FR3160067A1 - Fiche electrique formant une poignee ronde pleine - Google Patents

Abstract

Fiche électrique comprenant :- des broches (L1, L2, L3, N, PE, PP, CP) destinées à être enfichées par translation dans une prise, et- un corps (1) de fiche ayant une première partie (P1) maintenant les broches (L1, L2, L3, N, PE, PP, CP) entre elles parallèles et formant une première extrémité (E1) destinée à être enfichée dans la prise,ce corps (1) comprenant une deuxième partie (P2) en prolongement de la première partie (P1) selon l’axe des broches, cette deuxième partie (P2) comprenant une deuxième extrémité (E2) opposée à la première extrémité (E1), cette deuxième extrémité (E2) formant une poignée ronde pleine. Figure 1.

Description

FICHE ELECTRIQUE FORMANT UNE POIGNEE RONDE PLEINE

Les véhicules automobiles à motricité électrique comprennent le plus souvent une batterie de stockage d’énergie électrique pour alimenter une machine motrice électrique. Cette batterie doit être rechargée, et si cette batterie peut être rechargée par des moyens embarqués du véhicule utilisant une énergie fossile comme un moteur thermique couplé à un générateur, ou un moyen de récupération d’énergie au freinage, il existe de plus en plus des véhicules dont la recharge est faite à partir d’un réseau électrique terrestre.

Pour ces dernières recharges, le véhicule est immobilisé et raccordé électriquement à ce réseau, d’une manière ou d’une autre et, selon la configuration, plusieurs modes de recharge connus de l’homme de l’art sont utilisables, dits modes 1 à 4.

On peut également avoir une recharge de véhicule à véhicule, l’un des véhicules dépannant le second.

Pour toutes les recharges où le véhicule doit être immobilisé, une interface de connexion temporaire de type fiche / prise est nécessaire et au vu des intensités de courant la traversant et pour des raisons de sécurité des usagers, cette fiche comprend des broches s’insérant en force par translation dans la prise, avec des moyens de guidage et de verrouillage pour être certain qu’il n’y ait pas de déconnexions intempestives et un bon contact électrique. Ces fiches sont en général de type « pistolet », et sont très encombrantes ce qui est un problème quand elles sont embarquées dans le véhicule. En outre, plus le nombre de broches est élevé, plus elles sont difficiles à enficher dans la prise ce qui pose des problèmes ergonomiques pour la personne qui la manipule. C’est le cas en particulier des prises type 2 connues de l’homme de l’art, et comprenant 7 broches, ou encore les prises type 2 CCS Combo DC à 5 broches ou les prises type 2 CCS Combo AC/DC à 9 broches.

Pour ces fiches, on connait du document de brevet FR-A1-3048560 une fiche magnétique à plusieurs contacteurs électriques, et dont le corps est entièrement sphérique, le but étant de pouvoir tourner à la manière d’un collecteur tournant.

Cette fiche ne présente cependant pas une bonne ergonomie de prise en main car il est difficile de faire le tour de la sphère avec la main sans que les doigts viennent en interférence avec la prise ou le socle de la prise. Cette mauvaise ergonomie est en fait justifiée du fait que les contacteurs électriques sont des appuis surfaciques selon la surface de la sphère, et non pas des broches enfichables, ces appuis surfaciques étant en outre techniquement incompatibles avec l’aspect sécuritaire précédemment introduit.

Au vu de cet état de l’art, il existe donc un besoin d’améliorer l’ergonomie (la prise en main) et/ou la compacité des fiches comprenant des broches enfichables.

A cet effet, l’invention a pour objet une fiche électrique comprenant :
- des broches destinées à être enfichées par translation dans une prise, et
- un corps de fiche ayant une première partie maintenant les broches entre elles parallèles et formant une première extrémité destinée à être enfichée dans la prise,
ce corps comprenant une deuxième partie en prolongement de la première partie selon l’axe des broches, cette deuxième partie comprenant une deuxième extrémité opposée à la première extrémité, cette deuxième extrémité formant une poignée ronde pleine.

