La présente invention concerne le domaine de l'automobile à propulsion électrique. Elle est destinée à remplacer des batteries amovibles pour véhicule à propulsion électrique. On connait d'ores et déjà les stations services à carburant traditionnelles. L'art actuel dans le domaine des véhicules électriques ne permet pas le remplacement de batteries. Les véhicules à propulsion électriques actuels nécessitent une recharge de leur batterie durant plusieurs heures. The present invention relates to the field of automotive electric propulsion. It is intended to replace removable batteries for electric vehicles. We already know traditional fuel service stations. Current art in the field of electric vehicles does not allow the replacement of batteries. Current electric vehicles require charging their batteries for several hours.
L'invention permet de remplacer une batterie déchargée par une batterie chargée grâce à une machine automatisée appelée station service. Ce chargement, effectué en moins de cinq minutes, permet de repartir à bord de son véhicule sans avoir à l'immobiliser des heures pour la charge de la batterie. The invention makes it possible to replace a battery discharged by a charged battery through an automated machine called a service station. This load, made in less than five minutes, allows you to leave in his vehicle without having to immobilize hours for charging the battery.
La présente invention est composée de trois parties : - Tout d'abord, d'une tour de stockage possédant un stock de batteries en charge ou chargées prêt à remplacer les batteries déchargées d'automobilistes voulant effectuer une recharge. Cette tour est composée d'un local technique ou se trouve l'armoire électrique de pilotage de l'ensemble de l'installation, le chargeur de batterie, les systèmes de sécurités tels que contrôle de température du stock, détection incendie... Cette partie est accouplée à la tour. Cette tour de stockage a pour fonction la prise, la dépose de batterie, le diagnostic et la recharge de batterie. Ces prises et déposes de batterie se font grâce à une navette située en partie centrale de la tour. Cette tour est enterrée en partie basse pour communiquer avec la seconde partie de l'invention. - Une autre partie de l'invention, la partie souterraine composée de machines de manutention, telles que convoyeurs - transfert - navette selon le nombre de voies de circulation. Cette partie souterraine a pour fonction la manutention des batteries, mais aussi l'arrimage et le désarrimage de celles-ci aux véhicules, par le biais d'un ou plusieurs préhenseurs composés d'un convoyeur, d'un élévateur, d'un berceau de centrage pour trouver l'origine du châssis du véhicule et de doigts de désarrimage. - Autre partie de l'invention, les voies de circulation, elles peuvent être au nombre d'une ou plusieurs selon les besoins, et possédant des sabots de centrage pour l'axe de l'essieu avant des véhicules. Ces voies possèdent chacune de part et d'autre des trottoirs équipés de centreurs rétractables incorporés, d'une trappe escamotable dans le plancher, d'un système de nettoyage du soubassement du véhicule et d'une cellule de communication et de bornes de paiement. Cette invention est destinée à changer des batteries spécifiques, d'une technologie spécifique. Ces batteries sont composées d'ancrages pour le désarrimage. Ces ancrages guidés linéairement et repoussés vers l'extérieur de la batterie par le biais d'un ressort, sont équipés de bornes de contact, transmettant la puissance au véhicule et venant clipper un système, lui-même monté sur ressort, isolé et protégé afin d'empêcher les arcs électriques lors du désarrimage, de l'arrimage, ou de la mise en charge. Ces batteries devront être en tout point identique afin de faciliter le fonctionnement des stations services. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant aux dessins ci-joint dans lesquels : - la figure 1 représente une vue en perspective de la 25 station service, - la figure 2 représente une coupe partielle d'un véhicule équipé d'une batterie électrique amovible pouvant être changée dans une station service de ce type ainsi que le préhenseur en phase de désarrimage de la batterie. 30 La figure 1 illustre les trois parties de l'invention telle la tour (1), la partie souterraine (2), les voies de circulation (3). Dans cette vue, on peut voir le stockage des batteries (4), la navette de la tour (5), ainsi qu'une porte (6) donnant 35 accès au local technique (7). En partie souterraine (2), on peut observer la manutention (8) destinée à l'approvisionnement de batteries chargées (9) depuis le stock (4) jusqu'au véhicule (11), et batterie déchargée (10) du véhicule (11) jusqu'au stock (4). En partie voie de circulation (3) on peut voir les centreurs (12) ainsi que les sabots de centrage (13), au milieu des voies (3), les trappes escamotables (14), ici ouvertes. On distingue également les bornes de paiement (15). Sous la toiture du porche (16), on peut voir les cellules de communication (17) respectives aux voies (3). On observe également les trottoirs (18) de chaque côté des voies de circulation (3). The present invention is composed of three parts: - First, a storage tower with a battery of charged or charged batteries ready to replace the discharged batteries of drivers wanting to perform a recharge. This tower is composed of a technical room where is located the electrical control cabinet of the entire installation, the battery charger, security systems such as inventory temperature control, fire detection ... This part is coupled to the tower. This storage tower is used for plugging, battery removal, diagnosis and battery charging. These plugs and battery removals are done through a shuttle located in the central part of the tower. This tower is buried in the lower part to communicate with the second part of the invention. - Another part of the invention, the underground part consisting of handling machines, such as conveyors - transfer - shuttle according to the number of traffic lanes. This underground part is used for the handling of batteries, but also the stowage and unstowing thereof to vehicles, through one or more grippers composed of a conveyor, an elevator, a cradle centering to find the origin of the vehicle chassis and unseating fingers. - Other part of the invention, the traffic lanes, they can be one or more as required, and having centering shoes for the axis of the front axle of the vehicles. These tracks each have sidewalks on each side equipped with built-in retractable centering devices, a retractable hatch in the floor, a system for cleaning the underbody of the vehicle and a communication cell and payment terminals. This invention is intended to change specific batteries, a specific technology. These batteries are composed of anchors for unstowing. These anchors guided linearly and pushed towards the outside of the battery by means of a spring, are equipped with contact terminals, transmitting power to the vehicle and clipping a system, itself spring-mounted, insulated and protected to to prevent arcing during unstowing, stowage, or loading. These batteries must be identical in all respects to facilitate the operation of service stations. The understanding of this description will be facilitated by reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows a perspective view of the service station, - Figure 2 shows a partial section of a vehicle with a battery. Removable electric can be changed in a service station of this type as well as the gripper in phase of unstacking of the battery. Figure 1 illustrates the three parts of the invention such as the tower (1), the underground part (2), the traffic lanes (3). In this view, we can see the storage of batteries (4), the shuttle tower (5), and a door (6) giving access to the technical room (7). In the underground part (2), it is possible to observe the handling (8) intended to supply charged batteries (9) from the stock (4) to the vehicle (11), and the discharged battery (10) of the vehicle (11). ) to the stock (4). Part way of circulation (3) can be seen the centralizers (12) and the centering shoes (13), in the middle of the tracks (3), the retractable hatches (14), here open. There are also payment terminals (15). Under the roof of the porch (16), one can see the communication cells (17) respectively to the channels (3). Sidewalks (18) are also seen on each side of the traffic lanes (3).
Dans un cycle de changement de batterie, le véhicule (11) arrive dans une voie (3) de changement de batterie et pose son essieu avant du véhicule (11) dans les sabots de centrage (13). A cet instant, la station a détecté le véhicule (11) et engage une communication avec celui-ci. Le conducteur du véhicule (11) insère son mode de règlement dans la borne de paiement (15), et valide son code confidentiel. Tout d'abord elle informe le véhicule (11) qu'il se trouve dans une voie de changement de batterie (3). Le véhicule (11) informe la borne de communication (17) du taux de capacité restante de sa batterie déchargée (9). In a battery change cycle, the vehicle (11) arrives in a battery change path (3) and places its front axle of the vehicle (11) in the centering shoes (13). At this moment, the station has detected the vehicle (11) and initiates a communication with it. The driver of the vehicle (11) inserts his method of payment into the terminal (15) and validates his confidential code. First, it informs the vehicle (11) that it is in a battery change path (3). The vehicle (11) informs the communication terminal (17) of the remaining capacity of its discharged battery (9).
La borne de paiement (15) indique alors le montant de la facturation et demande une validation, déclenchant le début du changement de batterie. La station ordonne la coupure de l'alimentation électrique de la batterie déchargée (10) au sein du véhicule (11). The payment terminal (15) then indicates the amount of billing and requires validation, triggering the start of the battery change. The station orders the power supply of the discharged battery (10) to be cut off within the vehicle (11).
Les centreurs (12) contenus dans les trottoirs (18) sortent systématiquement afin de positionner parfaitement l'axe du véhicule (11) par rapport à l'axe de la voie de circulation (3) correspondante. Ensuite, la trappe escamotable (14) s'ouvre sous la voie de circulation (3). Une fois ouverte, le préhenseur inclus dans la manutention (8) monte afin de désarrimer la batterie déchargée (10) pour la descendre en partie souterraine (2). Une batterie chargée (9) est en attente à coté de la batterie déchargée (10). Les batteries (9) et (10) avancent alors simultanément en mode pas à pas afin d'amener la batterie chargée (9) en position sous le véhicule (11). A l'inverse du désarrimage le préhenseur contenu dans la manutention (8) effectue l'arrimage de la batterie chargée (9) au sein du véhicule (11), avant de se rétracter en partie souterraine (2). Dans le même temps, la batterie déchargée (10) est envoyée par la manutention 8 dans la tour (1) à l'aide de la navette (5) pour un diagnostic et une recharge. Après rétractation du préhenseur de la manutention (8), en partie souterraine (2), la trappe escamotable (14) se referme, les centreurs (12) se rétractent à leur tour dans les trottoirs (18), et la station autorise à nouveau l'alimentation électrique de la nouvelle batterie chargé (9) au véhicule (11), qui peut alors sortir de la station. La figure (2) représente une demi coupe partielle du véhicule (11) équipé d'une batterie amovible déchargée (10), ainsi que le préhenseur (19) en phase de désarrimage. Sur cette figure on peut observer la batterie déchargée (10) équipée d'ancrages (20) munis de ressort de rappel (21), de bornes de contact (22), d'une cavité (23) servant au désarrimage par le doigt de préhenseur (24), actionnant le système de coupure de contact isolé (25), empêchant les arcs électriques. Il est à noter que le nombre de doigts de préhenseur (24) montés sur le préhenseur (19) est au nombre minimum de 4, tous comme le nombre d'ancrage (20). On peut également voir, au niveau de la batterie déchargée (10) un seuil de référencement (26) venant en contact périphérique avec un profil de mise en position (27) fixé au longeron (28) du véhicule (11). Un second profil de mise en position (29) assure la fiabilité du positionnement des batteries (4) (9) (10) au sein du véhicule (11). Afin de ne pas endommager le véhicule (11) et la batterie (4) lors de l'arrimage de ces deux éléments, des biseaux de centrage (30) (de forme droite ou arrondie) sont effectués en parties supérieures de la batterie déchargée (10). Le longeron (28) est équipé d'une assise technique d'ancrage isolée (31) permettant la transmission de la puissance au véhicule (11). Une lèvre pare-boue (32) est fixée en partie inférieure du longeron (28) afin de garantir la propreté des blocs d'ancrage (20). The centrers (12) contained in the sidewalks (18) systematically leave in order to perfectly position the axis of the vehicle (11) relative to the axis of the corresponding traffic lane (3). Then, the retractable hatch (14) opens under the traffic lane (3). Once opened, the gripper included in the handling (8) rises to disarrange the discharged battery (10) to descend into the underground part (2). A charged battery (9) is waiting next to the discharged battery (10). The batteries (9) and (10) then advance simultaneously in step mode in order to bring the charged battery (9) into position under the vehicle (11). In contrast to undocking the gripper contained in the handling (8) performs the stowage of the charged battery (9) within the vehicle (11), before retracting into the underground part (2). At the same time, the discharged battery (10) is sent by the handling 8 into the tower (1) using the shuttle (5) for diagnosis and recharge. After retracting the handling gripper (8), partly underground (2), the retractable hatch (14) closes, the centralizers (12) retract in turn into the sidewalks (18), and the station authorizes again the power supply of the new charged battery (9) to the vehicle (11), which can then leave the station. Figure (2) shows a partial half section of the vehicle (11) equipped with a discharged removable battery (10), and the gripper (19) in unstacking phase. In this figure we can observe the discharged battery (10) equipped with anchors (20) provided with return spring (21), contact terminals (22), a cavity (23) for the unstowing by the finger of gripper (24), actuating the isolated contact cut-off system (25), preventing electric arcing. It should be noted that the number of gripper fingers (24) mounted on the gripper (19) is at least 4, all as the number of anchors (20). It can also be seen, at the level of the discharged battery (10) a referencing threshold (26) coming into peripheral contact with a positioning profile (27) attached to the spar (28) of the vehicle (11). A second positioning profile (29) ensures the reliability of the positioning of the batteries (4) (9) (10) within the vehicle (11). In order not to damage the vehicle (11) and the battery (4) during the stowage of these two elements, centering bevels (30) (of right or rounded shape) are made in the upper parts of the discharged battery ( 10). The spar (28) is equipped with an insulated anchor technical seat (31) for transmitting power to the vehicle (11). A mudguard lip (32) is attached at the bottom of the spar (28) to ensure cleanliness of the anchor blocks (20).
Autre partie importante du préhenseur (19), un berceau (33) positionne l'assiette du véhicule parallèlement à celle du préhenseur (19) en montant et détectant le longeron (28). Cette détection se fait en quatre points, avant droit, avant gauche, arrière droit et arrière gauche du longeron (28) grâce à des formes de centrage (34) et capteurs de détection (35), assurant que le plan batterie déchargée (10) corresponde à celui du préhenseur (19). Dans une exécution de cycle, le préhenseur (19) monte selon le vecteur (36) ainsi que le berceau (33) selon le vecteur (37) jusqu'à la détection du longeron (28) par le capteur (35). Les doigts de préhenseurs (24) montent selon le vecteur (38) dans les cavités (23) des ancrages (20). Le déplacement de ces doigts (24) est définit selon la figure 2 comme un corps de vérin (43) et une tige (doigts 24), il peut se faire à l'aide de la puissance hydraulique ou pneumatique. Les doigts de préhenseurs (24) actionnent les ancrages (20) selon le vecteur (39). La batterie déchargée (10) est alors désarrimée du véhicule (11). Le préhenseur (19), supportant la batterie déchargée (10), peut descendre selon le vecteur (40) en partie souterraine (2). Le déplacement des doigts de préhenseurs (24) actionnant les ancrages (20) selon l'axe (39) peut se faire de façon équidistante à droite et à gauche du véhicule (11) à l'aide d'une vis et écrou à bille (41) avec un pas à droite d'un côté et un pas à gauche de l'autre. On peut actionner cette vis à l'aide d'un moteur électrique (42), actionneur non exhaustif. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné au changement de batteries (10) de véhicule (11) utilisant la propulsion électrique, partiellement ou totalement. Another important part of the gripper (19), a cradle (33) positions the vehicle attitude parallel to that of the gripper (19) by mounting and detecting the spar (28). This detection is done at four points, right front, left front, right rear and left rear of the spar (28) by means of centering forms (34) and detection sensors (35), ensuring that the plane battery discharged (10) corresponds to that of the gripper (19). In a cycle execution, the gripper (19) rises along the vector (36) as well as the cradle (33) according to the vector (37) until the spar (28) is detected by the sensor (35). The gripper fingers (24) mount according to the vector (38) in the cavities (23) of the anchors (20). The displacement of these fingers (24) is defined according to Figure 2 as a cylinder body (43) and a rod (fingers 24), it can be done using the hydraulic or pneumatic power. The gripping fingers (24) actuate the anchors (20) according to the vector (39). The discharged battery (10) is then de-locked from the vehicle (11). The gripper (19), supporting the discharged battery (10), can descend along the vector (40) partly underground (2). The displacement of the gripping fingers (24) operating the anchors (20) along the axis (39) can be done equidistantly to the right and left of the vehicle (11) with a screw and ball nut (41) with a step to the right of one side and a step to the left of the other. This screw can be actuated using an electric motor (42), a non-exhaustive actuator. The device according to the invention is particularly intended for the change of batteries (10) of vehicle (11) using electric propulsion, partially or totally.