TITRE DE L'INVENTION :

VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENAN UN ENSEMBLE DE RECHARGE D'UNE BATTERIE ELECTRIQUE DE TRACTION

[1] La présente invention revendique la priorité de la demande française N° 2208614 déposée le 29.08.2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

[2] Le contexte technique de la présente invention est celui des véhicules automobiles électrifiés et de leurs organes de recharge électrique. Plus particulièrement, l’invention a trait à un ensemble de recharge électrique pour de tels véhicules automobiles électrifiés.

[3] De manière connue, les batteries électriques de traction des véhicules automobiles électrifiés ont besoin d’être régulièrement rechargées afin de disposer d’une énergie électrique suffisante pour alimenter une machine électrique générant un couple moteur sur un arbre de roues de tels véhicules automobiles. Bien entendu, il existe de nombreuses batteries électriques de traction, dont certaines sont rechargeables par l’intermédiaire d’une tension continu de 400 V et d’autres qui sont rechargeables par l’intermédiaire d’une tension continu de 800 V. De telles batteries électriques de traction sont aussi rechargeables au travers d’un réseau électrique alternatif, monophasé ou multi-phasé.

[4] Du côté du véhicule automobile, il est nécessaire de disposer d’un ensemble de recharge suffisamment versatile pour pouvoir s’adapter aux différents types de stations de recharge ainsi qu’aux différents modes de recharge électrique. De tels ensembles de recharge permettent ainsi de relier, directement ou indirectement, la batterie électrique de traction à la station de recharge et d’organiser, si nécessaire, une transformation électrique de la tension fournie par la station de recharge.

[5] Le contexte de la présente invention adresse plus particulièrement le problème de la recharge de la batterie électrique de traction de type 800 V, à l’aide d’une station de recharge pouvant délivrer soit une tension alternative soit une tension continue de 400 V. [6] En particulier, la recharge rapide d’un véhicule automobile électrifié disposant d’une batterie électrique de traction 800V, se fait par l’intermédiaire d’une station de recharge rapide 800V : une tension continue de 800V est alors appliquée directement aux bornes de la batterie électrique de traction 800V dudit véhicule automobile. A contrario, la recharge rapide d’un véhicule automobile électrifié disposant d’une batterie électrique de traction 400V, se fait par l’intermédiaire d’une station de recharge rapide 400V : une tension continue de 400V est alors appliquée directement aux bornes de la batterie électrique de traction 400V dudit véhicule automobile.

[7] En revanche, dans le cas d’un véhicule automobile électrifié équipé d’une batterie électrique de traction 800V, les ensembles de recharge connus ne permettent pas une bonne adaptabilité aux stations de recharge 400V. Plus particulièrement, la recharge rapide d’un véhicule automobile électrifié disposant d’une batterie électrique de traction 800V, ne peut pas se faire avec une station de recharge 400V, car la tension disponible aux bornes de ladite station de recharge est inférieure aux 800V requis par la batterie électrique de traction : le courant délivré est nul ou insuffisant pour permettre une recharge électrique dans de bonnes conditions.

[8] La présente invention a pour objet de proposer un nouvel ensemble de recharge d’un véhicule automobile afin de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d’autres avantages.

[9] Un autre but de l’invention est de proposer des facultés étendues de recharges des batteries électriques de traction.

[10] Un autre but de l’invention est de permettre à un véhicule automobile électrifié et équipé d’une batterie électrique de traction 800V d’utiliser une station de recharge 400V pour réaliser une charge rapide via une tension continue haute tension fournie par la station de recharge ou une charge lente via une tension alternative fournie par ladite station de recharge.

[11] Selon un premier aspect de l’invention, on atteint au moins l’un des objectifs précités avec un véhicule automobile comprenant un ensemble de recharge comportant : une batterie électrique de traction du véhicule automobile, - un chargeur embarqué relié à la batterie électrique de traction,

- un moyen de couplage électrique propre à être relié d’une part à un réseau électrique alternatif multi-phasé et à un réseau électrique continu fournis par une station de recharge et, d’autre part, relié au chargeur embarqué, le chargeur embarqué étant configuré pour pouvoir transformer en une haute tension continue une tension alternative fournie par ledit réseau électrique alternatif par l’intermédiaire d’un transformateur d’un convertisseur isolé du chargeur embarqué ou une tension continue fournie par le réseau électrique continu afin de recharger ladite batterie électrique de traction avec la haute tension continue ainsi transformée;

- un premier commutateur configuré pour établir une liaison électrique ou une isolation électrique entre une ligne de haute tension positive fournie par le réseau électrique continu de la station de recharge et une borne positive de la batterie électrique de traction ;

- un deuxième commutateur configuré pour établir une liaison électrique ou une isolation électrique entre une ligne de référence continue fournie par le réseau électrique continu de la station de recharge et une borne négative de la batterie électrique de traction ;

- au niveau d’un enroulement secondaire du transformateur du convertisseur isolé, un doubleur de tension branché entre la ligne de référence continue et une deuxième ligne de haute tension continue, ce doubleur de tension comprenant un pont de puissance secondaire branché entre une première ligne de haute tension continue et la ligne de référence continue et un circuit résonant ; et

- un troisième commutateur placé au niveau de l’enroulement secondaire du transformateur et configuré pour établir une liaison électrique ou une isolation électrique entre le pont de puissance secondaire et le circuit résonant.

