FR2702310A1 - Terminal block for connecting a supply battery of an electrical traction vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un bornier de raccordement d'une batterie d'alimentation d'un véhicule à traction électrique au reste des circuits électriques d'équipement de celui-ci. The present invention relates to a terminal block for connecting a supply battery of a vehicle with electric traction to the rest of the electrical circuits for equipping it.
En régle générale, les différents équipements électriques d'un tel véhicule sont disposés dans une enceinte de protection de ceux-ci et le bornier comporte des broches de raccordement traversant une paroi étanche de celui-ci et dont des extrémités font saillie de part et d'autre de cette paroi, pour le raccordement des bornes positive et négative de la batterie aux bornes correspondantes du reste des circuits du véhicule. As a general rule, the various electrical equipments of such a vehicle are arranged in a protection enclosure for these and the terminal block comprises connection pins passing through a sealed wall thereof and the ends of which protrude from both sides. Another of this wall, for the connection of the positive and negative terminals of the battery to the corresponding terminals of the rest of the circuits of the vehicle.
Les circuits électriques d'équipement de ces véhicules comprennent de façon classique un chargeur embarqué pouvant être raccordé par exemple à une source d'alimentation extérieure au véhicule pour recharger la batterie, un variateur de contrôle du fonctionnement du moteur du véhicule, des moyens d'alimentation auxiliaire permettant d'assurer l'alimentation du réseau de bord du véhicule et une prise de charge rapide de la batterie. The electrical circuits of equipment of these vehicles conventionally comprise an on-board charger which can be connected for example to a power source external to the vehicle to recharge the battery, a variator for controlling the operation of the engine of the vehicle, means of auxiliary power supply ensuring the supply of the vehicle's on-board network and rapid charging of the battery.
Une mesure précise du courant circulant entre la batterie et le reste des circuits électriques du véhicule est nécessaire tant pour assurer le respect des conditions d'emploi de cette batterie que pour permettre de déterminer l'énergie disponible et donc l'autonomie restante pour le véhicule. A precise measurement of the current flowing between the battery and the rest of the vehicle's electrical circuits is necessary both to ensure compliance with the conditions of use of this battery and to allow the energy available and therefore the remaining range for the vehicle to be determined. .
De manière usuelle, cette mesure de courant est réalisée par un capteur qui est traité comme un composant indépendant et qui est donc fixé mécaniquement à l'intérieur de l'enceinte et relié aux différents composants mentionnés précédemment par un câblage approprié. Usually, this current measurement is carried out by a sensor which is treated as an independent component and which is therefore mechanically fixed inside the enclosure and connected to the various components mentioned above by suitable wiring.
On conçoit que ceci présente un certain nombre d'inconvénients dans la mesure où il est nécessaire de prévoir des moyens de fixation et un câblage spécifiques pour azurer la fixation et Le raccordement de ce capteur dans l'enceinte de protection. It is understood that this has a certain number of drawbacks insofar as it is necessary to provide specific fixing means and wiring to brighten the fixing and connection of this sensor in the protective enclosure.
Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. The object of the invention is therefore to solve these problems.
A cet effet, l'invention a pour objet un bornier de raccordement d'une batterie d'alimentation d'un véhicule à traction électrique au reste des circuits électriques d'équipement de celui-ci, disposés dans une enceinte de protection, du type comportant au moins deux broches de raccordement traversant une paroi étanche du bornier et dont des extrémités font saillie de part et d'autre de cette paroi, pour le raccordement des bornes positive et négative de la batterie aux bornes correspondantes du reste des circuits du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif intégré de mesure du courant circulant dans au moins l'une des broches. To this end, the subject of the invention is a terminal block for connecting a supply battery of a vehicle with electric traction to the rest of the equipment's electrical circuits, arranged in a protective enclosure, of the type comprising at least two connection pins passing through a sealed wall of the terminal block and the ends of which protrude on either side of this wall, for the connection of the positive and negative terminals of the battery to the corresponding terminals of the rest of the circuits of the vehicle, characterized in that it comprises an integrated device for measuring the current flowing in at least one of the pins.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig.1 représente une vue schématique illustrant l'implantation des différents équipements raccordés à une batterie d'alimentation d'un véhicule à traction électrique;
- la Fig.2 représente une vue de face d'un bornier de raccordement selon l'invention;
- la Fig.3 représente une vue de dessus du bornier représenté sur la Fig.2; et
- la Fig.4 représente un schéma synoptique illustrant les différents courants pouvant circuler à travers un bornier selon l'invention.The invention will be better understood with the aid of the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings, in which
- Fig.1 shows a schematic view illustrating the location of the various equipment connected to a supply battery of a vehicle with electric traction;
- Fig.2 shows a front view of a connection terminal block according to the invention;
- Fig.3 shows a top view of the terminal block shown in Fig.2; and
- Fig.4 shows a block diagram illustrating the different currents that can flow through a terminal block according to the invention.
