FR2974952A1 - Dispositif recepteur pour la recharge par induction mutuelle d'un vehicule et systeme de recharge libre sur voie de detection - Google Patents

Dispositif recepteur pour la recharge par induction mutuelle d'un vehicule et systeme de recharge libre sur voie de detection Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif récepteur (1) pour équipement de recharge sans fil d'une batterie d'un véhicule (11), ledit dispositif (1) comprenant au moins deux bobines secondaires (7) destinées à être placées en regard d'une pluralité de bobines primaires (13) d'un dispositif émetteur (3) afin de bénéficier d'une transmission d'énergie par induction mutuelle, ledit rendement de l'opération de transmission d'énergie pour une bobine secondaire (7) donnée étant dépendant du taux de recouvrement qu'elle présente avec au moins une bobine primaire (13) remarquable en ce que lesdites bobines secondaires (7) sont agencées de sorte que, lorsqu'elles sont placées en regard de la pluralité de bobines primaires, (13) le taux de recouvrement d'au moins deux bobines secondaires (7) adjacentes soit différent. L'invention concerne également un ensemble formé par un tel dispositif récepteur (1) et un dispositif émetteur (3).

Description

DISPOSITIF RECEPTEUR POUR LA RECHARGE PAR INDUCTION MUTUELLE D'UN VEHICULE ET SYSTEME DE RECHARGE LIBRE SUR VOIE DE DETECTION.
L'invention s'inscrit dans le domaine des systèmes de recharge par induction mutuelle. Plus particulièrement l'invention s'adresse aux dispositifs de recharge de véhicules électriques ou hybrides, par exemple de véhicules automobiles, par l'intermédiaire de dispositifs émetteurs et récepteurs permettant une transmission d'énergie par induction mutuelle. L'invention s'adresse également aux véhicules équipés de tels dispositifs récepteurs et/ou aux infrastructures équipées de tels dispositifs émetteurs. L'invention s'adresse aux procédés de rechargement par induction mutuelle d'accumulateurs électriques destinés à être embarqués sur des véhicules.
Le souhait de conduire des voitures moins polluantes a conduit à développer des véhicules électriques équipés de batteries dimensionnées pour garantir une autonomie jugée suffisante, or cet ajout de batteries tend à alourdir ces véhicules pour peu que l'on souhaite augmenter leur autonomie. Lorsque que la voie d'un rechargement de la batterie par induction mutuelle est choisie, se pose alors le problème de l'alignement des bobines primaires ou émettrices avec les bobines secondaires ou réceptrices embarquées sur le véhicule, puisque le rendement de cette transmission d'énergie est dépendant du taux de recouvrement entre les deux bobines et donc de leur alignement.
Le document EP0788211 présente une première solution à ce problème d'alignement, selon laquelle le dispositif émetteur se présente sous forme d'un élément saillant venant s'insérer dans un logement adapté prévu dans le véhicule afin de s'aligner avec la bobine secondaire de ce dernier. Malheureusement cette solution impose un branchement, soit un contact physique, et donc une manoeuvre complexe pour positionner précisément la prise dans le véhicule, quand bien même le dispositif présente une certaine adaptabilité.
Le document US5654621 présente une solution ne nécessitant pas de branchement du véhicule. La bobine primaire est placée sous le véhicule et se place à proximité de la bobine secondaire grâce à un bras articulé pour lui délivrer son champ magnétique avec le meilleur rendement possible. Cette solution présente néanmoins le désavantage d'impliquer un positionnement précis du véhicule.
Pour faciliter ce positionnement du véhicule et donc l'alignement des bobines le document DE102007033654 propose une rigole dans laquelle vient se caler le train avant d'un véhicule. Si cette solution facilite le positionnement selon l'axe longitudinal du véhicule, son positionnement selon l'axe transversal reste du ressort de l'habileté du conducteur qui doit venir se garer selon un certain axe d'approche. Par ailleurs on notera que cette solution implique un positionnement précis du dispositif secondaire sur le véhicule et en particulier par rapport à son train avant.
On notera que les solutions présentées impliquent que l'opération de recharge se fasse dans une infrastructure bien spécifique du fait des éléments mobiles du dispositif émetteur ou de la nécessité d'un positionnement précis. Ceci offre le désavantage pour l'utilisateur d'avoir à se rendre à ces points spécifiques de recharge et de patienter le temps de l'immobilisation du véhicule aux fins de rechargement de ses batteries. Or il serait intéressant de pouvoir recharger les accumulateurs d'un véhicule dans des lieux où l'utilisateur se rend habituellement pour d'autres raisons comme un parking de supermarché dans le cas d'un véhicule automobile ou un arrêt de bus dans le cas d'une application aux transports en commun, afin de rendre l'opération de recharge moins astreignante pour l'utilisateur. De même, il serait intéressant de pouvoir recharger les accumulateurs d'un véhicule sans avoir à se rendre sur des points de recharge nécessitant l'immobilisation du véhicule, et par exemple avoir la possibilité de charger ses accumulateurs sur une voie de circulation. De plus, une multiplication des points de recharge permettrait d'augmenter l'autonomie de roulage des véhicules sans les alourdir inconsidérément.