Dans le contexte de l’invention, le moyen de couplage électrique est par exemple une prise électrique de recharge solidaire du véhicule, accessible de l’extérieur du véhicule, et propre à être couplée à un câble électrique de la station de recharge. Par exemple ce câble électrique présente une position rangée sur ou dans la station de recharge, et une position- déployée de sorte qu’une extrémité libre de ce câble soit électriquement connectée à la prise électrique. En variante, ce moyen de couplage est par exemple une rallonge électrique déployable du véhicule et venant, dans sa position déployée, se connecter à la station de recharge. Ce moyen de couplage est parfaitement connu de l’homme de l’art et ne sera pas d’avantage détaillé. Ce même câble est par exemple configuré pour transmettre le courant du réseau électrique alternatif multi-phasé et le courant électrique continu fournis par la station de recharge, ou en variante ce câble est en fait deux câbles distincts dédiés l’un au courant du réseau électrique alternatif multi-phasé et l’autre au courant électrique continu. On notera que ce moyen de couplage électrique n’est pas représenté sur les figures de la présente demande.

Dans le contexte de l’invention, chaque commutateur prend la forme d’un interrupteur, au sens fonctionnel du terme. Chaque commutateur comporte ainsi une première borne et une deuxième borne, chaque commutateur étant configuré pour établir une liaison électrique entre la première borne et la deuxième borne, ou pour isoler électriquement la première borne de la deuxième borne. En d’autres termes, chaque commutateur est configuré pour pouvoir prendre un premier état - dit état fermé - dans lequel il établit une liaison électrique entre la première borne et la deuxième borne, et un deuxième état - dit état ouvert - dans lequel il découple électriquement la première borne de la deuxième borne. Chaque commutateur est pilotable sélectivement de sorte à pouvoir être configuré dans l’un ou l’autre de ses états.

[12] Dans le contexte de l’invention, un véhicule automobile électrifié est du type d’un véhicule automobile électrique ou hybride. D’une manière générale, la chaîne de traction d’un tel véhicule automobile électrifié est mise en rotation par la machine électrique, alimentée électriquement par la batterie électrique de traction, afin de générer un couple moteur servant à la mise en mouvement du véhicule automobile. Complémentairement ou alternativement, la machine électrique est configurée pour récupérer une énergie mécanique sur la chaîne de traction et la convertir en énergie électrique en produisant ainsi un couple de freinage sur ladite chaîne de traction.

[13] Dans le contexte de l’invention, la batterie électrique de traction est configurée pour fournir une énergie électrique à une machine électrique générant un couple moteur sur la chaîne de traction du véhicule automobile. A titre d’exemple non limitatif, la batterie électrique de traction est du type d’une batterie électrique haute tension permettant de générer une tension continue de 800V. [14] Dans le contexte de l’invention, le chargeur embarqué comporte notamment un convertisseur de tension alternative en une tension continue. En particulier, le chargeur embarqué est configuré notamment pour redresser une tension électrique alternative fournie par la station de recharge afin de recharger la batterie électrique de traction. Le chargeur embarqué permet ainsi de convertir un courant alternatif pouvant être fourni par la station de recharge en un courant continu qui permet, in fine, de recharger la batterie électrique de traction. Le chargeur embarqué permet ainsi d’interfacer la batterie électrique de traction, lors de sa recharge, avec le réseau électrique choisi pour effectuer ladite recharge, c’est-à- dire soit le réseau continu soit le réseau alternatif, fournis par la station de recharge.

[15] Complémentairement, le convertisseur isolé du chargeur embarqué est du type d’un convertisseur de tension continue en tension continue. En particulier, le chargeur embarqué est configuré pour amplifier une tension électrique continue fournie par la station de recharge afin de recharger la batterie électrique de traction. Le chargeur embarqué permet ainsi de convertir un courant continu pouvant être fourni par la station de recharge en un courant continu qui permet, in fine, de recharger la batterie électrique de traction.

[16] Ainsi, dans le contexte de la présente invention, le véhicule conforme au premier aspect de l’invention permet d’établir au moins :

[17] - un premier chemin de couplage dans lequel la batterie électrique de traction est couplée électriquement à la station de recharge par l’intermédiaire du chargeur embarqué et via le réseau électrique continu afin de réaliser une recharge rapide. Dans ce cas, le premier commutateur est configuré dans son état ouvert afin d’isoler la ligne de haute tension positive fournie par le réseau électrique continu de la station de recharge et la borne positive de la batterie électrique de traction ; et le deuxième commutateur est configuré dans son état fermé afin d’établir une liaison électrique entre la ligne de référence continue fournie par le réseau électrique continu de la station de recharge et la borne négative de la batterie électrique de traction ; et le troisième commutateur est configuré dans son état ouvert afin d’isoler le réseau électrique alternatif du pont de puissance secondaire du transformateur. Dès lors, le pont de puissance secondaire permet de fournir une première partie de la tension continue aux bornes de la batterie électrique de traction et le circuit résonant permet de fournir une deuxième partie de la tension continue aux bornes de la batterie électrique de traction. Selon une configuration astucieuse, la sortie du circuit résonant partage le même point médian avec le pont de puissance secondaire, de sorte qu’ils sont ensemble placés en dérivation des bornes de la batterie électrique de traction et fournissent ainsi, ensemble, les 800V nécessaires à la recharge continue de la batterie électrique de traction ;

