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FR3167787A1 - Circuit electrique bipolaire - Google Patents
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FR3167787A1 - Circuit electrique bipolaire - Google Patents

Circuit electrique bipolaire

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FR3167787A1
FR3167787A1 FR2411545A FR2411545A FR3167787A1 FR 3167787 A1 FR3167787 A1 FR 3167787A1 FR 2411545 A FR2411545 A FR 2411545A FR 2411545 A FR2411545 A FR 2411545A FR 3167787 A1 FR3167787 A1 FR 3167787A1
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FR
France
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electrical circuit
electrical
polarity
bipolar electrical
bipolar
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Pending
Application number
FR2411545A
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English (en)
Inventor
Pascal Jeunehomme
Jean Pierre Conan
Arnaud Velia
Thu Van Nguyen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stellantis Auto SAS
FCA US LLC
Original Assignee
Stellantis Auto SAS
FCA US LLC
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Publication date
Application filed by Stellantis Auto SAS, FCA US LLC filed Critical Stellantis Auto SAS
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Publication of FR3167787A1 publication Critical patent/FR3167787A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/60Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries including safety or protection arrangements
    • H02J7/68Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries including safety or protection arrangements using circuits for correcting or protecting against reverse-polarity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

Circuit électrique bipolaire comprenant : - une première borne (B1, B3) et une deuxième borne (B2, B4) de raccordement électrique propres à recevoir une différence de potentiel selon une polarité prédéfinie (V) pour l’alimentation en courant du circuit électrique bipolaire, - un dispositif électrique avertisseur (1), couplé à la première (B1, B3) et deuxième (B2, B4) borne, et configuré pour fonctionner sous une polarité inversée (Vinv) par rapport à la polarité prédéfinie (V) si il est alimenté en courant, ce que le circuit électrique comprenant un commutateur à sens unique de courant (3) interposé entre l’une des bornes et le dispositif électrique avertisseur (1), ce commutateur (3) étant orienté dans le sens passant du courant uniquement pour la polarité inversée (Vinv). Figure 1.