Il existe donc un besoin pour un système de recharge mettant en oeuvre des infrastructures de recharge simple, ne nécessitant pas de positionnement contraignant du véhicule par rapport au dispositif émetteur tout en gardant un bon rendement lors de l'opération de recharge. Il existe un besoin pour des systèmes de recharge ne nécessitant pas d'immobilisation spécifique du véhicule à cette fin, voire pas d'immobilisation du tout.
Un début de solution est apporté par les documents DE102009013694 et DE102009013695 qui divulguent un dispositif de transfert d'énergie par induction mutuelle pouvant être enterré. Le champ magnétique inductif est produit par une matrice de bobines primaires ou par un quadrillage de câbles recouvrant une certaine surface. Dans le cas du quadrillage, les câbles délimitent des mailles qui sont assimilables à des bobines. Le dispositif présente des moyens pour détecter la position de la bobine secondaire du dispositif récepteur et pour activer chaque bobine primaire de manière isolée en fonction de cette position. Malheureusement ce dispositif, s'il s'affranchit en partie de la contrainte d'alignement entre une bobine primaire et une bobine secondaire par la mise en oeuvre d'une pluralité de bobines primaires, présente des inconvénients en termes de rendement. En effet, si la bobine secondaire est bien alignée avec une des bobines primaires, le rendement sera optimal, mais si elle ne l'est pas le rendement de l'opération de transmission d'énergie risque de chuter. Pour palier aux problèmes de diminution de rendement suite à un désaxage éventuel des bobines, cet art antérieur propose de placer les bobines primaires accolées les unes aux autres, voire de les agencer de telle sorte à ce qu'elles se chevauchent ou encore d'utiliser des bobines primaires de grande dimension. L'art antérieur cherche à créer une surface pouvant présenter un champ magnétique presque en tout point. Malheureusement la multiplication du nombre de bobines au mètre carré augmente le coût d'une telle installation de recharge et l'utilisation de bobines de grandes tailles implique une surconsommation d'énergie électrique.
L'invention a pour objectif de palier aux problèmes rencontrés par l'art antérieur en proposant une solution pour le rechargement d'accumulateurs d'énergie électrique par induction mutuelle entre un dispositif émetteur et un dispositif récepteur dans laquelle le positionnement dudit dispositif récepteur relativement au dispositif émetteur a une influence minimisée sur le rendement de l'opération de charge.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif récepteur pour équipement de recharge sans fil d'une batterie d'un véhicule électrique ou hybride, ledit dispositif comprenant au moins deux bobines secondaires destinées à être placées en regard d'une pluralité de bobines primaires d'un dispositif émetteur afin de bénéficier d'une transmission d'énergie par induction mutuelle, ledit rendement de l'opération de transmission d'énergie pour une bobine secondaire donnée étant dépendant du taux de recouvrement qu'elle présente avec au moins une bobine primaire remarquable en ce que lesdites bobines secondaires sont agencées de sorte que, lorsqu'elles sont placées en regard de la pluralité de bobines primaires, le taux de recouvrement d'au moins deux bobines secondaires adjacentes soit différent.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, lesdites bobines présentent un axe de symétrie central, ledit dispositif est remarquable en ce que les bobines secondaires sont agencées pour présenter un écartement entre les axes de symétrie de deux bobines adjacentes variant d'une paire de bobines adjacentes à la suivante, de préférence l'écartement varie de manière progressive selon un multiplicateur ou un incrément donné.
Alternativement, lesdites bobines présentent un axe de symétrie central, le dispositif est remarquable en ce que les bobines secondaires sont agencées pour présenter un écartement constant entre leurs axes de symétrie, ledit écartement étant différent de l'écartement entre les axes de symétrie des bobines primaires placées en regard, de préférence l'écartement entre les axes de symétrie des bobines secondaires est inférieur à celui des bobines primaires.
De manière avantageuse, les bobines comprenant des enroulements et les enroulements de deux bobines adjacentes sont espacés d'une distance constante ou variable, caractérisé en ce que la distance d'espacement entre les enroulements de deux bobines secondaires adjacentes est inférieure ou égale aux dimensions présentées par la ou les bobines primaires placées en regard.
