dire la distance entre les essieux, est faible ou lorsque la garde au sol est faible.
Dès lors, une pluralité de packs de batteries peut être positionnés en divers endroits du véhicule. Par exemple en lieu et place du réservoir d’essence, de l’emplacement de la roue de secours, dans le coffre ou encore dans le compartiment moteur. La place disponible dans ces emplacements étant assez faible, cela accentue le besoin d’installer plusieurs packs batterie pour un même véhicule. On retrouve également des systèmes à plusieurs packs de batteries sur des véhicules lourds du type bus et camions.
Les packs de batteries ainsi installés peuvent être raccordés en série ou en parallèle. Dans le cadre de la présente demande, le seul cas d’un raccordement en série est considéré. Chaque pack de batteries est habituellement raccordé électriquement par un connecteur de puissance comportant une fiche femelle sur le pack de batteries apte à coopérer avec une fiche mâle montée à l’extrémité d’un câble électrique à deux fils.
Afin de garantir la sécurité d’un pack de batteries, un ou plusieurs contacteurs, ou relais, sont prévus dans chaque pack. Un contacteur est généralement commandé par un système électronique située à l’intérieur du pack appelé système de gestion de batterie ou plus communément « BMS » (de l’anglais « Battery Management System »). Ce système électronique est configuré pour couper la tension aux bornes de la fiche du connecteur de puissance présente sur le pack de batteries lorsque la batterie n’est pas utilisée, par exemple si le véhicule est éteint ou en cas d’anomalies internes du type surtension, surintensité ou tension trop faible, par exemple. Ces dispositions permettent d’ouvrir le circuit entre l’un des conducteurs de la fiche du connecteur de puissance et l’une des bornes de l’ensemble de cellules, ou aux deux bornes de l’ensemble de cellules, notamment pour mitiger le risque d’électrocution lors de l’installation ou la maintenance de la batterie, en cas de contact entre la main du technicien et ladite fiche électrique.
La présente invention vise à renforcer la sécurité d’un système de batteries en série pour véhicules électrique ou hybride, ou encore à réduire le nombre de composant électronique nécessaires à un système de batteries en série.
À cet effet, selon un premier objet, la présente invention vise un système de batteries comportant une pluralité de packs de batteries, chaque pack abritant un ensemble formé d’une multitude de cellules de batterie, ledit système de batteries étants configuré pour former un circuit en série aux bornes d’un moyen d’alimentation pour moteur électrique de véhicule, dans lequel :
- le système de batteries comporte un pack dit « proximal », comportant un premier connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux bornes d’un moyen d’alimentation du moteur électrique,
- le pack proximal comportant en outre un deuxième connecteur de puissance doté de deux conducteurs,
- l’un des conducteurs du premier connecteur est relié électriquement à l’un des conducteurs du deuxième connecteur, l’autre conducteur du premier connecteur et l’autre conducteur du deuxième connecteur sont respectivement reliés électriquement aux bornes d’un premier ensemble de cellules abrité dans le pack proximal,
- le système de batteries comporte un pack dit « distal », comportant un troisième connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être
reliés électriquement aux bornes d’un deuxième ensemble de cellules abrité dans le pack distal et
- les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du deuxième connecteur du pack proximal ou aux conducteurs d’un connecteur d’un pack intermédiaire, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique.
- le système de batteries comporte un pack dit « proximal », comportant un premier connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux bornes d’un moyen d’alimentation du moteur électrique,
- le pack proximal comportant en outre un deuxième connecteur de puissance doté de deux conducteurs,
- l’un des conducteurs du premier connecteur est relié électriquement à l’un des conducteurs du deuxième connecteur, l’autre conducteur du premier connecteur et l’autre conducteur du deuxième connecteur sont respectivement reliés électriquement aux bornes d’un premier ensemble de cellules abrité dans le pack proximal,
- le système de batteries comporte un pack dit « distal », comportant un troisième connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être
reliés électriquement aux bornes d’un deuxième ensemble de cellules abrité dans le pack distal et
- les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du deuxième connecteur du pack proximal ou aux conducteurs d’un connecteur d’un pack intermédiaire, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique.
Dans le cadre de la présente invention, on entend par « connecteur de puissance » ou « connecteur » un dispositif permettant de faire circuler un courant électrique pour alimenter un appareil et qui comporte au moins deux fiches raccordables entre elles.
Par exemple, un connecteur comporte une fiche femelle fixée à la surface d’un pack et une fiche mâle raccordées à deux câbles liés entre eux. Lesdites fiches forment ensemble un connecteur de puissance pouvant être branché ou débranché manuellement. Chaque connecteur de puissance comporte deux conducteurs de courant présents sur la fiche mâle et deux conducteurs de courant présents sur la fiche femelle.
Dans un autre exemple, un connecteur comporte une fiche femelle fixée à la surface d’un pack et une deux fiches mâles chacune raccordée à un câble. Ladite fiche femelle comporte deux conducteurs se raccordant électriquement au conducteur d’une fiche mâle d’une part et au conducteur de l’autre fiche mâle d’autre part. Ces trois fiches forment ensemble un connecteur de puissance pouvant être branché ou débranché manuellement.
Tout autre connecteur de puissance de fonction équivalente pourra être mis en œuvre sans dévier de l’invention.
Dans la présente demande, on entend par « pack » ou « pack de batteries » un élément d’un système de batteries préférentiellement formé d’un seul tenant et comportant un ensemble de cellules de batterie électrique, un ou plusieurs connecteurs de puissance, des moyens de connections, des éléments pour raccorder électriquement l’ensemble de cellules à l’un au moins des connecteurs de puissance et éventuellement des moyens de contrôle de l’état de cellules. Tous ces éléments sont empaquetés ensemble et éventuellement protégés par une enveloppe isolante et protectrice.
On précise que, dans la présente demande, le terme « proximal » est utilisé pour qualifier le pack comportant le connecteur de puissance destiné à être raccordé à l’alimentation du moteur électrique et qui sera par conséquent le plus proche de l’alimentation du moteur électrique, bien que ce cela ne soit pas nécessairement le cas. De même, on désigne par « distal » le pack en bout de chaîne du système de batteries et vraisemblablement le plus éloigné de l’alimentation du moteur électrique.
On précise que, dans la présente demande, on entend par « reliés électriquement aux bornes », lorsqu’il s’agit de deux conducteurs, que lesdits conducteurs sont respectivement reliés à la borne positive et à la borne négative d’un système électrique bipolaire tel que le moyen d’alimentation d’un moteur électrique, un ensemble de cellules ou un connecteur distinct comportant deux conducteurs.
Le système de batteries objet de l’invention se distingue tout particulièrement des systèmes de batteries connus de l’art antérieur en ce que le pack proximal comporte deux connecteurs de puissance distincts au lieu d’un seul. Par exemple, ces deux connecteurs de puissance sont disposés de part et d’autre du pack proximal. Cette différence sera mieux comprise au regard des figures 1 et 2 de la présente demande, qui représentent respectivement un schéma simplifié d’un système de batteries à deux packs, connu de l’art antérieur, et un schéma simplifié d’un système de batteries à deux packs, objet de de l’invention.
