FR3036540B1 - Batterie et dispositif et procede de recharge et d'echange d'une telle batterie - Google Patents

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Abstract

La batterie (20) comporte : - un accumulateur (24) d'énergie électrique, - un connecteur (22) de recharge pour recevoir de l'énergie électrique de recharge de l'accumulateur, - une mémoire (27) conservant une donnée représentative d'un nombre de recharges restant pour un utilisateur, - un moyen (23) de coupure de recharge pour connecter électriquement ou non l'accumulateur au connecteur de recharge, - un moyen (29) de communication configuré pour transmettre une première donnée représentative d'un nombre de recharges restant pour l'utilisateur et recevoir, en retour, une deuxième donnée représentative d'un nombre de recharges restant pour l'utilisateur et - un circuit électronique (25) pour inscrire la deuxième donnée dans la mémoire et pour fermer le moyen de coupure de recharge de la batterie seulement si le nombre de recharges restant pour l'utilisateur est supérieur à zéro.

Description

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention concerne une batterie, un dispositif d’échange d’une telle batterie, un procédé d’échange d’une telle batterie et un procédé de recharge d’une telle batterie. Elle s’applique à tous les types de batteries portables, notamment pour vélos électriques, cyclomoteurs électriques, vélomoteurs électriques, motocyclettes électriques, tricycles électriques et véhicules légers électriques.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On connaît des véhicules électriques munis de batteries amovibles. Ces batteries doivent être régulièrement rechargées. Des recharges peuvent être effectuées chez soi ou à une borne de recharge publique. Malheureusement, la durée d’attente pendant la recharge à une borne de recharge publique ou chez un tiers est rédhibitoire. Si bien que de nombreux usagers limitent leur rayon de déplacement à la moitié de l’autonomie de la batterie. La diffusion des véhicules électriques s’en trouve très limitée.
OBJET DE L’INVENTION
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
Selon un premier aspect, la présente invention vise une batterie, qui comporte : - un accumulateur d’énergie électrique, - un connecteur de recharge pour recevoir de l’énergie électrique de recharge de l’accumulateur, - une mémoire conservant une donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour un utilisateur, - un moyen de coupure de recharge pour connecter électriquement ou non l’accumulateur au connecteur de recharge, - un moyen de communication configuré pour transmettre une première donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour l’utilisateur et recevoir, en retour, une deuxième donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour l’utilisateur et - un circuit électronique pour inscrire la deuxième donnée dans la mémoire et pour fermer le moyen de coupure de recharge de la batterie seulement si le nombre de recharges restant pour l’utilisateur est supérieur à zéro.
Grâce à ces dispositions, un échange de batterie peut être effectué en transférant des données concernant une première batterie au moins partiellement déchargée, ou son utilisateur, à une deuxième batterie déjà chargée. Du fait que c’est la batterie qui conserve des données la concernant, la confiance des différents utilisateurs du système d’échange ou de recharge est assurée.
Dans des modes de réalisation, la batterie comporte : - une mémoire conservant une donnée représentative d’un identifiant de dispositif consommant de l’énergie électrique, - un connecteur de distribution d’énergie pour distribuer de l’énergie électrique, éventuellement confondu avec le connecteur de recharge, - un moyen de coupure de distribution pour connecter électriquement ou non l’accumulateur au connecteur de distribution d’énergie, - un moyen de communication configuré pour recevoir un identifiant d’un dispositif consommant de l’énergie électrique et - un circuit électronique configuré pour fermer le moyen de coupure de distribution si l’identifiant de dispositif conservé en mémoire correspond à l’identifiant de dispositif reçu.
Grâce à ces dispositions, la batterie objet de la présente invention peut interdire l’alimentation électrique d’un véhicule auquel elle n’est pas destinée, par exemple un véhicule consommant trop d’énergie électrique ou un véhicule volé.
Dans des modes de réalisation, la mémoire conserve, de plus, une information représentative d’un nombre de recharges restant dans la durée de vie de la batterie, le circuit électronique étant configuré pour fermer le moyen de coupure de recharge de la batterie seulement si le nombre de recharges restant dans la durée de vie de la batterie est supérieur à zéro.
Grâce à ces dispositions, la batterie est protégée, par les données qu’elle conserve, contre un nombre de recharges excessif.
Dans des modes de réalisation, la batterie comporte, de plus, un circuit anti-effraction interdisant le fonctionnement de la batterie en cas de détection d’effraction.
Grâce à ces dispositions, la batterie est protégée contre une tentative de modifier les données qu’elle conserve en mémoire.
Dans des modes de réalisation, la batterie conserve une identification d’un chargeur dans lequel le moyen de communication est configuré pour recevoir une identification d’un chargeur auquel est connectée la batterie et pour fermer le moyen de coupure de recharge de la batterie seulement si lesdites identifications de chargeur se correspondent.