Eventuellement, les bobines secondaires sont montées sur un support et en ce que ledit dispositif présente des moyens pour déplacer ledit support en direction des bobines primaires du dispositif émetteur durant l'opération de transmission d'énergie de sorte à en améliorer le rendement. De préférence, le dispositif est en outre configuré pour désactiver les bobines secondaires pour lesquelles le rendement de l'opération de transmission d'énergie est inférieur à une valeur déterminée. 20 Avantageusement, le dispositif présente en outre des moyens pour transmettre des informations au dispositif émetteur, de préférence les informations transmises comprennent au moins l'identification du dispositif récepteur et/ou sa position par rapport audit dispositif émetteur. 25 L'invention a également pour objet un ensemble comprenant un dispositif émetteur et d'au moins un dispositif récepteur tel que défini plus haut, le dispositif émetteur présentant une pluralité de bobines primaires, lesdites bobines présentant un axe de symétrie central, remarquable en ce que les bobines primaires sont agencées pour présenter un écartement constant ou variable entre leurs axes de symétrie, de 30 préférence, les bobines primaires sont statiques en ce qu'elles ne peuvent pas être déplacées.15 Avantageusement, le dispositif émetteur présente des moyens pour recevoir des informations en provenance d'un ou de plusieurs dispositifs récepteurs et pour activer sélectivement au moins une partie de ses bobines primaires en réponse aux informations reçues, de préférence il présente en outre des moyens pour désactiver les bobines primaires dont le taux de recouvrement avec les bobines secondaires du ou des dispositifs récepteurs est inférieur à une valeur déterminée Eventuellement, le dispositif émetteur présente en outre des moyens pour détecter un déplacement éventuel d'au moins un dispositif récepteur et en ce qu'il est configuré pour activer par anticipation ses bobines primaires dans le sens du déplacement dudit dispositif récepteur en réponse à cette détection de sorte à effectuer une opération de transmission d'énergie durant le déplacement dudit dispositif récepteur.
De manière optionnelle, les bobines primaires du dispositif émetteur sont alimentées par un courant continu et sont agencées en rangées successives, lesdites rangées présentant une alternance de polarité de sorte à induire une tension dans les bobines secondaires du dispositif récepteur placées en regard en réponse au déplacement dudit dispositif récepteur sur ledit dispositif émetteur, de préférence ledit déplacement se fait à une vitesse supérieure ou égale à une vitesse déterminée pour que deux rangées de bobines primaires de même polarité se succèdent en regard d'une bobine secondaire à une fréquence supérieure ou égale à 40 Hz.
L'invention a également pour objet un véhicule remarquable en ce qu'il présente un dispositif récepteur tel que défini plus haut.
L'invention a enfin pour objet un dispositif émetteur pour équipement de recharge sans fil d'une batterie d'un véhicule, ledit dispositif comprenant une pluralité de bobines primaires agencées rangées successives et destinées à venir se placer en regard d'au moins une bobine secondaire et de préférence d'une pluralité de bobine secondaires d'un dispositif récepteur afin d'effectuer une transmission d'énergie par induction mutuelle, remarquable en ce que lesdites bobines primaires sont alimentées par un courant continu et sont agencées en rangées successive présentant une alternance de polarité de telle sorte à induire une tension dans la ou les bobines secondaires du dispositif récepteur placées successivement en regard desdites bobines primaires en réponse à un déplacement dudit dispositif récepteur par rapport au dispositif émetteur.
De préférence le déplacement du dispositif récepteur se fait à une vitesse supérieure ou égale à une vitesse déterminée pour que deux rangées de bobines primaires de même polarité se succèdent en regard d'une bobine secondaire à une fréquence supérieure ou égale à 40 Hz.
On aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée que la mise en oeuvre de l'invention consiste à doter le dispositif récepteur d'une pluralité de bobines secondaires et à agencer ces bobines de telle sorte à introduire un décalage dans l'alignement d'au moins une bobine secondaire par rapport aux bobines primaires. La mise en oeuvre de l'invention consiste à rendre le maillage de bobines secondaires du dispositif récepteur non superposable au maillage de bobines primaires du dispositif émetteur. L'invention est remarquable en ce que plutôt que de tenter, comme dans l'art antérieur, d'obtenir le meilleur alignement possible entre les bobines émettrices et réceptrices, elle prend le parti d'abandonner la recherche de ce meilleur alignement possible pour rechercher un alignement moyen entre deux ensembles comprenant plusieurs bobines. En introduisant un décalage dans le maillage des bobines du dispositif récepteur, l'invention permet de s'affranchir de la contrainte de positionnement du dispositif récepteur par rapport au dispositif émetteur. En effet, lorsque le dispositif récepteur est placé au dessus du dispositif émetteur, il y aura toujours une partie de ses bobines qui va se trouver en position pour être chargée, parce qu'elles présenteront un taux de recouvrement par les bobines primaires acceptable d'un point de vue du rendement de la transmission d'énergie. Ainsi, selon l'invention quelque soit le placement du dispositif émetteur au dessus du dispositif récepteur on obtient un taux de chargement moyen. Ce décalage est obtenu soit par un pas variable dans le maillage d'un des deux dispositifs récepteur ou émetteur tandis que l'autre présente un pas constant (ou éventuellement un pas variable de façon différente), soit par une différence constante de pas entre les maillages des deux dispositifs récepteur et émetteur.
Selon un autre aspect, la mise en oeuvre de l'invention consiste à configurer le dispositif émetteur afin qu'il puisse reconnaître le dispositif récepteur qui s'approche de lui, tester la pertinence de l'activation d'un ou plusieurs de ses bobines émettrices en fonction du positionnement des bobines réceptrices, et n'activer que les bobines émettrices les plus intéressantes en fonction de leur position par rapport aux bobine réceptrices. Prenant le parti que seuls certaines des bobines du dispositif récepteur sont en position pour être chargées, le dispositif émetteur présente donc des moyens pour repérer parmi ses bobines primaires celles présentant un alignement jugé acceptable avec les bobines secondaires et des moyens pour n'activer que les bobines primaires pertinentes à des fins de chargement du dispositif récepteur. De même, le dispositif récepteur est de préférence configuré pour désactiver ses bobines secondaires jugées insuffisamment productives. Ainsi, le dispositif émetteur selon l'invention est remarquable en ce qu'il permet d'optimiser la dépense électrique nécessaire à la recharge des accumulateurs électriques du dispositif récepteur. Par ailleurs, l'activation d'une partie seulement des bobines primaires du dispositif émetteur permet de concevoir des dispositifs émetteurs présentant un nombre important de bobines primaires pouvant s'étaler sur une longueur de plusieurs mètres ou de plusieurs dizaines voire centaines de mètres. De tels dispositifs émetteurs constituent alors une voie de détection à placement libre pour le dispositif récepteur. De plus ils peuvent alors être configurés pour pouvoir reconnaître plusieurs dispositifs récepteurs différents en même temps et recharger les accumulateurs de ces dispositifs récepteurs de manière indépendante et simultanée sans occasionner un surcroit de dépense d'énergie. Ces dispositifs émetteurs étalant des bobines primaires sur plusieurs mètres permettent de mettre en oeuvre des opérations de chargement alors que le véhicule continue de se déplacer, par exemple à une vitesse inférieure à 30 km/h et de préférence à une vitesse inférieure à 20 km/h L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit donnée à titre d'exemple, en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles: - La figure 1 est une représentation d'un système de recharge sans fil selon 10 l'invention ; - La figure 2 est une représentation schématique d'un exemple de maillage des bobines secondaire d'un dispositif récepteur selon l'invention ; - La figure 3 est une représentation schématique en vue de profil des dispositifs émetteurs et récepteurs selon l'invention illustrant le décalage d'alignement entre 15 les bobines émettrices et les bobines réceptrices.
On se référera en premier lieu à la figure 1 représentant schématiquement l'ensemble formé par un dispositif récepteur (1) et un dispositif émetteur (3) selon l'invention. Le dispositif émetteur (3) est un système apte à transmettre de l'énergie 20 par induction mutuelle à un dispositif récepteur (1) embarqué sur un véhicule en vue du chargement des accumulateurs électriques dudit véhicule. Le dispositif émetteur (3) est configuré pour alimenter ses bobines primaires (13) au moyen d'un courant alternatif.
25 Le dispositif récepteur (1) selon l'invention comprend un support (5) sur lequel sont disposées au moins deux bobines secondaires (7) ou réceptrices. Lorsque le dispositif récepteur (1) selon l'invention est utilisé dans une application véhicule par exemple pour la recharge de la ou des batteries (9) d'un véhicule (11) automobile électrique ou hybride, alors le support (5) portant les bobines secondaires (7) est 30 avantageusement disposé sous le châssis de ce dernier (11). Le support (5) forme un plan et est configuré pour être ou venir se placer parallèlement au plan dans lequel sont distribuées les bobines primaires (13) du dispositif émetteur (1) comme nous le verrons plus loin.