Le système de batteries objet de l’invention présente l’avantage que, lorsque les connecteurs de puissance sont débranchés, il n’existe pas de tension délivrée par le premier ensemble de cellules aux bornes du premier connecteur de puissance. En effet, les deux conducteurs du premier connecteur sont respectivement raccordés électriquement à une borne du premier ensemble de cellules et à un conducteur du deuxième connecteur de puissance. Ainsi, le risque d’électrocution au contact, par une main ou un outil, des fiches électriques présentes sur le pack proximal est diminué, de même que le risque de créer un court-circuit accidentel. On souligne que le même avantage en termes de diminution du risque existe pour le deuxième connecteur de puissance, pour les mêmes raisons.
Ces dispositions permettent par ailleurs de mettre en œuvre un pack proximal qui ne comporte pas de contacteur, sans pour autant nuire à la sécurité du système de batteries. Ainsi, le coût, la complexité ou encore l’encombrement du système de batteries peuvent être diminués.
Un autre avantage du système de batteries objet de l’invention réside dans la présence de deux connecteurs de puissance à la surface du pack proximal qui peuvent faciliter le câblage du système de batteries. En effet, contrairement aux systèmes de batteries qui nécessitent que le câblage de puissance en direction de de l’alimentation du moteur et le câblage de puissance en direction d’une autre batterie du système de batteries soient connectés au niveau d’une même fiche, sur une même face du pack, dans le cas du système de batteries objet de l’invention ces deux câblages peuvent être positionnés sur deux faces distinctes du pack ou en deux endroits différents d’une même face.
Dans des modes de réalisation, le système de batteries comporte en outre un pack dit « intermédiaire », comportant un quatrième connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux conducteurs du deuxième connecteur,
le pack intermédiaire comportant un cinquième connecteur de puissance doté de deux conducteurs,
l’un des conducteurs du quatrième connecteur étant relié électriquement à l’un des conducteurs du cinquième connecteur, l’autre conducteur du quatrième connecteur et l’autre conducteur du cinquième connecteur étant respectivement reliés électriquement aux bornes d’un troisième ensemble de cellules abrité dans le pack intermédiaire,
et les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du cinquième connecteur du pack intermédiaire, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique.
le pack intermédiaire comportant un cinquième connecteur de puissance doté de deux conducteurs,
l’un des conducteurs du quatrième connecteur étant relié électriquement à l’un des conducteurs du cinquième connecteur, l’autre conducteur du quatrième connecteur et l’autre conducteur du cinquième connecteur étant respectivement reliés électriquement aux bornes d’un troisième ensemble de cellules abrité dans le pack intermédiaire,
et les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du cinquième connecteur du pack intermédiaire, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique.
Ce mode de réalisation particulier est un système de batteries comportant trois packs. Grâce aux dispositions détaillées plus haut, les connecteurs de puissance du pack intermédiaire présentent les mêmes avantages en termes d’amélioration de la sécurité, de possibilité de s’affranchir de l’usage d’un contacteur et d’amélioration de la facilité du câblage du système de batteries, que ceux déjà présentés en regard du pack proximal.
Dans des modes de réalisation, le système de batteries comporte au moins un pack intermédiaire additionnel, monté en série entre le pack de batteries distal et un pack intermédiaire,
le pack de batteries intermédiaire additionnel comportant un Nièmeconnecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux conducteurs d’un connecteur du pack de batteries intermédiaire adjacent,
le pack de batteries intermédiaire additionnel comportant en outre un connecteur de puissance N+1 doté de deux conducteurs,
l’un des conducteurs du Nièmeconnecteur étant relié électriquement à l’un des conducteurs du connecteur N+1,
l’autre conducteur du Nièmeconnecteur et l’autre conducteur du connecteur N+1 étant respectivement reliés électriquement aux bornes d’un Nièmeensemble de cellules disposé dans le pack intermédiaire additionnel,
et les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du connecteur N+1 du pack intermédiaire additionnel, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique.
le pack de batteries intermédiaire additionnel comportant un Nièmeconnecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux conducteurs d’un connecteur du pack de batteries intermédiaire adjacent,
le pack de batteries intermédiaire additionnel comportant en outre un connecteur de puissance N+1 doté de deux conducteurs,
l’un des conducteurs du Nièmeconnecteur étant relié électriquement à l’un des conducteurs du connecteur N+1,
l’autre conducteur du Nièmeconnecteur et l’autre conducteur du connecteur N+1 étant respectivement reliés électriquement aux bornes d’un Nièmeensemble de cellules disposé dans le pack intermédiaire additionnel,
et les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du connecteur N+1 du pack intermédiaire additionnel, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique.
Grâce à ces dispositions, chaque pack intermédiaire additionnel présente les mêmes avantages que ceux détaillés pour le pack proximal et pour le pack intermédiaire.
Dans des modes de réalisation, le système de batteries comporte au moins un système de gestion de batterie et un unique contacteur et ledit contacteur est configuré pour ouvrir sur commande le circuit en série entre l’un des conducteurs du troisième connecteur et l’une des bornes du deuxième ensemble de cellules disposé dans le pack de batteries distal.
On rappelle qu’un contacteur est un appareil électrotechnique destiné à établir ou interrompre le passage du courant, à partir d'une commande à distance. Selon l’art antérieur, il est connu de prévoir un contacteur pour chaque pack, lesdits contacteurs étants configurés pour être ouverts lorsque la batterie n’est pas utilisée, par exemple si le véhicule est éteint.
On rappelle qu’un système de gestion de batterie, aussi appelé système de contrôle des batteries d'accumulateurs ou encore désigné par l’abréviation anglais BMS (pour « Battery Management System ») est un système électronique habituellement présent dans un système de batteries de véhicule électrique et permettant le contrôle et la charge des différents éléments d'une batterie d'accumulateurs. Le système de gestion de batterie est configuré pour assurer diverses fonctions de contrôle (« monitoring »), de calcul, de commande et de protection du système de batteries.
Grâce aux dispositions de l’invention déjà détaillées plus haut, le pack proximal et éventuellement le ou les packs intermédiaires présentent une sécurité structurelle pour la prévention des courts-circuits causés par un contact avec un connecteur de puissance. Ainsi, un unique contacteur peut être utilisé dans le pack distal, sans pour autant augmenter le risque de court-circuit en cas de contact avec la fiche d’un connecteur de puissance présent sur un pack.
Dans des modes de réalisation, le système de batteries comporte un unique système de gestion de batterie.
Grâce à ces dispositions, la complexité, le coût ou encore l’encombrement du système de batteries peut être réduit.
Dans des modes de réalisation, l’unique système de gestion de batterie est positionné dans le pack de batteries proximal.
Grâce à ces dispositions, le câblage associé au système de gestion de batterie est facilité. En effet, outre les câbles configurés pour véhiculer l’information relative à la tension des cellules, des câbles configurés pour véhiculer l’information relative à la tension aux bornes de l’alimentation du moteur doivent être prévus. Le placement du système de gestion de batterie dans le pack proximal permet de réduire la distance de câble totale nécessaire pour assurer ces deux fonctions et de simplifier le plan de câblage.