La présente invention se rapporte à un bornier de raccordement d'une batterie d'alimentation d'un véhicule à traction électrique au reste des circuits électriques d'équipement de celui-ci. The present invention relates to a terminal block for connecting a supply battery of a vehicle with electric traction to the rest of the electrical circuits of equipment thereof.
Sur les Fig.1 à 3, ce bornier est désigné par la référence générale 1. In Figs. 1 to 3, this terminal block is designated by the general reference 1.
En règle générale, les circuits électriques d'équipement d'un véhicule de ce type et désignés par la référence générale 2 sur la figure 1, sont disposés dans une enceinte étanche 3 assurant la protection de ceux-ci contre toute agression mécanique et/ou climatique. As a general rule, the electrical circuits of equipment of a vehicle of this type and designated by the general reference 2 in FIG. 1, are arranged in a sealed enclosure 3 ensuring their protection against any mechanical attack and / or climatic.
Ces circuits électriques d'équipement comprennent par exemple des moyens d'alimentation auxiliaire désignés par la référence 4 permettant d'assurer l'alimentation du réseau de bord du véhicule
Ces circuits comprennent également un variateur 5 de contrôle du fonctionnement du moteur d'entraînement du véhicule désigné par la référence 6 sur cette figure.These electrical equipment circuits include, for example, auxiliary supply means designated by the reference 4 making it possible to supply the vehicle on-board network with power.
These circuits also include a variator 5 for controlling the operation of the vehicle drive motor designated by the reference 6 in this figure.
Ainsi que cela sera décrit plus en détail par la suite, ce variateur peut fonctionner dans les deux sens, c'est à dire pour assurer un transfert d'énergie de la batterie vers le moteur ou du moteur vers la batterie, selon que celui-ci est utilisé en organe d'entraînement ou en organe de freinage à récupération d'énergie. As will be described in more detail below, this variator can operate in both directions, that is to say to transfer energy from the battery to the motor or from the motor to the battery, depending on whether it This is used as a drive member or as an energy recovery braking member.
Ces circuits comprennent également un chargeur embarqué désigné par la référence 7 adapté pour être connecté à une source d'alimentation extérieure au véhicule pour assurer la recharge de la batterie. These circuits also include an on-board charger designated by the reference 7 adapted to be connected to a power source external to the vehicle to ensure recharging of the battery.
Ces différents composants sont raccordés électriquement à la partie du bornier 1 s'étendant dans l'enceinte 3. These various components are electrically connected to the part of the terminal block 1 extending in the enclosure 3.
Dans le mode de réalisation représenté sur ces figures 1 à 3, le bornier comporte deux broches de raccordement traversant une paroi étanche la de celui-ci et dont des extrémités font saillie de part et d'autre de cette paroi pour le raccordement des bornes positive et négative de la batterie d'alimentation aux bornes correspondantes du reste des circuits du véhicule. In the embodiment shown in these Figures 1 to 3, the terminal block has two connection pins passing through a sealed wall 1a thereof, the ends of which protrude on either side of this wall for the connection of the positive terminals and negative from the supply battery to the corresponding terminals of the rest of the vehicle circuits.
