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FR3124034A1 - Chargeur de batterie a perturbations electromagnetiques reduites - Google Patents

Chargeur de batterie a perturbations electromagnetiques reduites Download PDF

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Jean-Francois GAUTRU
Antonio Couto Da Costa
Alexis Marty
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Abstract

L’invention concerne un chargeur (1) de batterie comprenant au moins un connecteur (2) pour un courant alternatif haute tension, au moins un connecteur (4) pour un courant continu haute tension et au moins un connecteur (4a) pour un courant continu basse tension, le chargeur (1) de batterie intégrant au moins une carte électronique (8) de conversion courant alternatif/courant continu et au moins une carte électronique (7) de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu ainsi qu’un circuit de refroidissement (6) interne. Ladite au moins une carte électronique (8) de conversion courant alternatif/courant continu est séparée de ladite au moins une carte électronique (7) de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu par au moins une portion du circuit de refroidissement (6) interne. FIGURE 1

Description

CHARGEUR DE BATTERIE A PERTURBATIONS ELECTROMAGNETIQUES REDUITES
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne un chargeur de batterie embarqué notamment à bord d’un véhicule automobile, plus particulièrement un véhicule automobile hybride ou électrique, le chargeur étant à perturbations électromagnétique réduites.
Art antérieur
Il est connu de l’état de la technique, notamment du document CN209001434U, un chargeur de batterie comprenant au moins un connecteur pour un courant alternatif haute tension, au moins un connecteur pour un courant continu haute tension et au moins un connecteur pour un courant continu basse tension.
Le chargeur de batterie intègre au moins une carte électronique de conversion courant alternatif/courant continu et au moins une carte électronique de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu ainsi qu’un circuit de refroidissement interne.
Fréquemment, les dispositions des connecteurs sont définies en fonction de critères purement mécaniques en fonction de l’environnement du véhicule pour permettre un raccordement électrique le plus aisé possible, sans aucune considération préalable des perturbations électromagnétiques pouvant survenir dans l’environnement du chargeur.
En effet, la compatibilité électromagnétique par le positionnement des éléments intégrés dans le chargeur n’est vérifiée qu’après que la conception du chargeur et de ses raccordements soit figée. Il s’ensuit qu’il est fréquent de trouver pour le chargeur embarqué des interférences électromagnétiques avec des dispositifs électroniques embarqués dans le véhicule automobile pendant des essais de compatibilité électromagnétique, notamment en relation avec un système multiplexé reliant par un ou des câbles un grand nombre de calculateurs communiquant à tour de rôle.
Le document US-A-5 515 021 décrit un procédé et un appareil pour réduire les émissions électromagnétiques pour un chargeur de batterie. Le chargeur de batterie est enfermé dans un boîtier métallique conducteur et les composants de sortie à basse tension et à courant élevé sont isolés électriquement et physiquement du reste du circuit.
Le chargeur de batterie comprend une carte de circuit imprimé d'assemblage secondaire et une carte de circuit imprimé d'assemblage primaire qui sont supportées dans un agencement espacé sensiblement parallèle. Il s’ensuit des couplages entre circuits imprimés proches susceptibles de propager les perturbations électromagnétiques. Ceci requiert l’ajout d’éléments supplémentaires (par exemple des blindages ou filtrages additionnels) dans un espace déjà fortement encombré et augmente le coût du chargeur.
Par conséquent, le problème à la base de l’invention est de réduire les problèmes d’interférence et de parasites dans un chargeur embarqué, que ce soit dans le chargeur ou dans son environnement.
A cet effet, la présente invention concerne un chargeur de batterie comprenant au moins un connecteur pour un courant alternatif haute tension, au moins un connecteur pour un courant continu haute tension et au moins un connecteur pour un courant continu basse tension, le chargeur de batterie intégrant au moins une carte électronique de conversion courant alternatif/courant continu et au moins une carte électronique de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu ainsi qu’un circuit de refroidissement interne, caractérisé en ce que ladite au moins une carte électronique de conversion courant alternatif/courant continu est séparée de ladite au moins une carte électronique de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu par au moins une portion du circuit de refroidissement interne.