Dans des modes de réalisation, le système de batteries comporte un coupe-circuit manuel configuré pour ouvrir le circuit en série entre l’un des conducteurs du troisième connecteur et l’une des bornes du deuxième ensemble de cellules disposé dans le pack de batteries distal.
Grâce à ces dispositions, le risque de court-circuit au niveau des conducteurs du troisième connecteur de puissance peut être évité en enclenchant le coupe-circuit de sorte à ouvrir le circuit en série entre l’un des conducteurs du troisième connecteur et l’une des bornes du deuxième ensemble de cellules disposé dans le pack de batteries distal
Dans des modes de réalisation, le coupe-circuit manuel comporte un sixième connecteur de puissance doté de deux conducteurs respectivement reliés électriquement à un conducteur du troisième connecteur et à une borne du deuxième ensemble de cellules et qui comporte une fiche amovible dotée de deux conducteurs et configurée pour relier électriquement entre eux les deux conducteurs du sixième connecteur de puissance, lorsque la fiche est branchée sur le sixième connecteur.
Grâce à ces dispositions, le coupe-circuit est simple d’utilisation et peu coûteux. De plus, le coupe-circuit permet ainsi que les caractéristiques structurelles du pack distal soient identiques aux caractéristiques structurelles du pack proximal et, le cas échéant, du ou des packs intermédiaires, de sorte que ces packs sont interchangeables entre eux, que la fabrication d’un kit d’installation de système de batteries est simplifiée et que le risque d’erreur lors de l’installation du système de batteries est réduit.
Selon un deuxième aspect, l’invention vise un kit d’installation de batteries pour véhicule électrique comportant une pluralité de packs de batteries, chaque pack abritant un ensemble formé d’une multitude de cellules de batterie, ledit système de batteries étants configuré pour former un circuit en série aux bornes d’un moyen alimentation d’un moteur électrique et dans lequel :
- il comporte un pack dit « proximal », comportant un premier connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux bornes du moyen d’alimentation,
le pack proximal comportant en outre un deuxième connecteur de puissance doté de deux conducteurs,
l’un des conducteurs du premier connecteur est relié électriquement à l’un des conducteurs du deuxième connecteur, l’autre conducteur du premier connecteur et l’autre conducteur du deuxième connecteur étant respectivement reliés électriquement aux bornes d’un premier ensemble de cellules abrité dans le pack proximal,
- il comporte un pack dit « distal », comportant un troisième connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux bornes d’un deuxième ensemble de cellules abrité dans le pack distal et
- les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du deuxième connecteur du pack proximal ou aux conducteurs d’un connecteur d’un pack intermédiaire, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique.
- il comporte un pack dit « proximal », comportant un premier connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux bornes du moyen d’alimentation,
le pack proximal comportant en outre un deuxième connecteur de puissance doté de deux conducteurs,
l’un des conducteurs du premier connecteur est relié électriquement à l’un des conducteurs du deuxième connecteur, l’autre conducteur du premier connecteur et l’autre conducteur du deuxième connecteur étant respectivement reliés électriquement aux bornes d’un premier ensemble de cellules abrité dans le pack proximal,
- il comporte un pack dit « distal », comportant un troisième connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux bornes d’un deuxième ensemble de cellules abrité dans le pack distal et
- les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du deuxième connecteur du pack proximal ou aux conducteurs d’un connecteur d’un pack intermédiaire, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique.
Les buts, avantages et caractéristiques particulières du kit d’installation d’un système de batteries objet de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
Selon un troisième aspect, l’invention vise un procédé de transformation d’un véhicule doté d’un moteur thermique en véhicule doté d’un moteur électrique qui comporte :
- le démontage et retrait des pièces superflues incluant le moteur thermique, la ligne d’échappement et le réservoir,
- l’installation d’un moteur à propulsion électrique,
- l’installation d’un système de batteries comportant une pluralité de packs de batteries, chaque pack abritant un ensemble formé d’une multitude de cellules de batterie, ledit système de batteries étants configuré pour former un circuit en série aux bornes d’un moyen d’alimentation d’un moteur électrique de véhicule, dans lequel :
- le système comporte un pack dit « proximal », comportant un premier connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux bornes d’un moyen alimentation d’un moteur électrique,
- le pack proximal comportant en outre un deuxième connecteur de puissance doté de deux conducteurs,
- l’un des conducteurs du premier connecteur est relié électriquement à l’un des conducteurs du deuxième connecteur, l’autre conducteur du premier connecteur et l’autre conducteur du deuxième connecteur étant respectivement reliés électriquement aux bornes d’un premier ensemble de cellules abrité dans le pack proximal,
- le système comporte un pack dit « distal », comportant un troisième connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être
reliés électriquement aux bornes d’un deuxième ensemble de cellules abrité dans le pack distal et
- les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du deuxième connecteur du pack proximal ou aux conducteurs d’un connecteur d’un pack intermédiaire, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique.
- le démontage et retrait des pièces superflues incluant le moteur thermique, la ligne d’échappement et le réservoir,
- l’installation d’un moteur à propulsion électrique,
- l’installation d’un système de batteries comportant une pluralité de packs de batteries, chaque pack abritant un ensemble formé d’une multitude de cellules de batterie, ledit système de batteries étants configuré pour former un circuit en série aux bornes d’un moyen d’alimentation d’un moteur électrique de véhicule, dans lequel :
- le système comporte un pack dit « proximal », comportant un premier connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux bornes d’un moyen alimentation d’un moteur électrique,
- le pack proximal comportant en outre un deuxième connecteur de puissance doté de deux conducteurs,
- l’un des conducteurs du premier connecteur est relié électriquement à l’un des conducteurs du deuxième connecteur, l’autre conducteur du premier connecteur et l’autre conducteur du deuxième connecteur étant respectivement reliés électriquement aux bornes d’un premier ensemble de cellules abrité dans le pack proximal,
- le système comporte un pack dit « distal », comportant un troisième connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être
reliés électriquement aux bornes d’un deuxième ensemble de cellules abrité dans le pack distal et
- les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du deuxième connecteur du pack proximal ou aux conducteurs d’un connecteur d’un pack intermédiaire, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique.
Les buts, avantages et caractéristiques particulières du procédé de transformation d’un véhicule doté d’un moteur thermique en véhicule doté d’un moteur électrique objet de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
Selon un quatrième aspect, l’invention vise un véhicule à propulsion électrique comportant un système de batteries selon l’invention, obtenu suite à l’installation sur le véhicule d’un kit d’installation de batteries selon l’invention ou obtenu suite à la mise en œuvre du procédé objet de l’invention.
