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FR3158678A1 - Connecteur electrique et prise de rechargement associee pour le rechargement automatise en energie electrique d’un vehicule automobile electrique ou hybride - Google Patents

Connecteur electrique et prise de rechargement associee pour le rechargement automatise en energie electrique d’un vehicule automobile electrique ou hybride

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FR3158678A1
FR3158678A1 FR2400923A FR2400923A FR3158678A1 FR 3158678 A1 FR3158678 A1 FR 3158678A1 FR 2400923 A FR2400923 A FR 2400923A FR 2400923 A FR2400923 A FR 2400923A FR 3158678 A1 FR3158678 A1 FR 3158678A1
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FR
France
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electrical connector
connection means
electrical
charging socket
socket
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FR2400923A
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English (en)
Inventor
Eric Gimet
Lorenzo Nicoletti
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Stellantis Auto SAS
FCA US LLC
Original Assignee
Stellantis Auto SAS
FCA US LLC
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Publication date
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Abstract

L’invention concerne un connecteur électrique (100) configuré pour le rechargement automatisé en énergie électrique d’un véhicule automobile électrique ou hybride, caractérisé en ce que le connecteur électrique (100) présente une forme conique présentant un axe de révolution, et ledit connecteur électrique (100) comportant un système de fin de course (102). Le connecteur électrique (100) est apte à s’enficher dans une prise de rechargement (200) comportant une pluralité de moyens de connexion (201), chaque moyen de connexion (201) étant monté sur un ressort (202) et chaque moyen de connexion (201) étant apte à s’enficher dans une pluralité de logements (101) du connecteur électrique (100). En outre, l’invention concerne un ensemble pour le rechargement en énergie électrique d’un véhicule automobile électrique ou hybride comportant le connecteur électrique (100) et la prise de rechargement (200). Figure 1

Description

CONNECTEUR ELECTRIQUE ET PRISE DE RECHARGEMENT ASSOCIEE POUR LE RECHARGEMENT AUTOMATISE EN ENERGIE ELECTRIQUE D’UN VEHICULE AUTOMOBILE ELECTRIQUE OU HYBRIDE
L’invention porte sur les moyens de rechargement automatisé pour les véhicules automobiles électriques ou hybrides.
Il est connu de l’art antérieur une demande de brevet US8890475 qui décrit une station de rechargement pour le réapprovisionnement en énergie électrique d’un véhicule automobile électrique ou hybride. La station de rechargement comporte un bras. Le bras comporte une extrémité distale sur laquelle se situe un connecteur électrique. Le connecteur électrique crée une interface mécanique et électrique avec un connecteur correspondant fixé au véhicule. L’interface peut être établie en positionnant le véhicule à une distance prédéterminée de la station, alignant ainsi les centres des connecteurs électriques du véhicule et du bras lors de la conduite avant du véhicule, jusqu'à ce que l'interface soit créée. Le bras comprend plusieurs prises électriques capables de s'associer à plusieurs broches électriques correspondantes au connecteur du véhicule, ou inversement. Ces prises ou broches électriques comprennent une broche monophasée ou une prise monophasée, ainsi qu'une broche neutre ou une prise neutre. La tension entre la broche monophasée et la broche neutre est réglée pour égaler une tension AC ou DC désirée, et le courant fourni à la broche monophasée est régulé par la station de recharge pour correspondre à n'importe quel paramètre de charge souhaité pour la batterie du véhicule. Cependant, des inconvénients subsistent. Le connecteur électrique doit présenter des dimensions importantes pour que l’interface avec le connecteur correspondant du véhicule soit réalisable. De ce fait, le connecteur électrique est très encombrant, ce qui complexifie l’introduction du connecteur électrique dans le connecteur correspondant du véhicule. De plus, une introduction difficile augmente l’usure du connecteur électrique relié à la station et du connecteur correspond du véhicule. De plus, la détérioration des connecteurs est susceptible de générer de l’insécurité électrique. A titre d’exemple, cela peut induire un risque de court-circuit.
L’objectif de la présente invention est de remédier à ces inconvénients, et notamment de proposer un connecteur électrique permettant un encombrement moindre et une durée de vie allongée.
Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un connecteur électrique configuré pour le rechargement automatisé en énergie électrique d’un véhicule automobile électrique ou hybride, ledit connecteur électrique étant apte à s’enficher dans une prise de rechargement, remarquable en ce que le connecteur électrique présente une forme conique présentant un axe de révolution, ledit connecteur électrique comportant un système de fin de course, de préférence ledit connecteur électrique comporte une pluralité de logements, chaque logement présentant une forme longitudinale positionnée perpendiculairement à l’axe de révolution du connecteur électrique, chaque logement étant apte à recevoir l’un des moyens de connexion de la prise de rechargement.
Grâce à l’invention, l’introduction du connecteur électrique dans la prise de rechargement par un système automatisé est facilitée, ce qui diminue le risque d’usure du connecteur électrique et de la prise de rechargement.
L’invention concerne également une prise de rechargement configurée pour recevoir le connecteur électrique précédemment décrit, remarquable en ce que la prise de rechargement comporte une pluralité de moyens de connexion, chaque moyen de connexion étant monté sur un ressort, chaque moyen de connexion étant apte à s’enficher dans l’un des logements du connecteur électrique, chaque moyen de connexion étant relié à un plot mobile par une tresse électrique.
Avantageusement, lesdits moyens de connexion sont des doigts de connexion.
Avantageusement, lesdits moyens de connexion sont des anneaux, de préférence lesdits anneaux présentent une forme circulaire et sont aptes à s’enficher dans ledit connecteur électrique selon un mouvement concentrique.
De préférence, ladite prise de rechargement comporte un dispositif de verrouillage configuré pour bloquer ledit connecteur électrique.
Le dispositif de verrouillage permet de de bloquer le connecteur électrique dans la prise de rechargement pour éviter un détachement du connecteur électrique susceptible d’engendrer un danger d’électrocution.
Avantageusement, ledit dispositif de verrouillage est de type mécanique, de préférence un ressort de verrouillage.
Un dispositif de verrouillage mécanique ne nécessite pas une installation complexe et fonctionne même en l’absence d’électricité. Un ressort est un moyen efficace pour introduire un élément bloquant dans le connecteur électrique afin de réaliser le verrouillage. De plus, un ressort est peu sensible à l’usure et peu coûteux.
Avantageusement, ledit dispositif de verrouillage est de type électronique, de préférence le dispositif de verrouillage de type électronique est commandé par un interrupteur.
Un dispositif de verrouillage électronique peut être contrôlé à distance, notamment pour le déverrouillage.
De préférence, les moyens de connexion comportent au moins un moyen de connexion de phase, un moyen de connexion neutre et un moyen de connexion de mise à la terre.
Avantageusement, les moyens de connexion comportent un moyen de connexion de pilote de proximité et un moyen de connexion de pilote de contrôle.
En outre, l’invention concerne un ensemble pour le rechargement automatisé d’un véhicule automobile électrique ou hybride comportant ledit connecteur électrique précédemment décrit et ladite prise de rechargement précédemment décrite.
L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans laquelle :
-FIG. 1illustre schématiquement un ensemble comportant un connecteur électrique et une prise de rechargement pour le rechargement automatisé en énergie électrique d’un véhicule automobile électrique ou hybride ;
-FIG. 2illustre schématiquement une vue partielle en coupe d’un connecteur électrique 100 selon un second mode de réalisation.
Il est illustré schématiquement sur laFIG. 1un ensemble pour le rechargement automatisé en énergie électrique d’un véhicule automobile électrique ou hybride. L’ensemble comporte un connecteur électrique 100 et une prise de rechargement 200 pour permettre le rechargement en énergie électrique du véhicule via une connexion entre la prise de rechargement 200 et le connecteur électrique 100. Le connecteur électrique 100 présente un axe de révolution illustré en traits discontinus sur laFIG. 1. Le connecteur électrique 100 est lié à une borne de rechargement électrique ou à un autre véhicule automobile électrique ou hybride. La prise de rechargement 200 comporte une pluralité de moyens de connexion 201. Avantageusement, les moyens de connexion 201 sont des doigts de connexion. Dans un second mode de réalisation illustré enFIG. 2, les moyens de connexion 201 sont des anneaux. Chaque moyen de connexion 201 est monté sur un ressort 202. Chaque moyen de connexion 201 est relié électriquement et mécaniquement à un plot mobile 205. La liaison entre ledit moyen de connexion 201 et ledit plot mobile 205 est assurée par une tresse électrique 206. La tresse électrique 206 est une liaison conductrice comportant des fils métalliques. Le connecteur électrique 100 présente une forme conique. Ainsi, l’introduction du connecteur électrique 100 dans la prise de rechargement 200 est facilitée. De plus, les coûts de production, notamment en matériaux, sont réduits. De préférence, le connecteur électrique 100 comporte une pluralité de logements 101 dans lesquels sont aptes à s’introduire lesdites moyens de connexion 201. Les logements 101 présentent une forme longitudinale. Les logements 101 sont positionnés perpendiculairement à l’axe de révolution du connecteur électrique 100. Avantageusement, les logements 101 comportent un revêtement. Le revêtement a pour rôle de diminuer le risque d’usure du connecteur électrique 100 du fait des frottements lors de l’introduction dudit connecteur électrique 100 dans ladite prise de rechargement 200. Le revêtement prévient également de la corrosion. Le connecteur électrique 100 comporte un point de connexion électrique 103. Chaque logement 101 est lié électriquement audit point de connexion 103. Les plots mobiles et les tresses fonctionnement ensemble pour assurer une connexion électrique stable et efficace pendant le rechargement en énergie électrique dudit véhicule. En outre, le connecteur électrique 100 comporte un système de fin de course 102. Le système de fin de course 102 est un dispositif conçu pour détecter la position du connecteur électrique 100 lorsque celui-ci est entièrement enfiché dans ladite prise de rechargement 200. Le système de fin de course 102 permet de s’assurer que le connecteur électrique 100 est correctement positionné avant le début de la transmission d’énergie électrique vers ledit véhicule. Avantageusement, pour maintenir la position, la prise de rechargement 200 comporte un dispositif de verrouillage 203. Le dispositif de verrouillage 203 a pour rôle de bloquer ledit connecteur électrique 100 dans la prise de rechargement 200 afin que ledit connecteur électrique 100 ne se déconnecte pas durant la transmission d’énergie électrique. Avantageusement, le dispositif de verrouillage 203 est de type mécanique. Avantageusement, le dispositif de verrouillage 203 est de type mécanique tel qu’un ressort de verrouillage. Lorsque le connecteur électrique 100 est entièrement introduit dans la prise de rechargement 200, le ressort de verrouillage se détend afin de venir se loger dans ledit connecteur électrique 100, le maintenant ainsi dans la prise de rechargement 200. De préférence, l’introduction du connecteur électrique 100 dans la prise de rechargement 200 s’effectue depuis le sol vers le véhicule selon un axe vertical ou horizontal. Dans un mode de réalisation alternatif, le dispositif de verrouillage 203 est de type électronique tel qu’il est illustré sur laFIG. 1. De préférence, le dispositif de verrouillage 203 est commandé par un interrupteur 204. L’interrupteur 204 est destiné à être mis en contact avec le système de fin de course 102. En effet, lorsque le connecteur électrique 100 est introduit dans la prise de rechargement 200, alors le système de fin de course 102 exerce une force sur l’interrupteur 204 de façon que l’interrupteur 204 se ferme. La fermeture de l’interrupteur 204 engendre la fermeture du circuit électrique auquel appartient l’interrupteur 204, ce qui provoque l’activation du dispositif de verrouillage 203 électronique. De préférence, les moyens de connexion 201 comportent au moins un moyen de connexion de phase L1, L2, L3. En effet, le connecteur électrique 100 est monophasé ou triphasé. Sur laFIG. 1, le connecteur électrique 100 triphasé est illustré. Les moyens de connexion 201 comportent trois moyens de connexion de phase L1, L2, L3. En outre, les moyens de connexion 201 comportent un moyen de connexion neutre N et un moyen de connexion de mise à la terre T. La fonction du moyen de connexion neutre N est de fournir un chemin de retour pour l’énergie électrique qui circule dans ledit connecteur électrique 100. L’énergie électrique est transmise au véhicule via la prise de rechargement 200 par les moyens de connexion de phase L1, L2, L3 et retourne vers la borne de rechargement via le moyen de connexion neutre N. Le moyen de connexion neutre N garantit le bon fonctionnement du circuit électrique et la sécurité électrique. Le moyen de connexion de mise à la terre T est connecté à une prise de mise à la terre qui est un dispositif enfoui dans le sol permettant le cheminement de l’énergie électrique vers la terre lorsqu’un défaut est présent dans le circuit électrique. Le moyen de connexion de mise à la terre T présente une faible résistance électrique afin que l’énergie électrique circule rapidement vers la terre afin de provoquer un dégât électrique, tel qu’un court-circuit pouvant mener à un incendie ou une électrocution. Avantageusement, les moyens de connexion 201 comportent un moyen de connexion de pilote de proximité PP et un moyen de connexion de pilote de contrôle CP. Le moyen de connexion de pilote de proximité PP permet de détecter que le connecteur électrique 100 est correctement positionné dans la prise de rechargement 200 afin de commencer le processus de transmission d’énergie électrique depuis la borne de rechargement vers ledit véhicule. Le moyen de connexion de pilote de contrôle CP est un moyen de connexion spécifique dont le rôle est d’établir une communication entre la borne de rechargement et le véhicule pour la gestion de l’énergie électrique à délivrer.
Il est illustré schématiquement, sur laFIG. 2, une vue partielle en coupe du connecteur électrique 100 selon le second mode de réalisation. Le connecteur électrique 100 comporte une pluralité d’étages. La prise de rechargement 200, non représentée sur laFIG. 2, comporte des anneaux A. Le connecteur électrique 100 comporte une pluralité de bagues isolantes B. Chaque anneau A est apte à s’enficher entre deux bague isolantes B. De préférence, le connecteur électrique 100 comporte les logements 101 et lesdits anneaux A sont aptes à s’enficher dans lesdits logements 101, lesdits logements 101 étant positionnés entre deux bagues isolantes B. Les anneaux A présentent une forme tronconique. Les anneaux A sont aptes à s’enficher dans ledit connecteur électrique 100 selon un mouvement concentrique. L’avantage des anneaux A est leur capacité à maintenir la connexion électrique entre ledit connecteur électrique 100 et la prise de rechargement 200 même lorsque le connecteur électrique 100 subit une rotation. L’énergie électrique est transmise via les anneaux A vers le point de connexion électrique 103. Avantageusement, lesdites bagues isolantes B sont couvertes d’un matériau abrasif permettant le nettoyage par friction des anneaux A lors de leur insertion.

