FR2968605A1 - Dispositif de protection d'une zone de chargement par induction d'une batterie electrique d'un vehicule automobile - Google Patents

Dispositif de protection d'une zone de chargement par induction d'une batterie electrique d'un vehicule automobile Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de protection (50) d'une zone de chargement par induction d'une batterie électrique d'un véhicule automobile (8), cette zone de chargement étant destinées à être comprise entre une partie inférieure (18) du châssis du véhicule et le sol (15) et à être traversée par des lignes de champ magnétique pendant cette charge, ledit dispositif de protection (50) comprenant au moins une paroi latérale (51) s'élevant sur une hauteur (H) ajustable en fonction de la distance (L) entre le sol (15) et la partie inférieure (18) du châssis de manière à obturer l'accès à un volume compris entre le sol (15) et ladite partie inférieure (18) du châssis du véhicule.

Description

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale le domaine des véhicules automobiles comportant une batterie électrique rechargeable par induction. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de protection d'une zone de chargement par induction d'une batterie électrique d'un véhicule automobile. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les véhicules automobiles connus comportant une batterie électrique rechargeable par induction comprennent une borne de chargement réceptrice disposée dans une partie inférieure du châssis du véhicule et reliée à la batterie électrique. La borne de chargement réceptrice est adaptée à coopérer avec une borne de chargement émettrice disposée au sol. Pour cela, le conducteur gare le véhicule de manière à placer cette borne de chargement réceptrice à proximité de la borne de chargement émettrice. La mise sous tension de la borne de chargement située au sol crée des lignes de champ magnétique qui permettent la charge par induction de la batterie du véhicule. Un inconvénient lié à ce mode de rechargement de la batterie est qu'un élément extérieur peut venir perturber et/ou subir les lignes de champ magnétique de manière incontrôlée, pendant le temps de la charge, si cet élément extérieur est introduit dans une zone de chargement par induction dans laquelle s'étendent les lignes de champ magnétique. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier à l'inconvénient précité de l'état de la technique, l'invention propose un dispositif de protection de la zone de chargement par induction, grâce auquel il est possible de garantir que les lignes de champ magnétique pour le chargement de la batterie restent non perturbées pendant le temps de la charge et ne sont pas subies par des éléments extérieurs. A cet effet, on propose selon l'invention un dispositif de protection d'une zone de chargement par induction d'une batterie électrique d'un véhicule automobile, cette zone de chargement étant destinée à être comprise entre une partie inférieure du châssis du véhicule et le sol et à être traversée par des lignes de champ magnétique pendant cette charge, ledit dispositif de protection comprenant au moins une paroi latérale s'élevant sur une hauteur ajustable en fonction de la distance entre le sol et la partie inférieure du châssis de manière à obturer l'accès à un volume compris entre le sol et ladite partie inférieure du châssis du véhicule. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du dispositif selon l'invention, - ladite hauteur de la paroi latérale est ajustable dans une plage comprise entre 10 et 40 centimètres ; - ladite paroi latérale délimite intérieurement une surface comprise entre 50 centimètres carré et 2 mètres carré ; - ledit dispositif de protection comporte au moins une partie déformable ; - ladite partie déformable est une partie gonflable ; - ledit dispositif de protection comporte une chambre à air logée dans une enveloppe déformable dont une partie périphérique forme ladite paroi latérale ; - ladite chambre à air est reliée à un dispositif de gonflage ; - ladite partie déformable est une partie déformable en compression ; - ladite partie déformable en compression comporte un matelas en matériau élastiquement déformable, dont une partie périphérique forme ladite paroi latérale ; - ladite partie déformable en compression comporte une enveloppe déformable logeant des ressorts réalisés dans un matériau non métallique ; - l'extrémité supérieure de ladite paroi latérale destinée à être en contact avec la partie inférieure du châssis du véhicule est courbée vers l'intérieur du volume délimité par cette paroi latérale ; - une surface de contact du dispositif est adaptée à glisser contre la partie inférieure du châssis du véhicule. - ladite surface de contact est recouverte d'un revêtement à faible coefficient de frottement ; - ledit dispositif occupe tout le volume de la zone de chargement ; - ledit dispositif occupe un volume situé dans une partie périphérique de la zone de chargement ; et, - il est prévu des moyens de fixation du dispositif de protection sur le sol ou sur le véhicule. DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN EXEMPLE DE RÉALISATION La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
Sur le dessin annexé, la figure unique est une vue en perspective arrière d'un dispositif de protection conforme à l'invention disposé entre une borne de chargement émettrice située au sol et une borne de chargement réceptrice située dans une partie inférieure du châssis du véhicule.