Les buts, avantages et caractéristiques particulières du véhicule à propulsion électrique comportant un système de batteries objet de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du système de batteries objet de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
Les numéros de référence mentionnés sur les figures se rapportent à :
10 Système de batteries
180 Premier pack de batteries
190 Second pack de batteries
181, 191 Ensembles de cellules
182, 192 Contacteur
183, 193 Systèmes de gestion de batterie
185, 195 Connecteurs de puissance
105 Moyen d’alimentation pour moteur électrique
106 Moteur électrique
20,30,40 Système de batteries objets de l’invention
105 Alimentation moteur et autre
106 Moteur électrique
211, 311, 411 Premier connecteur de puissance
212, 312, 412 Deuxième connecteur de puissance
213, 313, 413 Troisième connecteur de puissance
414 Quatrième connecteur de puissance
415 Cinquième connecteur de puissance
326, 356 Fusible
255, 355, 455 Contacteur
220, 320, 420 Pack de batteries proximal
221, 321, 421, 431, 251, 351, 451 Ensemble de cellules
270 Système de gestion de batterie
271, 272 Câblage pour mesure de tension
273, 274 Câblages pour la commande du contacteur
275, 276, 475, 476, 477 Bus de données CAN
380 Système de gestion de batterie maître
381, 382 Systèmes de gestion de batterie esclaves
430 Pack de batteries intermédiaire
250, 350, 450 Pack de batteries distal
10 Système de batteries
180 Premier pack de batteries
190 Second pack de batteries
181, 191 Ensembles de cellules
182, 192 Contacteur
183, 193 Systèmes de gestion de batterie
185, 195 Connecteurs de puissance
105 Moyen d’alimentation pour moteur électrique
106 Moteur électrique
20,30,40 Système de batteries objets de l’invention
105 Alimentation moteur et autre
106 Moteur électrique
211, 311, 411 Premier connecteur de puissance
212, 312, 412 Deuxième connecteur de puissance
213, 313, 413 Troisième connecteur de puissance
414 Quatrième connecteur de puissance
415 Cinquième connecteur de puissance
326, 356 Fusible
255, 355, 455 Contacteur
220, 320, 420 Pack de batteries proximal
221, 321, 421, 431, 251, 351, 451 Ensemble de cellules
270 Système de gestion de batterie
271, 272 Câblage pour mesure de tension
273, 274 Câblages pour la commande du contacteur
275, 276, 475, 476, 477 Bus de données CAN
380 Système de gestion de batterie maître
381, 382 Systèmes de gestion de batterie esclaves
430 Pack de batteries intermédiaire
250, 350, 450 Pack de batteries distal
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.
On souligne que, dans les figures 1 à 4, les connexions de puissance, sont illustrées en trait noir épais, que les packs de batteries sont illustrés en pointillés et que les traits pleins et fin représente des raccordements dédiés au contrôle et/ou à la commande d’un composant du système ou à l’alimentation dudit composant.
On observe, sur la un système 10 de batteries en série pour l’alimentation d’un moteur électrique, tel que connu de l’art antérieur, présenté ici à titre de comparaison avec le système de batteries objet de l’invention.
Le système 10 de batteries comporte deux packs de batteries, 180 et 190, identiques entre eux, reliés en série par deux connecteurs de puissance, 185 et 195, aux bornes d’un moyen 105 d’alimentation d’un moteur électrique 106, ledit moyen 105 pouvant par ailleurs alimenter d’autres systèmes du véhicule.
Chaque pack de batteries, 180 et 190, comporte un ensemble de cellules, 181 ou 191, représenté par convention comme un seul élément présentant deux bornes. Chaque pack, 180 et 190, est raccordé au circuit en série aux bornes du moyen 105 d’alimentation par un unique connecteur de puissance, respectivement 185 et 190. Le connecteur de puissance 185 du pack 180 comporte un premier conducteur et un deuxième conducteur. Ledit premier conducteur est raccordé électriquement d’une part au moyen 105 d’alimentation et d’autre part à une borne de l’ensemble de cellules 181. Ledit deuxième conducteur est raccordé électriquement d’une part au conducteur d’un connecteur de puissance 195 du pack 190 voisin et d’autre part à une borne de l’ensemble de cellules 181. Le connecteur 195 du pack 190 comporte de manière identique deux conducteurs, raccordés de la même manière.
On remarque chaque pack, 180 et 185, comporte un unique connecteur de puissance, respectivement 185 et 195, qui comporte deux conducteurs chacun relié à une borne de l’ensemble de cellules du pack, respectivement 181 et 182. Il existe donc une tension entre les deux conducteurs d’un connecteur de puissance, cette tension étant égale à la tension aux bornes de l’ensemble de cellules.
Afin notamment d’éviter qu’une tension existe entre les conducteurs de chaque connecteur de puissance, un moyen électrotechnique de type contacteur, 182 et 192, est prévu dans chaque pack de batterie, 180 et 190. Le contacteur, 182 ou 192, est commandé par un système de gestion de batterie (BMS), respectivement 183 et 193, configuré pour couper la tension aux bornes de la fiche du connecteur de puissance présente sur le pack de batteries lorsque la batterie n’est pas utilisée, par exemple si le véhicule est éteint ou en cas d’anomalies internes du type surtension, surintensité ou tension trop faible, par exemple.
On observe, sur la un premier mode de réalisation particulier d’un système de batteries 20 objet de l’invention, qui comporte deux packs de batteries, 220 et 250. Chaque pack, 220 et 250, abrite un ensemble formé d’une multitude de cellules de batterie, respectivement 221 et 251. Le système de batteries 20 est configuré pour former un circuit en série raccordé électriquement aux bornes d’un moyen 105 d’alimentation électrique pour moteur électrique 106. On souligne que ledit moyen 105 peut par ailleurs être configuré pour également alimenter d’autres systèmes électriques du véhicule.
Le pack 220 est dit « proximal » car il comporte un premier connecteur de puissance 211 doté de deux conducteurs respectivement raccordés aux bornes du moyen 105 d’alimentation électrique. Le pack 250 est dit « distal » car il est le plus éloigné du moyen d’alimentation électrique 105, en termes de nombre de connecteurs de puissance séparant ledit pack 250 et le moyen 105, sur le circuit en série formé par le système de batteries 20.
Le système de batteries 220 comporte une pluralité de connecteurs de puissance, 211, 212 et 213. Chacun de ces connecteurs est configuré pour soutenir une tension et un courant compatible avec l’alimentation d’un moteur électrique. Par exemple, les connecteurs sont des connecteur électrique haute puissance à 2 voies, du type passe-cloison à déconnexion rapide. Un connecteur de puissance comporte une fiche mâle et une fiche femelle pouvant être connectées entre elles. La fiche mâle et la fiche femelle comportent chacune deux conducteurs, de sorte que, lorsque les fiches sont branchées entre elles, un conducteur de la fiche mâle et un conducteur de la fiche femelle sont reliés électriquement entre eux, et l’autre conducteurs de la fiche mâle et l’autre conducteur de la fiche femelle sont reliés électriquement entre eux.
À titre d’exemple, un connecteur de puissance, 211, 212, 213, comporte deux fiches fournies par le fabricant Amphenol Industrial, dont une fiche vendue sous la référence UPCP012ALS1, raccordée électriquement à un câble, compatible avec une fiche femelle vendue sous la référence UPCR012ALS1 et configuré pour être montée sur un pack, 220 ou 250.