Claims (8)

  1. Connecteur électrique (100) configuré pour le rechargement automatisé en énergie électrique d’un véhicule automobile électrique ou hybride, ledit connecteur électrique (100) étant apte à s’enficher dans une prise de rechargement (200),caractérisé en ce que le connecteur électrique (100) présente une forme conique présentant un axe de révolution, ledit connecteur électrique (100) comportant un système de fin de course (102), de préférence ledit connecteur électrique (100) comporte une pluralité de logements (101), chaque logement (101) présentant une forme longitudinale positionnée perpendiculairement à l’axe de révolution du connecteur électrique (100), chaque logement (101) étant apte à recevoir l’un des moyens de connexion (201) de la prise de rechargement (200).
  2. Prise de rechargement (200) configurée pour recevoir le connecteur électrique (100) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la prise de rechargement (200) comporte une pluralité de moyens de connexion (201), chaque moyen de connexion (201) étant monté sur un ressort (202), chaque moyen de connexion (201) étant apte à s’enficher dans l’un des logements (101) du connecteur électrique (100), chaque moyen de connexion (201) étant relié à un plot mobile (205) par une tresse électrique (206), lesdits moyens de connexion (201) sont des anneaux, lesdits anneaux présentant une forme circulaire et étant aptes à s’enficher dans ledit connecteur électrique (100) selon un mouvement concentrique.
  3. Prise de rechargement (200) selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite prise de rechargement (200) comporte un dispositif de verrouillage (203) configuré pour bloquer ledit connecteur électrique (100).
  4. Prise de rechargement (200) selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit dispositif de verrouillage (203) est de type mécanique, de préférence un ressort de verrouillage.
  5. Prise de rechargement (200) selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit dispositif de verrouillage (203) est de type électronique, de préférence le dispositif de verrouillage (203) de type électronique est commandé par un interrupteur (204).
  6. Prise de rechargement (200) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que lesdits moyens de connexion (201) comportent au moins un moyen de connexion de phase (L1, L2, L3), un moyen de connexion neutre (N) et un moyen de connexion de mise à la terre (T).
  7. Prise de rechargement (200) selon l’une quelconque des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que les moyens de connexion (201) comportent un moyen de connexion de pilote de proximité (PP) et un moyen de connexion de pilote de contrôle (CP).
  8. Ensemble pour le rechargement automatisé d’un véhicule automobile électrique ou hybride comportant ledit connecteur électrique (100) selon la revendication 1 et ladite prise de rechargement (200) selon l’une quelconque des revendications 2 à 7.
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