On a représenté sur la figure unique de manière schématique une partie d'un véhicule automobile 8 comportant de manière classique un châssis muni de roues 17 posées à la surface du sol 15. Ce véhicule automobile 8 comporte une batterie électrique rechargeable par induction (non représentée). Le châssis du véhicule comporte une partie inférieure 18 proche du sol 15, au niveau de laquelle une borne de chargement réceptrice 4 est disposée pour le chargement par induction de la batterie électrique. Cette borne de chargement réceptrice 4 comprend un enroulement de fils conducteurs relié à un circuit électrique secondaire qui alimente la batterie électrique du véhicule 8.
La borne de chargement réceptrice 4 du véhicule automobile 8 coopère avec une borne de chargement émettrice 3 disposée au sol, par exemple dans un lieu dédié formant une station de rechargement. Cette borne de chargement émettrice 3 comporte également un enroulement de fils conducteurs et est reliée à une alimentation électrique par l'intermédiaire d'un circuit électrique primaire. L'alimentation électrique correspond par exemple à une alimentation secteur standard en tension alternative de 220 Volts. Pour la charge de la batterie électrique du véhicule, lorsque la borne de chargement émettrice 3 disposée au sol est mise sous tension, elle crée un champ magnétique qui induit un courant dans la borne de chargement réceptrice 4 du véhicule 8. Ce courant circule ensuite dans le circuit électrique secondaire pour charger la batterie électrique du véhicule. Une zone de chargement située entre la partie inférieure 18 du châssis du véhicule et le sol 15 est donc traversée pendant la charge par induction de la batterie par des lignes de champ magnétique. Cette zone de chargement comporte notamment un volume, appelé volume de champ magnétique élevé, compris entre la partie inférieure 18 du châssis du véhicule et le sol 15 dans lequel l'intensité du champ magnétique est supérieure à la valeur seuil d'intensité du champ magnétique autorisé pour le grand public, c'est-à-dire actuellement 5 ampères par mètre. Le volume de champ magnétique élevé s'étendant typiquement sur la distance L comprise entre le sol et la partie inférieure du châssis, sur une surface d'environ un mètre carré centrée sur les bornes de chargement 3, 4.
La distance L entre le sol et la partie inférieure du châssis varie typiquement entre 10 et 40 centimètres selon le modèle de véhicule et le poids de charge du véhicule. De manière remarquable, il est prévu un dispositif de protection 50 de ladite zone de chargement, comprenant au moins une paroi latérale 51 s'élevant sur une hauteur H ajustable en fonction de la distance L entre le sol 15 et la partie inférieure 18 du châssis de manière à obturer l'accès à ladite zone de chargement. Ainsi, la paroi latérale 51 du dispositif de protection 50 interdit l'accès à la zone de chargement, et en particulier au volume de champ magnétique élevé, à tout élément extérieur, que ce soit un objet susceptible de perturber les lignes de champ magnétique, et donc le chargement de la batterie, ou un être vivant susceptible de subir le champ magnétique de manière incontrôlée et non souhaitée. De préférence, la hauteur H de ladite paroi latérale 51 est donc ajustable dans une plage de hauteurs comprises entre 10 et 40 centimètres, de manière à obturer complètement l'écart entre le sol 15 et la partie inférieure 18 du châssis. En outre, le dispositif de protection 50 bloque au moins l'accès au volume de champ magnétique élevé. Pour cela, la paroi latérale 51 du dispositif de protection délimite intérieurement une surface par exemple comprise entre 50 centimètres carré et 2 mètres carré. En variante, le dispositif de protection bloque l'accès à la zone de chargement entière. Pour cela, la paroi latérale délimite intérieurement une surface couvrant entièrement le volume compris entre la partie inférieure du châssis et le sol.