Description

CIRCUIT ELECTRIQUE BIPOLAIRE
Dans le domaine des véhicules automobiles, et plus généralement dans le domaine électrique, les circuits électriques bipolarisés sont bien connus et prévus pour fonctionner selon un sens de la polarité prédéfini. Par convention et dans tout le texte de ce document, on notera ces polarités + et -, la polarité négative étant généralement le potentiel de référence dit « masse » du fait qu’il est souvent couplé à la carrosserie et/ou châssis métallique des véhicules, mais ce n’est pas obligatoire.
Les charges ou organes que comprend ce circuit bipolaire sont, pour la plupart, prévus pour être alimentés selon cette polarité prédéfinie et si par malchance cette polarité se trouve inversée, suite à une erreur de montage ou à une intervention de maintenance hasardeuse, ces charges ou organes peuvent être détériorés voire être en court-circuit.
Par exemple, le réseau de bord d’un véhicule, généralement alimenté par une batterie en courant continu sous une tension comprise entre 11 et 30V, ou d’autres plages de tensions, comprend des calculateurs et autres organes comme un avertisseur sonore communément désigné par le nom commun « klaxon » , un moteur d’essuie-glace, le tableau de bord, les relais de commandes d’autres actionneurs, un alternateur, un démarreur, cette liste n’étant pas du tout exhaustive. Les calculateurs sont particulièrement sensibles au sens de la polarité.
Cette intervention de maintenance hasardeuse est par exemple une tentative de démarrage du véhicule, dont la batterie de servitude est déchargée, par un chargeur mobile comprenant un accumulateur d’énergie puissant, souvent connu sous le nom de « booster ». C’est également par exemple un dépannage d’un véhicule à un autre, via des câbles volants pour relier les deux batteries en parallèle, ou encore simplement lors d’un changement de batterie. Malgré les pictogrammes présents, indiquant clairement le sens de raccordement aux bornes de la batterie de servitude (le + sur le +, le - sur le -) et qui avec le temps peuvent devenir moins visibles, il arrive que cette polarité soit inversée et que le circuit électrique du véhicule, de son réseau de bord, soit gravement endommagé car il n’est pas toujours possible de protéger tous les calculateurs et autres organes du réseau de bord contre cette inversion de polarité.
Le but de l’invention est de remédier à ce problème. A cet effet, l’invention a pour objet un circuit électrique bipolaire comprenant :
- une première borne et une deuxième borne de raccordement électrique propres à recevoir une différence de potentiel selon une polarité prédéfinie,
- un dispositif électrique avertisseur, couplé à la première et deuxième borne, et configuré pour fonctionner sous une polarité inversée par rapport à la polarité prédéfinie si il est alimenté en courant,
ce circuit électrique comprenant un commutateur à sens unique de courant interposé entre l’une des bornes et le dispositif électrique avertisseur, ce commutateur étant orienté dans le sens passant du courant uniquement pour la polarité inversée.
On comprendra par l’expression « polarité prédéfinie » un sens de polarité unique pour lequel des charges ou actionneurs, par exemple d’un réseau de bord d’un véhicule, alimentés par cette polarité sont prévus de fonctionner. C’est le sens normal de la polarité. Par exemple ces charges sont des calculateurs, un moteur d’essuie-glace, le tableau de bord, les relais de commandes d’autres actionneurs, un alternateur, un démarreur. A l’inverse, la polarité inversée correspond à une polarité anormale ou de disfonctionnement, par exemple consécutive à une intervention de maintenance hasardeuse.
Ainsi ce circuit est simple, le dispositif électrique avertisseur étant directement raccordé aux bornes via uniquement le commutateur : il n’y a aucune gestion de commande, aucune mesure de tension, aucun calcul, et le dispositif électrique avertisseur est actionné dès que la polarité est inversée, par exemple dès que le « booster » ou batterie de dépannage est mal raccordé aux bornes. Ainsi l’opérateur est immédiatement prévenu, avantageusement surpris, et aura pour reflexe de retirer immédiatement la connexion du « booster » qu’il a en main de l’une des bornes. Ainsi rapidement déconnecté, les risques de dégradation sont limités et la mise sous tension des charges ou actionneurs devant être commandée ne le seront pas sous la mauvaise polarité.
Selon un mode de réalisation de l’invention, ce circuit électrique comprend un interrupteur électrique ayant une position de coupure de courant et une position de fermeture, couplé en parallèle au commutateur à sens unique de courant, et propre à alimenter le dispositif électrique avertisseur uniquement si l’interrupteur électrique est en position de fermeture, le dispositif électrique avertisseur étant configuré pour fonctionner quel que soit le sens de la polarité.
Ainsi l’invention peut utiliser un dispositif électrique avertisseur préexistant, dont l’actionnement normal est commandé par l’interrupteur électrique. L’invention, ne fait alors que rajouter ce commutateur en parallèle de l’interrupteur électrique.
Ainsi, ce circuit électrique bipolaire comprend par exemple :
- la première borne et la deuxième borne de raccordement électrique propres à recevoir la différence de potentiel selon la polarité prédéfinie,
- le dispositif électrique avertisseur, couplé à la première et deuxième borne, et configuré pour fonctionner quel que soit le sens de la polarité s’il est alimenté en courant,
- l’interrupteur électrique ayant la position de coupure de courant et la position de fermeture, couplé à l’une des bornes d’une part, et au dispositif électrique avertisseur d’autre part, et propre à alimenter le dispositif électrique avertisseur uniquement si l’interrupteur électrique est en position de fermeture,
ce circuit électrique comprenant le commutateur à sens unique de courant couplé en parallèle de l’interrupteur électrique, ce commutateur étant orienté dans le sens passant du courant uniquement pour la polarité inversée par rapport à la polarité prédéfinie.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif électrique avertisseur est un klaxon. Par exemple ce klaxon émet un son supérieur à 80 décibels. Par exemple ce klaxon émet un son compris entre 80 et 130 décibels, parfois jusqu’à 300 décibels pour les navires ou, de façon réglementée pour des automobiles dans certains pays entre 95 et 110 décibels.
Ainsi l’effet de surprise de l’opérateur est garanti. Cet opérateur aura pour reflexe de sursauter, déconnectant ainsi le « booster » de l’une des bornes par son mouvement de recul.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le commutateur à sens unique de courant est une diode.
Selon un mode de réalisation de l’invention, ce circuit électrique comprend un relai électromagnétique comprenant l’interrupteur électrique.
Selon une variante de réalisation de l’invention, ce circuit électrique comprend un transistor comprenant l’interrupteur électrique.
L’invention a en outre pour objet un véhicule automobile comprenant un circuit électrique bipolaire tel que précédemment décrit.