Ainsi cette fiche est moins encombrante et surtout présente une poignée plus ergonomique pour pouvoir appliquer l’effort d’enfichage ou de désenffichage. En outre, ce qui améliore encore plus l’ergonomie est que cet effort est applicable facilement dans l’axe de la fiche et des broches, en prolongement du bras, ce qui évite de pousser la fiche de travers dans la prise et donc évite un effort supplémentaire à cause de l’effet d’arc-boutement des broches.

La poignée ronde pleine est similaire aux poignées de portes rondes, c’est-à-dire que la partie de préhension de la poignée prend la forme d’une boule ou une forme proche d’une boule permettant de pousser ou tirer la porte, et donc la fiche. Cette boule est donc conformée pour épouser la paume d’une main qui se referme sur elle et présente un axe de symétrie de même orientation que les axes des broches. Idéalement le corps est de forme longiforme selon un axe confondu avec l’axe de symétrie de la boule.

L’expression « poignée ronde pleine » doit s’interpréter comme étant une poignée préhensible à pleine main, la main pouvant entourer la boule de sorte à pouvoir pousser ou tirer la fiche.

Selon un mode de réalisation de l’invention, la poignée ronde forme une ellipsoïde.

En effet, cette poignée ronde ne présente pas obligatoirement une boule ou sphère parfaire, et peut avoir d’autres formes proches telles que des ellipsoïdes. On notera que la finalité de ces formes est une bonne ergonomie ou prise en main et donc avec des formes arrondies ou surfaces sphériques de sorte à ne pas agresser la main. Ceci permet d’y appliquer des efforts importants sans ressentir de douleurs dans la main.

Ces broches sont indifféremment des broches mâles et/ou femelles. Ainsi dans tout le texte de ce document, on comprendra par fiche ou prise le sens général d’un premier connecteur temporaire adapté à un deuxième connecteur temporaire, si bien que les termes fiches ou prise auront la même portée selon l’invention, ce qui permet de surmonter les discordances entre le langage courant et le langage technique où une prise désigne à la fois des broches mâles et femelles, bien souvent une prise comprenant d’ailleurs à la fois des broches mâles et au moins une femelle (terre).

Selon un mode de réalisation de l’invention, la première partie entoure chaque broche. Ainsi ce corps et en particulier la première partie assure une isolation électrique des broches vis-à-vis de l’opérateur qui la manipule, et notamment le fait qu’il n’est pas possible de mettre les doigts de la main en contact avec les broches.

Selon un mode de réalisation de l’invention, la première partie comprend une surface extérieure cylindrique dont la génératrice est parallèle aux broches.

Selon un mode de réalisation de l’invention, l’extrémité libre des broches est en retrait par rapport à une surface de la première extrémité.

Ainsi même l’extrémité des broches ne peut entrer en contact avec les doigts de la main.

Selon un mode de réalisation de l’invention, cette fiche est une fiche de type 2, ou de type 2 CCS Combo courant continu, ou de type 2 CCS Combo courant continu et courant alternatif. Ces désignations correspondent à des standards connus de l’homme de l’art et désignent le nombre de broches et leurs fonctions pour les fiches ou prises de recharge des véhicule électriques qui seront décrits ci-après, pour mémoire.

L’invention porte en outre sur un cordon électrique comprenant :
- une fiche comprenant des broches destinées à être enfichées par translation dans une prise et un corps de fiche ayant une première partie maintenant les broches entre elles parallèles et formant une première extrémité destinée à être enfichée dans la prise, et
- des câbles électriquement conducteurs raccordés à ces broches,
la fiche étant telle que précédemment décrite.

Selon un mode de réalisation de l’invention, ces câbles sortent de la deuxième partie selon une direction orthogonale aux broches.

Ainsi ces câbles ne gênent pas une bonne préhension de la poignée par une main, et surtout lorsque la fiche est enfichée dans la prise ces câbles sont moins saillants et peuvent par exemple longer un support de la prise. Ceci est un avantage en particulier dans le domaine des prises de recharge des véhicules où les câbles pourront « suivre » la carrosserie du véhicule au plus près et ne pas risquer d’être accrochés par des passants ou d’autres véhicules.

L’invention porte en outre sur un véhicule automobile comprenant :
- une batterie de stockage d’énergie électrique, et
- une machine motrice électrique propre à être alimentée par ladite batterie, et
- un cordon de recharge de la batterie destiné à être raccordé à une borne de recharge d’un réseau électrique terrestre ou à un second véhicule de dépannage d’une part, et à la batterie d’autre part,
ce cordon étant tel que précédemment décrit.

