EP4065409A1 - Poste de recharge electrique - Google Patents

Poste de recharge electrique

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Publication number
EP4065409A1
EP4065409A1 EP20824612.4A EP20824612A EP4065409A1 EP 4065409 A1 EP4065409 A1 EP 4065409A1 EP 20824612 A EP20824612 A EP 20824612A EP 4065409 A1 EP4065409 A1 EP 4065409A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
relay
electrical
charging station
arm
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20824612.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Andrés YARCE
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.)
Balyo SA
Original Assignee
Balyo SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Balyo SA filed Critical Balyo SA
Publication of EP4065409A1 publication Critical patent/EP4065409A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to the field of electrically conductive recharging equipment for mobile equipment such as autonomous vehicles, in particular autonomous handling vehicles powered by rechargeable batteries.
  • This equipment usually includes a charging cable attached to the charger on the charging station, terminated by a connector located at the end of the charging cable complementary to a connector located on the electric vehicle in order to allow recharging of the electric battery.
  • pilot wire a specific wire communication
  • the connection of the sockets and socket outlets on the infrastructure side is equipped with two additional wires / pins - called pilot wires.
  • the invention relates to an equipment for charging batteries of electric vehicles comprising a robotic arm ensuring the automatic displacement of the charging connector and its positioning and its connection with the socket of the electric vehicle to be recharged.
  • a controller is configured to receive the captured image from the target tracking camera, identify a pattern on the electric vehicle from the received captured image, determine a spatial relationship between the end effector and an electrical receptacle disposed on the electric vehicle from at least one of a size, an inclination or a position of the pattern in the captured image.
  • the invention relates in its most general sense to an electric charging station comprising an energy source, a charging cable and a robotic arm ensuring the displacement of a complementary connector of the electrical outlet of the device. electrical equipment, and a charge controller detecting electrical continuity at the terminals for connection to the pilot wire of the battery to be recharged, characterized in that said charge controller comprises an operating safety module comprising:
  • a first set of relay at least one of the coils of which is supplied by an electrical circuit comprising an electrical source, and two terminals capable of establishing electrical contact with the terminals connected by the pilot wire of the battery, said first set of relay (s) being open when the electrical circuit between the output of the charger and the corresponding electrical pole of the battery is closed
  • Said first set of relays comprises a first relay and a second relay, the two coils of said relays being connected in parallel.
  • the coil of at least one of the relay (s) of said first set of relay (s) is connected on the one hand to the secure ground corresponding to the safety line of a contact detection edge, and to elsewhere at the output of the controller controlling the extension of said motorized arm.
  • the normally open terminal of said second relay is connected to the coil of one of the relays of said second set and to the normally open terminal of another relay of said second set.
  • the power terminal of the third relay (43) is connected to the second connection of the motor, said third relay controlling the withdrawal of the motorized arm, its coil being connected between ground and the controller controlling the retraction of the arm a fourth relay controls the switching power supply, its coil being connected between ground and the power terminal of a fifth relay
  • the power terminal of the fourth relay is connected to the normally open terminals of the second relay and the third relay
  • the coil of a fifth relay is connected between a battery presence detection circuit and the output of the motorized arm retraction controller.
  • FIG.l shows a top view of a charging station according to the invention
  • FIG.2 shows a front view of a load plate according to the invention
  • FIG.3 Figure 3 shows the simplified electrical diagram of the invention
  • Figure 4 shows the electrical diagram of the control circuit of the invention
  • the recharging station described by way of example in the following is a robot-controlled loading system for an electric robot forklift, which makes it possible to charge robot forklifts autonomously.
  • the charging station comprises a docking station (1) containing the electrical and electronic circuits as well as a system for actuating a charging plate (2) supported by a retractable arm (3).
  • the electrical and electronic circuits include a control system, a sensor identification system, an electrical system and a communication system.
  • the docking station has in the example described a first power supply for the actuator motor of the retractable arm and a second independent power supply for the electrical and electronic circuits. It has five buttons o a button (4) for the circuit breaker, o a button (5) to turn on / off, o a button (6) for the emergency stop, o a button (7) to reset, o a button (8) to reach / to retract, o a button (9) key for manual / auto mode
  • the docking station also includes a retro-reflex sensor and four safety edges comprising one or more sensors which deliver an electrical signal in the event of contact with an obstacle or a person .