[18] - un deuxième chemin de couplage dans lequel la batterie électrique de traction est couplée électriquement à la station de recharge par l’intermédiaire du chargeur embarqué et via le réseau électrique alternatif afin de réaliser une recharge dite lente. Dans ce cas, le premier commutateur et le deuxième commutateurs sont configurés dans leur état ouvert afin respectivement d’isoler la ligne de haute tension positive de la station de recharge et la borne positive de la batterie électrique de traction et d’isoler la ligne de référence continue de la station de recharge et la borne négative de la batterie électrique de traction. En outre, le troisième commutateur est configuré dans son état fermé afin coupler le réseau électrique alternatif avec le transformateur et le pont de puissance secondaire. Complémentairement, le circuit résonant est avantageusement désactivé.

[19] Dans le contexte de la présente invention, la ligne de haute tension positive est configurée pour transporter un courant continu et une tension continue, préférentiellement un fort courant continu - typiquement de plusieurs Ampères - et une haute tension continue - typiquement de 400 V ou 800V par exemple.

[20] Dans le contexte de la présente invention, la ligne de référence continue est une ligne électrique à un potentiel électrique de référence, par exemple égal à 0 V.

[21] La ligne de haute tension positive continue et la ligne de référence continue proviennent de la station de recharge, via par exemple le câble de la station de recharge et la prise électrique de recharge. De manière avantageuse, la prise électrique de recharge conforme au premier aspect de l’invention permet de raccorder électriquement l’ensemble de recharge électrique à la station de recharge par l’intermédiaire d’au moins une phase électrique du réseau électrique alternatif, la prise électrique de recharge comporte en outre une ligne de masse et une ligne haute tension analogues à respectivement la ligne de haute tension positive et la ligne de référence continue de la station de recharge. [22] Dans le contexte de la présente invention, la station de recharge est préférentiellement du type d’une station de recharge 400 V.

[23] Ainsi, le véhicule conforme au premier aspect de l’invention permet de recharger la batterie électrique de traction à l’aide d’une station de recharge et en permettant de définir plusieurs chemins d’amplification de tension, afin par exemple de recharger la batterie électrique de traction via une tension continue ou une tension alternative délivrée par la station de recharge.

[24] Le véhicule conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :

[25] - le chargeur embarqué comporte un filtre passe-bas de sortie situé dans une position intermédiaire entre le convertisseur isolé et la batterie électrique de traction, le filtre passe-bas de sortie comportant (i) un premier inducteur reliant le pont de puissance secondaire du transformateur du convertisseur isolé et la borne positive de la batterie électrique de traction, (ii) un deuxième inducteur reliant le pont de puissance secondaire du transformateur du convertisseur isolé et la borne négative de la batterie électrique de traction, (iii) un troisième inducteur reliant la ligne de référence continue et le point médian situé entre le pont de puissance secondaire et le circuit résonant. Chaque inducteur permet ainsi d’atténuer les variations de courant et/ou de tension dont une fréquence dépasse une valeur seuil. A contrario, toutes les variations de courant et/ou de tension dont une fréquence est inférieure à la valeur seuil sont transmises sans atténuation. Le filtre passe-bas de sortie est situé entre une sortie du chargeur embarqué et la batterie électrique de traction. En particulier, le filtre passe-bas de sortie est placé en parallèle du pont de puissance secondaire du convertisseur isolé ;

[26] - une première borne du troisième commutateur est connectée à l’enroulement secondaire du transformateur, et une deuxième borne dudit troisième commutateur est connectée au point médian ;

[27] - le circuit résonant comporte (i) un pont de puissance complémentaire formé de quatre transistors, et (ii) deux branches redresseuses comportant chacune un filtre inductif-capacitif. Lorsque la batterie électrique de traction est rechargée par l’intermédiaire du réseau électrique continu, alors le circuit résonant est utilisé en alternance du pont de puissance secondaire pour redresser la tension et, ce faisant, pour réaliser conjointement avec ledit pont de puissance secondaire, un doubleur de tension. A cet effet, les transistors formant le pont de puissance secondaire et le circuit résonant sont piloté à 50% de leur charge et sur chaque demi-période. Ainsi, la tension continue de 400 V fournie par le réseau électrique continu fourni par la station de recharge est doublé : 400V sont d’abord transformés par le pont de puissance secondaire, et 400 V sont aussi fournis par le circuit résonant. Consécutivement, on retrouve bien 800V aux bornes de la batterie électrique de traction, en sortie du chargeur embarqué ;

[28] - en particulier, les filtres inductifs-capacitifs de chaque branche redresseuse du circuit résonant comporte une inductance et une capacité placées en série l’une de l’autre. Un tel filtre agit ainsi comme redresseur, et les transistors du circuit résonant et placés en regard des branches redresseuses sont soit maintenus ouverts - et ils se comportent alors comme une diode conventionnelle passive - soit pilotés selon un mode dit de détection synchrone. Cette deuxième option permet de profiter d’un meilleur rendement ;