De préférence les bobines secondaires (7) du dispositif récepteur (1) sont agencées et présentes en nombre suffisant pour former un maillage s'étendant sur au moins deux rangées et/ou au moins deux colonnes. De préférence encore les rangées et/ou les colonnes présentent au moins trois bobines secondaires (7) placées adjacentes. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention mais non limitative, le dispositif récepteur (1) présente un ensemble de vingt cinq bobines secondaires (7) agencées sur cinq rangées et sur cinq colonnes.
La présence de plusieurs bobines secondaires (7) au niveau du dispositif récepteur (1) permet de s'affranchir de la contrainte de positionnement dudit dispositif récepteur (1) au dessus du dispositif émetteur (3). En effet, le dispositif récepteur (1) vient se placer en regard du dispositif émetteur (3) présentant également une pluralité de bobines primaires (13). Ces bobines primaires (13) sont également agencées de telle sorte à former un maillage, mais ce maillage est nécessairement différent du maillage présenté par le dispositif récepteur (1). Il n'est donc pas possible de superposer les deux maillages. Selon l'invention au moins deux bobines secondaires (7) adjacentes du dispositif émetteur (1) ne peuvent pas être alignées (ou superposées) avec au moins deux bobines primaires (13) placées en regard. On comprendra alors que si une bobine secondaire (7) est alignée parfaitement avec la bobine primaire (13) disposée en regard alors au moins une des bobines secondaires (7) qui lui est adjacente n'est pas alignée avec la bobine primaire (13). On introduit donc un décalage entre le positionnement des bobines secondaires (7) et primaires (13). De ce fait, on aura toujours une partie des bobines primaires (13) plus ou moins alignées avec une partie des bobines secondaires (7) et une partie des bobines primaires (13) qui seront non alignées. Ceci permet d'obtenir un taux de recouvrement moyen qui est acceptable et indépendant du positionnement du dispositif récepteur (1). Sans l'introduction de ce décalage, on risquerait de se trouver selon les cas dans une situation générale d'alignement des bobines (7, 13) avec un taux de recouvrement optimal ou dans une situation générale de non alignement des bobines (7, 13) avec un taux de recouvrement faible. Ce taux de recouvrement général faible augmenterait la durée de charge des accumulateurs et donc la dépense énergétique occasionnée.
L'invention, on l'a compris, réside en la réalisation d'un compromis permettant d'obtenir un taux général de recouvrement acceptable des bobines secondaires (7) en toutes circonstances. Le décalage introduit est tel qu'il permet d'obtenir un taux de recouvrement moyen sur l'ensemble des bobines secondaires (7) permettant un chargement des accumulateurs avec un temps de charge et une dépense énergétique jugée satisfaisante.
Ainsi par exemple, la taille et la disposition respective des bobines primaires (13) et secondaires (7) est telle que les axes de symétrie centrale d'au moins deux bobines primaires (13) adjacentes ne puissent pas se confondre avec les axes d'au moins deux bobines secondaires (7) adjacents destinés à être placés en regard. En d'autres termes, le taux de recouvrement de deux bobines secondaires (7) adjacentes est différent. On notera qu'on entend par axe de symétrie centrale d'une bobine, l'axe passant par le centre de l'enroulement de la bobine et parallèle au champ magnétique de ladite bobine. On entend par « pas » la distance entre deux axes de symétrie centrale.