  • the presence identification system comprises an optical sensor for detecting the vehicle to be recharged, and mechanical sensors, which collect information relating to contacts with an obstacle or a person.
  • the communication system includes network and wireless communication, for the transmission of signals with a server.
  • the control system consists of the electronic card controlling the movements of the robotic arm and the electrical card.
  • the actuation system is mainly composed of a load plate (2), a linear motor and its control system, the role of which is to act as a mobile load robot arm.
  • the load plate (2) is shown in Figure 2 front view. It comprises an electrical contact (10) of power corresponding to the electrical ground, and an electrical contact (11) of power corresponding to the positive pole +48 V.
  • the electrical power contacts (10, 11) are formed by copper masses, for example pairs of transverse bars to allow the passage of strong currents.
  • the electrical contacts (12 to 14) are copper plates for the passage of less current. They correspond to complementary contacts on the battery (21), which are connected by a short-circuit link (22) in the battery.
  • the electrical system comprises a charger (30) with a pair of electrical cables (31, 32) for the 48 V power current connecting the charger (30) to the charging station (1), a pair of conductors (33, 34 ) for digital service signals, and a pair of leads (35, 36) for checking for the presence of a battery.
  • It includes a main board (25) receiving the signals from the external sensors, from the battery presence detection line (35, 36) and the control signals delivered by the charger (1) on the line (33, 34) to control the motor (28) of the motorized arm (2) via a circuit (26) as well as the relays (27) controlling the power supply.
  • the docking station is plugged into a battery charger (30) (24V, 400A), the power outlet (220V or 110V depending on the country).
  • the charging plate (3) is pressed against the charging plate (20) of the battery (21) under the action of the motorized arm (2).
  • the first operation concerns the engagement of the charging socket on the vehicle to be recharged.
  • the system receives the activation command from an external device.
  • the system waits for the presence of the robot whose relative position is provided by the aforementioned detection sensor.
  • the arm (3) supporting the load plate (2) deploys (using the access command) until the battery lock is detected;
  • the second operation concerns the withdrawal.
  • the system receives the deactivation order.
  • the system then deactivates the loader interlock line. Charging stops automatically.
  • the system monitors the charger current and waits for the current to drop to 0 amps. The arm then retracts until the retraction stop is reached.
  • the charging station receives commands transmitted by external peripherals.
  • the two types of operation described with reference to automatic mode can be enabled or disabled by a configuration parameter transmitted by an external device.
  • This parameter can be transmitted by network communication.
  • the system is then equipped with an Ethernet connection and the ModBus protocol for communication with the associated vehicle server.
  • the first operation concerns the engagement of the charging socket on the vehicle to be recharged.
  • the arm will extend (using the reach control) until the button is released or the battery lock is detected or the reach stop is reached.
  • the “last push” is made to ensure that enough force is exerted on the electrical contacts (only if the reach button is still active).
  • the system will deactivate the loader interlock line if it is active.
  • the system monitors the charger current and waits for the current to drop to 0 amps.
  • the arm will retract until the button is released or the retract stopper retracts if reached.
  • the docking station must signal an error and initiate an automatic retraction procedure.
  • the electronic circuit includes a computer controlling the following functions:
  • the system should be able to estimate the force produced by the arm: o If the current is too high and the battery lock is not active, an automatic 1 second withdrawal should be performed and the system then reports an error. o If battery interlock is active, this estimate should be used to ensure that there is sufficient contact force o Any actuator activation (Reach or Retract) should be done with a linear increase in current via the PWM control.
  • the first relay subassembly consists of two relays (41, 42), the coils of which are supplied in parallel. This first sub-assembly controls the secure extension of the motorized arm (2).
  • the second subassembly of relays consists in the example described of three relays (43 to 45).
  • the coils of the two relays (41, 42) of the first sub-assembly are supplied on the one hand by a secure ground controlled by the safety barrier (46). In the event of contact with this safety barrier (46), the power supply is interrupted.
  • One of the motor connections (28) controlling the extension of the arm is connected to the power terminal of the first relay (41).
  • the normally closed terminal of the first relay (41) is connected to the controller (46), and the normally open terminal of the first relay (41) is connected to the power terminal of the second relay (42).
  • the normally closed terminal of the second relay (42) is left in the air.