Le pack proximal 220 comporte le premier connecteur de puissance 211 doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux bornes d’un moyen d’alimentation d’un moteur électrique. Le pack proximal 220 comporte en outre un deuxième connecteur de puissance 212 doté de deux conducteurs. L’un des conducteurs du premier connecteur 211 est relié électriquement à l’un des conducteurs du deuxième connecteur 212, l’autre conducteur du premier connecteur 211 et l’autre conducteur du deuxième connecteur 212 sont respectivement reliés électriquement aux bornes du premier ensemble de cellules 221 abrité dans le pack proximal.
Le pack distal 250 du système de batteries 20 comporte un troisième connecteur de puissance 213 doté de deux conducteurs configurés pour être respectivement reliés électriquement aux bornes du deuxième ensemble de cellules 251 abrité dans le pack distal 250. En outre, les deux conducteurs du troisième connecteur 213 sont respectivement reliés électriquement aux conducteurs du deuxième connecteur de puissance 212, de sorte à fermer le circuit en série.
En comparaison du système de batteries 10 illustré en figuré 1, le système de batteries 20 objet de l’invention illustré en se distingue en ce que deux connecteurs de puissance, 211 et 212, sont présents sur le pack proximal 210, à la place d’un seul sur les packs 180 et 190.
Le système de batteries 20 présente l’avantage que, lorsque les connecteurs de puissance 211, 212 et 213 sont débranchés, il n’existe pas de tension similaire à celle aux bornes de l’ensemble de cellules 221 entre les conducteurs du premier connecteur de puissance 211. Plus spécifiquement, il n’existe pas de tension similaire à celle aux bornes de l’ensemble de cellules 221 entre les conducteurs de la fiche du premier connecteur de puissance 211 présente sur le pack proximal 210. De même, il n’existe pas de tension similaire à celle aux bornes de l’ensemble de cellules 221 entre les conducteurs de la fiche du deuxième connecteur de puissance 211 présente sur le pack proximal 210.
Au contraire, sur le système de batteries 10 illustré en figuré, lorsque le connecteur de puissance 185 est débranché, il existe entre les conducteurs de la fiche du connecteur de puissance 185 présente sur le pack 180 une tension similaire à celle présente aux bornes de l’ensemble de cellules 181. Pour remédier à ce risque, le pack 180 comporte un contacteur 182 et un système de gestion de batterie (BMS) 183.
Dans des modes de réalisation, le système de batteries objet de l’invention comporte au moins un système de gestion de batterie et un unique contacteur. Préférentiellement, le système de batteries 20 comporte un unique système 270 de gestion de batterie et un unique contacteur 255. Le contacteur 255 est configuré pour ouvrir sur commande le circuit en série entre l’un des conducteurs du troisième connecteur 213 et l’une des bornes du deuxième ensemble de cellules 251 disposé dans le pack de batteries distal 250.
Préférentiellement, ledit unique système de gestion de batterie 270 est abrité dans le pack de batteries proximal 220.
On note que le système de gestion de batterie 270 peut être raccordé à des câblages, 271 et 272, nécessaires pour procéder à la mesure de la tension aux bornes du premier connecteur 211.
De plus, le système de gestion de batterie 270 peut être raccordé à des câblages, 273 et 274, nécessaires à la commande du contacteur, par exemple un câble portant un courant en 12 volts et un câble raccordé à la masse.
De plus, le système de gestion de batterie 270 peut être raccordé à un bus de données CAN (Controller Area Network) configuré notamment pour permettre la mesure de la tension de tout ou partie des cellules des ensembles de cellules 221 et 251. Par exemple, un premier bus de données 275 relie le système de gestion 270 au premier ensemble de cellules 221 et un deuxième bus de donnée relie le premier ensemble de cellules 221 au deuxième ensemble de cellules 251.
Avantageusement, un ou plusieurs fusibles (non représentés) pourront être prévus dans le système de batteries 20, par exemples entre une bornes d’un l’ensemble de cellule, 221 ou 251, et un conducteur d’un connecteur de puissance se trouvant sur le même pack, respectivement 220 et 250, que ledit ensemble de cellule.
On observe, sur la , un deuxième mode de réalisation d’un système de batteries 30 objet de l’invention. Le système de batteries 30 comporte un pack proximal 320 et un pack distal 350, qui comportent un premier, un deuxième et un troisième connecteur de puissance 311, 312 et 313 et un premier et deuxième ensemble de cellules de batteries, 321 et 351. Ces éléments étant similaires aux éléments 220, 250, 211, 212, 213, 221 et 251 décrits en regard de la , ils ne sont pas décrits à nouveau ici.
Le système de batteries 30 forme un circuit raccordé en série aux bornes d’un moyen d’alimentation 105 d’un moteur électrique 106, ici représenté associé à un variateur 107, positionné entre le moyen d’alimentation et le moteur.
Le système de batteries 30 se distingue du système de batteries 20 en ce qu’il comporte un système de gestion de batteries maître 380 et deux systèmes de gestion de batteries esclave, 381 et 382. Préférentiellement, le système de batteries maître est positionné dans le pack proximal 320 et chaque pack, proximal 320 et distal 350, comporte un système de gestion de batterie esclave, respectivement 381 et 382. La mise en œuvre de système de gestion de batterie maître et esclaves permet de séparer les fonctions entre ces différents systèmes. On livre ci-après un exemple particulier de fonction attribuées à ces systèmes.
Par exemple, les fonctions du système de gestion maître 380 sont les suivantes :
- réceptionner l’ensemble des données des systèmes de gestion esclaves, notamment les tensions ainsi que les températures,
- Envoyer des commandes d’équilibrage des cellules aux systèmes de gestion esclaves,
- Gérer le pilotage du contacteur de puissance 355 permettant d’alimenter le moteur de traction, les accessoires mais également de pouvoir recharger le système de batteries 30,
- Communiquer avec une borne de recharge (non illustrée) associée au chargeur 108,
- Gérer un verrou de trappe d’avitaillement (non représentée) du véhicule,
- Communiquer via le réseau CAN avec l’ensemble des systèmes du système de batteries 30.
- réceptionner l’ensemble des données des systèmes de gestion esclaves, notamment les tensions ainsi que les températures,
- Envoyer des commandes d’équilibrage des cellules aux systèmes de gestion esclaves,
- Gérer le pilotage du contacteur de puissance 355 permettant d’alimenter le moteur de traction, les accessoires mais également de pouvoir recharger le système de batteries 30,
- Communiquer avec une borne de recharge (non illustrée) associée au chargeur 108,
- Gérer un verrou de trappe d’avitaillement (non représentée) du véhicule,
- Communiquer via le réseau CAN avec l’ensemble des systèmes du système de batteries 30.
Par exemple, les fonctions principales des systèmes de gestion esclaves, 381 et 382, sont les suivantes :
- Mesurer la tension de chaque cellule des ensembles de cellules 321 et 351,
- Mesurer la température à différents endroits des ensembles de cellules,
- Envoyer l’ensemble des mesures au système de gestion maître 380,
- Équilibrer les cellules en fonction des commandes envoyées par le système de gestion maître 380.
