FR2957576A1 - ARRANGEMENT FOR THE REMOVABLE CONNECTION OF A POWER BATTERY OF A DRIVE MOTOR OF A MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Embase (10) pour la liaison d'une batterie (2) sur un véhicule automobile (1), caractérisée en ce qu'elle comprend un connecteur électrique (11) adapté pour une connexion électrique dans une direction verticale et une entrée de ventilation (12) adaptée pour une connexion dans une direction verticale.Base plate (10) for connecting a battery (2) to a motor vehicle (1), characterized in that it comprises an electrical connector (11) adapted for electrical connection in a vertical direction and a ventilation input ( 12) adapted for connection in a vertical direction.
Description
La présente invention se rapporte à un agencement de liaison d'un conteneur d'énergie de type batterie sur un véhicule automobile électrique. Par la suite, le terme batterie sera utilisé pour une raison de simplification. L'invention porte aussi sur les deux parties en tant que telles de cet agencement de liaison, ainsi que sur une batterie de véhicule automobile électrique associée à une première partie de cet agencement de liaison, et à un véhicule automobile en tant que tel comprenant une telle batterie fixée de manière amovible. Enfin, l'invention porte aussi sur un système et procédé de remplacement d'une batterie ou de tout conteneur d'énergie d'un véhicule automobile incluant un tel agencement de liaison de batterie ainsi que sur une station de remplacement de batterie utilisant un tel système. The present invention relates to a connection arrangement of a battery-type energy container on an electric motor vehicle. Subsequently, the term battery will be used for a reason of simplification. The invention also relates to the two parts as such of this connection arrangement, as well as to an electric motor vehicle battery associated with a first part of this connection arrangement, and to a motor vehicle as such comprising a such battery removably attached. Finally, the invention also relates to a system and method for replacing a battery or any energy container of a motor vehicle including such a battery connection arrangement as well as a battery replacement station using such a battery system.
Certains véhicules automobiles, comme les véhicules électriques ou hybrides, comprennent une batterie pour l'alimentation d'un moteur d'entraînement électrique. Il peut se révéler intéressant d'échanger cette batterie lorsque son niveau d'énergie est faible contre une nouvelle batterie chargée. Ceci peut être fait dans une station similaire à une station service dans laquelle on peut remplir un réservoir d'essence d'un véhicule automobile pourvu d'une chaîne de traction thermique. Some motor vehicles, such as electric or hybrid vehicles, include a battery for powering an electric drive motor. It may be interesting to exchange this battery when its energy level is low against a new charged battery. This can be done in a station similar to a service station in which one can fill a fuel tank of a motor vehicle provided with a thermal traction chain.
On connaît du document US 5 612 606 une station d'échange de batterie électrique d'alimentation d'un moteur d'entraînement d'un véhicule électrique et un procédé pour réaliser un tel échange. Dans la station d'échange décrite, le conducteur positionne approximativement le véhicule dans un rail, contre une butée longitudinale par rapport aux équipements de la station. Par la suite, dans des phases plus ou moins automatiques, des moyens mobiles de dépose de la batterie électrique et d'assemblage de la nouvelle batterie au véhicule viennent se positionner relativement au véhicule grâce à des capteurs.30 Une difficulté pour la mise en place d'un tel concept d'échange de batteries réside dans le fait qu'il existe une multitude de véhicules automobiles pouvant comprendre des batteries de type différent, fixées de manière différente sur le véhicule automobile. Or, il n'est pas envisageable économiquement de multiplier les dispositifs automatiques de dépose et remplacement de ces différents types de batteries ni de mettre en place une solution manuelle en raison de son coût et du poids des batteries. Document US Pat. No. 5,612,606 discloses an electric battery exchange station for powering an electric vehicle drive motor and a method for performing such an exchange. In the exchange station described, the driver approximately positions the vehicle in a rail, against a longitudinal stop relative to the equipment of the station. Subsequently, in more or less automatic phases, mobile means of removing the electric battery and assembling the new battery to the vehicle are positioned relative to the vehicle by means of sensors.30 A difficulty for setting up such a battery exchange concept lies in the fact that there is a multitude of motor vehicles that can include batteries of different types, fixed differently on the motor vehicle. However, it is not economically feasible to multiply the automatic devices for removing and replacing these different types of batteries or to set up a manual solution because of its cost and the weight of the batteries.