  • the normally open terminal of the second relay (42) is at the switched power supply corresponding to the power terminal of the fourth relay (44) and the normally open terminal of the third relay (43).
  • the power terminal of the third relay (43) is connected to the second connection of the motor (28).
  • This third relay (43) controls the withdrawal of the motorized arm (2). Its coil is connected between ground and the controller
  • the fourth relay (44) controls the switching of the power supply.
  • the coil is connected between ground and the power terminal of the fifth relay (45).
  • the power terminal of the fourth relay (44) is connected to the normally open terminals of the second relay (42) and the third relay (43).
  • the coil of the fifth relay (45) is connected between a battery presence detection circuit (49) and the output of the retraction controller (48) of the motorized arm (2).
  • the power terminal of the fifth relay (45) is connected to the battery presence detection line, the normally closed terminal is in open circuit and the normally open terminal corresponds to a battery detection signal.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

L'invention concerne Poste de recharge électrique comprenant une source d'énergie, un câble de recharge et un bras robotisé assurant le déplacement d'un connecteur complémentaire de la prise électrique de l'équipement électrique, et un contrôleur de charge détectant la continuité électrique aux bornes de raccordement au fil pilote de la batterie à recharger. Ledit contrôleur de charge comprend un module de sécurité de fonctionnement comprenant : - un premier ensemble de relai(s) dont l'une au moins des bobines est alimentée par un circuit électrique comprenant une source électrique, et deux bornes aptes à établir un contact électrique avec les bornes reliées par le fil pilote de la batterie, ledit premier ensemble de relai(s) étant ouvert lorsque le circuit électrique entre la sortie du chargeur et le pôle électrique correspondant de la batterie est fermé - et par un second ensemble de relai(s) commandé par le contrôleur du bras motorisé pour le pilotage du moteur du bras motorisé en mode PWM.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Poste de recharge électrique
Domaine de 1'invention
La présente invention concerne le domaine des équipements de recharge électrique conductive d'équipements mobiles tels que des véhicules autonomes, notamment des engins de manutentions autonomes alimentés par des batteries rechargeables.
Ces équipements comprennent habituellement un câble de charge fixé au chargeur sur la station de charge, terminé par un connecteur situé à l'extrémité du câble de charge complémentaire d'un connecteur situé sur le véhicule électrique afin de permettre la recharge de la batterie électrique.
Pour des recharges de fort ampérage (typiquement plus de 100 ampères), il est usuel de prévoir un contrôleur de charge permettant de garantir une sécurité maximale des utilisateurs lors de la recharge. Ce contrôleur de recharge, côté infrastructure, conditionne le démarrage de la recharge aux tests suivants :
- Vérification que la charge est bien connectée au système
- Vérification que la masse du véhicule est bien reliée au circuit de protection de l'installation
- éventuellement vérification de la cohérence des puissances entre le câble, le véhicule et le circuit de recharge - optionnellement détermination de la puissance maximale de recharge qui sera allouée au véhicule.
L'ensemble de ces vérifications et de la communication se fait au travers d'une communication sur fil spécifique, dit « fil Pilote ». A cet effet, la connectique des prises et socles de prises côté infrastructure soit dotée de deux fils / broches additionnels — dits fils pilotes.
Plus particulièrement, l'invention concerne un équipement de charge de batteries de véhicules électriques comprenant un bras robotisé assurant le déplacement automatique du connecteur de charge et son positionnement et sa connexion avec la prise du véhicule électrique à recharger.
Etat de la technique
On connaît par exemple dans l'état de la technique le brevet américain US9266440 décrivant une station de charge robotisée pour charger une batterie d'un véhicule électrique, la station de charge comprenant : une plaque de base, une colonne montante couplée à la plaque de base et s'étendant sensiblement transversalement à la plaque de base, un bras robotique s'étendant depuis la colonne montante et supportant un effecteur terminal. Le bras robotique est configuré pour déplacer le connecteur selon trois degrés de mouvement. Une caméra de suivi de cible intégrée à l'effecteur terminal est configurée pour produire périodiquement une image capturée. Un contrôleur est configuré pour recevoir l'image capturée de la caméra de suivi de cible, identifier un motif sur le véhicule électrique à partir de l'image capturée reçue, déterminer une relation spatiale entre l'effecteur terminal et un réceptacle électrique disposé sur le véhicule électrique à partir d'au moins un élément parmi une taille, une inclinaison ou une position du motif dans l'image capturée.