La tension d’un courant continu haute tension est supérieure à 60 Volts tandis qu’un courant continu basse tension présente une tension inférieure à 60Volts.
L’effet technique est de réduire les interférences entre la ou les cartes électroniques de conversion courant alternatif/courant continu et la ou les cartes électroniques de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu en les séparant par au moins une portion du circuit de refroidissement interne.
Il est ainsi utilisé un élément déjà présent dans le chargeur embarqué, à savoir le circuit de refroidissement interne, dans un tout autre but qui est de réduire les interférences électromagnétiques, ce qui confère deux fonctions au circuit de refroidissement interne.
L’ajout d’un circuit de refroidissement à fluide caloporteur entre la ou les cartes électroniques de conversion courant alternatif/courant continu et la ou les cartes électroniques de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu permet de créer une barrière naturelle contre les émissions électromagnétiques nuisibles tout en assurant le refroidissement des cartes électroniques.
L’avantage de la présente invention est de réduire les émissions et la susceptibilité électromagnétique pour passer diverses normes de compatibilité électromagnétique tout en ayant un chargeur standardisé.
Avantageusement, le chargeur est de forme parallélépipédique préférentiellement rectangle, ladite au moins une portion du circuit de refroidissement interne s’étendant selon une longueur du chargeur d’une extrémité latérale du chargeur vers l’extrémité latérale opposée.
Avantageusement, ladite au moins une carte électronique de conversion courant alternatif/courant continu et ladite au moins une carte électronique de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu ainsi que le circuit de refroidissement interne s’étendent dans un plan selon une section longitudinale respective du chargeur, ladite au moins une carte électronique de conversion courant alternatif/courant continu, ladite au moins une carte électronique de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu et le circuit de refroidissement interne étant superposés dans le chargeur embarqué.
Avantageusement, ladite au moins une carte électronique de conversion courant alternatif/courant continu, ladite au moins une carte électronique de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu et le circuit de refroidissement interne s’étendent dans tout leur plan respectif interne au chargeur embarqué.
Avantageusement, le chargeur intègre au moins une carte électronique auxiliaire autre que ladite au moins une carte électronique de conversion courant alternatif/courant continu et ladite au moins une carte électronique de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu.
Avantageusement, au moins une carte électronique intégrée dans le chargeur comprend un module de puissance et un module analogique, le module de puissance et le module analogique étant séparés l’un de l’autre sur la carte.
Avantageusement, ladite au moins une carte électronique avec module de puissance et module analogique séparés est de forme rectangulaire, le module de puissance étant positionné à une distance d’un bord latéral de la forme rectangulaire de moins de 10% d’une longueur de la carte électronique tandis que le module analogique est positionné à une distance du bord latéral opposé de moins de 10% de la longueur de la carte électronique, des modules numérique, d’alimentation et de protection contre les décharges électrostatiques et les émissions conduites ou rayonnées étant au moins partiellement interposés entre le module de puissance et le module analogique.
Avantageusement, ledit au moins un connecteur pour un courant alternatif haute tension est séparé par un blindage dudit au moins un connecteur pour un courant continu haute tension et dudit au moins un connecteur pour un courant continu basse tension.
Avantageusement, les faisceaux de puissance entrant dans le chargeur sont distants des faisceaux de puissance sortant du chargeur.
Ces deux mesures permettent d’éviter au mieux l’interaction électromagnétique et veillent à garantir une compatibilité électromagnétique.
L’invention concerne aussi un véhicule automobile hybride ou électrique, caractérisé en ce qu’il comprend un tel chargeur embarqué.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels :
- la est une vue de dessus en perspective d’un chargeur selon une forme de réalisation de la présente invention, un circuit de refroidissement intégré dans le chargeur et séparant des cartes électroniques étant montré en pointillés à cette figure,
- la est une vue schématique d’un positionnement de modules analogique, numérique, d’alimentation et de protection contre les décharges électrostatiques et les émissions conduites ou rayonnées dans une carte électronique pouvant être intégrée dans le chargeur selon la présente invention.