Ainsi, pour rendre possible un déploiement aisé des stations d'échange de batteries (nécessitant peu de compétence technologique), il est nécessaire de rendre fiable, robuste, flexible et universel le fonctionnement de ces stations et le procédé d'échange de batterie mis en oeuvre. De plus, il est aussi nécessaire de définir un dispositif de fixation d'une batterie avec un véhicule automobile qui permet de délivrer l'énergie nécessaire de manière optimale lors d'un déplacement du véhicule. Thus, to make possible an easy deployment of battery exchange stations (requiring little technological expertise), it is necessary to make reliable, robust, flexible and universal the operation of these stations and the battery exchange process implemented. artwork. In addition, it is also necessary to define a device for fixing a battery with a motor vehicle that can deliver the necessary energy optimally during a movement of the vehicle.
Le but de l'invention est donc de fournir une solution de liaison d'une batterie sur un véhicule automobile qui permet le fonctionnement optimal de la batterie lors de sa configuration de fixation sur le véhicule automobile tout en permettant son remplacement aisé, atteignant les objectifs mentionnés ci-dessus. The object of the invention is therefore to provide a connection solution of a battery on a motor vehicle that allows the optimal operation of the battery during its mounting configuration on the motor vehicle while allowing its easy replacement, reaching the objectives mentioned above.
A cet effet, l'invention repose sur une embase pour la liaison d'une batterie sur un véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend un connecteur électrique adapté pour une connexion électrique dans une direction verticale et une entrée de ventilation adaptée pour une connexion dans une direction verticale. For this purpose, the invention is based on a base for connecting a battery to a motor vehicle, characterized in that it comprises an electrical connector adapted for an electrical connection in a vertical direction and a ventilation input adapted for a connection in a vertical direction.
L'embase peut comprendre des éléments d'étanchéité sur sa surface supérieure pour recevoir la liaison d'au moins une partie haute complémentaire en assurant l'étanchéité de la liaison. De plus, elle peut comprendre au moins deux joints d'étanchéité disposés sur deux marches distinctes. The base may comprise sealing elements on its upper surface to receive the connection of at least one additional upper part by sealing the connection. In addition, it may comprise at least two seals arranged on two separate steps.
Elle peut aussi comprendre un conduit pour conduire un flux d'air depuis l'entrée de ventilation dans sa partie haute vers une sortie orientée dans une zone apte à ventiler une batterie. It may also include a duct for conducting a flow of air from the ventilation inlet in its upper part to an outlet oriented in an area capable of ventilating a battery.
Selon un mode d'exécution, l'embase est en métal. According to one embodiment, the base is metal.
L'invention porte aussi sur une batterie de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend une embase telle que décrite ci-dessus. The invention also relates to a motor vehicle battery, characterized in that it comprises a base as described above.
L'invention porte aussi sur un agencement de liaison d'une batterie sur un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une embase telle que décrite ci-dessus et une partie haute comprenant une arrivée d'air pour guider un flux d'air provenant du véhicule automobile et un connecteur électrique à l'extrémité d'une liaison électrique provenant du véhicule automobile, cette arrivée d'air étant apte à une connexion avec l'entrée d'air de l'embase dans une direction verticale et ce connecteur électrique étant apte à une connexion avec le connecteur électrique de l'embase dans une direction verticale. La partie haute peut comprendre une cloche protectrice au sein de laquelle sont disposés l'arrivée d'air et un conduit d'air vers l'entrée d'air de l'embase et le connecteur électrique. The invention also relates to a connection arrangement of a battery on a motor vehicle, characterized in that it comprises a base as described above and an upper part comprising an air inlet for guiding a flow of air from the motor vehicle and an electrical connector at the end of an electrical connection from the motor vehicle, this air intake being adapted to a connection with the air inlet of the base in a vertical direction and this electrical connector being adapted for connection with the electrical connector of the base in a vertical direction. The upper part may comprise a protective bell in which are arranged the air inlet and an air duct to the air inlet of the base and the electrical connector.