Ce décalage entre les bobines secondaires (7) et primaires (13) peut être obtenu de différentes façons. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le décalage est obtenu par l'introduction d'un pas variable dans le maillage des bobines primaires (13) ou secondaires (7). Lorsque ce pas variable est introduit au niveau de l'agencement des bobines secondaires (7) du dispositif récepteur (1), les bobines primaires (13) disposées en regard présentent alors un pas fixe. L'inverse, à savoir un pas fixe pour les bobines secondaires (7) et un pas variable pour les bobines primaires (13) est également envisageable pour l'homme du métier. La figure 2 illustre un exemple de réalisation de l'invention dans lequel un agencement de vingt cinq bobines secondaires (7) ordonnées selon cinq rangées et cinq colonnes présentent un pas variable. On notera que par « pas variable » on entend aussi bien le pas (Y1 à Y4) entre deux bobines secondaires (7) d'une même rangée que celui (X1 à X4) entre deux bobines secondaires (7) d'une même colonne. La figure 3 illustre comment étant placé en regard d'un agencement de bobines primaires (13) présentant un pas fixe, le dispositif récepteur (1) présente au moins deux bobines secondaires (7) adjacentes non alignées et donc présentant des taux de recouvrement différents avec lesdites bobines primaires (13) La variation du pas peut être obtenue par un facteur de décalage constant par exemple un facteur de un demi. L'écartement entre deux bobines (7) sera donc variable et variera selon un multiplicateur ou un incrément donné.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les bobines primaires (13) et secondaires (7) présentent toutes deux un maillage régulier de bobines mais la distance entre les axes de symétrie centrale deux bobines primaires (13) adjacentes est différente de la distance entre les axes de symétrie centrale de deux bobines secondaires (7) adjacentes. De préférence, mais de manière non limitative la distance entre les axes de deux bobines primaires (13) adjacentes est supérieure à la distance entre les axes de deux bobines secondaires (7) adjacentes ; mais l'inverse est également envisageable. Cette configuration où le pas entre les axes des bobines primaires (13) est supérieur au pas des bobines secondaire (7) trouve un avantage dans une optique d'économie du nombre de bobines primaires (13) à placer sous le véhicule (11). On aura compris qu'étant espacées d'un pas différent, les axes de symétrie centrale des bobines primaires (13) et secondaires (7) ne peuvent pas être tous confondus et on obtient donc un décalage entre elles. Partant de deux bobines non-alignées, le décalage de positionnement relatif des bobines primaires et secondaires va s'accroître ou diminuer à chaque pas jusqu'à revenir sur un alignement entre deux bobines (7, 13). L'homme du métier pourra choisir le pas respectif des bobines primaires (13) et secondaires (7) en fonction du nombre de bobines secondaires (7) présentes dans le dispositif récepteur (1). Par exemple, la distance entre les axes de deux bobines primaires (13) sera inferieure ou égale à 1,5 fois la distance entre les axes de deux bobines secondaires (7).
Dans les deux modes de réalisation présentés, l'homme du métier trouvera avantage à ce que la distance maximale entre deux bobines (7, 13) soit inférieure aux dimensions des bobines placées en regard. De préférence, les bobines primaires (13) sont de même dimension que les bobines secondaires (7).
Selon l'invention, le dispositif récepteur (1) présente en outre un module de pilotage qui va sélectionner les bobines secondaires (27) présentant un taux de recouvrement supérieur ou égal à une valeur donnée et donc jugée suffisamment productifs. De préférence, le dispositif récepteur (1) présente en outre des moyens pour faire descendre le support (5) portant les bobines secondaires (7) en direction du sol et donc des bobines primaires (13) pendant l'opération de chargement, ou des moyens pour diminuer la garde au sol (21) du véhicule. Cette diminution de la distance séparant les bobines primaires (13) et secondaires (7) permet d'augmenter le rendement lors du transfert d'énergie, et donc d'accélérer le chargement des accumulateurs.
De manière avantageuse, le dispositif récepteur (1) présente des moyens (15) pour communiquer avec le dispositif émetteur (3). Il peut par exemple se signaler et être reconnu par ledit dispositif émetteur (3) lorsqu'il arrive sur une aire de recharge. Ceci est particulièrement avantageux dans le cadre de la mise en place d'abonnements concernant la possibilité de recharger son véhicule (11) en des lieux non spécifiques au chargement. Ce chargement se fera alors automatiquement sans que l'utilisateur n'ait besoin d'intervenir. Le dispositif récepteur (1) peut aussi transmettre une information générale relative à son positionnement approximatif sur l'aire de recharge du dispositif émetteur (3). Le dispositif émetteur (3) présentera alors des moyens (17) pour recevoir ces informations et pour activer sélectivement au moins une partie de ses bobines primaires (13) en réponse. De préférence cette activation se fera dans un premier temps sur une plage initiale de bobines primaires (13) correspondant aux indications de positionnent général du dispositif récepteur (1). Puis, le dispositif émetteur (3) va désactiver une partie des bobines primaires (13) de cette plage initiale à savoir, celles dont le taux de recouvrement avec les bobines secondaires (7) est inférieur à une valeur déterminée, pour ne conserver activées que celles (23) dont le taux de recouvrement est jugé satisfaisant. Lorsque le dispositif émetteur est de grande taille en ce qu'il présente des bobines primaires (13) étalées sur plusieurs mètres, il est en outre configuré pour pouvoir effectuer une transmission d'énergie en direction de plusieurs dispositifs récepteurs (1). C'est par exemple le cas lorsque le dispositif émetteur est implanté sous le revêtement de places de parking d'un supermarché, ou lorsqu'il est sous le revêtement d'une route par exemple en amont d'un feu rouge.