Inconvénients de l'art antérieur Les solutions de l'art antérieur ne sont pas totalement satisfaisantes car elles laissent subsister des failles de sécurité : risque d'écrasement de la main interposée entre la prise et la batterie lors du déplacement du bras motorisé, risque de fonctionnement en l'absence de batterie ou de mauvaise connexion,...
Solution apportée par l'invention
Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention concerne selon son acception la plus générale un poste de recharge électrique comprenant une source d'énergie, un câble de recharge et un bras robotisé assurant le déplacement d'un connecteur complémentaire de la prise électrique de l'équipement électrique, et un contrôleur de charge détectant la continuité électrique aux bornes de raccordement au fil pilote de la batterie à recharger caractérisé en ce que ledit contrôleur de charge comprend un module de sécurité de fonctionnement comprenant :
- un premier ensemble de relai(s) dont l'une au moins des bobines est alimentée par un circuit électrique comprenant une source électrique, et deux bornes aptes à établir un contact électrique avec les bornes reliées par le fil pilote de la batterie, ledit premier ensemble de relai(s) étant ouvert lorsque le circuit électrique entre la sortie du chargeur et le pôle électrique correspondant de la batterie est fermé
- et par un second ensemble de relai(s) commandé par le contrôleur du bras motorisé pour le pilotage du moteur du bras motorisé en mode PWM.
Selon différentes variantes, prises isolément ou en combinaison techniquement compatibles,
- ledit premier ensemble de relais comprend un premier relai et un second relai, les deux bobines desdits relais étant reliées en parallèle. - la bobine de l'un au moins des relai(s) dudit premier ensemble de relai(s) est relié d'une part à la masse sécurisée correspondant à la ligne de sécurité d'une bordure de détection de contact, et d'autre part à la sortie du contrôleur commandant l'extension dudit bras motorisé.
- la borne de puissance dudit premier relai relié au moteur commandant l'extension dudit bras motorisé, la borne normalement fermée étant reliée au circuit d'alimentation du moteur, la borne normalement ouverte étant reliée à la borne de puissance dudit deuxième relai
- la borne normalement ouverte dudit second relai est relié à la bobine de l'un des relais dudit second ensemble et à la borne normalement ouverte d'un autre relai dudit second ensemble.
- la borne de puissance du troisième relai (43) est reliée au deuxième branchement du moteur, ledit troisième relai commandant le retrait du bras motorisé, sa bobine étant branchée entre la masse et le contrôleur commandant la rétractation du bras un quatrième relai commande la commutation de l'alimentation, sa bobine étant branchée entre la masse et la borne de puissance d'un cinquième relais
- la borne de puissance du quatrième relai est reliée aux bornes normalement ouvertes du deuxième relai et du troisième relai
- la bobine d'un cinquième relai est branchée entre un circuit de détection de présence de la batterie et la sortie du contrôleur de rétractation du bras motorisé.
Description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention qui suit, se référant aux dessins annexés où : [Fig.l] La figure 1 représente une vue de dessus d'un poste de charge selon l'invention
[Fig.2] La figure 2 représente une vue de face d'une plaque de charge selon l'invention
[Fig.3] La figure 3 représente le schéma électrique simplifié de 1'invention
[Fig.4] La figure 4 représente le schéma électrique du circuit de commande de 1'invention
Architecture matérielle
Le poste de recharge décrit à titre d'exemple dans ce qui suit est un système de chargement commandé par robot pour chariot élévateur à robot électrique, qui permet de charger des chariots élévateurs à robot de manière autonome.
Le poste de charge comprend une station d'acceuil (1) contenant les circuits électriques et électroniques ainsi qu'un système d'actionnement d'une plaque de charge (2) supportée par un bras escamotable (3).
Les circuits électriques et électroniques comprennent un système de contrôle, un système d'identification de capteur, un système électrique et un système de communication.
La station d'accueil présente dans l'exemple décrit une première alimentation pour le moteur d'actionnement du bras escamotable et une seconde alimentation indépendante pour les circuits électriques et électroniques. Elle comporte cinq boutons o un bouton (4) pour le disjoncteur, o un bouton (5) pour allumer / éteindre, o un bouton (6) pour l'arrêt d'urgence, o un bouton (7) pour réinitialiser, o un bouton (8) pour atteindre/pour se rétracter, o un bouton (9) touche pour le mode manuel / auto La station d'accueil comporte également un capteur rétro-réflex et quatre bords de sécurité comportant un ou plusieurs capteurs qui délivrent un signal électrique en cas de contact avec un obstacle ou une personne.