La cloche protectrice peut être liée de manière étanche au véhicule automobile par des joints d'étanchéité dans sa partie supérieure et apte à une liaison étanche amovible avec l'embase dans sa partie inférieure.30 La liaison électrique peut être insérée au sein de la cloche protectrice par l'intermédiaire d'un soufflet. The protective bell may be sealed to the motor vehicle by seals in its upper part and adapted to a removable sealing connection with the base in its lower part. The electrical connection can be inserted into the bell protector via a bellows.
La partie haute peut comprendre un conduit pour conduire un flux d'air de ventilation, apte à une liaison amovible étanche avec l'embase dans sa partie inférieure, et un conduit rétractable dans un matériau souple et étanche de type caoutchouc, incluant la liaison électrique, se terminant par le connecteur intégré dans une cloche protectrice apte à une liaison amovible étanche avec l'embase dans da partie inférieure. The upper part may comprise a duct for conducting a flow of ventilation air, suitable for a removable waterproof connection with the base in its lower part, and a retractable duct in a flexible and waterproof material of rubber type, including the electrical connection , ending with the connector integrated in a protective bell adapted to a removable connection sealed with the base in da lower part.
L'invention porte aussi sur un véhicule automobile comprenant une batterie pour son entraînement et un flux d'air de ventilation, caractérisé en ce que la batterie est liée de manière amovible par un agencement de liaison tel que décrit ci-dessus. The invention also relates to a motor vehicle comprising a battery for its drive and a ventilation air flow, characterized in that the battery is releasably connected by a connection arrangement as described above.
L'invention porte aussi sur un système de remplacement d'une batterie d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de fixation et un dispositif de levage d'une batterie apte à son montage/démontage sur un véhicule automobile dans une direction verticale apte à effectuer une liaison de la batterie avec un agencement de liaison de la batterie tel que décrit ci-dessus. The invention also relates to a system for replacing a battery of a motor vehicle, characterized in that it comprises a fixing device and a device for lifting a battery suitable for mounting / dismounting it on a motor vehicle in a vertical direction adapted to link the battery with a battery connection arrangement as described above.
L'invention porte aussi sur une station de remplacement d'une batterie d'alimentation d'un moteur d'entraînement d'un véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend un système de remplacement tel que décrit ci-dessus. L'invention porte aussi sur un procédé de montage/démontage d'une batterie sur un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : déplacement relatif dans une direction verticale d'une embase liée à la batterie par rapport à une partie haute d'un agencement de liaison liée au véhicule automobile ; connexion/déconnexion d'une liaison électrique entre deux connecteurs de respectivement l'embase et la partie haute de l'agencement de liaison ; connexion/déconnexion d'une entrée de ventilation vers la batterie de respectivement l'embase et un conduit d'air de la partie haute de l'agencement de liaison. The invention also relates to a replacement station of a motor vehicle power supply battery, characterized in that it comprises a replacement system as described above. The invention also relates to a method of mounting / dismounting a battery on a motor vehicle, characterized in that it comprises the following steps: relative displacement in a vertical direction of a base connected to the battery with respect to a upper part of a connection arrangement connected to the motor vehicle; connection / disconnection of an electrical connection between two connectors of respectively the base and the upper part of the connection arrangement; connection / disconnection of a ventilation inlet to the battery of the base and an air duct of the upper part of the connection arrangement.
Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes d'exécution particuliers faits à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : These objects, features and advantages of the present invention will be set forth in detail in the following description of particular embodiments given in a non-limiting manner in relation to the appended figures among which:
La figure 1 représente une vue de côté en coupe d'un véhicule automobile dont la batterie est reliée au véhicule par un agencement de liaison selon un premier mode d'exécution de l'invention. FIG. 1 represents a sectional side view of a motor vehicle whose battery is connected to the vehicle by a connection arrangement according to a first embodiment of the invention.
20 La figure 2 représente en plus gros plan la liaison particulière de la batterie au véhicule automobile par l'agencement de liaison selon le premier mode d'exécution de l'invention. FIG. 2 shows in greater detail the particular connection of the battery to the motor vehicle by the connection arrangement according to the first embodiment of the invention.
La figure 3 représente une vue de côté en coupe d'un véhicule automobile 25 dont la batterie est séparée du véhicule selon le premier mode d'exécution de l'invention. 3 shows a side view in section of a motor vehicle 25 whose battery is separate from the vehicle according to the first embodiment of the invention.