Le dispositif de protection 50 occupe de préférence toute la zone de chargement (voir la figure unique). En variante, comme décrit ultérieurement, le dispositif de protection occupe une partie périphérique de la zone de chargement. Lorsque le dispositif de protection 50 occupe toute la zone de chargement, il présente alors une forme globalement parallélépipédique lorsqu'il est déployé entre le sol 15 et la partie inférieure 18 du châssis, avec une face inférieure 52 plaquée contre le sol 15 et une face supérieure 53 sensiblement parallèle à la face inférieure 52, plaquée contre la partie inférieure 18 du châssis. La paroi latérale 51 du dispositif de protection 50 relie alors ces deux faces inférieure 52 et supérieure 53. Le dispositif de protection 50 comporte par exemple au moins une partie déformable. Comme expliquée plus loin, cette partie déformable peut être soit déformable en expansion, soit déformable en compression. Cette déformabilité autorise ainsi un ajustement de la hauteur de la paroi latérale du dispositif. Plus particulièrement, le dispositif de protection 50 peut comporter une partie gonflable. Il est alors déformable en expansion. Le dispositif de protection comporte ainsi par exemple une chambre à air 30 logée dans une enveloppe déformable 31 (figure unique). On peut envisager que le dispositif de protection 50 comporte également un dispositif de gonflage relié à ladite chambre à air 30 pour permettre son gonflage. En pratique, le dispositif de protection 50 est alors par exemple fixé sur le sol 15 de la station de chargement du véhicule, de manière à couvrir au moins la borne de chargement émettrice 3. Le dispositif de protection est par exemple fixé directement au sol par des clous adaptés traversant le dispositif ou à l'aide de chevilles enfoncées à force dans le sol, par exemple des chevilles spike, avec des vis traversant le dispositif. Le dispositif de protection peut également être vissé dans le sol. Le véhicule vient se placer au dessus de la borne de chargement émettrice 3, et le dispositif de protection 50 est alors gonflé de manière à occuper toute la zone de chargement. Le gonflage du dispositif de protection 50 permet en effet d'ajuster la hauteur de la paroi latérale de ce dispositif, afin que cette hauteur soit égale à la distance séparant la partie inférieure 18 du châssis et le sol. On peut avantageusement prévoir que le dispositif de protection 50 comporte en outre un dispositif de vérification du positionnement du véhicule. En effet, le gonflage correct du dispositif de protection 50 peut être rendu difficile si les roues du véhicule sont en contact avec le dispositif de protection 50 avant son gonflage. Des capteurs de pression sont alors par exemple disposés dans le dispositif de protection 50, à proximité des zones du dispositif les plus proches des roues du véhicule. Si l'une des roues du véhicule est stationnée sur ce capteur, celui-ci mesure, avant le gonflage du dispositif de protection 50, une variation de pression très importante à l'arrivée du véhicule ou une pression très supérieure à la pression atmosphérique.
Le dispositif de vérification émet alors un signal indiquant au conducteur qu'il doit déplacer le véhicule. En fonction de la position du ou des capteurs mesurant la pression anormale, le dispositif de vérification peut également indiquer au conducteur dans quelle direction le véhicule doit être déplacé. Alternativement, le dispositif de vérification peut également émettre un signal empêchant le commencement de la charge de la batterie. Selon une variante, ledit dispositif comporte au moins une partie déformable en compression. Cette partie déformable en compression comporte par exemple un matelas en matériau élastiquement déformable, par exemple réalisé en mousse. Cette partie déformable en compression peut également se présenter sous la forme d'une enveloppe déformable logeant des ressorts.