Le système d'identification de présence comprend un capteur optique pour la détection du véhicule à recharger, et des capteurs mécaniques, qui collectent les informations relatives à des contacts avec un obstacle ou une personne.
Le système de communication comprend le réseau et la communication sans fil, pour la transmission des signaux avec un serveur.
Le système de contrôle est constitué de la carte électronique contrôlant les mouvements du bras robotique et de la carte électrique.
Le système d'actionnement est principalement composé d'une plaque de charge (2), d'un moteur linéaire et de son système de contrôle, dont le rôle est d'agir comme un bras de robot de charge mobile.
La plaque de charge (2) est représentée en figure 2 vue de face. Elle comprend un contact électrique (10) de puissance correspondant à la masse électrique, et un contact électrique (11) de puissance correspondant au pôle positif +48 V.
Elle comprend aussi deux contacts électriques (12, 13) correspondant à la détection de présence de la batterie (en anglais « interlock ») et deux contacts électriques (14, 15) pour le pilotage de la plaque (2) par un signal numérique. Les contacts électriques (10, 11) de puissance sont constitués par des masses de cuivre, par exemple des paires de barres transversales pour permettre le passage de courants forts.
Les contacts électriques (12 à 14) sont des plaques de cuivre pour le passage de courant moins importants. Ils correspondent à des contacts complémentaires sur la batterie (21), qui sont reliés par une liaison de court-circuit (22) dans la batterie.
Le système électrique comprend un chargeur (30) avec une paire de câbles électriques (31, 32) pour le courant de puissance 48 V reliant le chargeur (30) à la station de recharge (1), une paire de conducteurs (33, 34) pour les signaux de service numériques, et une paire de conducteurs (35, 36) pour la vérification de la présence d'une batterie.
Il comprend une carte principale (25) recevant les signaux des capteurs extérieurs, de la ligne de détection de présence de la batterie (35, 36) et les signaux de commande délivrés par le chargeur (1) sur la ligne (33, 34) pour piloter le moteur (28) du bras motorisé (2) via un circuit (26) ainsi que les relais (27) commandant l'alimentation de puissance.
La station d'accueil est branchée sur un chargeur de batterie (30) (24V, 400A), la prise de courant (220V ou 110V selon les pays). La plaque de charge (3) vient se plaquer contre la plaque de charge (20) de la batterie (21) sous l'action du bras motorisé (2).
Mode automatique
Lorsque le poste de charge fonctionne selon le mode automatique, il permet deux opérations.
La première opération concerne l'engagement de la prise de charge sur le véhicule à recharger. Le système reçoit l'ordre d'activation d'un périphérique externe. Le système attend la présence du robot dont la position relative est fournie par le capteur de détection susvisé.
Lorsque la présence du véhicule est détectée, le bras (3) supportant la plaque de charge (2) se déploie (à l'aide de l'ordre d'accès) jusqu'à ce que le verrouillage de la batterie soit détecté ;
Lorsque le verrouillage de la batterie est détecté, une poussée finale est effectuée pour s'assurer que la force exercée sur les contacts électriques est suffisante. Lorsque la force de contact est atteinte, la ligne de verrouillage du chargeur est activée. La charge commence ensuite automatiquement.
La deuxième opération concerne la rétractation.
Le système reçoit l'ordre de désactivation. Il système désactive alors la ligne de verrouillage du chargeur. La charge s'arrête automatiquement. Le système surveille le courant du chargeur et attend que le courant passe à 0 ampère. Le bras se rétracte ensuite jusqu'à ce que la butée de rétraction soit atteinte.
Mode commande extérieure
Selon un deuxième mode de fonctionnement, le poste de charge reçoit des commandes transmises par des périphériques externes.
Les deux types d'opération décrites en référence au mode automatique peuvent être activés ou désactivés par un paramètre de configuration transmis par un périphérique externe.
Ce paramètre peut être transmis par communication réseau. Le système est alors équipé d'une connexion Ethernet et le protocole ModBus pour la communication avec serveur du véhicule associé.