La figure 4 représente en plus gros plan la configuration particulière de l'agencement de liaison de la batterie au véhicule automobile selon le 30 premier mode d'exécution de l'invention dans sa configuration séparée. 10 15 La figure 5 représente une vue en perspective de dessus de l'embase de l'agencement de liaison de batterie selon le premier mode d'exécution de l'invention. Figure 4 shows in more detail the particular configuration of the connection arrangement of the battery to the motor vehicle according to the first embodiment of the invention in its separate configuration. Figure 5 shows a perspective view from above of the base of the battery connection arrangement according to the first embodiment of the invention.
La figure 6 représente une vue de côté en coupe de la liaison particulière de la batterie au véhicule automobile par un agencement de liaison selon un second mode d'exécution de l'invention. FIG. 6 shows a sectional side view of the particular connection of the battery to the motor vehicle by a connection arrangement according to a second embodiment of the invention.
La figure 7 représente une vue de côté en coupe au niveau d'un dispositif de ventilation de la liaison de la batterie au véhicule automobile par l'agencement de liaison selon le second mode d'exécution de l'invention. Figure 7 shows a side sectional view at a ventilation device of the connection of the battery to the motor vehicle by the connection arrangement according to the second embodiment of the invention.
La figure 8 représente une vue de face en coupe au niveau de la liaison électrique de la liaison de la batterie au véhicule automobile par l'agencement de liaison selon le second mode d'exécution de l'invention. FIG. 8 represents a sectional front view at the level of the electrical connection of the connection of the battery to the motor vehicle by the connection arrangement according to the second embodiment of the invention.
La figure 9 représente une vue de face en coupe au niveau du dispositif de ventilation de la liaison de la batterie au véhicule automobile par l'agencement de liaison selon le second mode d'exécution de l'invention. La figure 10 représente une vue de face en coupe au niveau du dispositif de ventilation de la liaison de la batterie au véhicule automobile par l'agencement de liaison selon une variante du second mode d'exécution de l'invention. 25 Le concept de l'invention repose sur un agencement de liaison d'une batterie sur un véhicule automobile comprenant une embase rigide dans sa partie inférieure, liée à la batterie, venant se lier dans une direction verticale avec une partie haute complémentaire de l'agencement de liaison prévue au 30 niveau du véhicule automobile, en permettant la réalisation d'une connexion électrique et d'un système de ventilation entre le véhicule automobile et la20 batterie par l'intermédiaire de cet agencement de liaison, de manière étanche et protégée des nombreuses agressions extérieures. Ce concept va maintenant être détaillé par des modes d'exécution particuliers. Figure 9 shows a front view in section at the ventilation device of the connection of the battery to the motor vehicle by the connection arrangement according to the second embodiment of the invention. Figure 10 shows a front view in section at the ventilation device of the connection of the battery to the motor vehicle by the connection arrangement according to a variant of the second embodiment of the invention. The concept of the invention is based on a connection arrangement of a battery on a motor vehicle comprising a rigid base in its lower part, connected to the battery, coming to bond in a vertical direction with an upper part complementary to the connection arrangement provided at the level of the motor vehicle, allowing the realization of an electrical connection and a ventilation system between the motor vehicle and the battery via this connection arrangement, in a sealed manner and protected from many external aggressions. This concept will now be detailed by particular modes of execution.
Les figures 1 et 3 représentent un véhicule automobile 1 équipé d'une batterie 2 respectivement dans une configuration de fixation et dans une configuration de non fixation au véhicule automobile. Ce véhicule automobile 1 à moyen d'entraînement 4 électrique est prévu pour fonctionner avec une batterie 2 fixée de manière amovible sous son plancher 3, dans une zone relativement centrale. En variante, la batterie 2 pourrait être fixée dans un logement différent sous le véhicule automobile. Figures 1 and 3 show a motor vehicle 1 equipped with a battery 2 respectively in a fixing configuration and in a non-attachment configuration to the motor vehicle. This motor vehicle 1 with 4 electric drive means is provided to operate with a battery 2 removably attached under its floor 3, in a relatively central area. Alternatively, the battery 2 could be fixed in a different housing under the motor vehicle.