[29] - l’ensemble de recharge comporte en outre un connecteur continu de sortie placé entre la première ligne de haute tension et la deuxième ligne de haute tension. Le connecteur continue de sortie comporte une première capacité de filtrage placée en dérivation du pont de puissance secondaire et une deuxième capacité de filtrage placée en dérivation du circuit résonant, la première capacité de filtrage et la deuxième capacité de filtrage étant reliée ensemble au niveau d’un point médian. Le point médian est un point milieu entre le pont de puissance secondaire et le circuit résonant ;

[30] - selon une première variante de réalisation, l’ensemble de recharge comporte un quatrième commutateur configuré pour établir une liaison électrique ou une isolation électrique entre la ligne de référence continue et le point médian. Le quatrième commutateur permet ainsi de désactiver plus efficacement le circuit résonant en le découplant électriquement de la deuxième ligne de haute tension, lorsque le mode de recharge alternatif est sélectionné. A cet effet, une première borne du quatrième commutateur est reliée à une première borne du deuxième commutateur connectée au réseau électrique continu fourni par la station de recharge, au niveau de la ligne de référence continue, et une deuxième borne du quatrième commutateur est connectée au point médian ;

[31] - selon une deuxième variante de réalisation, l’ensemble de recharge comporte un quatrième commutateur configuré pour établir une liaison électrique ou une isolation électrique entre la ligne de référence continue et le circuit résonant. Le quatrième commutateur permet ainsi de désactiver plus efficacement le circuit résonant en le découplant électriquement de la borne négative de la batterie électrique de traction, lorsque le mode de recharge alternatif est sélectionné. A cet effet, le quatrième commutateur est monté sur la deuxième ligne de haute tension, entre le filtre passe-bas de sortie et la borne négative de la batterie électrique de traction ;

[32] - dans cette deuxième variante de réalisation, le quatrième commutateur est placé en série entre le connecteur continu de sortie et la borne négative de la batterie électrique de traction. Alternativement, le quatrième commutateur est placé en série entre un filtre passe-bas de sortie et la borne négative de la batterie électrique de traction ;

[33] - l’ensemble de recharge comporte un cinquième commutateur placé en dérivation du circuit résonant. Le cinquième commutateur permet ainsi de désactiver plus efficacement le circuit résonant en établissant un court circuit entre les bornes du circuit résonant, et plus particulièrement entre le point médian et la deuxième ligne de haute tension, lorsque le mode de recharge alternatif est sélectionné. A cet effet, une première borne du cinquième commutateur est connectée à la deuxième ligne de haute tension et une deuxième borne du cinquième commutateur est connectée au point médian ;

[34] - le cinquième commutateur est placé entre le point médian et la deuxième ligne de haute tension ;

[35] - l’ensemble de recharge comporte un sixième commutateur placé sur chaque branche redresseuse du circuit résonant. En particulier, le sixième commutateur comporte (i) un premier interrupteur placé sur la première branche redresseuse comportant le filtre inductif-capacitif et (ii) un deuxième interrupteur placé sur la deuxième branche redresseuse comportant le filtre inductif-capacitif. Ainsi, le sixième commutateur permet de désactiver plus efficacement le circuit résonant en établissant une ouverture dudit circuit résonant au niveau de ses branches redresseuses lorsqu’on souhaite recharger la batterie électrique de traction en charge lente ;

[36] - dans le contexte de la présente invention, le premier commutateur et/ou le deuxième commutateur et/ou le troisième commutateur et/ou le quatrième commutateur et/ou le cinquième commutateur et/ou le sixième commutateur sont du type d’un transistor, et préférentiellement du type d’un transistor bipolaire à grille isolée ou d’un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde. Alternativement, le premier commutateur et/ou le deuxième commutateur et/ou le troisième commutateur et/ou le quatrième commutateur et/ou le cinquième commutateur et/ou le sixième commutateur sont du type d’un relais mécanique. Dans le contexte de l’invention, toutes les configurations sont envisageables : tous les commutateurs pouvant être du type d’un transistor, ou tous les commutateurs pouvant être du type d’un relais mécanique, ou une première partie des commutateurs pouvant être du type d’un transistor et une deuxième parie des commutateurs pouvant être du type d’un relais mécanique.

[37] Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un procédé de pilotage d’un ensemble de recharge conforme au premier aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements, dans lequel :

[38] - si la recharge de la batterie électrique de traction est du type d’une recharge alternative par l'intermédiaire du réseau électrique alternatif fourni par la station de recharge, alors le procédé de pilotage comporte une étape de fermeture du troisième commutateur et une étape de désactivation du circuit résonant ;

[39] - si la recharge de la batterie électrique de traction est du type d’une recharge continue par l’intermédiaire du réseau électrique continu fourni par la station de recharge, alors le procédé de pilotage comporte une étape d’ouverture du troisième commutateur et une étape de pilotage du pont de puissance secondaire en alternance du circuit résonant, le circuit résonant fonctionnant comme un circuit redresseur.

[40] Selon un troisième aspect de l’invention, il est proposé un procédé de décharge de la batterie de traction de l’ensemble de recharge conforme au premier aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements, dans lequel la batterie électrique de traction est déchargée de sorte à fournir un courant continu et une tension continue 400 V au réseau électrique continu via la station de recharge.

[41] Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.