Selon un mode de réalisation de l’invention, ce véhicule comprend un réseau de bord comprenant le circuit électrique bipolaire.
Selon un mode de réalisation de l’invention, ce véhicule comprend une batterie de servitude couplée aux deux bornes de raccordement électrique.
Selon un mode de réalisation de l’invention, cette batterie de servitude fournie une tension comprise entre 11 et 30 V.
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 à l’uniqueFIG. 1dans laquelle :
FIG. 1: représente un mode de réalisation du circuit électrique selon l’invention.
LaFIG. 1divulgue un circuit électrique bipolaire selon l’invention, et comprenant :
- une première borne B1, B3 et une deuxième borne B2, B4 de raccordement électrique propres à recevoir une différence de potentiel selon une polarité prédéfinie V pour l’alimentation en courant du circuit électrique bipolaire,
- un dispositif électrique avertisseur 1, couplé à la première B1, B3 et deuxième B2, B4 borne, et configuré pour fonctionner sous une polarité inversée Vinv par rapport à la polarité prédéfinie V si il est alimenté en courant,
ce que le circuit électrique comprenant un commutateur à sens unique de courant 3 interposé entre l’une des bornes et le dispositif électrique avertisseur 1, ce commutateur 3 étant orienté dans le sens passant du courant uniquement pour la polarité inversée Vinv.
Ce circuit électrique comprend par exemple un interrupteur électrique 2 ayant une position de coupure de courant et une position de fermeture, couplé en parallèle au commutateur à sens unique de courant 3, et propre à alimenter le dispositif électrique avertisseur 1 uniquement si l’interrupteur électrique 2 est en position de fermeture, le dispositif électrique avertisseur 1 étant configuré pour fonctionner quel que soit le sens de la polarité V, Vinv.
Ainsi, ce circuit électrique bipolaire comprend par exemple :
- la première borne B1, B3 et la deuxième borne B2, B4 de raccordement électrique propres à recevoir la différence de potentiel selon la polarité prédéfinie V,
- le dispositif électrique avertisseur 1, couplé à la première B1, B3 et deuxième B2 , B4 borne, et configuré pour fonctionner quel que soit le sens de la polarité V, Vinv s’il est alimenté en courant,
- l’interrupteur électrique 2 ayant la position de coupure de courant et la position de fermeture, couplé à l’une des bornes B1, B3, B2, B4 d’une part, et au dispositif électrique avertisseur 1 d’autre part, et propre à alimenter le dispositif électrique avertisseur 1 uniquement si l’interrupteur électrique 2 est en position de fermeture,
ce circuit électrique comprenant le commutateur à sens unique de courant 3 couplé en parallèle de l’interrupteur électrique 2, ce commutateur 3 étant orienté dans le sens passant du courant uniquement pour la polarité inversée Vinv par rapport à la polarité prédéfinie V.
Avantageusement, le dispositif électrique avertisseur 1 est un klaxon, notamment un klaxon de type automobile situé dans le même compartiment ou a proximité des bornes B1, B2, B3, B4.
Par exemple, le commutateur à sens unique de courant 3 est une diode, notamment une diode de commutation, largement connue de l’homme de l’art.
Par exemple ce circuit électrique comprend un relai électromagnétique 4 comprenant l’interrupteur électrique 2. Ainsi l’interrupteur électrique est commandé par une bobine générant un flux magnétique selon un sens ou deux sens, selon que l’interrupteur est monostable ou bistable. On notera qu’il est avantageux que l’interrupteur électrique 2 soit normalement ouvert, ainsi la bobine ne consomme aucun courant tant que le dispositif électrique avertisseur 1 n’a pas besoin d’être actionné.
En variante, non représentée, ce circuit électrique comprend un transistor comprenant l’interrupteur électrique 2. Le principe est identique au relais, mais plus miniaturisé.
Cette invention s’applique en particulier à un véhicule automobile comprenant ce circuit électrique bipolaire.
Par exemple ce véhicule comprend un réseau de bord L1+, L1-, L2+, L2-comprenant le circuit électrique bipolaire.
Par exemple sur laFIG. 1sont représentées une première ligne L1- d’alimentation du réseau de bord couplée à la première borne B1, une deuxième ligne L1+ d’alimentation du réseau de bord couplée à la deuxième borne B2, la polarité prédéfinie V étant représentée par la différence de potentiel entre la première ligne L1- et la deuxième ligne L1+, la polarité inversée Vinv étant représentée par la différence de potentiel entre la deuxième ligne L1+ et la première ligne L1-. Les charges ou actionneurs listés précédemment, que comprend le réseau de bord, sont par exemple alimentés par les lignes L1+ et L1- et ne sont pas représentés sur laFIG. 1. Ou plus exactement sont symbolisés par les lignes en pointillés en prolongation des lignes L1+ et L1-.
Le circuit électrique fait partie du réseau de bord et se raccorde au même potentiel que les lignes L1+ et L1- , respectivement par les lignes L2+ et L2- aux bornes B1 et B2. Mais ce circuit électrique peut se raccorder sur d’autres bornes, par exemple les bornes B3 et B4 qui sont les bornes d’une batterie de servitude 5 contrairement aux bornes B1 et B2 qui correspondent à des nœuds plus éloignés de la batterie 5. On comprend bien que ce circuit électrique, quelles que soient les positions des bornes B1, B2, B3, B4, est raccordé au même potentiel que les lignes L1+ et L1-, autrement dit la ligne L1+ est au même potentiel que la ligne L2+, et la ligne L1- est au même potentiel que la ligne L2-, par exemple le potentiel de référence dit potentiel de masse. Tout le réseau de bord est au même potentiel, V, en fonctionnement normal.
Par exemple ce véhicule comprend la batterie de servitude 5 couplée aux deux bornes de raccordement électrique B1, B2, B3, B4, cette batterie de servitude 5 fournissant une tension comprise entre 11 et 30 V et plus généralement entre 11 et 15V. Cette batterie peut être de technologie dite au plomb, mais est de plus en plus remplacée par des batteries de technologie dite au lithium, qui sont toutes bien connues de l’homme de l’art. Cette batterie de servitude a par exemple une capacité entre 50 et 400 Ah voire plus, plus généralement entre 80 et 200 Ah.
On notera que sur laFIG. 1est également représenté un fusible 6 de protection du dispositif électrique avertisseur 1. Ce fusible 6 est par exemple connecté en série entre le commutateur 3 et/ou l’interrupteur 2 et le dispositif électrique avertisseur 1. Ainsi ce fusible 6 coupe la ligne L2+ en cas de surintensité, mais pourrait être positionné à n’importe quel autre endroit sur la ligne L2+ ou L2-. En ordre de grandeur, un klaxon de 60W sous une tension de 12V donnera un ampérage nominal de 5 A, on pourra alors envisager un fusible de 8 A. Bien évidemment, il existe des klaxon de puissance supérieur, allant jusqu’à 200W voire plus.
Par exemple ce klaxon émet un son supérieur à 80 décibels. Par exemple ce klaxon émet un son compris entre 80 et 120 décibels, parfois jusqu’à 300 décibels pour les navires ou, de façon réglementée pour des automobiles dans certains pays entre 95 et 110 décibels.