Claims (10)

  1. Chargeur (1) de batterie comprenant au moins un connecteur (2) pour un courant alternatif haute tension, au moins un connecteur (4) pour un courant continu haute tension et au moins un connecteur (4a) pour un courant continu basse tension, le chargeur (1) de batterie intégrant au moins une carte électronique (8) de conversion courant alternatif/courant continu et au moins une carte électronique (7) de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu ainsi qu’un circuit de refroidissement (6) interne, caractérisé en ce que ladite au moins une carte électronique (8) de conversion courant alternatif/courant continu est séparée de ladite au moins une carte électronique (7) de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu par au moins une portion du circuit de refroidissement (6) interne.
  2. Chargeur (1) selon la revendication précédente, lequel est de forme parallélépipédique, ladite au moins une portion du circuit de refroidissement (6) interne s’étendant selon une longueur du chargeur (1) d’une extrémité latérale du chargeur (1) vers l’extrémité latérale opposée.
  3. Chargeur (1) selon la revendication précédente, dans lequel ladite au moins une carte électronique (8) de conversion courant alternatif/courant continu et ladite au moins une carte électronique (7) de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu ainsi que le circuit de refroidissement (6) interne s’étendent dans un plan selon une section longitudinale respective du chargeur (1), ladite au moins une carte électronique de conversion courant alternatif/courant continu, ladite au moins une carte électronique (7) de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu et le circuit de refroidissement (6) interne étant superposés dans le chargeur (1) embarqué.
  4. Chargeur (1) selon la revendication précédente, dans lequel ladite au moins une carte électronique (8) de conversion courant alternatif/courant continu, ladite au moins une carte électronique (7) de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu et le circuit de refroidissement (6) interne s’étendent dans tout leur plan respectif interne au chargeur (1) embarqué.
  5. Chargeur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, lequel intègre au moins une carte électronique auxiliaire (5) autre que ladite au moins une carte électronique (8) de conversion courant alternatif/courant continu et ladite au moins une carte électronique (7) de conversion en haute et basse tensions courant continu/courant continu.
  6. Chargeur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une carte électronique (11) intégrée dans le chargeur (1) comprend un module de puissance (14) et un module analogique (12), le module de puissance (14) et le module analogique (12) étant séparés l’un de l’autre sur la carte (11).
  7. Chargeur (1) selon la revendication précédente, dans lequel ladite au moins une carte électronique (11) avec module de puissance (14) et module analogique (12) séparés est de forme rectangulaire, le module de puissance (14) étant positionné à une distance d’un bord latéral de la forme rectangulaire de moins de 10% d’une longueur de la carte électronique (11) tandis que le module analogique (12) est positionné à une distance du bord latéral opposé de moins de 10% de la longueur de la carte électronique (11), des modules numérique (13), d’alimentation (15) et de protection (16) contre les décharges électrostatiques et les émissions conduites ou rayonnées étant au moins partiellement interposés entre le module de puissance (14) et le module analogique (12).
  8. Chargeur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un connecteur (2) pour un courant alternatif haute tension est séparé par un blindage dudit au moins un connecteur (4) pour un courant continu haute tension et dudit au moins un connecteur (4a) pour un courant continu basse tension.
  9. Chargeur (1) selon la revendication précédente, dans lequel les faisceaux de puissance entrant dans le chargeur (1) sont distants des faisceaux de puissance sortant du chargeur (1).
  10. Véhicule automobile hybride ou électrique, caractérisé en ce qu’il comprend un chargeur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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