[42] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :

[43] [Fig.1] illustre un premier exemple de réalisation du véhicule conforme au premier aspect de l’invention ;

[44] [Fig.2] illustre un deuxième exemple de réalisation du véhicule conforme au premier aspect de l’invention ;

[45] [Fig.3] illustre un troisième exemple de réalisation du véhicule conforme au premier aspect de l’invention ;

[46] [Fig.4] illustre un quatrième exemple de réalisation du véhicule conforme au premier aspect de l’invention ;

[47] [Fig.5] illustre un cinquième exemple de réalisation du véhicule conforme au premier aspect de l’invention.

[48] Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.

[49] En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique. [50] Sur les FIGURES, les éléments communs à plusieurs FIGURES conservent la même référence.

[51] En référence aux FIGURES 1 à 4, le véhicule selon l’invention permet d’établir une connexion électrique avec une station de recharge 19 externe au véhicule électrique auquel l’ensemble de recharge 20 est associé. La connexion électrique établie est définie au travers de l’ensemble de recharge 20 parmi plusieurs chemins de couplage. Parmi ces chemins de couplage, on distingue notamment :

[52] - un premier chemin de couplage permettant de charger une batterie électrique de traction 4 à l’aide d’une tension continue fournie par un réseau électrique continu 2 mis à disposition par la station de recharge 19. Ce type de recharge est appelée recharge rapide ;

[53] - un deuxième chemin de couplage permettant de charger la batterie électrique de traction 4 à l’aide d’une tension alternative fournie par un réseau électrique alternatif 1 mis à disposition par la station de recharge 19. Ce type de recharge est appelée recharge lente.

[54] Dans les exemples visibles sur les FIGURES, un tel ensemble de recharge 20 comporte :

[55] - la batterie électrique de traction 4 ;

[56] - un chargeur embarqué 3 relié, d’une part, au réseau électrique alternatif 1 et au réseau électrique continu 2 fournis par la station de recharge 19 et, d’autre part, à la batterie électrique de traction 4, le chargeur embarqué 3 étant configuré pour pouvoir transformer en une haute tension continue HV+, HV- la tension alternative fournie par ledit réseau électrique alternatif 1 par l’intermédiaire d’un transformateur 13 d’un convertisseur isolé 12 du chargeur embarqué 3 ou la tension continue fournie par le réseau électrique continu 2 afin d’alimenter ladite batterie électrique de traction 4 avec la haute tension continue HV+, HV- ainsi transformée ;

[57] - un premier commutateur 5 configuré pour établir une liaison électrique ou une isolation électrique entre une ligne de haute tension positive DC+ fournie par le réseau électrique continu 2 de la station de recharge 19 et une borne positive B+ de la batterie électrique de traction 4 ; [58] - un deuxième commutateur 6 configuré pour établir une liaison électrique ou une isolation électrique entre une ligne de référence continue DC- fournie par le réseau électrique continu 2 de la station de recharge 19 et une borne négative B- de la batterie électrique de traction 4 ;

[59] - au niveau d’un enroulement secondaire du transformateur 13 du convertisseur isolé 12, un doubleur de tension branché entre la ligne de référence continue DC- et une deuxième ligne de haute tension continue HV-, ce doubleur de tension comprenant un pont de puissance secondaire 13S branché entre une première ligne de haute tension continue HV+ et la ligne de référence continue DC- et un circuit résonant 13T; et

[60] - un troisième commutateur 15 placé au niveau de l’enroulement secondaire du transformateur 13 et configuré pour établir une liaison électrique ou une isolation électrique entre le pont de puissance secondaire 13S et le circuit résonant 13T.

[61] Dans les exemples de réalisation illustrés sur les FIGURES, la station de recharge 19 permet d’alimenter le chargeur embarqué 3 en une tension continue ou une tension alternative.

[62] La tension alternative est fournie par le réseau électrique alternatif 1 de type monophasé ou multi-phasé, permettant à la station de recharge 19 de délivrer à l’ensemble de recharge 20 au moins une tension alternative. Plus particulièrement, le réseau électrique alternatif 1 comporte par exemple une première ligne de phase électrique P1 et/ou une deuxième ligne de phase électrique P2 et/ou une troisième ligne de phase électrique P3 et/ou une ligne de neutre.

[63] La tension continue est fournie par le réseau électrique continu 2, permettant à la station de recharge 19 de délivrer à l’ensemble de recharge 20 une tension continue par exemple égale ou sensiblement égale à 400 V. Plus particulièrement, le réseau électrique continu 2 comporte une ligne de haute tension positive DC+ et une ligne de référence continue DC-.

[64] De manière avantageuse, la station de recharge 19 est connectée électriquement à un moyen de couplage électrique de l’ensemble de recharge 20, permettant de raccorder l’ensemble de recharge 20 électrique à la station de recharge 19, soit au travers du réseau électrique alternatif 1 , soit au travers du réseau électrique continu 2. [65] Les commutateurs 5, 6, 15, 18, 20, 21 sont choisis parmi ceux du type d’un relais mécanique ou d’un transistor. En particulier, lorsque l’un des commutateur est du type d’un transistor, alors il est préférentiellement du type d’un transistor bipolaire à grille isolée ou d’un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde. Bien entendu, tous les commutateurs 5, 6, 15, 18, 20, 21 peuvent être du type d’un transistor, ou tous les commutateurs 5, 6, 15, 18, 20, 21 peuvent être du type d’un relais mécanique, ou une première partie des commutateurs 5, 6, 15, 18, 20, 21 peuvent être du type d’un transistor et une deuxième parie des commutateurs 5, 6, 15, 18, 20, 21 peuvent être du type d’un relais mécanique.