L’invention porte en outre sur une borne de recharge d’un réseau électrique terrestre, destiné à recharger une batterie d’un véhicule automobile, cette borne comprenant un cordon destiné à être raccordé à la batterie, ce cordon étant tel que précédemment décrit.

Ces bornes de recharges sont connues de l’homme de l’art, et présentent des interfaces d’identification du véhicule et de son conducteur, des moyens de paiement, des moyens de contrôle de la recharge, parfois des moyens de refroidissement de la batterie, et son raccordées par exemple à un réseau électrique terrestre domestique, ou encore et le plus souvent à un réseau de distribution national alimenté par des centrales électriques.

D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description Ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures dans lesquelles :

FIG. 1: représente une première vue en perspective d’une fiche selon l’invention.

FIG. 2: représente une seconde vue en perspective d’une fiche selon l’invention.

Ces figures 1 et 2 sont décrites prises en combinaison, et divulguent une fiche électrique comprenant :
- des broches L1, L2, L3, N, PE, PP, CP destinées à être enfichées par translation dans une prise, et
- un corps 1 de fiche ayant une première partie P1 maintenant les broches L1, L2, L3, N, PE, PP, CP entre elles parallèles et formant une première extrémité E1 destinée à être enfichée dans la prise.

Ce corps 1 comprend en outre une deuxième partie P2 en prolongement de la première partie P1 selon l’axe des broches, cette deuxième partie P2 comprenant une deuxième extrémité E2 opposée à la première extrémité E1, cette deuxième extrémité E2 formant une poignée ronde pleine.

La première partie P1 entoure chaque broche L1, L2, L3, N, PE, PP, CP.

La première partie P1 comprend une surface extérieure cylindrique 2 dont la génératrice est parallèle aux broches.

L’extrémité libre des broches est en retrait par rapport à une surface de la première extrémité E1.

La poignée ronde forme une ellipsoïde.

Par exemple cette fiche est une fiche de type 2, ou de type 2 CCS Combo courant continu, ou de type 2 CCS Combo courant continu et courant alternatif.

Ces désignations de standard sont des standards automobiles pour la recharge des véhicule dits électriques selon plusieurs types de prises correspondant à plusieurs modes de recharge.

Par exemple il est connu de l’homme du métier un mode dit « mode 1 », pour lequel une batterie du véhicule est connectée à une prise domestique standard disposant d’une mise à la terre. La recharge se fait donc avec du courant alternatif en passant par un chargeur embarqué du véhicule. La charge est limitée à 16 ampères, ce qui représente le courant maximum que peuvent fournir les prises domestiques. Cette recharge est toutefois très lente dans ce cas, jusqu’à maximum 3,7kW.

Par exemple il est connu de l’homme du métier un mode dit « mode 2 », également en courant alternatif, pour lequel la batterie du véhicule est connectée à un cordon de recharge qui lui-même est relié à une prise domestique standard, ce cordon intégrant un boîtier électronique. Ce boîtier électronique est appelé chargeur portable ou encore borne mobile et se trouve entre le véhicule et le réseau électrique terrestre. Il surveille les paramètres de la charge en permanence afin de pouvoir l’interrompre si une anomalie est détectée. Ce boîtier électronique communique avec l’un des calculateurs du véhicule. En plus des prises domestiques standard dont le courant est limité, ce mode 2 permet d’utiliser des prises industrielles de type CEE qui peuvent fournir des courants allant jusqu’à 32 Ampères en monophasé ou en triphasé, jusqu’à 11kW.

Par exemple il est connu de l’homme du métier un mode dit « mode 3 », pour lequel la batterie du véhicule est connectée à une borne fixe murale qui dispose d’une prise / fiche spécifique, par exemple de type 2. Cette borne de recharge murale est reliée à un circuit électrique dédié à la recharge du véhicule et intègre les fonctionnalités de contrôle, de sécurité et de régulation de la charge. Ce type de chargeur fournit du courant alternatif et dispose souvent de fonctions de programmation. La puissance délivrée dans ce mode est plus élevée que pour les modes 1 et 2. Elle peut atteindre les 32 Ampères en triphasé jusqu’à 22kW.