- Mesurer la tension de chaque cellule des ensembles de cellules 321 et 351,
- Mesurer la température à différents endroits des ensembles de cellules,
- Envoyer l’ensemble des mesures au système de gestion maître 380,
- Équilibrer les cellules en fonction des commandes envoyées par le système de gestion maître 380.
On note que les câblages reliant les systèmes de gestion de batteries esclaves et le contacteur avec le système de gestion de batterie maître sont légendés comme suit :
- « GND » indique un raccordement avec la masse,
- « Alim Slave » indique un raccordement pour l’alimentation électrique des systèmes de gestion de batterie esclaves, 381 et 382, par une tension délivrée par le système de gestion de batterie maître 380,
- « CAN-L » et « CAN-H » indiquent des bus de données CAN pour la transmission de données entre les systèmes de gestion de batterie maître et esclaves et
- « 12V Contactor » et « GND Contactor » indiquent respectivement des câblages portant un courant en 12 volts et raccordé à la masse nécessaires pour la commande du contacteur 355.
- « GND » indique un raccordement avec la masse,
- « Alim Slave » indique un raccordement pour l’alimentation électrique des systèmes de gestion de batterie esclaves, 381 et 382, par une tension délivrée par le système de gestion de batterie maître 380,
- « CAN-L » et « CAN-H » indiquent des bus de données CAN pour la transmission de données entre les systèmes de gestion de batterie maître et esclaves et
- « 12V Contactor » et « GND Contactor » indiquent respectivement des câblages portant un courant en 12 volts et raccordé à la masse nécessaires pour la commande du contacteur 355.
On note qu’un fusible 326 est prévu entre l’ensemble de cellules 321 et l’un des conducteurs du connecteur de puissance 312. D’autres fusibles pourront être prévus, par exemple un fusible 356 dans le pack distal 350, afin de de protéger le système 30 contre un éventuel court-circuit.
On note qu’une connexion de puissance raccordés électriquement à un chargeur 108 est représentée en . Bien que ces connexions ne soient pas représentées sur les autres figures, elles sont évidemment prévues dans tous les modes de réalisation de l’invention.
On observe, sur la un troisième mode de réalisation d’un système de batteries 40. Le système de batteries 40 est configuré pour former un circuit en série raccordé électriquement aux bornes d’un moyen 105 d’alimentation électrique pour moteur électrique 106.
Le système de batteries 40 comporte un pack de batteries proximal 420 et un pack de batteries distal 450.
Le pack proximal 420 comporte un premier ensemble de cellules 421, un premier connecteur de puissance 411 et des câblages, 471 et 472, nécessaires à une mesure de tension. Le pack distal 450 comporte un deuxième ensemble 451 de cellules et un contacteur 455. Ces éléments étant similaires aux éléments 220, 221, 271, 272, 211, 250 et 251 présentés au regard de la , ils ne sont pas décrits à nouveau ici. Les packs 420 et 450 comportent également, respectivement, un deuxième connecteur de puissance 412 et un troisième connecteur de puissance 413 qui sont similaires aux connecteurs 212 et 213 mais qui sont raccordés électriquement à un pack intermédiaire au lieu d’être raccordés entre eux.
Le système de batteries 40 se distingue du système de batteries 20 en ce qu’il comporte un pack de batteries additionnel, dit « pack intermédiaire » 430. Le pack intermédiaire 430 comporte un ensemble 431 de cellules de batteries. Le pack intermédiaire 430 comporte un quatrième connecteur de puissance 414 doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux conducteurs du deuxième connecteur 412 du premier pack 420. De plus, le pack intermédiaire comporte un cinquième connecteur de puissance 415 doté de deux conducteurs.
L’un des conducteurs du quatrième connecteur 414 étant relié électriquement à l’un des conducteurs du cinquième connecteur 415, l’autre conducteur du quatrième connecteur 414 et l’autre conducteur du cinquième connecteur 415 étant respectivement reliés électriquement aux bornes du troisième ensemble 431 de cellules abritées dans le pack intermédiaire 430. Enfin, les deux conducteurs du troisième connecteur 413 sont reliés électriquement aux conducteurs du cinquième connecteur 415, de sorte à compléter le circuit en série formé par le système de batteries 40 aux bornes du moyen d’alimentation 105.
L’un des conducteurs du quatrième connecteur 414 étant relié électriquement à l’un des conducteurs du cinquième connecteur 415, l’autre conducteur du quatrième connecteur 414 et l’autre conducteur du cinquième connecteur 415 étant respectivement reliés électriquement aux bornes du troisième ensemble 431 de cellules abritées dans le pack intermédiaire 430. Enfin, les deux conducteurs du troisième connecteur 413 sont reliés électriquement aux conducteurs du cinquième connecteur 415, de sorte à compléter le circuit en série formé par le système de batteries 40 aux bornes du moyen d’alimentation 105.
On remarque que le pack de batteries proximal 420 et le pack de batteries intermédiaire 430 présentent une architecture sensiblement identique, chacun comportant deux connecteurs de puissance, 411, 412, 414 et 415. Ainsi, le pack proximal 420 et le pack intermédiaire 430 présentent les mêmes avantages que ceux déjà détaillés plus haut pour le pack proximal 220 décrit au regard de la .
Le système de batteries 40 comporte un système de gestion de batterie 470 pouvant être raccordé à des câblages, 473 et 474, nécessaires pour procéder à la commande du contacteur 455.
De plus, le système de gestion de batterie 470 peut être raccordé à un bus de données CAN configuré pour permettre la mesure de la tension de tout ou partie des cellules composant les ensembles de cellules 421, 431 et 451. Par exemple, un premier bus de données 475 relie le système de gestion 470 au premier ensemble de cellules 421, un deuxième bus de donnée 476 relie entre eux le premier et le troisième ensemble de cellule, 421 et 431, et un troisième bus de donnée 477 relie le troisième ensemble de cellules 431 au deuxième ensemble de cellules 451.
Dans des modes de réalisation (non illustrés), le système de batteries objet de l’invention comporte au moins un pack intermédiaire additionnel, monté en série entre le pack de batteries distal et un pack intermédiaire. Dans ce cas, le pack de batteries intermédiaire additionnel comporte un Nièmeconnecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux conducteurs d’un connecteur du pack de batteries intermédiaire adjacent (par exemple le pack 430). Dans ce cas, le pack de batteries intermédiaire comporte en un connecteur de puissance N+1 doté de deux conducteurs, l’un des conducteurs du Nièmeconnecteur est relié électriquement à l’un des conducteurs du connecteur N+1, l’autre conducteur du Nièmeconnecteur et l’autre conducteur du connecteur N+1 sont respectivement reliés électriquement aux bornes d’un Nièmeensemble de cellules disposées dans le pack intermédiaire additionnel. De plus, les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du connecteur N+1.
L’Homme du métier sera à même de comprendre aisément, au vu de ce qui précède, qu’autant de pack de batteries que souhaités pourront être raccordés électriquement les uns aux autres pour constituer un système de batteries formant un circuit en série aux bornes d’un moyen d’alimentation d’un moteur électrique.