[66] Plus particulièrement, dans les exemples de réalisation illustrés sur les FIGURES le chargeur embarqué 3 comporte :

[67] - un filtre passe-bas d’entrée 7 configuré pour atténuer les variations hautes fréquence de courant alternatif ou de tension alternative, c’est-à-dire celles qui sont supérieures à une valeur seuil caractéristique du filtre passe-bas d’entrée 7. Le filtre passe-bas d’entrée 7 est relié électriquement à la station de recharge 19 via le dispositif de connexion électrique, non représenté sur les FIGURES ;

[68] - un circuit de correction 8 configuré pour pouvoir modifier une phase et/ou une forme de la tension alternative fournie par le réseau électrique alternatif 1 via la station de recharge 19 afin d’optimiser le fonctionnement de l’ensemble de recharge 20 conforme au premier aspect de l’invention et son couplage électrique à ladite station de recharge 19. Complémentairement ou alternativement, le circuit de correction 8 comporte un convertisseur de tension alternative en une tension continue, permettant ainsi de convertir la tension alternative fournie par le réseau électrique alternatif 1 via la station de recharge 19 en une haute tension continue HV+, HV- nécessaire à la recharge de la batterie électrique de traction 4. A titre d’exemple non limitatif, le circuit de correction 8 comporte ainsi un redresseur 81 permettant de redresser chacune des au moins une ligne de phase électrique fournie par la station de recharge 19. Le circuit de correction 8 est placé en parallèle du filtre passe-bas d’entrée 7, de sorte que le filtre passe-bas d’entrée 7 est situé dans une position intermédiaire entre la station de recharge 19 et ledit circuit de correction 8 ; [69] - un filtre capacitif 9 connecté en parallèle du circuit de correction 8, de sorte que le circuit de correction 8 est situé dans une position intermédiaire entre le filtre passe-bas d’entrée 7 et le connecteur de courant continu 9. Le filtre capacitif 9 comporte ainsi au moins une capacité 91 placée en dérivation du circuit de correction 8, entre la première ligne de haute tension HV+ et la deuxième ligne de haute tension HV- ;

[70] - un convertisseur isolé 12 configuré pour transformer, c’est-à-dire atténuer ou, préférentiellement, amplifier une tension continue en une haute tension continue HV+, HV- permettant de charger la batterie électrique de traction 4. De manière avantageuse, le convertisseur isolé 12 comporte un transformateur 13 piloté par un pont de puissance primaire 13P raccordé à un enroulement primaire du transformateur 13, et par un pont de puissance secondaire 13S raccordé à un enroulement secondaire dudit transformateur 13. Le convertisseur isolé 12 est placé en parallèle du filtre capacitif 9, de sorte que le filtre capacitif 9 est situé dans une position intermédiaire entre le circuit de correction 8 et le convertisseur isolé 12 ;

[71] - un filtre passe-bas de sortie 14 configuré pour atténuer les variations hautes fréquence de la haute tension continue HV+, HV- sortant du chargeur embarqué 3 et entrant dans la batterie électrique de traction 4, c’est-à-dire celles qui sont supérieures à une valeur seuil caractéristique du filtre passe-bas d’entrée 7. Le filtre passe-bas de sortie 14 est placé en parallèle du convertisseur isolé 12, de sorte que le convertisseur isolé 12 est situé dans une position intermédiaire entre le filtre capacitif 9 et le filtre passe-bas de sortie 14. En outre, le filtre passe-bas de sortie 14 est situé dans une position intermédiaire entre le convertisseur isolé 12 et la batterie électrique de traction 4.

[72] Comme visible sur les FIGURES, le filtre passe-bas d’entrée 7 comporte une première inductance LE1 , une deuxième inductance LE2 et une troisième inductance LE3 reliant respectivement la première ligne de phase électrique P1 , la deuxième ligne de phase électrique P2 et la troisième ligne de phase électrique P3 au circuit de correction 8.

[73] Le redresseur 81 du circuit de correction 8 comporte un pont de transistor qui redresse chacune des lignes de phase électrique P1 , P2, P3 afin de convertir une tension alternative fournie par chacune des lignes de phase électrique P1 , P2, P3 en une haute tension continue HV+, HV- permettant de recharger la batterie électrique de traction 4.

[74] Le pont de puissance primaire 13P du convertisseur isolé 12 comporte :

[75] - une première branche formée d’un premier transistor T1 et d’un deuxième transistor T2 reliés entre eux par leur borne drain et leur borne source et reliés en outre à une première borne d’un condensateur CR1. La seconde borne du condensateur CR1 est reliée à une première borne de l’enroulement primaire du transformateur 13. ; et

[76] - une deuxième branche formée d’un troisième transistor T3 et d’un quatrième transistor T4 reliés entre eux par leur borne source et leur borne drain. La borne drain du troisième transistor T3 et la borne source du quatrième transistor T4 sont reliés à une première borne d’une inductance LR1. La seconde borne de l’inductance LR1 est reliée à une deuxième borne de l’enroulement primaire du transformateur 13.