Ces ressorts sont de préférence réalisés dans un matériau non métallique qui ne perturbera pas les lignes de champ magnétique pendant la charge. En pratique, le matelas ou l'enveloppe déformable est alors fixé au sol, sur la borne de chargement émettrice, et présente au repos, c'est-à-dire avant l'arrivée du véhicule, une paroi latérale de hauteur supérieure ou égale à la distance maximale prévue entre le sol et la partie inférieure du châssis du véhicule. Lorsque le véhicule se gare à proximité de la borne de chargement émettrice, il roule sur le matelas ou l'enveloppe déformable qui est alors comprimé entre la partie inférieure du châssis et le sol, de sorte qu'elle occupe la zone de chargement comprise entre ces deux éléments. Les variantes décrites précédemment peuvent être combinées de manière à former par exemple un dispositif de protection comportant une partie déformable en compression et une partie gonflable.
On peut envisager par exemple un matelas en mousse comportant sur sa face supérieure orientée vers le véhicule une enveloppe déformable contenant une chambre à air gonflable. Le véhicule roule sur le matelas en mousse, puis la chambre à air est gonflée une fois que le véhicule est positionné sur le matelas.
On peut également envisager que le dispositif de protection selon l'invention occupe un volume situé dans une partie périphérique de la zone de chargement. Le dispositif de protection peut alors comprendre une partie gonflable ou déformable ou une combinaison des ces parties, de manière similaire au dispositif décrit précédemment. Le dispositif présente alors la forme d'un cadre circulaire, rectangulaire ou carré, de section circulaire, rectangulaire ou carrée par exemple.
Le centre de la zone de chargement est alors laissé libre, mais reste inaccessible puisqu'entouré par le dispositif de protection. Dans une autre variante, le dispositif de protection peut ne comprendre qu'une paroi latérale se présentant sous la forme d'un rideau rigide entourant la 5 zone de chargement. Ce rideau peut alors par exemple être logé dans une fente ménagée dans le sol et être déployé par des moyens mécaniques ou électriques entre le sol et la partie inférieure du châssis du véhicule avant le début de la charge de la batterie, une fois que le véhicule est garé à proximité de la borne de chargement 10 émettrice. Quel que soit le mode de réalisation du dispositif de protection selon l'invention, l'extrémité supérieure 55 de la paroi latérale 51, destinée à être en contact avec la partie inférieure du châssis du véhicule, présente de préférence une forme courbée vers l'intérieur du volume délimité par la paroi latérale du 15 dispositif de protection. De cette façon, les frottements avec la partie inférieure 18 du châssis du véhicule, sont limités en particulier dans le cas où le véhicule roule sur le dispositif de protection comportant une partie déformable. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure, cette extrémité 20 supérieure 55 de la paroi latérale 51 correspond à la jonction entre la paroi latérale 51 et la face supérieure 53 du dispositif de protection 50. De préférence, une surface de contact du dispositif de protection 50 avec la partie inférieure 18 du châssis du véhicule est adaptée à glisser contre cette partie inférieure 18. 25 En pratique cette surface de contact correspond sensiblement à la face supérieure 53 du dispositif de protection 50. Cette surface de contact du dispositif de protection 50 est ainsi de préférence recouverte d'un revêtement à faible coefficient de frottement. Ce revêtement à faible coefficient de frottement peut ainsi recouvrir 30 l'enveloppe déformable 31 de la chambre à air 30, le matelas en matériau élastique ou l'enveloppe déformable contenant des ressorts. Ce revêtement à faible coefficient de frottement peut par exemple être réalisé en polytétrafluoroéthylène aussi appelé Téflon®. On peut également prévoir que la face supérieure du dispositif de 35 protection orientée vers la partie inférieure du châssis du véhicule comporte au moins une partie rigide présentant un bord périphérique courbé vers le sol le long de la paroi latérale, afin de faciliter le passage du véhicule sur le dispositif de protection, en particulier lorsqu'il s'agit d'un dispositif comportant une partie déformable en compression qui est comprimée par la partie inférieure du châssis du véhicule. Cette partie rigide peut alors être elle-même recouverte d'un revêtement à faible coefficient de frottement. Dans le cas d'un dispositif de protection gonflable ou comportant un rideau formant une paroi latérale, on peut également prévoir que le dispositif de protection soit intégré au véhicule automobile. II comporte alors des moyens de fixation sur le véhicule.