L'agencement de liaison de cette batterie 2 sur le véhicule automobile permet d'abord d'établir une liaison électrique 5 entre la batterie 2 et le véhicule automobile 1, et particulièrement son moyen d'entraînement 4 électrique. Cette liaison électrique 5 peut comprendre deux câbles haute tension et un câble basse tension. Ensuite, cet agencement de liaison permet aussi de former un système de ventilation de la batterie 2, à partir d'un flux d'air 6 provenant du véhicule automobile, par exemple provenant d'un système de ventilation et/ou d'air conditionné du véhicule automobile, puis orienté vers la batterie du véhicule automobile au niveau de l'agencement de liaison, afin d'établir une circulation de l'air dans la batterie pour la refroidir avant une sortie d'air 7 dans sa zone arrière. The connection arrangement of this battery 2 on the motor vehicle first makes it possible to establish an electrical connection 5 between the battery 2 and the motor vehicle 1, and particularly its electric drive means 4. This electrical connection 5 may comprise two high voltage cables and a low voltage cable. Then, this connection arrangement also makes it possible to form a ventilation system of the battery 2, from a stream of air 6 from the motor vehicle, for example from a ventilation system and / or air conditioning of the motor vehicle, then directed to the battery of the motor vehicle at the connection arrangement, to establish a circulation of air in the battery to cool before an air outlet 7 in its rear area.
La batterie 2 est amovible et prévue pour un échange rapide, automatisé, selon un mouvement vertical. Pour cela, l'agencement de liaison entre la batterie et le véhicule automobile est prévu pour répondre aux nombreuses contraintes suivantes : -il doit garantir l'étanchéité de la liaison, car l'eau, la boue ou la poussière endommagerait la batterie ; - il doit aussi assurer la résistance contre toutes les autres agressions comme le gravillonnage ; - il doit être adapté à un cycle d'opérations de montage/démontage très irrégulier, qui peut s'étendre de quelques heures à plusieurs mois ; -il est prévu pour un montage et démontage dans une direction verticale de la batterie ; - il est adapté pour de nombreuses opérations de montages/démontages de la batterie, de l'ordre de plusieurs milliers ; - il doit permettre une opération de montage ou démontage rapide d'une batterie, de l'ordre de quelques minutes ; - il doit être adapté à tous les véhicules et tenir compte des dispersions, tolérances de géométrie des différents composants du véhicule automobile et de l'agencement lui-même. The battery 2 is removable and provided for rapid exchange, automated, in a vertical movement. For this, the connection arrangement between the battery and the motor vehicle is provided to meet the following constraints: -it must guarantee the tightness of the connection, because water, mud or dust would damage the battery; - it must also provide resistance against all other aggression such as gravel; - it must be adapted to a very irregular cycle of assembly / disassembly operations, which may last from a few hours to several months; it is intended for mounting and dismounting in a vertical direction of the battery; - It is suitable for many assembly / disassembly operations of the battery, of the order of several thousand; it must allow a rapid assembly or disassembly operation of a battery, of the order of a few minutes; - It must be suitable for all vehicles and take into account the dispersions, geometry tolerances of the various components of the motor vehicle and the arrangement itself.
L'agencement de liaison choisi dans le premier mode d'exécution est plus précisément représenté sur les figures 2 et 4, respectivement en configuration de fixation et de non fixation. L'agencement de liaison repose donc sur une première partie liée à la batterie 2 et se présentant comme une embase 10 rigide, en métal, plastique très rigide, ou en matériau hybride comportant un mélange de métal et de plastique, notamment un matériau plastique comporte un treillis interne en métal, s'étendant horizontalement vers l'avant de la batterie 2. Cette embase comprend un connecteur électrique 11, une entrée d'air 12 puis un conduit 13 pour la circulation de l'air vers la batterie 2 pour participer au système de ventilation de la batterie. The connection arrangement chosen in the first embodiment is more precisely shown in FIGS. 2 and 4, respectively in the fixing and non-fixing configuration. The connection arrangement therefore rests on a first part connected to the battery 2 and being in the form of a rigid base 10 made of metal, a very rigid plastic, or a hybrid material comprising a mixture of metal and plastic, in particular a plastic material. an internal metal lattice extending horizontally towards the front of the battery 2. This base comprises an electrical connector 11, an air inlet 12 and a duct 13 for the circulation of air to the battery 2 to participate to the battery ventilation system.