Dans des modes de réalisation (non représentés), le système de batteries comporte un coupe-circuit manuel configuré pour ouvrir le circuit en série entre l’un des conducteurs du troisième connecteur et l’une des bornes du deuxième ensemble de cellules disposé dans le pack de batteries distal. Avantageusement, le coupe-circuit manuel comporte un sixième connecteur de puissance doté de deux conducteurs respectivement reliés électriquement à un conducteur du troisième connecteur et à une borne du deuxième ensemble de cellules et qui comporte une fiche amovible dotée de deux conducteurs et configurée pour relier électriquement entre eux les deux conducteurs du sixième connecteur de puissance, lorsque la fiche est branchée sur le sixième connecteur.
Claims (11)
- Système de batteries (20, 30, 40) comportant une pluralité de packs de batteries, chaque pack abritant un ensemble formé d’une multitude de cellules de batterie, ledit système de batteries étants configuré pour former un circuit en série raccordé électriquement aux bornes d’alimentation d’un moyen d’alimentation (105) pour moteur électrique (106) de véhicule, caractérisé en ce que :
- il comporte un pack (220, 320, 420) dit « proximal », comportant un premier connecteur de puissance (211, 311, 411) doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux bornes du moyen d’alimentation (105) du moteur électrique (106),
- le pack proximal (220, 320, 420) comportant en outre un deuxième connecteur de puissance (212, 312, 412 ) doté de deux conducteurs,
- l’un des conducteurs du premier connecteur (211, 311, 411) est relié électriquement à l’un des conducteurs du deuxième connecteur (212, 312, 412), l’autre conducteur du premier connecteur (211, 311, 411) et l’autre conducteur du deuxième connecteur (212, 312, 412) sont respectivement reliés électriquement aux bornes d’un premier ensemble de cellules (221, 321, 421) abrité dans le pack proximal,
- il comporte un pack (250, 350, 450) dit « distal », comportant un troisième connecteur de puissance (213, 313, 413) doté de deux conducteurs configurés pour être
reliés électriquement aux bornes d’un deuxième ensemble de cellules (251, 351, 451) abrité dans le pack distal et
- les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du deuxième connecteur du pack proximal ou aux conducteurs d’un connecteur d’un pack intermédiaire, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes du moyen (105) d’alimentation pour moteur électrique. - Système de batteries (40) selon la revendication 1, qui comporte en outre un pack dit (430) « intermédiaire », comportant un quatrième connecteur de puissance (414) doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux conducteurs du deuxième connecteur,
le pack intermédiaire comportant un cinquième connecteur de puissance (415) doté de deux conducteurs,
l’un des conducteurs du quatrième connecteur (414) étant relié électriquement à l’un des conducteurs du cinquième connecteur (415), l’autre conducteur du quatrième connecteur (414) et l’autre conducteur du cinquième connecteur (415) étant respectivement reliés électriquement aux bornes d’un troisième ensemble de cellules (431) abrité dans le pack intermédiaire (430),
et dans lequel les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du cinquième connecteur du pack intermédiaire, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes moyen d’alimentation (105) du moteur électrique (106). - Système de batteries selon la revendication 2, qui comporte au moins un pack intermédiaire additionnel, monté en série entre le pack de batteries distal et un pack intermédiaire,
dans lequel le pack de batteries intermédiaire additionnel comporte un Nièmeconnecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux conducteurs d’un connecteur du pack de batteries intermédiaire adjacent,
le pack de batteries intermédiaire additionnel comportant en outre un connecteur de puissance N+1 doté de deux conducteurs,
l’un des conducteurs du Nièmeconnecteur étant relié électriquement à l’un des conducteurs du connecteur N+1,
l’autre conducteur du Nièmeconnecteur et l’autre conducteur du connecteur N+1 étant respectivement reliés électriquement aux bornes d’un Nièmeensemble de cellules disposé dans le pack intermédiaire additionnel,
et dans lequel les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du connecteur N+1 du pack intermédiaire additionnel, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique. - Système de batteries (20, 30, 40) selon l’une des revendications 1 à 3, comportant au moins un système de gestion de batterie (270, 38) et un unique contacteur (255, 355, 455)
dans lequel ledit contacteur est configuré pour ouvrir le circuit en série entre l’un des conducteurs du troisième connecteur (213, 313, 413) et l’une des bornes du deuxième ensemble de cellules (251, 351, 451) disposé dans le pack de batteries distal (250, 350, 450). - Système de batteries (20, 30) selon l’une des revendications 1 à 4, comportant un unique système de gestion de batterie (270).
- Système de batteries (20, 30) selon la revendication 5, dans lequel l’unique système de gestion de batterie est positionné dans le pack de batteries proximal.
- Système de batteries (20, 30, 40) selon l’une des revendications 1 à 6, qui comporte un coupe-circuit manuel configuré pour ouvrir le circuit en série entre l’un des conducteurs du troisième connecteur (213, 313, 413) et l’une des bornes du deuxième ensemble (251, 351, 451) de cellules disposées dans le pack de batteries distal.
- Système de batteries (20, 30, 40) selon la 7, dans lequel le coupe-circuit manuel comporte un sixième connecteur de puissance doté de deux conducteurs respectivement reliés électriquement à un conducteur du troisième connecteur et à une borne du deuxième ensemble de cellules et qui comporte une fiche amovible dotée de deux conducteurs et configurée pour relier électriquement entre eux les deux conducteurs du sixième connecteur de puissance, lorsque la fiche est branchée sur le sixième connecteur.