Le dispositif de protection est par exemple fixé sur le véhicule par un ensemble de vis et d'écrous prisonniers dans le plancher du véhicule. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.
On peut prévoir en particulier un dispositif de détection adapté à générer un signal qui indique la présence d'un élément extérieur situé entre ladite partie inférieure du châssis et le sol. Un tel dispositif de mesure comporte par exemple au moins deux électrodes conductrices disposées dans ladite zone de chargement et un capteur mesurant la capacité du condensateur formé par ces deux électrodes conductrices lorsqu'une tension est appliquée entre ces deux électrodes. En comparant la capacité du condensateur mesurée avec une valeur de référence prédéterminée, le dispositif de détection peut alors en déduire si un élément extérieur est présent dans la zone de chargement malgré le dispositif de protection utilisé. Le dispositif de détection émet alors un signal visant à informer le conducteur ou l'opérateur de la charge, ou à stopper la charge de la batterie.

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de protection (50) d'une zone de chargement par induction d'une batterie électrique d'un véhicule automobile (8), cette zone de chargement étant destinée à être comprise entre une partie inférieure (18) du châssis du véhicule et le sol (15) et à être traversée par des lignes de champ magnétique pendant cette charge, ledit dispositif de protection (50) comprenant au moins une paroi latérale (51) s'élevant sur une hauteur (H) ajustable en fonction de la distance (L) entre le sol (15) et la partie inférieure (18) du châssis de manière à obturer l'accès à un volume compris entre le sol (15) et ladite partie inférieure (18) du châssis du véhicule.
  2. 2. Dispositif de protection (50) selon la revendication 1, dans lequel ladite hauteur (H) de la paroi latérale (51) est ajustable dans une plage comprise entre 10 et 40 centimètres.
  3. 3. Dispositif de protection (50) selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel ladite paroi latérale (51) délimite intérieurement une surface comprise entre 50 centimètres carré et 2 mètres carré.
  4. 4. Dispositif de protection (50) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ledit dispositif de protection (50) comporte au moins une partie déformable.
  5. 5. Dispositif de protection (50) selon la revendication 4, dans lequel ladite partie déformable (30, 31) est une partie gonflable.
  6. 6. Dispositif de protection (50) selon la revendication 5, dans lequel ledit dispositif de protection (50) comporte une chambre à air (30) logée dans une enveloppe déformable (31) dont une partie périphérique forme la paroi latérale (51).
  7. 7. Dispositif de protection (50) selon la revendication 6, dans lequel ladite chambre à air (30) est reliée à un dispositif de gonflage.
  8. 8. Dispositif de protection selon la revendication 4, dans lequel ladite partie déformable est une partie déformable en compression.
  9. 9. Dispositif de protection selon la revendication 8, dans lequel la partie déformable en compression comporte un matelas en matériau élastiquement déformable dont une partie périphérique forme ladite paroi latérale.
  10. 10. Dispositif de protection selon la revendication 8, dans lequel ladite partie déformable en compression comporte une enveloppe déformable logeant des ressorts réalisés dans un matériau non métallique.
  11. 11. Dispositif de protection (50) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'extrémité supérieure (55) de ladite paroi latérale (51)qui est destiné à être en contact avec la partie inférieure (18) du châssis du véhicule est courbée vers l'intérieur du volume délimité par cette paroi latérale (51).
  12. 12. Dispositif de protection (50) selon l'une des revendications précédentes, comportant une surface de contact (53) adaptée à glisser contre la partie inférieure (18) du châssis du véhicule.
  13. 13. Dispositif de protection (50) selon la revendication précédente, dans lequel ladite surface de contact (53) est recouverte d'un revêtement à faible coefficient de frottement.
  14. 14. Dispositif de protection (50) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit dispositif (50) occupe tout le volume de la zone de chargement.
  15. 15. Dispositif de protection selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit dispositif occupe un volume situé dans une partie périphérique de la zone de chargement.
  16. 16. Dispositif de protection selon l'une des revendications précédentes, comportant des moyens de fixation au sol.
  17. 17. Dispositif de protection selon l'une des revendications précédentes, comportant des moyens de fixation au véhicule.
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