Par exemple il est connu de l’homme du métier un mode dit « mode 4 », pour lequel la batterie du véhicule est connectée à une borne de recharge rapide ou très rapide. On retrouve ces bornes sur des lieux publics comme par exemple dans les stations-service le long des autoroutes. Elles délivrent du courant continu, et leur puissance peut être très élevée, par exemple jusqu’à 350kW. Ces bornes communiquent avec le véhicule électrique et embarquent toutes les fonctions de sécurité et de contrôle de la charge. Vu les courants très élevés mis en œuvre, ces bornes disposent de leur propre cordon de recharge et leur fiche spécifique. Le standard en Europe pour ce type de connecteurs est le Type 2 CCS Combo.

La prise / fiche de type 2 permet une recharge d’un véhicule à domicile, depuis la borne fixe murale, mais aussi une utilisation sur les bornes de recharge publiques. C’est le mode 3 précédemment décrit. Elle est dotée de sept broches mâles ou femelles et d’une poignée. La prise de type 2 supporte le courant alternatif d’une intensité maximale de 70 A en monophasé et de 63 A en triphasé.

Cette prise / fiche de type 2 comprend trois broches de phases L1, L2 et L3, une broche de terre PE, une broche de neutre N et deux broches de contrôles « Proximity pilot » PP que l’on pourrait traduire par ligne pilote de proximité et permet de détecter la présence de la fiche dans la prise ou inversement, et « Control pilot » CP que l’on pourrait traduire par ligne pilote de contrôle et qui permet de contrôler la charge de la batterie et d’échanger des informations entre le véhicule et une borne de recharge par exemple. Cette prise / fiche type 2 est illustrée sur laFIG. 1.

Cette prise / fiche de type 2 peut également être utilisée pour le mode 4 mais à une puissance de recharge inférieure au mode 4 dédié au courant continu : la ligne « Control pilot » CP permet en effet de détecter le type de véhicule / borne et le mode de recharge voulu, il est possible alors de réaffecter deux des trois phases L1, L2, L3 à une recharge de courant continu, mais donc de plus faible intensité car les broches L1,L2, L3 ne sont pas dimensionnées pour des puissances de 350kW par exemple.

La prise / fiche de type 2 CCS Combo est une prise / fiche de recharge combinée, Combined Charging System pour l’acronyme anglais. Elle combine une prise / fiche de type 2 avec 2 broches supplémentaires dédiées à la recharge en courant continu, le mode 4 précédemment décrit. La prise / fiche de type 2 CCS Combo peut donc avoir jusqu’à neuf broches et dans ce cas, elle peut servir indifféremment aux recharges de mode 3 et 4. La prise / fiche de type 2 CCS Combo peut en outre être dédiée au mode 4, et dans ce cas les broches liées à la recharge en courant alternatif disparaissent, et on parle alors de prise / fiche de type 2 CCS Combo Courant Continu. Cette prise / fiche de type 2 CCS Combo Courant Continu comprend alors les deux broches pour le courant continu (passage de la puissance) , les deux broches de contrôles « Proximity pilot » PP et « Control pilot » CP, ainsi que la broche de terre PE, soit 5 broches au total. La prise / fiche de type 2 CCS Combo n’est pas illustrée dans les figures mais elle est parfaitement connue de l’homme de l’art.

Ces prises / fiche sont difficiles à raccorder du fait du nombre de broches et de la grosseur des broches (et donc de l’intensité du courant) si bien que l’invention s’applique tout particulièrement à ces types de prises / fiches.

L’invention d’applique tout autant à des prises / fiches pour les modes de recharge 1 et 2.

Une application avantageuse de cette fiche concerne un cordon électrique comprenant :
- la fiche comprenant les broches L1, L2, L3, N, PE, PP, CP destinées à être enfichées par translation dans la prise et le corps 1 de fiche ayant la première partie P1 maintenant les broches L1, L2, L3, N, PE, PP, CP entre elles parallèles et formant la première extrémité E1 destinée à être enfichée dans la prise, et
- des câbles électriquement conducteurs 3 raccordés à ces broches L1, L2, L3, N, PE, PP, CP, la fiche étant telle que précédemment décrite.