Cette batterie est désignée par la référence générale 8 et les broches de raccordement des bornes de celle-ci sont désignées par les références 9 et 10. This battery is designated by the general reference 8 and the connection pins of the terminals thereof are designated by the references 9 and 10.
La broche 9 permet le raccordement de la borne positive de cette batterie tandis que la broche 10 permet le raccordement de la borne négative de celle-ci, aux bornes correspondantes du reste des circuits. Pin 9 allows the connection of the positive terminal of this battery while pin 10 allows the connection of the negative terminal of the latter, to the corresponding terminals of the rest of the circuits.
Dans le mode de réalisation représenté sur ces figures 1 à 3, ce bornier de raccordement comporte une troisième broche désignée par la référence 11 permettant le raccordement d'une prise de charge rapide de la batterie, désignée par la référence 12. In the embodiment shown in these figures 1 to 3, this connection terminal block comprises a third pin designated by the reference 11 allowing the connection of a quick charge socket for the battery, designated by the reference 12.
Cette prise est par exemple adaptée pour coopérer avec une source d'alimentation extérieure présentant des caractéristiques par exemple de tension et de courant, compatibles avec les caractéristiques correspondantes de la batterie pour assurer une charge rapide de celle-ci. This socket is for example adapted to cooperate with an external power source having characteristics for example of voltage and current, compatible with the corresponding characteristics of the battery to ensure rapid charging thereof.
On peut alors constater en regard de la Fig.1 que les extrémités des broches 9,10 et 11 en saillie à l'extérieur de l'enceinte 3 sont raccordées aux différentes broches correspondantes de la batterie 8 et de cette prise de charge rapide 12. It can then be seen in relation to FIG. 1 that the ends of the pins 9, 10 and 11 projecting outside the enclosure 3 are connected to the various corresponding pins of the battery 8 and of this quick charge socket 12 .
C'est ainsi par exemple que la broche Il est raccordée à la borne positive de la prise de charge rapide 12, la broche 9 est raccordée à la borne positive de la batterie 8 et la broche 10 est reliée d'une part à la borne négative de la batterie et d'autre part à la borne négative de la prise de charge rapide. Thus, for example, the pin II is connected to the positive terminal of the fast charge socket 12, the pin 9 is connected to the positive terminal of the battery 8 and the pin 10 is connected on the one hand to the terminal. negative of the battery and on the other hand to the negative terminal of the fast charge socket.
Du côté intérieur de l'enceinte, la broche 11 est raccordée électriquement par un élément de liaison désigné par la référence 13, à la broche 9, cette broche 9 constituant la borne positive de l'alimentation et étant reliée aux bornes correspondantes du reste des circuits électriques d'équipement du véhicule. On the inside of the enclosure, pin 11 is electrically connected by a connecting element designated by the reference 13, to pin 9, this pin 9 constituting the positive terminal of the power supply and being connected to the corresponding terminals of the rest of the vehicle equipment electrical circuits.
L'extrémité de la broche 10 faisant saillie à l'intérieur de l'enceinte et correspondant à la borne négative de l'alimentation, est également reliée aux bornes correspondantes du reste des circuits. The end of pin 10 projecting inside the enclosure and corresponding to the negative terminal of the power supply, is also connected to the corresponding terminals of the rest of the circuits.
On notera plus particulièrement que la borne positive de sortie du chargeur embarqué 7 est reliée à la broche 9 par l'intermédiaire par exemple d'un câble électrique 14 qui sera décrit plus en détail par la suite. It will be noted more particularly that the positive output terminal of the on-board charger 7 is connected to the pin 9 via, for example, an electric cable 14 which will be described in more detail below.
Selon l'invention, le bornier 1 comporte un dispositif intégré de mesure du courant circulant dans au moins l'une des broches reliées à la batterie. According to the invention, the terminal block 1 comprises an integrated device for measuring the current flowing in at least one of the pins connected to the battery.
Ce dispositif intégré de mesure est par exemple constitué par un capteur de champ magnétique désigné par la référence 15 sur ces figures, ce capteur de champ étant disposé autour de la broche 9 reliée à la borne positive de la batterie et correspondant à la borne positive de l'alimentation. This integrated measuring device is for example constituted by a magnetic field sensor designated by the reference 15 in these figures, this field sensor being arranged around the pin 9 connected to the positive terminal of the battery and corresponding to the positive terminal of food.