[77] Le pont de puissance secondaire 13S du convertisseur isolé 12 comporte :

[78] - une première branche formée de deux transistors T5, T6 reliés entre eux par leur borne drain et leur borne source et reliés en outre, au niveau de ces bornes à l’une des bornes de l’enroulement secondaire du transformateur 13 ; et

[79] - une deuxième branche formée de deux transistors T7, T8 reliés entre eux par leur borne drain et leur borne source et reliés en outre, au niveau de ces bornes, à l’autre des bornes de l’enroulement secondaire du transformateur 13.

[80] Le circuit résonant 13T comporte :

[81 ] - une première branche formée de deux transistors T9, T 10 reliés entre eux par leur borne drain et leur borne source. La borne source du transistor T9 de la première branche du circuit résonant 13T est reliée à la borne drain du transistor T6 de la première branche du pont de puissance secondaire 13S. La borne drain du transistor T10 de la première branche du circuit résonant 13T est reliée à la deuxième ligne de haute tension HV- ; et

[82] - une deuxième branche formée de deux transistors T11 , T12 reliés entre eux par leur borne drain et leur borne source. La borne source du transistor T11 de la deuxième branche du circuit résonant 13T est reliée à la borne drain du transistor T8 de la deuxième branche du pont de puissance secondaire 13S. La borne drain du transistor T12 de la deuxième branche du circuit résonant 13T est reliée à la deuxième ligne de haute tension HV-. Les bornes drain du transistor T6 de la première branche du pont de puissance secondaire 13S et du transistor T8 de la deuxième branche dudit pont de puissance secondaire et les bornes sources du transistor T9 de la première branche du circuit résonant 13T et du transistor T11 de la deuxième branche dudit circuit résonant sont toutes reliées entre elles au niveau du point médian PM ;

[83] - une première branche redresseuse comportant un filtre inductif-capacitif LR2- CR2 placée en dérivation entre la première borne de l’enroulement secondaire du transformateur 13, celle reliée à la première branche du pont de puissance secondaire 13S, et un point commun reliant la borne drain du transistor T9 de la première branche du circuit résonant 13T et la borne source du transistor T10 de ladite première branche ; et

[84] - une deuxième branche redresseuse comportant un filtre inductif-capacitif LR3-CR3 placée en dérivation entre la deuxième borne de l’enroulement secondaire du transformateur 13, celle reliée à la deuxième branche du pont de puissance secondaire 13S , et un point commun reliant la borne drain du transistor T11 de la deuxième branche du circuit résonant 13T et la borne source du transistor T12 de ladite deuxième branche.

[85] Conformément à l’invention, le troisième commutateur 15 de l’ensemble de recharge 20 relie la deuxième borne de l’enroulement secondaire du transformateur 13 au point commun reliant la borne drain du transistor T7 de la deuxième branche du pont de puissance secondaire 13S et la borne source du transistor T8 de ladite deuxième branche.

[86] Le pilotage du troisième commutateur 15, du pont de puissance secondaire 13S et du circuit résonant 13T permet ainsi de réaliser soit une transformation AC/DC lorsque le chargeur embarqué 3 transforme la tension électrique alternative fournie par la station de recharge 19 en haute tension continue HV+, HV-, soit une transformation DC/DC afin de produire, en sortie du convertisseur isolé 12, la haute tension continue HV+, HV- nécessaire au rechargement de la batterie électrique de traction 4, à partir de la tension électrique continue fournie par ladite station de recharge 19.

[87] La FIGURE 1 illustre un exemple de réalisation de l’ensemble de recharge 20 tel que décrit jusqu’ici.

[88] Plusieurs autres variantes de réalisation sont décrites dans les FIGURES 2, 3, 4 et 5. Ces autres variantes de réalisation permettent d’améliorer le fonctionnement de l’ensemble de recharge lorsque le type de recharge utilisé est le mode de recharge alternatif. En particulier, les variantes de réalisation visent à mieux isoler le circuit résonant du premier chemin de couplage électrique permettant d’accoupler la batterie électrique de traction 4 au réseau électrique alternatif 1 via le chargeur embarqué 3. En d’autres termes, les variantes de réalisation décrites ci-après visent à mieux découpler le circuit résonant du réseau électrique alternatif 1 utilisé pour recharger la batterie électrique de traction 4 en cas de charge lente.

[89] Dans les FIGURES 2 et 3, l’ensemble de recharge comporte en outre un quatrième commutateur 18 configuré pour établir une liaison électrique ou une isolation électrique entre, d'une part, le circuit résonant 13T et, d'autre part, soit la batterie électrique de traction 4 soit le réseau électrique continu 2 fourni par la station de recharge 19.

[90] En particulier, comme visible sur la FIGURE 2, le quatrième commutateur 18 configuré pour établir une liaison électrique ou une isolation électrique entre la ligne deuxième ligne de haute tension HV- et le circuit résonant 13T. Le quatrième commutateur 18 permet ainsi de désactiver plus efficacement le circuit résonant 13T en le découplant électriquement de la borne négative B- de la batterie électrique de traction 4, lorsque le mode de recharge alternatif est sélectionné. A cet effet, le quatrième commutateur 18 est monté sur la deuxième ligne de haute tension HV-, entre le filtre passe-bas de sortie 12 et la borne négative B- de la batterie électrique de traction 4. Lorsqu’on souhaite recharger la batterie électrique de traction 4 en charge lente, alors il est nécessaire de configurer le quatrième commutateur 18 dans sa configuration ouverte. Le quatrième commutateur 18 permet ainsi d’ouvrir le circuit électrique du chargeur embarqué 3 et associée à la charge rapide de la batterie électrique de traction 4, en sortie du chargeur embarqué 3.

[91] Dans l'exemple de réalisation visible sur la FIGURE 3, le quatrième commutateur 18 est configuré pour établir une liaison électrique ou une isolation électrique entre la ligne de référence continue DC- et le point médian PM. Le quatrième commutateur 18 permet ainsi de désactiver plus efficacement le circuit résonant 13T en le découplant électriquement de la deuxième ligne de haute tension HV-, lorsque le mode de recharge alternatif est sélectionné. A cet effet, une première borne du quatrième commutateur 18 est reliée à une première borne du deuxième commutateur 6 connectée au réseau électrique continu fourni par la station de recharge 19, au niveau de la ligne de référence continue DC-. Une deuxième borne du quatrième commutateur 18 est connectée au point médian PM, entre le circuit résonant 13T et le pont de puissance secondaire 13S. Lorsqu’on souhaite recharger la batterie électrique de traction 4 en charge lente, alors il est nécessaire de configurer le quatrième commutateur 18 dans sa configuration ouverte. Le quatrième commutateur 18 permet ainsi d’ouvrir le circuit électrique du chargeur embarqué 3 et associée à la charge rapide de la batterie électrique de traction 4, en entrée du chargeur embarqué 3.

[92] Dans l’exemple de réalisation illustré sur la FIGURE 4, l’ensemble de recharge 20 comporte un cinquième commutateur 21 placé en dérivation du circuit résonant 13T. Le cinquième commutateur 21 permet ainsi de désactiver plus efficacement le circuit résonant 21 en établissant un court circuit entre les bornes du circuit résonant 13T, et plus particulièrement entre le point médian PM et la deuxième ligne de haute tension HV-, lorsque le mode de recharge alternatif est sélectionné. A cet effet, une première borne du cinquième commutateur 21 est connectée à la deuxième ligne de haute tension HV- et une deuxième borne du cinquième commutateur 21 est connectée au point médian PM. En d’autres termes, le cinquième commutateur 21 est placé en parallèle du circuit résonant 13T, entre le point médian PM et la deuxième ligne de haute tension HV-. Lorsqu’on souhaite recharger la batterie électrique de traction 4 en charge lente, alors il est nécessaire de configurer le cinquième commutateur 21 dans sa configuration fermée. [93] Dans l’exemple de réalisation illustré sur la FIGURE 5, l’ensemble de recharge 20 comporte un sixième commutateur 20 placé sur chaque branche redresseuse du circuit résonant 13T. En particulier, le sixième commutateur 20 comporte :

[94] - un premier interrupteur placé sur la première branche redresseuse comportant le filtre inductif-capacitif LR2-CR2 placée en dérivation entre la première borne de l’enroulement secondaire du transformateur 13 reliée à la première branche du pont de puissance secondaire 13S, et le point médian PM ; et

[95] - un deuxième interrupteur placé sur la deuxième branche redresseuse comportant le filtre inductif-capacitif LR3-CR3 placée en dérivation entre la deuxième borne de l’enroulement secondaire du transformateur 13 reliée à la deuxième branche du pont de puissance secondaire 13S, et un point médian PM.

[96] Ainsi, le sixième commutateur 20 permet ainsi de désactiver plus efficacement le circuit résonant 21 en établissant une ouverture dudit circuit résonant 21 au niveau de ses branches redresseuses. Lorsqu’on souhaite recharger la batterie électrique de traction 4 en charge lente, alors il est nécessaire de configurer le sixième commutateur 20 dans sa configuration ouverte.

[97] Bien entendu, les variantes de réalisation illustrées ici au travers des figures sont combinables entre elles. En particulier, la variante de réalisation illustrée sur les FIGURES 4 et 5 sont combinables avec l’une quelconque des variantes de réalisation illustrées sur les FIGURES 1 , 2 et 3.

[98] En synthèse, l’invention concerne un véhicule automobile comprenant l’ensemble de recharge 20 comportant : la batterie électrique de traction 4 du véhicule ;

- le chargeur embarqué 3 relié à la batterie électrique de traction 4 et configuré pour recharger cette batterie électrique de traction 4;

- le moyen de couplage électrique propre à être relié d’une part au réseau électrique alternatif 1 multi-phasé et au réseau électrique continu 2 fournis par la station de recharge 19 et, d’autre part, relié au chargeur embarqué 3, le chargeur embarqué 3 étant configuré pour pouvoir transformer en la haute tension continue HV+, HV- la tension alternative fournie par ledit réseau électrique alternatif 1 par l’intermédiaire du transformateur 13 du convertisseur isolé 12 du chargeur embarqué 3 ou une tension continue fournie par le réseau électrique continu 2 afin de recharger ladite batterie électrique de traction 4 avec la haute tension continue HV+, HV- ainsi transformée ;

- et (iii) plusieurs commutateurs 5, 6, 15, 18, 20, 21 configurés pour pouvoir établir un chemin de couplage électrique entre la batterie électrique de traction 4 et l’un des réseau électriques 1 , 2 fournis par la station de recharge 19.

[99] Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux. j