De préférence encore, le dispositif émetteur (3) est configuré pour détecter le déplacement (23) éventuel du dispositif récepteur (1) et est configuré pour activer par anticipation ses bobines primaires (13) dans le sens du déplacement détecté et en fonction de la position transversale relative du dispositif récepteur (1). Cette activation anticipée est illustrée sur la figure 3 où est représenté un intervalle d'approche (19) des bobines primaires. Une bobine primaire (13) est activée lorsqu'une bobine secondaire (7) pénètre dans cet intervalle (13). De ce fait il est possible d'effectuer une opération de transmission d'énergie durant le déplacement dudit dispositif récepteur (1). Ceci est avantageux lorsque le dispositif émetteur (3) est placé sous une route ou par exemple au niveau d'un arrêt d'autobus en vue de la recharge de la batterie de ce dernier. Le temps disponible pour la recharge s'en trouve alors prolongé.
Généralement les bobines primaires (13) d'un dispositif émetteur (3) alimentées par un courant alternatif par exemple présentant une fréquence pouvant varier entre 40 à 2000 Hz. Selon une mise en oeuvre de l'invention, les bobines primaires (13) du dispositif émetteur (3) sont alimentées par un courant continu et sont agencées en rangées successives présentant une alternance de polarité. Le déplacement du dispositif récepteur (1) relativement au dispositif émetteur (3) va se substituer à l'application d'un courant alternatif dans les bobines (13) du dispositif émetteur (3).
Les rangées de bobines primaires (13) sont orientées transversalement au sens de déplacement du dispositif récepteur (1) de telle sorte qu'une bobine secondaire (7) soit placée en regard d'une rangée de bobines primaires (13) présentant une polarité donnée, puis en regard d'une rangée de bobines primaires (13) présentant la polarité inverse et ainsi de suite. L'invention est remarquable en ce que la succession de rangées de bobines primaires (13) présentant une alternance de polarité va induire une tension dans les bobines secondaires (7) du dispositif récepteur (1) placées en regard du fait du déplacement du dispositif récepteur (1). De préférence, ledit déplacement du dispositif récepteur (1) se fait à une vitesse supérieure ou égale à une vitesse déterminée pour que deux rangées de bobines primaires (13) de même polarité se succèdent en regard d'une bobine secondaire (7) à une fréquence supérieure ou égale à 40 Hz. On aura compris que la vitesse de déplacement du dispositif récepteur (1) est donc également calculée en fonction de la distance d'écartement entre deux rangées de bobines primaires (13). Ainsi, il est possible de placer le dispositif émetteur (3) selon l'invention sur une voie rapide ou une autoroute et de procéder au chargement des accumulateurs d'un véhicule se déplaçant à une vitesse supérieure à 20 km/h, et de préférence supérieure à 60 km/h. Le dispositif récepteur (1) peut présenter en outre des moyens pour informer le conducteur qu'il a atteint une vitesse suffisante pour effectuer l'opération de recharge desdits accumulateurs.
Selon un autre aspect, l'invention consiste en une méthode de rechargement d'un dispositif récepteur (1) à partir d'un dispositif émetteur (3) par transmission d'énergie par induction électromagnétique remarquable en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - détection par le dispositif émetteur (3) de la présence d'un dispositif récepteur (1) présentant au moins une bobine secondaire susceptible d'être alignée avec au moins une bobine primaire dudit dispositif émetteur et détection de la position initiale du dispositif récepteur vis-à-vis du dispositif émetteur; de préférence cette détection de présence se fait par transmission d'information entre le dispositif émetteur et récepteur ; - activation d'une plage initiale de bobines du dispositif émetteur disposées en dessous des bobines du dispositif récepteur ; la dite plage initiale étant déterminée en fonction de la détermination de la position initiale dudit dispositif récepteur ; - analyse du taux de recouvrement des entre les bobines primaires (de la plage initiale) et secondaires et désactivation des bobines primaires (de la plage initiale) dont le taux de recouvrement avec les bobines secondaires est inférieur à une valeur déterminée.
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits dans le présent mémoire et donnés à titre d'exemple, mais englobe toutes les variantes envisageables par l'homme du métier dans le cadre de la définition qui en a été donnée.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif récepteur (1) pour équipement de recharge sans fil d'une batterie d'un véhicule (11), ledit dispositif (1) comprenant au moins deux bobines secondaires (7) destinées à être placées en regard d'une pluralité de bobines primaires (13) d'un dispositif émetteur (3) afin de bénéficier d'une transmission d'énergie par induction mutuelle, ledit rendement de l'opération de transmission d'énergie pour une bobine secondaire (7) donnée étant dépendant du taux de recouvrement qu'elle présente avec au moins une bobine primaire (13) caractérisé en ce que lesdites bobines secondaires (7) sont agencées de sorte que, lorsqu'elles sont placées en regard de la pluralité de bobines primaires, (13) le taux de recouvrement d'au moins deux bobines secondaires (7) adjacentes soit différent.