- Kit d’installation d’un système de batteries pour véhicule électrique comportant une pluralité de packs de batteries, chaque pack abritant un ensemble formé d’une multitude de cellules de batterie, ledit système de batteries étants configuré pour former un circuit en série aux bornes d’un moyen alimentation d’un moteur électrique et caractérisé en ce que :
- il comporte un pack dit « proximal », comportant un premier connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique,
le pack proximal comportant en outre un deuxième connecteur de puissance doté de deux conducteurs,
l’un des conducteurs du premier connecteur est relié électriquement à l’un des conducteurs du deuxième connecteur, l’autre conducteur du premier connecteur et l’autre conducteur du deuxième connecteur étant relié électriquement aux bornes d’un premier ensemble de cellules abrité dans le pack proximal,
- il comporte un pack dit « distal », comportant un troisième connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être
reliés électriquement aux bornes d’un deuxième ensemble de cellules abrité dans le pack distal et
- les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du deuxième connecteur du pack proximal ou aux conducteurs d’un connecteur d’un pack intermédiaire, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique. - Procédé de transformation d’un véhicule doté d’un moteur thermique en véhicule doté d’un moteur électrique caractérisé en ce qu’il comporte :
- le démontage et retrait des pièces superflues, incluant le moteur thermique, la ligne d’échappement et le réservoir,
- l’installation d’un moteur à propulsion électrique,
- l’installation d’un système de batteries comportant une pluralité de packs de batteries, chaque pack abritant un ensemble formé d’une multitude de cellules de batterie, ledit système de batteries étants configuré pour former un circuit en série aux bornes d’un moyen alimentation d’un moteur électrique de véhicule, dans lequel :
- le système comporte un pack dit « proximal », comportant un premier connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être reliés électriquement aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique,
- le pack proximal comportant en outre un deuxième connecteur de puissance doté de deux conducteurs,
- l’un des conducteurs du premier connecteur est relié électriquement à l’un des conducteurs du deuxième connecteur, l’autre conducteur du premier connecteur et l’autre conducteur du deuxième connecteur étant respectivement reliés électriquement aux bornes d’un premier ensemble de cellules abrité dans le pack proximal,
- le système comporte un pack dit « distal », comportant un troisième connecteur de puissance doté de deux conducteurs configurés pour être
reliés électriquement aux bornes d’un deuxième ensemble de cellules abrité dans le pack distal et
- les deux conducteurs du troisième connecteur sont reliés électriquement aux conducteurs du deuxième connecteur du pack proximal ou aux conducteurs d’un connecteur d’un pack intermédiaire, de sorte à fermer le circuit en série formé par le système de batteries aux bornes du moyen d’alimentation du moteur électrique. - Véhicule à propulsion électrique comportant un système de batteries selon l’une des revendication 1 à 8, obtenu suite à l’installation sur le véhicule d’un kit d’installation de batteries selon la revendication 9 ou par la mise en œuvre du procédé selon la revendication 10.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2303655A FR3147740A1 (fr) | 2023-04-13 | 2023-04-13 | Système de batteries en série pour l’alimentation d’un véhicule électrique |
| PCT/IB2024/053085 WO2024213963A1 (fr) | 2023-04-13 | 2024-03-29 | Système de batteries en série pour l'alimentation d'un vehicule electrique |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2303655A FR3147740A1 (fr) | 2023-04-13 | 2023-04-13 | Système de batteries en série pour l’alimentation d’un véhicule électrique |
| FR2303655 | 2023-04-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3147740A1 true FR3147740A1 (fr) | 2024-10-18 |
Family
ID=87036407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2303655A Pending FR3147740A1 (fr) | 2023-04-13 | 2023-04-13 | Système de batteries en série pour l’alimentation d’un véhicule électrique |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3147740A1 (fr) |
| WO (1) | WO2024213963A1 (fr) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190152342A1 (en) * | 2016-08-27 | 2019-05-23 | Fang Shen | Method of Energizing Electric Vehicle Power Train with Multiple and Independently Controlled Battery Packs |
| EP4030522A1 (fr) * | 2021-01-15 | 2022-07-20 | VARTA Microbattery GmbH | Module de batterie, système modulaire de batterie et procédé de montage d'un système modulaire de batterie |
| US20220258584A1 (en) * | 2020-12-18 | 2022-08-18 | Phoenix Ev Motors, Llc | Electric Vehicle With Transfer Case |
| US11476676B1 (en) * | 2021-11-17 | 2022-10-18 | Beta Air, Llc | Systems and methods for battery management for electric aircraft batteries |
-
2023
- 2023-04-13 FR FR2303655A patent/FR3147740A1/fr active Pending
-
2024
- 2024-03-29 WO PCT/IB2024/053085 patent/WO2024213963A1/fr active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190152342A1 (en) * | 2016-08-27 | 2019-05-23 | Fang Shen | Method of Energizing Electric Vehicle Power Train with Multiple and Independently Controlled Battery Packs |
| US20220258584A1 (en) * | 2020-12-18 | 2022-08-18 | Phoenix Ev Motors, Llc | Electric Vehicle With Transfer Case |
| EP4030522A1 (fr) * | 2021-01-15 | 2022-07-20 | VARTA Microbattery GmbH | Module de batterie, système modulaire de batterie et procédé de montage d'un système modulaire de batterie |
| US11476676B1 (en) * | 2021-11-17 | 2022-10-18 | Beta Air, Llc | Systems and methods for battery management for electric aircraft batteries |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024213963A1 (fr) | 2024-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR3000029A1 (fr) | Dispositifs de ravitaillement en vol pour systeme de stockage electrique et aeronefs equipes d'un tel dispositif | |
| FR3147740A1 (fr) | Système de batteries en série pour l’alimentation d’un véhicule électrique | |
| WO2022122901A1 (fr) | Chargeur de batterie de servitude de véhicule électrique et véhicule électrique comprenant un tel chargeur | |
| FR3027854B1 (fr) | Cable de raccordement electrique pour charger un accumulateur d'energie d'un vehicule automobile | |
| FR3136904A1 (fr) | Adaptateur d’alimentation electrique branchable a un boitier de recharge d’un vehicule electrifie | |
| FR3101489A1 (fr) | Chargeur électrique pour équipement de maintenance aéronautique | |
| FR3011392A1 (fr) | Dispositif pour decharger la batterie haute tension d'un vehicule electrique | |
| WO2022258894A1 (fr) | Dispositif de stockage d'une rallonge electrique a limitation de courant | |
| FR3018007A1 (fr) | Dispositif pour vehicule hybride de recharge d'une batterie basse tension a partir du reseau tres basse tension | |
| FR3154234A1 (fr) | Architecture de batterie integrant un systeme de coupure | |
| FR3019393A1 (fr) | Vehicule comprenant une installation embarquee, notamment une installation cryogenique, et dispositif de jonction pour une alimentation electrique de ladite installation | |
| FR2971103A1 (fr) | Systeme de charge a courant maximal fixe pour vehicules electriques ou hybrides | |
| FR3146841A1 (fr) | Procede de protection electrique d'elements conducteurs d'une chaine de traction hybride ou electrique | |
| FR2987945A1 (fr) | Dispositif de controle du rechargement rapide de batteries d'un systeme par commutation d'un circuit d'alimentation | |
| FR3011688A1 (fr) | Prise electrique securisee en temperature | |
| FR3070555A1 (fr) | Reseau d’alimentation electrique a trois tensions pour un vehicule a machine motrice electrique | |
| FR3149430A1 (fr) | Batterie cellulaire à dispositif(s) de commutation non perturbant(s), pour un ensemble de batterie d’un système | |
| FR3155173A1 (fr) | Dispositif de contrôle de recharge pour un véhicule à machine motrice électrique et deux éléments de couplage de recharge | |
| FR2921590A1 (fr) | Dispositif et procede d'alimentation electrique multi-tension pour vehicules hybrides | |
| FR3135670A1 (fr) | Contrôle sécurisé de l’alimentation électrique d’un connecteur externe couplé temporairement à un connecteur de recharge d’un système | |
| FR3149552A1 (fr) | Système de traction d’un véhicule ferroviaire et véhicule ferroviaire associé | |
| FR3138078A1 (fr) | Troisieme feu stop amovible de vehicule | |
| FR3142133A1 (fr) | Vehicule automobile comprenant un boîtier d’interconnexion electrique | |
| FR3138885A1 (fr) | Dispositif d’interface entre des connecteur de recharge d’un système et équipement électrique externe, à alimentation sécurisée | |
| WO2024246432A1 (fr) | Cable de recharge a section de fils optimise pour recharger un vehicule electrique |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20241018 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |