FR2721559A1 - Procédé d'optimisation des performances et de l'autonomie des véhicules à propulsion électrique avec les infrastructures d'assistance et de logistique spécialement conçues pour la mise en Óoeuvre de ce procédé. - Google Patents

Procédé d'optimisation des performances et de l'autonomie des véhicules à propulsion électrique avec les infrastructures d'assistance et de logistique spécialement conçues pour la mise en Óoeuvre de ce procédé. Download PDF

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Abstract

Dans la présente invention, l'amélioration des performances des véhicules électriques ne provient pas de l'augmentation des caractéristiques énergétiques de la batterie de traction, mais exclusivement de la mise en œuvre combinée de modules de fonction qui constituent le véhicule électrique, avec les infrastructures de son approvisionnement énergétique. Ledit procédé se caractérisé également par le fait que ledit véhicule électrique dispose d'un module d'énergie standardisé et multitension interchangeable dans un délai très court dans des stations d'énergie électrique. Les véhicules électriques sont conçus pour un besoin adapté au déplacement des personnes et des marchandises en milieu urbain à partir d'éléments modulaires à caractère polyvalent et à usages multiples et répétés. La présente invention s'intègre avantageusement dans la mise en œuvre globale d'une politique de déplacements urbains de personnes et de marchandises avec pollution et bruit minimal.

Description

Procédé d'optimisation des performances et de l'autonomie des véhicules à propulsion électrique avec les infrastructures d'assistance et de logistique spécialement conçues pour la mise en oeuvre de ce procédé.
La présente invention a pour objet un procédé d'optimisation globale des performances et de l'autonomie des véhicules à propulsion électrique.
Ledit procédé se caractérise par le fait que les véhicules spécifiques électriques sont conçus pour un besoin de déplacement des personnes et des marchandises en milieu urbain à partir d'éléments modulaires à caractère polyvalent et à usages multiples et répétés.
Ledit procédé se caractérise également par le fait que ledit véhicule électrique dispose d'un module d'énergie électrique interchangeable dans un délai inférieur au temps qui est mis pour faire le plein de carburant sur un véhicule à propulsion thermique.
Ledit procédé met en oeuvre une technique de permutation rapide des batteries avec toutes les Infrastructures nécessaires à la mise en oeuvre du procédé.
Ledit procédé va à l'encontre des expérimentations connues des grands constructeurs européens et américains qui ont orienté leurs recherches d'amélioration de l'autonomie des véhicules à propulsion électrique sur les performances des batteries électriques de traction.
A l'encontre de cette approche, le procédé de l'invention caractérise la batterie de traction électrique comme un réservoir d'énergie amovible, dont les éléments sont rangés uniquement dans un module d'énergie.
Selon le procédé de l'Invention, l'autonomie du véhicule électrique est illimitée dans le permettre d'action des stations d'énergie électrique.
Parmi les problèmes posés par le déplacement des personnes et des marchandIses dans les zones urbaines, les plus importants sont les suivants - Accroissement constant du trac des véhicules qui conduit à une saturation de l'espace public de circulation et de stationnement.
- Augmentation constante de la pollution atmosphérique.
- Augmentation constante du niveau sonore dans les centres urbains.
Le véhicule à propulsion électrique apparaît comme la solution capable de diminuer la pollution et le niveau sonore dans les centres urbains.
Cependant, les expérimentations en cours ou les projets connus consistent à électrifier un véhicule thermique et à porter tout l'effort de recherche sur l'amélioration des performances des batteries de traction et la dImInution de poids des matériaux constitutifs du véhicule.
L'autonomie maximum recherchée est de 100 km en Europe et 200 km aux Etats Unis.
Les éléments de batteries de traction sont fixes, placés en plusieurs ou un seul endroit à a' l'intérieur du véhicule. Les batteries sont étanches pour ester un entretien rendu difficile par le caractère fixe et le confinement desdites batterIes. La charge des batteries de tractIon s'effectue selon deux procédés - Charge lente de nuit sur le li de garage du véhicule avec une prise de 16 ampères.
- Charge rapide de jour qui nécessite des ampérages très élevés et des équipements de sécurité.
L'état actuel de la technique a fait l'objet d'un rapport de l'Office Parlementaire d'Evaluation des Choix Scientifiques et
Technologiques enregistré à la Présidence de l'Assemblée Nationale en date du 3 novembre 1933.
Ledit rapport traite de l'intérêt du Véhicule Electrique au regarde de la Protection de l'Environnement.
Dans ce rapport, il est nettement précisé (pages 23, 113,
117, 135) que l'échange standard des batteries est une solution qui a été repoussée par les grands constructeurs tels que RENAULT,
PSA, MATIRA, qui jugent cette solution irréaliste pour les raisons suivantes - Poids à manipuler trop impsrtar.:, - Variété des packs nécessi~n-.r des volumes de stockage trop importants, - Problème de standardisation, - Nécessité de répartition des charges pour optimiser le freinage.
Seul PSA avait en 1976 imaginé un système à coussin d'air mais l'a vite abandonné.
Les orientations actuelles données par les pouvoirs publics et les grands constructeurs apportent des solutions satisfaisantes aux problèmes du bruit et de la pollution atmosphérique avec cependant des incohérences et des problèmes qui demeurent pour la mise en oeuvre des nouveaux véhicules électriques.
Les principaux sont les suivants - La recharge lente des batteries de traction des véhicules des particuliers doit se faire à partir d'une prise de 16 ampères.
Cette contrainte exclut pratiquement tous les utilisateurs des centres urbains à moins d'équiper massivement les parkings publics de bornes de recharge avec système de facturation.
- La recharge rapide des batteries qui se fait de jour génère des harmoniques parasites sur le réseau de distribution d'électricité.
Un développement important du parc de véhicules à propulsion électrique conduirait à une obligation de renforcement dudit réseau ainsi que des postes de transformations pour répondre aux appel s de courant qui se produIraient dans une plage horaire réduite.
- Seuls les accumulateurs de traction nickel-cadmium et nickelhydrure métallique supportent la recharge rapide. Les accumulateurs au plomb ne peuvent supporter les recharges rapides répétées.
Le problème majeur qui se pose aux grandes agglomérations est la croissance continue des besoins et des moyens de transport qui conduit à une saturation de l'espace public des centres urbains. Ce problème n'est pas pris en compte dans les réflexions sur l'évolution du véhicule urbain électrique.
Au contraire, l'approche actuelle de mise en oeuvre desdits véhicules électriques va à l'encontre d'une optimisation de l'espace public de cIrculation et de stationnement.
En effet, l'espace public 'une ville est limité et parmi les solutions possibles pour éviter la congestion des grandes agglomérations, l'utIlisation des véhicules en temps partagé ou covoiturage apparaît de plus en plus comme une solution applicable compte tenu de l'évolution des mentalités.
Pour cela le véhicule urbain électrique doit répondre à un certain nombre de contraintes liées à sa conception et à des conditions d'exploitation liées à son usage.
On peut en citer quelques-unes - Autonomie illimitée du véhicule électrique pour permettre un emploi permanent et répété.
- Conception permettant de limiter les immobilisations à caractère mécanique pour une quelconque raison.
- Possibilité d'adaptation à un système de gestion du besoin.
Pour la livraison des marchandises en général, et la messagerie rapide en particulier, le problème posé est encore plus net.
En effet, une tournée journalière de messagerie rapide représente un kilométrage moyen compris entre 150 et 200 km.
Dans la conception actuelle des véhicules utilitaires à propulsion électrique, une telle utilisation est exclue par manque d'autonomie ; ladite autonomie ma:imale est de l'ordre de 80 km.
Le procédé de l'invention va à l'encontre des orientations actuelles. En effet, ledit procédé aborde en priorité le problème de l'occupation de l'espace publIc avec recherche d'optimisation globale de l'utilisation du véhicule électrique.
La diminution du bruit et de la pollution atmosphérique ne sont qu'une conséquence supplémentaire de la mise en oeuvre généralisée du procédé.
Le procédé de l'invention se caractérise en ce que le dispositif général de mise en oeuvre est constitué de modules de fonction adaptés à un usage optimal du véhicule électrique urbain par une recherche de standardisation avec des temps de raccordement desdits modules, les uns par rapport aux autres, très réduits.
Selon le procédé de l'invention, lesdits modules de fonction du véhicule urbain électrique sont divisés en classe d'usage.
Lesdites classes d'usage détermnent la puissance et l'encombrement du véhicule électrique.
Les divers modules de fonction sont assemblés entre eux par des systèmes mécaniques, électriques et hydrauliques, rapides, surs et standardisés.
Selon le procédé de 1 'InventIon, l'énergie électrique est fournie par des batteries de traction qui sont rangées dans un module d'énergie standardisé qui est lui-même assimilé à un réservoir d'énergie électrique.
Ledit module est permutable très rapidement par le dessous ou par le côté.
Selon le procédé de l'invention, la permutation rapide du module d'énergie est effectuée dans une station d'énergie électrique fixe ou transportable.
Dans lesdites stations, sont rangés les modules d'énergie standards et multitension. Lesdits modules d'énergie sont permutés sur un quelconque véhicule électrique urbain au moyen d'un robot.
Selon le procédé de l'invention, le plein d'énergie électrique desdits modules d'énergie s'effectue de nuit par charge lente dans la station d'énergie électrique ou à l'extérieur dans des centres de charge - répar iwion.

Dans ces centres de charge - répa-i ion, les modules d'énergie sont rangés à l'intérieur e magasIns mobiles compartimentés.
Lesdits magasins mobiles dans lesquels sont rangés les modules d'énergie sont transportés à l'aide de camions équipés spécialement. Ledit transport s'effectue depuis les centres de recharge - répartition situés à la périphérie des villes vers les stations d'énergie électrique fixes et transportables. A son retour, le camion ramène des magasins mobiles dans lesquels sont rangés des modules d'énergie dont la capacité énergétique a été utilisée par un quelconque véhicule électrique urbain.
Ainsi, le procédé selon l'invention se caractérise par le fait qu'il met en oeuvre une infrastructure comparable à celle qui existe depuis un siècle pour la disribution de carburant destiné aux véhicules à moteur thermique.
Le procédé selon l'invention va complètement à l'encontre des orienta ions et expérImentatIons actuelles sur le véhicule à propulsion électrique.
Le procédé selon l'inverL~icn va également à l'encontre de la technique de construction d'un véhicule qui veut que ledit véhicule forme un tout par type.
En effet, selon le procédé de l'invention, le véhicule électrique est totalement modulaire et standardisé. Cette technique permet de limiter les immobilisations et d'optimiser l'utilisation en adaptant le moyen à l'usage demandé.
Selon le procédé, on peut ainsi mieux gérer et utiliser l'espace public de circulation et de stationnement dans la ville.
Selon le procédé de l'invention, un usager choisira en premier lieu le module châssis-propulsion avec les caractéristiques d'encombrement de masse et de puissance adapté à son besoin.
Ledit module châssis-propulsicn est constitué lui-même par des sous-modules de propulsion - traction et de direction avec pour chacun d'entre eux des éléments de centrage verrouillage standardisés.
Le module châssis-propulsion est considéré comme module de base et représente le caractère permanent du véhicule électrique.
C'est sur lui que sont fixées Les plaques d'identification du service des Mines.
Selon le procédé de l'inveneicr., l'usager choisira ensuite le module carrosserie-cellule adapté à son besoin immédiat.
Ledit module oarrossere-cellule peut être monté très rapidement et bridé sur le module chassis-propulsion au moyen d'un système de positionnement-ve~rcuillage.
Les jonctions mécaniques, hydrauliques et électriques entre les modules s'effectuent au moyen de systèmes standardisés et sûrs.
Selon le procédé de l'invention, la standardisation a pour objectif la rapidité de montage et la garantie d'accouplement de modules de même classe.
Selon le procédé de l'invention, l'usager choisira ensuite la capacité de stockage d'énergie embarquée de son module d'énergie. Ce choix sera fonction de l'autonomie recherchée et déterminera une part de la redevance de la facturation de l'énergie consommée.
Selon le procédé de l'invention, l'usager aura par la suite le choix entre deux modes d'approvisionnement en énergie électrique
Il dispose d'un garage ou d'un espace privé avec prise de raccordement électrique et dans ce cas, il pourra effectuer une recharge lente de nuit à son domicile ou au siège de l'entreprise.
Il ne dispose pas d'un garage ou il a, dans la journée, besoin d'une grande autonomie et il pourra effectuer le plein d'énergie électrique dans une station d'énergie électrique fixe ou transportable, autant de fois que le nécessitent ses contraintes de déplacement.
Selon l'invention, le plein d'énergie électrique s'effectue par permutation rapide des modules d'énergie dans les stations d'énergie électrique.
Lesdites stations d'énergie électriques sont fixes ou transportables.
Selon 1 invention, les stations transportables sont constituées d'une structure de benne amovible de classe 2 définie par la norme NFR 17.108. Ladite benne est équipée d'un anneau amovible et transportée par camion muni d'un système de déposerepose de ladite benne.
Ladite benne est déposée sur une aire de manoeuvre dimensionnée pour permettre sa manutention et l'évolution des véhicules électriques venant effectuer un plein d'énergie par permutation rapide de modules d'énergie électrique.
Ladite benne supporte un magasin amovible, un ou plusieurs chargeurs destinés à la recharge lente de nuit des modules d'énergie qui sont rangés dans ledit magasin amovible, un dispositif d'accès et de positionnement du véhicule électrique qui vient faire le plein d'énergie, un robot qui effectue la permutation rapide des modules d'énergie sur les véhicules électriques, un système de facturation du plein d'énergie.
Selon l'invention, la station d'énergie électrique peut être fixe. Ladite station est alors aménagée sur une aire disposant d'un accès à la voie publique. Ladite station d'énergie électrique est constituée d'un ou plusieurs magasins amovIbles, d'un ou plusieurs chargeurs raccordés au réseau de distribution d'électricité.
Lesdits chargeurs peuvent effectuer la recharge de nuit des modules d'énergie rangés dans les magasins amovibles.
Selon 1' invention, la station fixe d'énergie électrique dispose d'un cu plusieurs robots qui effectuent la permutation rapide des modules d'énergie sur les véhicules électriques.
Ladite station fixe d'énergie électrique nécessite la mise en oeuvre de travau:: de génie civil pour recevoir les divers équipements que comporte l'invention.
Selon le procédé de l'invention, la recharge des modules d'énergie peut être réalisée de nuit dans lesdites stations d'énergie électrique fixes ou transportables, mais également dans des centres de recharge -répartition situés à la périphérie des villes.
Par analogie au mode de propulsion thermique, les centres de recharge - répartition sont l'équivalent des dépôts de carburant situés également à la périphérie des villes.
Selon le procédé de l'invention, dans les centres de recharge - répartitIon, les macules d'énergie électrique sont vérifiés, contrôlés et entretenus. Lesdits modules d'énergie sont rangés dans des magasins mcc es dont les dimensions sont standardisées.
Lesdits magasins mobiles peuvent être manutentionnés par un quelconque système de transfert rapide. Ainsi, selon le procédé de l'invention, les modules d'énergie électrique, entretenus et rechargés de nuit dans un centre de charge - répartition sont rangés dans des magasins mobiles.
Lesdits magasins mobiles sont transportés par camions grosporteurs et transférés sur une station d'énergie électrique fixe ou transportable.
A leur retour au centre de recharge - répartition, lesdits camions gros-porteurs ramènent des magasins mobiles dans lesquels sont rangés des modules d'énergie électrique qui ont été utilisés par un quelconque véhicul élec--~que.
Ainsi, selon le procédé général de l'invention, on remarquera que le problème majeur que constitue le risque de saturation de l'espace public de cIrculation est avantageusement abordé.
On ne fait -atIonner que des véhicules utilisés, on stocke les modules constitutifs du véhicule électrique et on optimise l'usage dudit véhicule électrique par des caractéristiques conceptuelles, une infrastructure et une logistique qui lui donnent un usage permanent.
Lesdits modules constitutIfs sont rangés selon un quelconque système de magasinage et montés très rapidement par des professionnels suivant la demande et le besoin de l'utilisateur.
L'usage du véhicule électrique peut être permanent en particulier, pour les véhicules utilitaires de messagerie rapide.
Le nombre de véhicules qui restent dans la ville est ainsi diminué pour la même fonction et lesdits véhicules ne sont ni polluants, ni bruyants.
Selon le procédé de l'invention, la recharge des modules d'énergie s'effectue de nuit et donc, sans surcharge du réseau de distribution d'énergie électrique.
La présente invention a également pour objet, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé explicité ci-dessus.
Ce dispositif comprend avantageusement - Un module châss s-prspu s-on constitué d'une structure plate-forme sur laquelle sont bridés les scus-modules de propulsion traction et de direction.
- Un module carrosserie-cellule de formes et de volume adaptés aux besoins de l'utilisateur et bridé sur le module chassis-propulsion par un système de positionnement verrouillage rapide.
- Un module d'énergie dans lequel sont rangés les éléments de batterie de traction. Ledit module d'énergie possède un système de raccordement électrique multitension sur le module châssispropulsion.
- Une station d'énergie électrique fixe ou transportable avec magasin mobile de rangement des modules d'énergie et un robot pour assurer la permutation rapide desdits modules d'énergie sur les véhicules électriques.
- Un magasin mobile compartimenté dans lequel sont rangés les modules d'énergie pour l'approvsionnement des stations d'énergie électrique fixes et transportables.
- Au moins un microprocesseur capable de gérer les fonctions ccmbinées et les fonctions propres de chaque module constitutif du véhicule électrique.
- Et des moyens informatiques capables de stocker, de gérer les données relatives au: magasins de modules d'énergie et de piloter le robot pour assurer la Fermu aton rapide desdits modules d'énergie électrique.
Le dispositif permet en fonction de l'échantillon des modules et sous-modules constitutifs du véhicule électrique spécifique urbain de composer ledit véhicule en fonction du besoin ou du goût de l'utilisateur. Lesdits modules peuvent être stockés à proximité ou dans les parkings urbains. Ils sont montés et contrôlés par des professionnels.
L'ensemble des capteurs ou détecteurs de proximité associés au microprocesseur d'usage du véhicule assurent le contrôle définitif de la sécurité de montage ainsi que les contrôles permanents pendant l'utilIsation dudit véhicule électrique.
L'utilisateur peut être propriétaire ou loueur des modules, en totalité ou en partie.
Ledit utIlisateur peut également utiliser en temps partagé et en location un module châssis-propulsion et accéder par contrat à tout ou partie des modules carrosserie-cellule en fonction de la diversité de ses besoins cu de ses goûts.
L'utilisateur peut également choisir d'être propriétaire du module châssis-propulsion et accéder par contrat de location aux modules d'usage constitués par les différents modules carrosseriecellule.
L'assemblage entre les modules ccnstitutifs du véhicule électrique est standardisé et raide.
Les connexions mécaniques, hydrauliques et électriques sont également standardisées et rapides.
Le module d'énergie électrique possède également des dimensions standardisées en x, y et z.
Un véhicule électrique reçoit en général un seul module d'énergie électrique, mais certains, tels que les véhicules électriques utIlitaires moyens cu lourds qui peuvent également tracter des remorques, ont la pcssiLilité d'embarquer plusieurs modules d'énergie électrique.
Le module d'énergie électrique dans lequel sont rangés les éléments de batterie de traction est équipé d'un système de connexion électrique qui garantit la sécurité du raccordement électrique avec le module câssis-propulsion quelle que soit la tension de marche du moteur de traction du véhicule électrique.
Les stations d'énergie électrique fies ou transportables disposent d'un système de rangement identique des magasins mobiles standardisés dans lesquels sont rangés les modules d'énergie électrique.
A partir de la demande d'un utilisateur, le magasin mobile est positionné près du robot de permutation par un quelconque moyen de transfert. Ledit moyen de transfert peut consister en un convoyeur à rouleaux, à chaîne cu une grue avec moyen de préhension spécifique.
Le robot est capable de déverrouiller le support du module d'énergie électrique placé sous le véhicule électrique qui vient faire le plein d'énergie et de transporter ledit module dans le rangement du magasin mobile.
En sens inverse, ledit robot est capable de prendre, dans le magasin mobile, un module s'énergie chargé, de le transporter, de le positionner dans le logement standardisé du véhicule électrique et de verrouiller son support.
Les mouvements de mcn'ée-descente et verrouillagedéverrouillage dudit robot sont à commande hydraulique ou électrique.
La permutation des modules d'énergie électrique s'effectue par le dessous du véhicule électrique.
il est également possible selon une variante de l'invention non représentée que le robot effctue la permutation par le côté du véhicule électrique.
La gestion des mouverients des magasins mobiles et des modules d'énergie électrique peut être commandée manuellement à partir d'un quelconque pupitre.
Cependant, selon une variante avantageuse, il peut être fait appel à l'informatique.
Ainsi, les mouvements es magasIns mobiles et du robot sur les stations d'énergie électrique peuvent être assistés par ordinateur.
Les magasins mobiles et les modules d'énergie sont identifiés par un quelconque système à puces informatiques, codes à barres, etc.
En fonction de la commande de l'utilisateur, ledit calculateur va piloter l'automate de positionnement des magasins mobiles et piloter également les mouvements du robot pour assurer les opérations de permutation des modules d'énergie électrique.
Ainsi, l'opération de permutation des modules d'énergie électrique peut être entièrement automatisée.
Selon le procédé de l'invention, l'acheminement des magasins mobiles entre les centres de charge - répartition et les stations d'énergie électrique fixes ou transportables est réalisé par des camions équipés d'un quelconque moyen de transfert ou de manutention.
L'invention est maintenant décrite en références aux 8 planches sur lesquelles
Fig 1 représente le scé synoptique d'un dispositif de l'invention.
rig 2a à c représentent e module châssis propulsion, le sous-module propulsIon et le sous-module direction.
Fig 3 représente le dispositIf de centrage verrouillage des modules carrosserie-cellule sur les modules châssis-propulsion.
Fig 4a à 4h représentent averses configurations de modules carrosserie-cellule.
Fig Sa à 5e représentent le robot de permutation rapide avec son dispositif de verrouillage-déverrouillage du support du module d'énergie électrique, le module d'énergie électrique, la cellule de logement dudit module d'énergie électrique avec le détail du dispositif support-verrouil age.
Fig 6a et 6b représentent les boîtiers support et platines support des connexions mâles et femelles multitension et multiposition.
Fig 7 représente la station transportable d'énergie électrique avec son robot e ses magasins mobiles.
Fig 8 représente une s.a ~cn fIxe d'énergie électrique.
Sur la fig.1 on a représenté les modules constitutifs du véhicule électronique avec une station transportable d'énergie électrique.
Ledit véhicule électrique est constitué en (1) du module châssis propulsion avec le sous-module propulsion (2) et le sousmodule directIon (3).
En variante, le sous-module propulsion peut également devenir un sous-module traction direction.
Le module châssis propulsion (1) reçoit le module d'énergie électrique (4). Ledit module d'énergie électrique (4) est amovible.
Sur le module châssis propulsion (1) viennent se positionner les modules carrosserie-cellule dont une configuration est représentée en (5).
Ledit module carrosserie-cellule (5) se positionne sur le module châssis propulsion (1) au moyen d'un dispositif de centrage verrouillage à fixation rapide représenté en (6). On remarquera que le positionnement dudit dispositif de centrage-verrouillage rapide (6) est standardisé par classe d'usage afin de garantir la conformité de montage de modules de même classe.
La permuia ion rapide des modules d'énergie électrique (4) peut s'effectuer sur une station d'énergie électrique transportable (7) à l'aide du robot (8).
Les modules d'énergie électrique (4) sont rangés dans des magasins mobiles (9).
On remarquera selon l'invention que ladite station est transportable à l'aide d'un camion équipé d'un dispositif à permutation de bennes amovibles selon la norme NFR 17.108. La mise en oeuvre est rapide et peut s'effectuer sur une quelconque aire de manoeuvre de véhicules sous réserve que ladite aire soit dimensionnée pour permettre les accès et qu'elle dispose à proximité d'une puissance électrique compatible avec les besoins de ladite station transportable d'énergie électrique.
Sur la figure 2a, on a représenté un type de module châssis propulsion (1).
Ledit module châssis propulsion est équipé de l'ensemble des câblages électriques de puissance et de mesure, des tuyaux hydrauliques de freinage, des dispositifs annexes de chauffage, du chargeur embarqué et d'une manière générale, de la plupart des éléments de fonction du véhicule. Le plan supérieur reçoit les pièces femelles du dispositif de positionnement verrouillage rapide (6).
Le plan inférieur comporte la structure de la cellule de logement (10) du module d'énergie électrique.
Sur la fig 2b, on a représenté un type de sous-module de propulsion.
Ledit module de propulsion comporte : - Un moteur électrique principal (11) fixé sur le réducteur différentiel (12).
- Un réducteur différentiel (i2) qui entraîne les roues par l'intermédiaire d'une quelconque transmission à cardans (13).
- Un variateur électronique cu mécanique (14) qui permet le démarrage et les variations de vitesse du véhicule électrique.
- Des bras oscillants (15) reliés aux roues et au module châssis propulsion. Lesdits bras oscillants comprennent chacun un axe de fixation rapide (16).
- Le troisième pcint de fisà-,icr rapide (17) est situé sur un élément fIxe e l'essieu pouvant être le réducteur différentiel (12).
- Les amortisseurs avec ressorts hélicoïdaux (18) fixés d'une part sur le bras oscillant (15) et d'autre part sur le module châssis propulsion (1).
- Les éléments de connexion rapide du circuit électrique de puissance.
- Les éléments de connexion rapide du circuit électrique de mesure et de commande.
- Les éléments de connexion rapide du circuit hydraulique de freinage.
Lesdits éléments de connexion rapide sont constitués d'une partie mâle et d'une partie femelle raccordées respectivement au module châssis propulsion (1 ou au sous-module de propulsion.
On remarque selon l'inventon que pour une classe de modules châssis propulsion de même emoattement et de même gabarit, il existe des sous-modules de propulsion dont la puissance du moteur électrique est différente. Sur la fig. 2c, on a représenté un type de sous-module de direction.
Ledit sous-module de direction comporte - Un essieu classique fixé au module châssis-propulsion.
- Les amortisseurs (18) filés sur l'essieu d'une part et sur le module châssis-propulsion d'autre part.
- L'embout cannelé (19) de la colonne de direction.
Sur la fig.3, on a représenté le détail du système de positionnement verrouillage rapide (6) des modules de carrosseriecellule (5) sur le module châssis-propulsion (1).
Ledit système de positionnement verrouillage rapide comporte - Une platine (20) percée de trous pour la fixation sur le module châssis-propulsion (1).
- Une pièce tronconique creuse (21), à axe vertical et au sommet dirigé vers le bas, solidaire de la platine (20), dont la grande base est ouverte et dont la petite base comporte un orifice cylindrique usiné (22), dont l'axe est le même que celui du cône, ledit orifice cylindrique usiné (22) permettant le passage d'un axe (23) équipé à son extrémité inférieure d'une clavette de verrouillage (24) et à son extrémité supérieure d'une tête (25) pouvant être manoeuvrée à l'aide d'une clé spéciale de sécurité.
- Une platine (26) fixée sur le module carrosserie-cellule et comportant un boîtier (27) ; ledit boîtier est cylindrique, ouvert à sa partie supérieure et pourvu d'une ouverture cylindrique de plus petit diamètre à sa partie inférieure.
- Une pièce élastique tronconique (28) solidaire de la partie inférieure du boîtier (27) , ladite pièce élastique servant au positionnement centrage du module carrosserie-cellule (5) sur le module châssis-propulsion (1).
- Une rondelle d'appui (29) dont le diamètre est supérieur au diamètre de l'ouverture cylindrique de la partie inférieure du boîtier (27).
- Un ressort (30) qui sert a maintenir la clavette (24) en appui permanent.
- Un couvercle de bottier (31)
On remarquera, selon l'inventIon, que la sécurité de verrouillage par quart de tour du dispositif est constituée par la fermeture du couvercle du boîtier (31). En effet, en cas d'un quelconque déverrouillage, le boîtier est soulevé. Cette sécurité peut être complétée par la mise en oeuvre de détecteurs de proximité.
On constate que grâce à un tel dispositif, il n'y a pas de liaison métal sur métal entre le module carrosserie-cellule (5) et le module châssis-propulsion (1). La liaison par pièces élastiques (28) évite la transmission des bruits et des vibrations.
On montre sur les figures 4 différentes configurations de modules carrosserie-cellule avec montage sur le module châssispropulsion.
Les dessins représentés sur les fig 4a et 4b montrent deux exemples non limitatifs de la composition d'un module de carrosserie-cellule.
On remarque que la fig 4a représente un module carrosseriecellule de type fourgcn. Dans cette configuration, ledit module comporte la cabine (32), la base (33) et le toit (34).
Sur la fig 4b, on a représenté un module carrosserie-cellule de transport de personnes qui zcmpcrte la cabine (32) identique à celle de la fig 4a et la cellule transport de personnes (35).
Chaque élément constit~ if du module carrosserie-cellule est prééquipé des aménagements de fonctIon. Lesdits éléments constitutifs sont relis entre eux par de quelconques attaches rapides avec dispositif d'étancneite.
La fixation du module carrosserie-cellule sur le module châssis-propulsion est réalisée à l'aide des dispositifs de positionnement verrouillage rapide (6) suivant des positions standardisées par classe de gabarit et d'empattement des modules châssis-propulsion (1).
On montre quelques configurations de montage - sur la fig.4c un fourgon - sur la fig.4d un véhicule de transport de personnes - sur la fig.4e un plateau d'intervention urbaine.
- sur la flg.4f un plateau (pizZ-up) - sur la fig.4g un monospace - sur la fig.4h un cabriolet.
On montre sur la fig.5a un exemple de réalisation du robot de permutation rapide (8) des modules d'énergie électrique (4) avec un dispcsitif de verwcuillage-déverrouillage.
Ledit robot zcmpcrte : - Une plate-forme (36) sur laquelle repose un réservoir et une centrale électrc-hydraulique (3) . Ladite plate-forme (36) se déplace sur un plan horizontal grâce à des roues (38) entraînées par un moteur hydraulique (39).
- Un ensemble de bras élévateurs formant un double parallélogramme (40) actionné par un vérin hydraulique (41) qui tire sur des axes transversaux (42) reliant les parallélogrammes.
- Un plateau support de levage (43) des modules d'énergie. Ledit plateau support (43) est équipé sur son plan supérieur de barres en saillie (44) qui viennent en concordance avec les rainures pratiquées sur la face inférieure des modules d'énergie électrique et servant au centrage-guidage desdits modules d'énergie électrique.
- Un système de verrouillage-ceverrouillage fixé sur les côtés du plateau support (43) par l'infiermédiaire de glissières (45), lesdites glissières recevant des coulisseaux (46) dont l'une des extrémités comprend une partie échancrée (47) qui sert à la manoeuvre des double barres support (59) du module d'énergie électrique (4) et l'autre extrémité desdits coulisseaux (46) étant reliée à un vérin double effet (4; ) fixé lui-même sur le plateausupport (43).
Selon une autre variante, le déplacement du robot peut être assuré par moteur électrique.
Ledit robot peut également être rendu entièrement autonome par la mise en place d'une batterie de traction installée directement sur la plate-forme inférieure (36) du robot. Ladite batterie alimente en énergie électrique les moteurs de servitude dudit robot.
Sur la fig.5b, on a représenté un exemple de réalisation du module d'énergie électrique (4).
Ledit module d'énergie é e~*r que possède des dimensions brutes exterleures maximales en x, X et z qui sont des sousmultiples des dimensions m - ma~es des ouvertures de portes des conteneurs internationaux de la série 1, lesdites dimensions minimales figurant dans le tableau 3 de la page 3 de la norme française NF ISO 668 avec pour indice de classement : H90-002, ladite norme française reproduisant intégralement la norme internationale ISO 668:1988.
Ces dimensions permettent d'acheminer lesdits modules d'énergie électrique depuis les usines de fabrication de batteries de traction jusqu'aux centres de charge-répartition à l'aide de conteneurs ISO par transport multimodal mer, fer, route.
A titre d'exemple non limitatif, le module d'énergie électrique représenté aurait les dimensions de base suivantes 1143 mm x 762 mm avec une hauteur maximale de 266 mm.
Ledit module d'énergie électrique (4) comporte - Une structure parallélipipédique en matériau composite ou métallique ouverte sur le dessus.
- Sur la face inférieure externe de ladite structure, on trouve des rainures de guidage-postionnement (49) qui viennent en concordance avec les barres en saillie (44) du plateau-support de levage (43) du robot (8).
Ladite structure est perce sur ses faces avant et arrière de trous de ventilation (50) équipés de grilles de protection.
Ladite structure est également percée de trous (51) sur ses faces . latérales pour permet rye le passage des connexions électriques femelles (66) fixées sur la platine (53), ladite platine étant solidaire du module châssis-propulsion (1).
- Un système de connexions éiecvriques fixées sur un boîtiersupport (52), ledit boîtier étant lui-même fixé sur les parois du module d'énergie électrique.
A l'intérieur dudit module 'énergie électrique sont rangés les éléments de batterie regroupés par blocs de tension équivalente. Lesdits éléments de batterie sont équipés d'un quelconque système de remplissage automatique non représenté sur le dessin pour maintien à niveau de l'électrolyte.
Sur la fig.5c, on a représenté la partie du module châssispropulsion (1) qui sert de cellule de logement au module d'énergie électrIque (d) avec le disposItIf de support verrouillage dont le détail est représenté sur la fig.5d et 5e.
La cellule de logement du module d'énergie électrique comporte - La platine (53i sur laquelle sont montées les connexions électriques femelles (66), ladite platine étant solidaire du module châssis-propulsion.
- Un joint d'étanchéité (54) e-. ma matériau élastique fixé à la périphérie supérieure de la cellule de logement du module d'énergie électrique et destiné à assurer l'étanchéité avec ledit module (4) ainsi que son appui permanent sur les barres (59).
- Des cornières de centrage-guidage (55) à chaque angle de la cellule. Lesdites cornières (55) sont fixées sur les montants (56) avec une légère dépouille.
En variante non représentée, on peut fixer sur ladite cellule de logement des doigts coniques venant en concordance avec des trous de centrage pratiqués sur le module d'énergie électrique.
- Un dispositif de support-verrouillage constitué par quatre glissières (57) rendues solidaires de la structure du module châssis-propulsion (') dans la partie inférieure et latérale de la cellule de logement ('0) du module d'énergie électrique (4).
Ladite glissière possède à chacune de ses extrémités des usinages semi-cylindriques (58) à axes horizontaux, lesdits usinages étant réalisés sur le plan inférieur de coulissement.
- Deux doubles barres-support (59)parallèles à l'axe longitudinal du véhicule. Lesdites barres sont équipées chacune à leurs extrémités de deux axes de coulissement (60) pouvant se déplacer dans les glissières (57)
Lesdits axes (60) sont fiietés à une de leur extrémité et viennent se visser en bout desdites double barres-support (59).
Ils sont arrêtés par un épaulement et possèdent à l'autre extrémité une quelconque tête de vissage.
- Des plaques d'usure et de sécurité (61) maintenues de part et d'autre des glissières (57) par l'épaulement des double barressupport (59) et la tête de vissage des axes (60), lesdites plaques d'usure (61) servent également a guidage.
Sur les figea et 6c, on a représenté le dispositif de connexions électriques multitenson et multiposition dont les éléments mâles sont positionnés sur = boîtier-support (52), ledit boîtier support étant fixé sur les parois du module d'énergie électrique (4) et les éléments femelles étant fixés sur une platine support (53) , ladite platine (53) étant rendue solidaire du module châssis-p.opulsicr. (X).
Le boîtier (52) fixé au module d'énergie électrique (4) comporte les connexions mâles (62) en matériau conducteur et ayant une forme d'équerre double. L'extrémité de chaque branche de l'équerre double formant la connexion mâle comprend un épaulement avec partie filetée (63) et écrou, est reliée à une des bornes des blocs de batterie, la liaison pouvant être réalisée par câbles ou barrettes.
Lesdites connexions mâles (62) sont positionnés et fixées entre elles par l'intermédiaire de barrettes isolantes (64), lesdites barrettes isolantes étant fixées au boîtier support (52).
Au droit de chaque branche de l'équerre double de la connexion mâle (62), le boîtier support (52) est percé de trous (65) en concordance avec ceux oi sont réalisés dans les parois du module d'énergie électrique en (51).
On remarquera qu'un hcftier-supcor= de connexions d'un module d'énergie électrique (5) comporte deux connexions mâles en équerre double (62) par bloc de batterie.
A titre d'exemple, on a représenté sur la fig.6a, une configuration dans laquelle la connexion M1 serait reliée à la borne négative d'un premier bloc de batteries de 48 volts. La connexion M2 serait reliée à la borne positive du même bloc de batterie de 48 volts.
- La connexion M3 serait reliée à la borne négative du deuxième bloc de batteries de 48 volts et la connexion M4 serait reliée à la borne positive du deuxième bloc de batteries de 48 volts.
Ainsi, selon l'invention, le module d'énergie électrique est constitué d'une juxtaposItion de blocs d'énergie de 48 volts. La sécurité électrique en est accrue.
La recharge des modules d'énergie électrique dans les stations fixes ou t-anspotlabies 'énergie électrique ou dans les centres de rcarge-rpartirir, peut se faire scus une tension de 48 volts.
Sur la fig. Sc, on a représenté la platine-support (53) qui supporte les éléments de connexion femelle, ladite platine support est solidaire du module châssls-prcpulsion (1) à la partie supérieure ou sur les côtés de la cellule de logement du module d'énergie électrique.
Ladite platine-support (53) est constituée d'une plaque qui est rendue solidaire du module châssis-propulsion par une quelconque fixation.
Ladite platine-support (53) est équipée d'un nombre pair de quelconques connexions femelles (66) en forme de lyres isolées de la platine-support par des manchons isolants (67). Un ressort (68) permet un débattement axial de ladite connexion femelle (66) reliée au circuit électrique de puissance du véhicule par câble ou barrette.
Lesdites connexions femelles (66) sont en concordance avec les trous du boîtier-support (52) qui supporte les connexions mâles (62).
Selon l'invention, on remarquera que le dispositif comporte autant de connexions femelles que de connexions mâles fixées sur le boîtier-support du module d'ierçiê électrique. Ainsi, dans la configuration représentée, la platine-support de connexions électriques femelles (53) comporte quatre connexions F1, F2, F3 et F4.
Si le sous-module de propulsion fonctionne en 48 volts, les connexions F1 et F3 seront reliées par câble ou barrette et constitueront une borne négative du dispositif. Les connexions F2 et F4 seront reliées par câble cu barrette et constitueront la borne positive du dispositif.
Si le sous-module de propulsion fonctionne en 96 volts, les connexions F2 et F3 seront reliées entre elles par câble ou barrette. La connexion F1 constituera la borne négative et la connexion F4 constituera la borne positive.
Ainsi, selon le dispositif de l'invention, on constate que le système de connexion est multitension et multiposition car suivant le positionnement des platines-supports dans la cellule de logement du module d'énergie é'ec r~ue, ledit module d'énergie électrique est compatible avec un véhicule électrique à permutation par le dessous cu par les côtés.
Sur la fig.7, on a représenté un exemple de réalisation d'une station transportable (~) d'énergie électrique. Ladite station transportable d'énergie électrique est constituée par une structure de benne amovible 'o3 de classe 2 définie par la norme
NFR 17108.
Ladite benne (69), équipée d'un anneau fixé sur un support amovible (70), est transportable par camion muni d'un système de dépose-repose à bras : Norme NFR 17.107 C1.2. La station transportable (7) d'énergie électrique comporte - Des rampes d'accès et de sortie (71) du véhicule électrique - Une plate-forme (72) avec un quelconque système de positionnement (73) dudit véhicule électrique, ladite plate-forme comprend une trappe (74) permettant la permutation des modules d'énergie électrique (4).
- Un robot (8) de permutation rapide des modules d'énergie électrique.
- Un pupitre de commande (75) avec chargeur intégré ou non capable de stocker et de gérer les donnes relatives aux magasins mobiles (9) de rangement des modules d'énergie électrique (4) et de piloter le robot (8) pour assurer la permutation rapide desdits modules d'énergie électrique.
- Une console (76) permettant la commande automatique du robot ainsi que le règlement et la facturaton du plein d'énergie.
On remarquera que les magasins mobiles (9) reçoivent deux modules d'énergie électrique et qu'ils peuvent être manutentionnés à l'aide d'un système d'accrochage (77) non décrit.
Ainsi, selon l'invention, un plein d'énergie électrique s'effectue suivant la procédure ci-après - Le véhicule accède à la dlte-forme (72) de la station transportable d'énergie éle ctrque cù il est positionné.
- L'utilisateur insere une quelconque carte à puce dans le lecteur de la console (76) qui commande le robot (9).
- Le robot (8) se pcsitionne sous le véhicule.
Le plateau-support de levage (43) soulève légèrement le module d'énergie électrique (4) en place sur le véhicule, les barres en saillie (44) sont venues se placer dans les rainures de guidage positionnement (49) dudit module d'énergie électrique ; la partie échancrée (47) des coulisseaux (46) est venue se placer en concordance avec les barres-supports (59) de la cellule de logement (10) du module d'énergIe.
A l'aide du vérin double effet (48) dudit robot, les barres supports (59) sont écartées et le module d'énergie est descendu.
Simultanément, l'ensemble des connexions électriques mâles (62) se désolidarise de l'ensemble des connexions électriques femelles (66).
- Le robot se déplace et vient se positionner face à un magasin mobile (9), le module d'énergie électrique est rangé dans une case vide par un quelconque moyen de transfert horizontal à rouleaux, chaînes, tapis,...
- Le module d'énergie électrique vide étant rangé, on place sur le robot un module d'énergie électrique chargé.
On réalise l'opération inverse de mise en place avec connexion électrique simultanée et verrouillage des barressupports (59) dans les usinages semi-cylindriques (58) des glissières (57).
Après paiement du plein d'énergie électrique par une quelconque carte à puce, la console (76) commande le déverrouillage du système de ;ccs-~ionnement (73) et le véhicule peut partir.
On remarquera que le dispositif décrit sur les figures 6a et 6b peut être avantageusement mis en oeuvre sur les magasins mobiles (9) de modules d'énergie électrique (4).
Ainsi, lors du rangement des modules d'énergie dans les magasins mobiles, lesdits modules sont couplés et gérés par le pupitre de commande assisté par ordinateur.
On peut ainsi auger la quantité d'énergie électrique restante dans les modules d'énergie vides, mesurer la quantité d'énergie réinjectée après mise en charge dudit module et facturer au client la différence.
La recharge électrique des blocs de batterie de traction rangés dans les modules d'nergIe est simple dans la mesure où le dispositif de connexions électriques constitue des ensembles équilibrés de tension identique, par exemple de 48 volts.
Sur la fig.8, on a représenté un exemple de réalisation d'une station fixe d'énergie électrique.
Ladite station comporte les mêmes éléments que la station transportable (7) d'énergie électrique.
Cependant, des travaux de génie civil permettent de maintenir les véhicules au niveau du sol.
Ainsi, selon l'invention, ladite station fixe d'énergie électrique comporte - Une plate-forme avec un quelconque système de positionnement (73).
- Une trappe (74) qui se déplace transversalement lors de l'arrivée du robot.
- Un robot (8) - Un pupitre de commande (75) informatique de gestion des fonctions du robot, des magasins mobiles, de la recharge des modules d'énergie électrique et de la facturation.
- Un chargeur électrique des blocs de batterie rangés dans les modules d'énergie électrique.
- Un ensemble de magasins mobiles (9) de rangement de modules d'énergie.
- Une ou plusieurs consoles (76; du paiement facturation des modules d'énergie électrIque.
Selon l'inventIon, un plein d'énergie électrique s'effectue suivant la même procédure que dans une station transportable d'énergie électrique.
I1 est bien évident que l'ensemble des moyens de positionnement, d'accrochage, de verrouillage, de connexions électriques, n'ont été donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs et que l'on peut utiliser tout autre moyen équivalent sans sortir du cadre de l'invention générale.
Selon l'inventIon, les applications industrielles du dispositif général sont multiples variées et l'on en décrira un nombre limité.
1 - Application au transport de personnes.
La permutation rapide des modules d'énergie électriques permet une utilisation contnue du éile électrique dans la mesure où l'on aura installé un réseau de stations fixes ou transportables d'énergie électrique.
Le procédé peut donc êre mis en oeuvre dans la ville pour un réseau de taxis avec une confIguration de modules carrosseriecellule tels que représentés sur les figures 4d ou 4g, montés sur les modules châssis-propulsIon correspondants. I1 peut également être envisagé sur le même principe une utilisation en minibus.
On pet également envisager l'utilisation de tels véhicules en location ou en covoiturage.
2 - Application au transport de marchandises.
La modularité du dispositif général de l'invention ainsi que l'autonomie des véhicules permet une utilisation adaptée au transport et à la livraison des marchandises en flux tendu, à la livraison des marchandises vendues par correspondance, aux services publics relatifs à la propreté et à la protection de l'environnement, à la collecte et au recyclage des déchets.
On constatera enfin selon l'invention quelques originalités fortes. Ledit procédé va à l'encontre de la technique actuelle qui consiste à dire que le besoin journalier de l'utilisation en milieu urbain étant limite, ledit utilisateur n'a pas besoin de plus de quelques dizaines ce kIlomètres d'autonomie par jour.
Ledit procédé ut lise une combinaison de modules de fonction, lesdits modules étant adaptés au besoin de l'usager pour un usage permanent du véhicule électrique.
Le procédé va également à l'encontre de la technique actuelle qui consiste à rechercher les accumulateurs les plus performants et étanches.
A l'encontre de cette approche, le procédé de l'invention donne une priorité d'utilisation de l'accumulateur au plomb ouvert qui est moins coûteux et facilement recyclable, le caractère ouvert de l'accumulateur permettant une meilleure mesure de la quantité d'énergie emmagasinée et restante, la connaissance de l'autonomie du véhicule électrique ayant un caractère déterminant et rassurant pour l'utilisateur dudit véhicule.
Le procédé de l'invention est basé essentiellement sur une recharge de nuit des modules d'énergie électrique dans les stations fies ou tranoo les d'énergie électrique, ainsi que dans les centres de charge-repartitton et ne génère donc pas une surcharge du réseau de distribution et de transformation d'électricité.
Selon l'invention, le caractère entièrement modulaire du véhicule électrique doit conduire à des coûts de fabrication et d'entretien réduits, ainsi qu'a des immobilisations pour réparations très courtes.
En dernier lieu, la modularité du dispositif, le magasinage et le montage des éléments, le fonctionnement des stations d'énergie sont fortement générateurs d'emplois de service si l'on ne fait pas appel à une automatisation possible.

Claims (24)

REVENDICATIONS
1. Procédé d'optimisation globale des performances des véhicules à propulsion électrique caractérisé en ce que l'amélioration desdites performances s'effectue par la mise en oeuvre combinée des modules de fonction qui constituent le véhicule électrique, avec les infrastructures de son approvisionnement énergétique.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les modules de fonction du véhicule électrique constitués par les modules châssis-propulsion, les modules carrosseriecellule, les modules d'énergie électrique et les sous-modules de propulsion sont mis en oeuvre par classe de gabarit, de masse et de puissance.
3. Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le montage des modules de fonction est réalisé à partir de systèmes de fixations rapides et standardisés, par classe d'usage.
4. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le module de base étant constitué par le module châssis-propulsion, l'usage du véhicule évolue par la mise en oeuvre rapide sur ledit module châssis-propulsion de modules carrosserie-cellule adaptés au besoin.
5. Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le module d'énergie électrique est permutable rapidement par le côté ou le dessous du véhicule électrique.
6. Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le module d'énergie électrique est adaptable à des véhicules électriques dont les tensions de fonctionnement sont différentes.
7. Procédé selon les revencicatlons 1 à 6 caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre pour des véhicules spécifiques électriques de transport de personnes et de marchandises avec carrosserie évolutive.
8. Procédé selon les revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'ensemble des fonctions des modules peut être géré par microprocesseur.
9. Procédé selon les revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la permutation rapide des modules d'énergie électrique est effectuée dans des stations fixes ou transportables d'énergie électrique.
10. Procédé selon les revendIcations 1, 5, 6 et 9 caractérisé en ce que les stations d'énergie fixes et transportables sont approvisionnées en modules d'énergie chargés électriquement et rangés pour le transport dans des éléments de magasins mobiles standardisés. Lesdits magasins mobiles sont convoyés par des camions entre les centres de charge-répartition des modules d'énergie électrique et les stations d'énergie électriques fixes ou transportables.
11. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce qu'il comprend
- Un module châssis-propulsion (1) constitué d'une structure plate-forme sur laquelle sont bridés les sousmodules de propulsion (2) et de direction (3). Ledit module châssis-propulsion(1) comporte des éléments de positionnement verrouillage rapide (6) du module carrosserie-cellule (5).
- Un module carrosserie-cellule (5) de formes et de volumes adaptés aux besoins de l'utIlisateur et bridé sur le module châssis-propulsion (l)par un système de positionnement verrouillage rapide (6).
- Un module d'énergie électrique (4) dans lequel sont rangés les éléments de batterie de traction dont le nombre est fonction de la tension et de la capacité désirée. Ledit module d'énergie électrique (4) possède un système de connexion électrique multitensions et multipositions.
- Une station transportable d'énergie électrique (7) avec magasins mobiles de rangement (9) des modules d'énergie électrique (4) et un robot (9) pour assurer la permutation rapide desdits modules d'énergie (4) dans les véhicules électriques.
- Une station fixe d'énergie électrique (fig.8) avec magasin mobile de rangement (9) des modules d'énergie électrique (4) et au moins un robot (8) pour assurer la permutation rapide desdits modules d'énergie électrique (4) sur les véhicules électriques.
- Des magasins mobiles compartimentés (9)dans lesquels sont rangés les modules d'énergie électrique(4)pour l'approvisionnement des stations d'énergie électrique fixes et transportables.
- Au moins un microprocesseur capable de gérer les fonctions combinées et les fonctions propres de chaque module constitutif du véhicule spécifique urbain électrique.
- Et des moyens informatiques capables de stocker, de gérer les données relatives aux magasins mobiles de rangement des modules d'énergie électrique et de piloter le robot pour assurer la permutation rapide desdits modules d'énergie électrique.
12. Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce que le module châssis-propulsion (1) comprend une structure rigide constituée d'éléments métalliques ou composites, dont les dimensions hors tout sont définies par classe d'utilisation, ladite structure rigide étant équipée des principaux éléments d'usage du véhicule tels que pare-chocs, signalisation et éclairage, accélérateur, frein à pied, frein à main..., ladite structure rigide comportant également les éléments de positionnement-verrouillage (6) dont l'emplacement est défini et standardisé par classe d'usage.
13. Dispositif selon les revendications 11 et 12 caractérisé en ce que le système de positionnementverrouillage est constitué de pièces mâles et femelles fixées sur les modules châssis-propulsion (1) et carrosserie-cellule (5) et comprend
- Une platine (20) percée de trous pour la fixation de ladite platine sur le module châssis-propulsion (1).
- Une pièce tronconique creuse (21), à axe vertical, évasée vers le haut, solidaire de la platine (20) et dont la partie inférieure comporte un orifice cylindrique usiné (22), ledit orifice permettant le passage d'un axe (23) équipé à son extrémité inférieure d'une clavette de verrouillage (24) et à son extrémité supérieure d'une tête (25) pouvant être manoeuvrée à l'aide d'une clé spéciale de sécurité.
- Une platine (26) fixée sur le module carrosseriecellule et comportant un boîtier (27) ; ledit boîtier étant ouvert à sa partie supérieure et pourvu d'une ouverture cylindrique de plus petit diamètre à sa partie inférieure.
- Une pièce élastique tronconique (28) solidaire de la partie inférieure du boîtier (27), ladite pièce élastique servant au positionnement-centrage du module carrosseriecellule (5) sur le module châssis-propulsion (1).
- Une rondelle d'appui (29) dont le diamètre est supérieur au diamètre de l'ouverture cylindrique de la partie inférieure du boîtier (27).
- Un ressort (30) servant au maintien de la clavette (24) en appui permanent.
- Un couvercle de boîtier (31) servant d'indicateur de verrouillage de l'axe (23).
14. Dispositif selon les revendications 11 et 12 caractérisé en ce que le module châssis-propulsion comprend
- Un système standardisé de fixations rapides des sous-modules de propulsion traction (2) et sous-modules de direction (3).
- La cellule de logement(10) du module d'énergie électrique (4) avec les moyens de guidage dudit module d'énergie pour en assurer la permutation rapide.
- Les éléments de support et de verrouillage dudit module d'énergie électrique.
- Le système de connexions électriques multitension.
15. Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce que le sous-module propulsion traction est constitué d'éléments standardisés et comprend
- Le train roulant avec bras oscillants (15) cardans (13) système de freinage et roues.
- Le moteur électrique de traction (11) accouplé audit réducteur.
- Le réducteur avec différentiel intégré (12)
- Une structure parallélépipédique en matériaux composites ou métalliques dont les dimensions brutes extérieures maximales en x, y et z sont standardisées.
- Le dispositif de fixation standardisé en trois points
16. Dispositif selon les revendications 11 et 14 caractérisé en ce que le module d'énergie électrique (4) dans lequel sont rangés les éléments de batteries de traction comprend
- Le variateur électronique ou mécanique(14)
17. Dispositif selon la revendication 16 caractérisé en ce que la structure parallélépipédique du module d'énergie électrique est ouverte sur le dessus et comporte
- Des rainures de guidage - positionnement (49) sur sa face inférieure externe.
- Des trous de ventilation (50) sur ses faces avant et arrière.
- Des trous de passage (51) des connexions électriques femelles.
18. Dispositif selon les revendications 11 et 17 caractérisé en ce que le module d'énergie électrique reçoit un boîtier-support (52) de connexions mâles multiposition et multitension qui comporte
- Les connexions mâles (62) ayant une forme en équerre double, reliées à l'une des bornes d'un bloc de batteries.
- Des barrettes isolantes (64) de positionnement et de fixation des connexions mâles (62) sur le boîtier-support.
- Des trous (65) en concordance avec ceux réalisés dans les parois du module d'énergie électrique et permettant le passage des connexions femelles pour assurer le raccordement électrique.
19. Dispositif selon la revendication 18 caractérisé en ce que le boîtier-support de connexions électriques mâles du module d'énergie électrique comporte au moins deux connexions mâles en équerre double (62) par bloc de batterie de même tension constituant ledit module d'énergie électrique, lesdites connexions électriques en équerre double permettant un couplage électrique par les côtés ou par le dessus suivant l'emplacement des connexions électriques femelles (66) qui est fonction du type de permutation vertical ou latéral.
20. Dispositif selon la revendication 14 caractérisé en ce que la cellule logement (10) du module d'énergie électrique comporte
- La platine support (53) sur laquelle sont montées les connexions électriques femelles (66) qui sont raccordées au moteur électrique de propulsion du véhicule électrique.
- Un joint d'étanchéité (54) en matériau élastique fixé à la périphérie supérieure de la cellule de logement du module d'énergie électrique et servant à assurer l'étanchéité et l'appui permanent entre ladite cellule de logement (10) et le module d'énergie électrique (4).
- Des cornières de centrage-guidage (55) à chaque angle de la cellule (10), lesdites cornières étant fixées sur les montants (56) avec une légère dépouille.
- Un système de support-verrouillage du module d'énergie électrique.
21. Dispositif selon la revendication 20 caractérisé en ce que la platine-support (53), sur laquelle sont montées les connexions femelles (66), est elle-même fixée sur le dessus ou les côtés de la cellule de logement (10) du module d'énergie en fonction du type de permutation choisi pour le véhicule électrique, les connexions électriques femelles (66) étant couplées entre elles suivant un montage compatible entre la tension des blocs de batterie qui constituent le module d'énergie électrique et la tension de marche du moteur de traction dudit véhicule électrique.
22. Dispositif selon la revendication 20 caractérisé en ce que le système de support-verrouillage comporte
- Quatre glissières (57) rendues solidaires de la structure du module châssis-propulsion dans la partie inférieure de la cellule de logement (10) du module d'énergie électrique (4), ladite glissière possédant à ses extrémités des usinages semi-cylindriques (58) à axe horizontal, lesdits usinages étant réalisés sur le plan inférieur de coulissement.
- Deux barres-support (59) parallèles à l'axe longitudinal du véhicule, chacune desdites barres-support étant équipées à leurs extrémités de deux axes de coulissement (60) leur permettant de se déplacer dans la glissière (57), lesdits axes étant filetés à l'une de leur extrémité et venant prendre appui sur un épaulement, l'autre extrémité étant constituée par une quelconque tête de vissage.
- Des plaques d'usure et de sécurité (61) maintenues de part et d'autre des glissières (57) par l'extrémité des barres-support (59) et la tête de vissage des axes (60), lesdites plaques d'usure (61) servant également au guidage.
23. Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce que la permutation rapide est effectuée à l'aide d'un robot qui comporte
- Une plate-forme (36) sur laquelle repose une centrale électrohydraulique (37), ladite plate-forme (36) se déplaçant sur un plan horizontal grâce à des roues (38) entraînées par moteur hydraulique (39).
- Un ensemble de bras élévateurs formant un double parallélogramme (40) actionné par un vérin hydraulique (41) qui tire sur des axes transversaux actionnant lesdits bras élévateurs.
- Un plateau support de levage (43) des modules d'énergie électrique, ledit plateau-support (43) étant équipé sur son plan supérieur de pièces en saillie (44) qui viennent en concordance avec les rainures (49) pratiquées sur la face inférieure des modules d'énergie électrique et servant au centrage-guidage desdits modules d'énergie électrique.
- Un système de verrouillage-déverrouillage fixé sur les côtés du plateau-support (43) par l'intermédiaire de glissières (45), lesdites glissières recevant des coulisseaux (46) dont l'une des extrémités comprend une partie échancrée (47) servant à la manoeuvre des doubles barres-support (59) du module d'énergie électrique (4) et l'autre extrémité desdits coulisseaux (46) étant reliée à un vérin double effet (48) fixé lui-même sur le plateau-support (43).
24. Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce que l'approvisionnement énergétique du véhicule électrique est réalisé à partir d'infrastructures constituées par la station transportable d'énergie électrique qui comporte
- Une structure amovible porteuse (69) adaptée à la capacité de ladite station transportable.
- Des rampes d'accès et de sortie (71).
- Une plate-forme (72) avec système de positionnement (73) et trappe (74) pour passage des modules d'énergie électrique (4).
- Un robot (8) de permutation rapide.
- Un pupitre de commande (75) avec microprocesseur et chargeur intégré.
- Des magasins mobiles (9) de rangement des modules d'énergie électrique (4).
- Une console (76) de commande et de facturation.
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