Claims (10)

  1. Circuit électrique bipolaire comprenant :
    - une première borne (B1, B3) et une deuxième borne (B2, B4) de raccordement électrique propres à recevoir une différence de potentiel selon une polarité prédéfinie (V) pour l’alimentation en courant du circuit électrique bipolaire,
    - un dispositif électrique avertisseur (1), couplé à la première (B1, B3) et deuxième (B2, B4) borne, et configuré pour fonctionner sous une polarité inversée (Vinv) par rapport à la polarité prédéfinie (V) si il est alimenté en courant,
    caractérisé en ce que le circuit électrique comprend un commutateur à sens unique de courant (3) interposé entre l’une des bornes et le dispositif électrique avertisseur (1), ce commutateur (3) étant orienté dans le sens passant du courant uniquement pour la polarité inversée (Vinv).
  2. Circuit électrique selon la revendication 1, comprenant un interrupteur électrique (2) ayant une position de coupure de courant et une position de fermeture, couplé en parallèle au commutateur à sens unique de courant (3), et propre à alimenter le dispositif électrique avertisseur (1) uniquement si l’interrupteur électrique (2) est en position de fermeture, le dispositif électrique avertisseur (1) étant configuré pour fonctionner quel que soit le sens de la polarité (V, Vinv).
  3. Circuit électrique selon la revendication 2 comprenant un relai électromagnétique (4) comprenant l’interrupteur électrique (2).
  4. Circuit électrique la revendication 2 comprenant un transistor comprenant l’interrupteur électrique (2).
  5. Circuit électrique selon l’une des revendications précédentes, le dispositif électrique avertisseur (1) étant un klaxon.
  6. Circuit électrique selon l’une des revendications précédentes, le commutateur à sens unique de courant (3) étant une diode.
  7. Véhicule automobile comprenant un circuit électrique bipolaire selon l’une des revendications précédentes.
  8. Véhicule selon la revendication 7, ce véhicule comprenant un réseau de bord comprenant le circuit électrique bipolaire.
  9. Véhicule selon la revendication 8, comprenant une batterie de servitude (5) couplée aux deux bornes de raccordement électrique (B1, B2, B3, B4).
  10. Véhicule selon la revendication 9, cette batterie de servitude (5) fournissant une tension comprise entre 11 et 30 V.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09308095A (ja) * 1996-05-09 1997-11-28 Yazaki Corp 車載バッテリの逆接続警告装置
JP6314718B2 (ja) * 2014-07-21 2018-04-25 日本精機株式会社 車両用計器
US20230291200A1 (en) * 2020-11-19 2023-09-14 Shenzhen Carku Technology Co., Limited Smart connection device, jump starter and battery clamp

Patent Citations (3)

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