MODE MANUEL
En mode manuel, il y a deux opérations possibles : La première opération concerne l'engagement de la prise de charge sur le véhicule à recharger.
Si le bouton de commande est activé, le bras se déploie (à l'aide de la commande de portée) jusqu'à ce que le bouton soit relâché ou que le verrouillage de la batterie soit détecté ou que la butée de portée soit atteinte.
Lorsque le verrouillage de la batterie est détecté, la «dernière pression» est effectuée pour garantir que la force exercée sur les contacts électriques est suffisante (uniquement si le bouton d'atteinte est toujours actif).
Lorsque la force de contact est atteinte, la ligne de verrouillage du chargeur est activée
La charge devrait commencer automatiquement
Opération de rétractation :
Si le bouton de commande de retrait est activé, le système désactive la ligne de verrouillage du chargeur si elle est active.
La charge devrait s'arrêter automatiquement
Le système surveille le courant du chargeur et attend que le courant passe à 0 ampère.
Le bras se rétracte jusqu'à ce que le bouton soit relâché ou que la butée de rentrée se rétracte si elle est atteinte.
SECURITE : GESTION PAR DÉFAUT
- Si les commandes d'engagement de la prise et de retrait de la prise sont reçues en même temps, aucune opération n'est autorisée.
- Si la commande de rétraction est reçue alors que la portée est en cours, la portée doit être arrêtée et l'action de rétraction exécutée
- Si la commande d'atteinte est reçue alors que le retrait est en cours, le mouvement de retrait doit continuer jusqu'à ce que l'arrêt final soit atteint, si la commande d'atteinte est toujours active, l'action d'atteinte peut être exécutée.
- Si le mouvement de portée est exécuté et que la butée de portée est atteinte, la station d'accueil doit signaler une erreur et engager une procédure de rétraction automatique.
Si un actionnement est demandé et que la consommation de courant de l'actionneur est trop faible, le système doit signaler une erreur.
Si un actionnement est demandé et que la consommation de courant de l'actionneur est trop élevée (court- circuit), le système doit signaler une erreur.
- Si un actionnement est demandé et que l'arrêt final n'est pas atteint avant un paramètre TimeOut, le système doit signaler une erreur. La liste des signaux erreurs est la suivante o Catégorie 1: Effacement automatique o Catégorie 2: effacement manuel o Catégorie 3: Cycle d'alimentation nécessaire pour effacer la plaque de raccordement o Catégorie 4: intervention de service requise.
Le circuit électronique comporte un calculateur commandant les fonctions suivantes :
- En mode automatique, aucun actionnement de portée n'est autorisé si le capteur de rétro-réflexe n'est pas actif
- Si le capteur de butée d'atteinte est actif, tous les actionnements de portée sont interdits
- Si le capteur de butée de retrait est actif, tout actionnement de retrait est interdit
- En utilisant les mesures actuelles, le système devrait pouvoir estimer l'effort produit par le bras : o Si le courant est trop élevé et que le verrouillage de la batterie n'est pas actif, un retrait automatique d'une seconde doit être exécuté et le système signale alors une erreur. o Si le verrouillage de batterie est actif, cette estimation doit être utilisée pour garantir que la force de contact est suffisante o Toute activation de l'actionneur (Reach ou Retract) doit être effectuée avec une augmentation linéaire du courant via la commande PWM.
Commande de puissance
La sécurité de fonctionnement est assurée par deux sous-ensemble de relais électromécaniques représentés en figure
4.
Le premier sous-ensemble de relais est constitué dans l'exemple décrit de deux relais (41, 42) dont les bobines sont alimentées en parallèle. Ce premier sous-ensemble commande l'extension sécurisée du bras motorisé (2).
Le deuxième sous-ensemble de relais est constitué dans l'exemple décrit de trois relais (43 à 45).
Les bobines des deux relais (41, 42) du premier sous- ensemble sont alimentés d'une part par une masse sécurisé commandée par la barrière de sécurité (46). En cas de contact de cette barrière de sécurité (46), l'alimentation est interrompue.
Elles sont alimentées d'autre part par la sortie du contrôleur (47) délivrant le signal en modulation de largeur d'impulsion PMW commandant l'extension du bras motorisé (2).
L'un des branchements du moteur (28) commandant l'extension du bras est relié à la borne de puissance du premier relai (41).
La borne normalement fermée du premier relai (41) est reliée au contrôleur (46), et la borne normalement ouverte du premier relais (41) est reliée à la borne de puissance du deuxième relai (42). La borne normalement fermée du deuxième relai (42) est laissée en l'air.
La borne normalement ouverte du deuxième relais (42) est à l'alimentation commuté correspondant à la borne de puissance du quatrième relai (44) et à la borne normalement ouverte du troisième relai (43).
La borne de puissance du troisième relai (43) est reliée au deuxième branchement du moteur (28). Ce troisième relai (43) commande le retrait du bras motorisé (2). Sa bobine est branchée entre la masse et le contrôleur
(48) commandant la rétractation du bras (2).
Le quatrième relai (44) commande la commutation de l'alimentation. La bobine est branchée entre la masse et la borne de puissance du cinquième relais (45). La borne de puissance du quatrième relai (44) est reliée aux bornes normalement ouvertes du deuxième relai (42) et du troisième relai (43).
La bobine du cinquième relai (45) est branchée entre un circuit (49) de détection de présence de la batterie et la sortie du contrôleur (48) de rétractation du bras motorisé (2). La borne de puissance du cinquième relai (45) est reliée à la ligne de détection de présence de la batterie, la borne normalement fermée est en circuit ouvert et la borne normalement ouverte correspond à un signal de détection de batterie.

Claims

Revendications
1 — Poste de recharge électrique comprenant une source d'énergie, un câble de recharge et un bras robotisé assurant le déplacement d'un connecteur complémentaire de la prise électrique de l'équipement électrique, et un contrôleur de charge détectant la continuité électrique aux bornes de raccordement au fil pilote de la batterie à recharger caractérisé en ce que ledit contrôleur de charge comprend un module de sécurité de fonctionnement comprenant :
- un premier ensemble de deux relais, dit premier relai (41) et second relai (42), dont l'une au moins des bobines est alimentée par un circuit électrique comprenant une source électrique, et deux bornes aptes à établir un contact électrique avec les bornes reliées par le fil pilote de la batterie, ledit premier ensemble de relai(s) étant ouvert lorsque le circuit électrique entre la sortie du chargeur et le pôle électrique correspondant de la batterie est fermé
- et par un second ensemble de trois relais, dit troisième relai (43), quatrième relai (44), cinquième relai (45) commandé par le contrôleur du bras motorisé pour le pilotage du moteur du bras motorisé en mode PWM.
2 — Poste de recharge électrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit premier ensemble de relais comprend un premier relai et un second relai, les deux bobines desdits relais étant reliées en parallèle.
3 — Poste de recharge électrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que la bobine de l'un au moins des relai(s) dudit premier ensemble de relai(s) est relié d'une part à la masse sécurisée correspondant à la ligne de sécurité d'une bordure de détection de contact, et d'autre part à la sortie du contrôleur commandant l'extension dudit bras motorisé. 4 — Poste de recharge électrique selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que
- la borne de puissance dudit premier relai est reliée au moteur commandant l'extension dudit bras motorisé, la borne normalement fermée étant reliée à un premier branchement du moteur, la borne normalement ouverte étant reliée à la borne de puissance dudit deuxième relai
- et en ce que la borne normalement ouverte dudit second relai est relié à la bobine de l'un des relais dudit second ensemble et à la borne normalement ouverte d'un autre relai dudit second ensemble.
5 — Poste de recharge électrique selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la borne de puissance du troisième relai (43) étant reliée à un deuxième branchement du moteur (28), ledit troisième relai (43) commandant le retrait du bras motorisé (2), sa bobine étant branchée entre la masse et le contrôleur (48) commandant la rétractation du bras (2).
6 — Poste de recharge électrique selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un quatrième relai (44) commande la commutation de l'alimentation, sa bobine étant branchée entre la masse et la borne de puissance d'un cinquième relais (45).
7 — Poste de recharge électrique selon la revendication précédente caractérisé en ce la borne de puissance du quatrième relai (44) est reliée aux bornes normalement ouvertes du deuxième relai (42) et du troisième relai (43).
8 — Poste de recharge électrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que la bobine d'un cinquième relai (45) est branchée entre un circuit (49) de détection de présence de la batterie et la sortie du contrôleur (48) de rétractation du bras motorisé (2).
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