Ensuite, l'agencement de liaison de la batterie comprend une seconde partie dite partie haute coopérant avec l'embase 10, qui comprend un connecteur électrique 21 à l'extrémité de la liaison électrique 5 du véhicule automobile, destiné à coopérer avec le connecteur électrique 11 de l'embase 10. Dans ce mode d'exécution choisi, le connecteur électrique 21 est un connecteur haute tension comprenant une ou plusieurs broches 23 mâles et le connecteur électrique 11 sur l'embase 10 comprend la partie femelle correspondante. De plus, cette partie haute de l'agencement comprend une arrivée d'air 22 de ventilation par laquelle débouche le flux 6 provenant du véhicule automobile, permettant de guider un flux d'air vers la zone 12 au niveau de l'embase 10 puis vers la batterie 2, au travers du conduit 13 aménagé dans l'embase 10 et mentionné précédemment. Cette arrivée d'air 22 se situe au niveau du tunnel du véhicule automobile. Then, the connection arrangement of the battery comprises a second portion, said upper part cooperating with the base 10, which comprises an electrical connector 21 at the end of the electrical connection 5 of the motor vehicle, intended to cooperate with the electrical connector 11 of the base 10. In this chosen embodiment, the electrical connector 21 is a high voltage connector comprising one or more male pins 23 and the electrical connector 11 on the base 10 comprises the corresponding female part. In addition, this upper part of the arrangement comprises a ventilation air inlet 22 through which flows 6 from the motor vehicle, for guiding a flow of air to the zone 12 at the base 10 and then to the battery 2, through the conduit 13 arranged in the base 10 and mentioned above. This air intake 22 is located at the tunnel of the motor vehicle.
Dans ce premier mode d'exécution de l'invention, la partie haute de l'agencement de liaison, qui est reliée au véhicule automobile, se présente sous une cloche protectrice 20 en matériau plastique, qui coopère avec l'embase 10 pour former un boîtier fermé étanche et protecteur de la liaison. In this first embodiment of the invention, the upper part of the connection arrangement, which is connected to the motor vehicle, is under a protective bell 20 of plastic material, which cooperates with the base 10 to form a Closed case sealed and protective of the connection.
Dans sa configuration de fixation représentée sur les figures 1 et 2, la cloche protectrice 20 est fixée au plancher du véhicule de manière étanche par un joint d'étanchéité 8 fixe. De plus, l'étanchéité du boîtier est assurée par des joints complémentaires 14, 15, aménagés sur respectivement des marches différentes 16, 17 prévues sur le pourtour latéral de l'embase 10, comme cela est particulièrement visible sur la figure 5. Cette étanchéité présente des grands rayons de cintrage, supérieurs à 75 mm, pour permettre les opérations de montage/démontage automatiques, en absorbant les variations de tolérance, sans coller lors du démontage, même après une éventuelle longue période de fixation. In its attachment configuration shown in Figures 1 and 2, the protective bell 20 is fixed to the vehicle floor sealingly by a fixed seal 8. In addition, the sealing of the housing is provided by complementary seals 14, 15, arranged respectively on different steps 16, 17 provided on the lateral periphery of the base 10, as is particularly visible in Figure 5. This seal has large bending radii, greater than 75 mm, to allow automatic assembly / disassembly operations, absorbing tolerance variations, without sticking during disassembly, even after a possible long fixation period.
L'introduction de la liaison électrique 5 au sein de la cloche protectrice 20 est effectuée par l'intermédiaire d'un joint à soufflet 24, ce qui permet d'assurer l'étanchéité tout en s'adaptant aux différents débattements du groupe motopropulseur du véhicule automobile. The introduction of the electrical connection 5 within the protective bell 20 is effected by means of a bellows seal 24, which makes it possible to seal while adapting to the different deflections of the power train of the motor vehicle.
La liaison mécanique amovible entre les parties haute et basse de l'agencement de liaison de la batterie est obtenue par la combinaison d'un doigt d'ouverture 25 lié à la partie haute de l'agencement de liaison, qui coopère avec une trappe de fermeture 18 liée à l'embase 10 de manière mobile en translation verticale, sur laquelle agit un moyen élastique 19, consistant en des ressorts de poussée dans le mode d'exécution représenté, afin de remplir une fonction de rappel de la trappe de fermeture 18. The removable mechanical connection between the upper and lower parts of the connection arrangement of the battery is obtained by the combination of an opening finger 25 connected to the upper part of the connection arrangement, which cooperates with a trap door. closure 18 connected to the base 10 in a mobile manner in vertical translation, on which acts an elastic means 19, consisting of thrust springs in the embodiment shown, to fulfill a function of return of the closure door 18 .
Cet agencement de liaison combine donc avantageusement une embase métallique dans sa partie inférieure, qui peut être distincte de la batterie et liée à cette dernière par tout moyen ou faire partie intégrante d'un boîtier de la batterie, avec une partie haute liée au véhicule et se présentant sous un boîtier protecteur en matériau plastique. L'embase métallique est la plus exposée aux agressions du fait de son emplacement et remplit ainsi les fonctions suivantes : -elle renforce la zone avant du véhicule automobile, notamment au niveau du tunnel ; - elle protège les différents joints d'étanchéité 14, 15 des agressions par jet haute pression par exemple ; - elle garantit un bon positionnement du connecteur haute tension 11, qui est fixé librement dans les trois dimensions sur l'embase 10, afin de réussir facilement l'assemblage électrique de manière automatisée malgré les dispersions. This connection arrangement therefore advantageously combines a metal base in its lower part, which can be distinct from the battery and connected thereto by any means or be an integral part of a battery case, with an upper part connected to the vehicle and under a protective plastic case. The metal base is the most exposed to aggression because of its location and thus performs the following functions: it strengthens the front area of the motor vehicle, especially at the tunnel; - It protects the various seals 14, 15 attacks by high pressure jet for example; - It ensures a good positioning of the high voltage connector 11, which is fixed freely in three dimensions on the base 10, to easily achieve the electrical assembly in an automated manner despite the dispersions.
Les figures 6 à 10 représentent un second mode d'exécution de l'invention dans lequel la partie haute de l'agencement de liaison de la batterie est séparée en deux sous-parties hautes distinctes, comprenant chacune respectivement un agencement pour l'arrivée électrique et un agencement pour la ventilation. Chaque sous-partie haute se fixe de manière amovible et indépendante sur une embase telle que décrite dans le mode d'exécution précédent. Ce mode d'exécution offre une grande souplesse pour la géométrie de l'agencement, comme cela va être détaillé ci-dessous. Les mêmes références seront utilisées pour désigner les éléments correspondant à ceux du premier mode d'exécution pour une raison de simplification de la description. FIGS. 6 to 10 show a second embodiment of the invention in which the upper part of the connection arrangement of the battery is separated into two distinct upper sub-parts, each comprising respectively an arrangement for the electrical supply. and an arrangement for ventilation. Each upper subpart is fixed removably and independently on a base as described in the previous embodiment. This embodiment provides great flexibility for the geometry of the arrangement, as will be detailed below. The same references will be used to designate the elements corresponding to those of the first embodiment for reasons of simplification of the description.
Le conduit électrique de la liaison électrique 5 est positionné dans des conduits rétractables 34 dans un matériau souple et étanche, par exemple de type caoutchouc, qui permettent de remplir la fonction d'étanchéité et de s'adapter aux débattements du moteur, en garantissant ainsi une liaison électrique fiable. Ces conduits débouchent dans une cloche protectrice 40 simplifiée, de volume réduit car n'englobant que la connectique électrique 21, 11 de l'agencement de liaison. Cet ensemble représente une protection au plus près des composants électriques, formant comme une chaussette de protection. The electrical conduit of the electrical connection 5 is positioned in retractable conduits 34 in a flexible and waterproof material, for example of the rubber type, which make it possible to fulfill the sealing function and to adapt to the deflections of the motor, thereby guaranteeing a reliable electrical connection. These ducts open into a simplified protective bell 40, of reduced volume since it encompasses only the electrical connectors 21, 11 of the connection arrangement. This set represents a protection closer to the electrical components, forming a protective sock.
En parallèle, un conduit d'air 35 distinct est prévu, comprenant à son extrémité une liaison étanche 36 avec l'embase 10, par exemple au moyen d'un joint d'étanchéité. Cela permet de former une circulation d'air indépendante de la partie concernant la connexion électrique, évitant ainsi les pertes de charge du fait de la circulation d'air au travers d'autres éléments faisant obstacle. Les figures 9 et 10 illustrent deux variantes de réalisation du conduit d'air 35 qui peut présenter des formes légèrement différentes. Cette séparation de la partie haute de l'agencement en deux sous-parties permet ainsi d'optimiser la mise en oeuvre des deux fonctions électriques et de ventilation. Le reste des éléments de l'agencement reste similaire au premier mode d'exécution. In parallel, a separate air duct 35 is provided, comprising at its end a tight connection 36 with the base 10, for example by means of a seal. This makes it possible to form an air flow independent of the part relating to the electrical connection, thus avoiding the pressure losses due to the air circulation through other obstructing elements. Figures 9 and 10 illustrate two alternative embodiments of the air duct 35 which may have slightly different shapes. This separation of the upper part of the arrangement into two sub-parts thus optimizes the implementation of the two electrical and ventilation functions. The rest of the elements of the arrangement remain similar to the first embodiment.
L'invention porte aussi sur un procédé de montage/démontage d'une batterie sur un véhicule automobile, qui comprend les étapes essentielles suivantes : Déplacement relatif dans une direction verticale d'une embase 10 liée à la batterie par rapport à une partie supérieure d'agencement de liaison liée au véhicule automobile ; Connexion/déconnexion d'une liaison électrique entre deux connecteurs 11, 21 de respectivement l'embase 10 et la partie haute de l'agencement de liaison ; Connexion/déconnexion d'une liaison de ventilation 22, 12 vers la batterie 2 entre l'embase et la partie haute de l'agencement de liaison. The invention also relates to a method of mounting / dismounting a battery on a motor vehicle, which comprises the following essential steps: Relative displacement in a vertical direction of a base 10 connected to the battery with respect to an upper part of a battery. binding arrangement related to the motor vehicle; Connecting / disconnecting an electrical connection between two connectors 11, 21 respectively of the base 10 and the upper part of the connection arrangement; Connection / disconnection of a ventilation link 22, 12 to the battery 2 between the base and the upper part of the connection arrangement.
L'invention porte aussi sur un système de remplacement de batterie et une station de remplacement utilisant un tel système, qui comprend un dispositif de levage et éventuellement de déplacement d'une batterie ainsi qu'un outil pour réaliser la fixation et la libération mécanique d'une batterie sur un véhicule automobile, tout en réalisant la connexion électrique et de ventilation par un agencement de liaison selon l'invention. On peut prévoir un système de levage non pourvu de fonction de déplacement et uniquement limité à une fonction de levage, c'est-à-dire au déplacement sensiblement vertical de la batterie. La fonction de déplacement sera alors obtenue par un système de déplacement distinct pouvant soit déplacer la batterie à monter soit le véhicule sur laquelle on souhaite monter la batterie. Pour cela, des rails de convoyage peuvent être prévus pour des déplacements dans une direction horizontale dans le but d'amener la batterie sous un véhicule automobile à la verticale de sa future position. La fixation et libération mécanique de la batterie peut être effectuée par tout moyen de liaison, de manière automatisée, par un robot ou un dispositif de type toolbox universel, comprenant des interfaces de liaison et des moyens motorisés pour mettre en oeuvre l'actionnement d'outils de fixation et libération.30 The invention also relates to a battery replacement system and a replacement station using such a system, which comprises a device for lifting and possibly moving a battery and a tool for carrying out the fixing and the mechanical release of a battery. a battery on a motor vehicle, while making the electrical connection and ventilation by a connection arrangement according to the invention. It is possible to provide a lifting system that is not provided with a displacement function and is limited only to a lifting function, that is to say to the substantially vertical movement of the battery. The displacement function will then be obtained by a separate displacement system that can either move the battery to be mounted or the vehicle on which it is desired to mount the battery. For this, conveying rails can be provided for displacements in a horizontal direction in order to bring the battery under a motor vehicle to the vertical of its future position. The fixing and mechanical release of the battery can be carried out by any means of connection, in an automated manner, by a robot or a universal toolbox type device, comprising link interfaces and motorized means for carrying out the actuation of fixing and release tools.30
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