Par exemple ces câbles 3 sortent de la deuxième partie P2 selon une direction orthogonale aux broches L1, L2, L3, N, PE, PP, CP, mais bien entendu toute autre direction est envisageable, notamment une sortie coaxiale à l’axe du corps 1 ce qui permet de faciliter le rangement de ce cordon.

Ce cordon comprend deux extrémités opposées, dont au moins une comprend la fiche / prise, l’autre étant raccordée en permanence soit au véhicule soit à la borne de recharge. Ce cordon peut également avoir une prise / fiche à chacune de ses extrémités, on parle alors de rallonge électrique.

On pourra par exemple considérer une application dans un véhicule automobile comprenant :
- une batterie de stockage d’énergie électrique, et
- une machine motrice électrique propre à être alimentée par ladite batterie, et
- un cordon de recharge de la batterie destiné à être raccordé à une borne de recharge d’un réseau électrique terrestre ou à un second véhicule de dépannage d’une part, et à la batterie d’autre part,
ce cordon étant tel que précédemment décrit.

On pourra par exemple considérer une application pour une borne de recharge d’un réseau électrique terrestre, destiné à recharger une batterie d’un véhicule automobile, cette borne comprenant un cordon destiné à être raccordé à la batterie, ce cordon étant tel que précédemment décrit.

Claims (10)

1. Fiche électrique comprenant :
   - des broches (L1, L2, L3, N, PE, PP, CP) destinées à être enfichées par translation dans une prise, et
   - un corps (1) de fiche ayant une première partie (P1) maintenant les broches (L1, L2, L3, N, PE, PP, CP) entre elles parallèles et formant une première extrémité (E1) destinée à être enfichée dans la prise,
   caractérisé en ce que ce corps (1) comprend une deuxième partie (P2) en prolongement de la première partie (P1) selon l’axe des broches, cette deuxième partie (P2) comprenant une deuxième extrémité (E2) opposée à la première extrémité (E1), cette deuxième extrémité (E2) formant une poignée ronde pleine.
2. Fiche selon la revendication 1, la première partie (P1) entourant chaque broche (L1, L2, L3, N, PE, PP, CP).
3. Fiche selon l’une des revendications précédentes, la première partie (P1) comprenant une surface extérieure cylindrique (2) dont la génératrice est parallèle aux broches.
4. Fiche selon l’une des revendications précédentes, l’extrémité libre des broches étant en retrait par rapport à une surface de la première extrémité (E1).
5. Fiche selon l’une des revendications précédentes, la poignée ronde formant une ellipsoïde.
6. Fiche selon l’une des revendications précédentes, cette fiche étant une fiche de type 2, ou de type 2 CCS Combo courant continu, ou de type 2 CCS Combo courant continu et courant alternatif.
7. Cordon électrique comprenant :
   - une fiche comprenant des broches (L1, L2, L3, N, PE, PP, CP) destinées à être enfichées par translation dans une prise et un corps (1) de fiche ayant une première partie (P1) maintenant les broches (L1, L2, L3, N, PE, PP, CP) entre elles parallèles et formant une première extrémité (E1) destinée à être enfichée dans la prise, et
   - des câbles électriquement conducteurs (3) raccordés à ces broches (L1, L2, L3, N, PE, PP, CP),
   caractérisé en ce que la fiche est conforme à l’une des revendications précédentes.
8. Cordon selon la revendication 7, ces câbles (3) sortant de la deuxième partie (P2) selon une direction orthogonale aux broches (L1, L2, L3, N, PE, PP, CP),
9. Véhicule automobile comprenant :
   - une batterie de stockage d’énergie électrique, et
   - une machine motrice électrique propre à être alimentée par ladite batterie, et
   - un cordon de recharge de la batterie destiné à être raccordé à une borne de recharge d’un réseau électrique terrestre ou à un second véhicule de dépannage d’une part, et à la batterie d’autre part,
   caractérisé en ce que le cordon est conforme à l’une des revendications 7 et 8.
10. Borne de recharge d’un réseau électrique terrestre, destiné à recharger une batterie d’un véhicule automobile, cette borne comprenant un cordon destiné à être raccordé à la batterie, caractérisé en ce que le cordon est conforme à l’une des revendications 7 et 8.