  2. 2. Dispositif récepteur (1) selon la revendication 1, lesdites bobines (7, 13) présentant un axe de symétrie central, ledit dispositif (1) étant caractérisé en ce que les bobines secondaires (7) sont agencées pour présenter un écartement entre les axes de symétrie de deux bobines (7) adjacentes variant d'une paire de bobines (7) adjacentes à la suivante, de préférence l'écartement varie selon un multiplicateur ou un incrément donné.
  3. 3. Dispositif récepteur (1) selon la revendication 1, lesdites bobines (7, 13) présentant un axe de symétrie central, le dispositif (1) étant caractérisé en ce que les bobines secondaires (7) sont agencées pour présenter un écartement constant entre leurs axes de symétrie, ledit écartement étant différent de l'écartement entre les axes de symétrie des bobines primaires (13) placées en regard, de préférence l'écartement entre les axes de symétrie des bobines secondaires (7) est inférieur à celui des bobines primaires (13). 17
  4. 4. Dispositif récepteur (1) selon une des revendications 2 ou 3, les bobines (7, 13) comprenant des enroulements caractérisé en ce que les enroulements de deux bobines (7, 13) adjacentes sont espacés d'une distance constante ou variable, et en ce que la distance d'espacement entre les enroulements de deux bobines secondaires (7) adjacentes est inférieure ou égale aux dimensions présentées par la ou les bobines primaires (13) placées en regard.
  5. 5. Dispositif récepteur (1) selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les bobines secondaires (7) sont montées sur un support (5) et en ce que ledit dispositif (1) présente des moyens pour déplacer ledit support (5) en direction des bobines primaires (13) du dispositif émetteur (3) durant l'opération de transmission d'énergie de sorte à en améliorer le rendement.
  6. 6. Dispositif récepteur (1) selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il est en outre configuré pour désactiver les bobines secondaires (7) pour lesquelles le rendement de l'opération de transmission d'énergie est inférieur à une valeur déterminée.
  7. 7. Ensemble comprenant un dispositif émetteur (3) et au moins un dispositif récepteur (1) selon l'une des revendications 1 à 6, le dispositif émetteur (1) présentant une pluralité de pluralité de bobines primaires (13), lesdites bobines (7, 13) présentant un axe de symétrie central, caractérisé en ce que les bobines primaires (13) sont agencées pour présenter un écartement constant ou variable entre leurs axes de symétrie, de préférence, les bobines primaires (13) sont statiques en ce qu'elles ne peuvent pas être déplacées.
  8. 8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif récepteur (1) présente en outre des moyens (15) pour transmettre des informations au dispositif émetteur (3), de préférence les informations transmises comprennent au moins l'identification dudit dispositif récepteur (1) et/ou sa position par rapport audit dispositif émetteur (3), et en ce que ledispositif émetteur (3) présente des moyens pour recevoir des informations en provenance d'un ou de plusieurs dispositifs récepteurs (1) et pour activer sélectivement au moins une partie de ses bobines primaires (13) en réponse aux informations reçues, de préférence il présente en outre des moyens pour désactiver les bobines primaires (13) dont le taux de recouvrement avec les bobines secondaires (7) du ou des dispositifs récepteurs (1) est inférieur à une valeur déterminée
  9. 9. Ensemble selon la revendication 8 caractérisé en ce que le dispositif émetteur (3) présente en outre des moyens pour détecter un déplacement éventuel d'au moins un dispositif récepteur (1) et en ce qu'il est configuré pour activer par anticipation ses bobines primaires (13) dans le sens du déplacement dudit dispositif récepteur (1) en réponse à cette détection de sorte à effectuer une opération de transmission d'énergie durant le déplacement dudit dispositif récepteur (1).
  10. 10. Ensemble selon la revendication 9 caractérisé en ce que les bobines primaires (13) du dispositif émetteur (3) sont alimentées par un courant continu et sont agencées en rangées de bobines primaires (13) successives, lesdites rangées présentant une alternance de polarité de sorte à induire une tension dans les bobines secondaires (7) du dispositif récepteur (1) en réponse au déplacement dudit dispositif récepteur (1) sur ledit dispositif émetteur (3), de préférence ledit déplacement se fait à une vitesse supérieure ou égale à une vitesse déterminée pour que deux rangées de bobines primaires (13) de même polarité se succèdent en regard d'une bobine secondaire (7) à une fréquence supérieure ou égale à 40 Hz.
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