On conçoit alors que ce dispositif de mesure permet de mesurer tous les courants qui circulent dans un sens ou dans un autre dans cette broche 9 et donc depuis ou en direction de la batterie 8, ce qui permet de déterminer avec précision l'état de charge ou de décharge de celle-ci. It is therefore understood that this measuring device makes it possible to measure all the currents which flow in one direction or another in this pin 9 and therefore from or in the direction of the battery 8, which makes it possible to precisely determine the state of charge. or discharge thereof.
Il existe cependant de très fortes différences entre les intensités des différents courants pouvant circuler dans cette broche. However, there are very large differences between the intensities of the different currents that can flow in this spindle.
En effet, on sait que les courants de décharge de la batterie, c'est à dire par exemple les courants destinés à llalimentation du moteur 6, peuvent présenter des intensités de plusieurs centaines d'ampères. Ces intensités se rencontrent également lors de la charge de la batterie par l'intermédiaire de la prise de charge rapide. Indeed, it is known that the discharge currents of the battery, that is to say for example the currents intended for supplying the motor 6, can have intensities of several hundreds of amperes. These intensities are also encountered when charging the battery via the quick charge socket.
L'intensité du courant de charge délivrée par le chargeur embarqué présente quant à elle des valeurs de quelques dizaines d'ampzres et l'on conçoit que de telles différences peuvent engendrer des problèmes au niveau de la précision de la mesure. The intensity of the charging current delivered by the on-board charger has values of a few tens of amps and it is understandable that such differences can cause problems with the accuracy of the measurement.
Pour résoudre ces problèmes et comme cela a été indiqué précédemment, la borne correspondante de sortie du chargeur embarqué 7 est raccordée à la broche 9 par l'intermédiaire du câble électrique 14 dont plusieurs spires sont enroulées autour du capteur de champ 15 comme cela est visible plus clairement sur les figures 2 et 3. To solve these problems and as indicated above, the corresponding output terminal of the on-board charger 7 is connected to pin 9 by means of the electric cable 14, several turns of which are wound around the field sensor 15 as can be seen. more clearly in Figures 2 and 3.
On conçoit que cette structure permet au dispositif de mesure de fonctionner à partir de champs magnétiques de valeurs pouvant être mises en correspondance les unes par rapport aux autres en prévoyant un nombre de spires adéquat. It is understood that this structure allows the measurement device to operate from magnetic fields of values which can be matched with respect to each other by providing an adequate number of turns.
Sur la Fig.3, on peut également constater que le bornier comporte du côté extérieur de l'enceinte, des parties en saillie de séparation des broches, permettant d'éviter tout contact accidentel entre les câbles de raccordement de celles-ci à la batterie et à la prise de charge rapide, et désignées par les références lb et lc respectivement. In Fig. 3, it can also be seen that the terminal block comprises on the outside of the enclosure, protruding parts for separating the pins, preventing accidental contact between the cables connecting them to the battery. and to the fast charge socket, and designated by the references lb and lc respectively.
Comme on peut le voir en regard des figures 1 et 4, le courant de batterie lb que l'on désire mesurer est la somme algébrique de trois courants, à savoir
- un courant Id de décharge ou de charge de celle-ci circulant entre la batterie et par exemple par le variateur 5 et les moyens d'alimentation auxiliaire 4, ce courant pouvant changer de signe durant les phases de freinage du véhicule avec récupération d'énergie;
- un courant 1c2 de charge rapide en provenance de la prise de charge rapide 12; et
- un courant Ici de charge normale en provenance du chargeur embarqué 7.As can be seen with regard to FIGS. 1 and 4, the battery current lb which it is desired to measure is the algebraic sum of three currents, namely
a current Id for discharging or charging it circulating between the battery and for example by the variator 5 and the auxiliary supply means 4, this current being able to change sign during the braking phases of the vehicle with recovery of energy;
- a fast charge current 1c2 from the fast charge socket 12; and
- a normal charge current here from the on-board charger 7.
Selon le fonctionnement de l'ensemble, on peut alors rencontrer trois cas de figure, à savoir 1) Phase de fonctionnement normal. Depending on the operation of the assembly, we can then encounter three scenarios, namely 1) Normal operating phase.
Le véhicule roule et les moyens de charge de la batterie c'est à dire le chargeur embarqué 7 et la prise de charge rapide 12, ne sont pas connectés. Dans ce cas, le courant Ib que l'on désire mesurer est égal au courant
Id de décharge, consommé par les circuits du véhicule 2) Phase de freinage récupératif. The vehicle is moving and the means for charging the battery, that is to say the on-board charger 7 and the fast charge socket 12, are not connected. In this case, the current Ib which one wishes to measure is equal to the current
Discharge id, consumed by vehicle circuits 2) Regenerative braking phase.
Dans ce cas également, les courants de charge Icl et 1c2 sont égaux à 0 et le courant Ib est toujours égal au courant Id. Cependant, le courant lb a changé de signe par rapport au cas de fonctionnement précédent, dans la mesure où la batterie est rechargée par récupération d'énergie par l'intermédiaire du variateur. In this case also, the charge currents Icl and 1c2 are equal to 0 and the current Ib is always equal to the current Id. However, the current lb has changed sign compared to the previous operating case, insofar as the battery is recharged by energy recovery via the drive.
3) Phase de charge de la batterie.3) Battery charging phase.
a) phase de charge rapide : dans ce cas, la prise de charge rapide 12 est connectée et le courant Ib est égal au courant de charge Ic2, fourni par cette prise. a) fast charge phase: in this case, the fast charge socket 12 is connected and the current Ib is equal to the charge current Ic2, supplied by this socket.
b) phase de charge normale : dans ce cas, la charge de la batterie est assurée par le courant Icl en provenance du chargeur embarqué 7. Le courant Ib est égal à Icl, ce courant circulant dans le câble électrique 14 dont plusieurs spires sont enroulées autour du capteur de champ magnétique 15 pour améliorer la précision de la mesure. b) normal charging phase: in this case, the battery is charged by the current Icl from the on-board charger 7. The current Ib is equal to Icl, this current flowing in the electric cable 14, several turns of which are wound around the magnetic field sensor 15 to improve the accuracy of the measurement.
On conçoit alors que le bornier de raccordement selon l'invention présente un certain nombre d'avantages par rapport aux borniers connus dans l'état de la technique dans la mesure où il permet une économie de matière car une seule pièce isolante, par exemple réalisée par moulage, est utilisée pour constituer à la fois des moyens de traversée de paroi et des moyens de support des bornes de raccordement et des composants du dispositif de mesure. It is therefore conceivable that the connection terminal block according to the invention has a certain number of advantages compared to the terminal blocks known in the state of the art insofar as it allows a saving of material since a single insulating part, for example produced by molding, is used to constitute both wall-crossing means and means for supporting the connection terminals and the components of the measuring device.
De même, une seule broche conductrice sert à la fois de borne de raccordement vers l'extérieur de l'en ceinte, de relais pour le cablage interne et de conducteur de mesure du courant. Likewise, a single conductive pin serves simultaneously as a connection terminal to the outside of the enclosure, as a relay for internal wiring and as a current measurement conductor.
De plus, ce bornier de raccordement peut être assemblé indépendamment de l'enceinte puis fixé sur celleci de manière extrêmement simple. In addition, this connection terminal can be assembled independently of the enclosure and then fixed on it in an extremely simple way.
Enfin, ce bornier permet d'améliorer les performances de raccordement dans la mesure où il permet une réduction des chutes de tension par suppression des connexions intermédiaires utilisées dans l'état de la technique et une réduction de la masse et de l'encombrement de l'ensemble. Finally, this terminal block makes it possible to improve the connection performance insofar as it allows a reduction in voltage drops by eliminating the intermediate connections used in the prior art and a reduction in the mass and size of the 'together.
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2702310B1 (en) | 1995-06-02 |
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