Grâce à ces dispositions, la batterie objet de la présente invention peut interdire sa recharge par un chargeur de batterie qui ne lui est pas associé, par exemple en cas de vol de la batterie ou du chargeur de batterie.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un dispositif d’échange de batterie, qui comporte : - au moins deux espaces de stockage, configurés, chacun, pour recevoir une batterie, - pour chaque espace de stockage de batterie, un moyen de verrouillage de la batterie en position et un moyen de recharge de la batterie, - un moyen de communication avec un circuit électronique d’une première batterie verrouillée en position dans un premier espace de stockage, pour en recevoir une première donnée représentative d’un nombre de crédits restant et - un moyen de communication avec un circuit électronique d’une deuxième batterie verrouillée en position dans un deuxième espace de stockage, pour lui transmettre une deuxième donnée représentative du nombre de crédits reçu.
Ce dispositif d’échange présente les mêmes avantages que la batterie objet de la présente invention.
Dans des modes de réalisation, le nombre de crédits représente un nombre de recharges restant pour un utilisateur.
Dans des modes de réalisation, le nombre de crédits représente un nombre d’échanges restant pour un utilisateur.
Dans des modes de réalisation, le dispositif d’échange comporte un moyen d’autorisation de déverrouillage de la deuxième batterie seulement si la première donnée représente un nombre d’échanges restant pour l’utilisateur supérieur à zéro, la deuxième donnée représentant le nombre d’échanges représenté par la première donnée décrémentée de un et incrémenté d’un éventuel achat de droits d’échange.
Dans des modes de réalisation, le dispositif d’échange comporte un moyen d’autorisation de déverrouillage de la deuxième batterie seulement si la première donnée représente un nombre de crédits supérieur à zéro.
Dans des modes de réalisation, un moyen de communication avec un circuit électronique d’une batterie est configuré pour recevoir une troisième donnée représentative d’un nombre de recharges restant dans la durée de vie de la batterie, ladite batterie n’étant rechargée que si le nombre de charges restant dans la durée de vie de la batterie est supérieur à zéro.
Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de recharge de batterie comportant : - un accumulateur d’énergie électrique, - un connecteur de recharge pour recevoir de l’énergie électrique de recharge de l’accumulateur, - une mémoire conservant une donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour un utilisateur, - un moyen de coupure de distribution de recharge pour connecter électriquement ou non l’accumulateur au connecteur de recharge, ledit procédé comportant : - une étape de transmission, par la batterie, d’une première donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour l’utilisateur, - une étape de réception, en retour, d’une deuxième donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour l’utilisateur, - une étape d’inscription de la deuxième donnée dans la mémoire et - une étape de fermeture du moyen de coupure de recharge pour autoriser la recharge de la batterie seulement si le nombre de recharges restant pour l’utilisateur est supérieur à zéro.
Selon un quatrième aspect, la présente invention vise un procédé d’échange de batterie par un dispositif d’échange de batteries comportant : - au moins deux espaces de stockage, configurés, chacun, pour recevoir une batterie, - pour chaque espace de stockage de batterie, un moyen de verrouillage de la batterie en position et un moyen de recharge de la batterie, ledit procédé comportant : - une étape de communication avec un circuit électronique d’une première batterie verrouillée en position dans un premier espace de stockage, pour en recevoir une première donnée représentative d’un nombre de crédits restant et - une étape de communication avec un circuit électronique d’une deuxième batterie verrouillée en position dans un deuxième espace de stockage, pour lui transmettre une deuxième donnée représentative du nombre de crédits.
Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ces procédés étant similaires à ceux de la batterie et du dispositif d’échange de batterie objets de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente, schématiquement et en élévation, un premier mode de réalisation particulier du dispositif d’échange de batteries objet de la présente invention, la figure 2 représente, sous forme d’un schéma bloc, un mode de réalisation particulier d’une batterie objet de la présente invention, la figure 3 représente, sous forme de logigramme, des étapes d’un mode de réalisation particulier du procédé d’échange objet de la présente invention, la figure 4 représente, sous forme d’un schéma bloc, un mode de réalisation particulier d’un chargeur objet de la présente invention et la figure 5 représente, sous forme d’un logigramme, des étapes d’un mode de réalisation particulier du procédé de recharge de batterie objet de la présente invention.
DESCRIPTION D’EXEMPLES DE REALISATION DE L’INVENTION
Dans toute la description qui va suivre, on décrit un nombre de recharges, ou d’échanges, restant. Cependant, on note que ce nombre peut être remplacé par un nombre de recharges, ou d’échanges, déjà effectués, étant entendu que le nombre maximum de recharges ou d’échanges est accessible. En effet, le nombre de recharges, respectivement d’échanges, restant est égal à la différence entre le nombre de recharges, respectivement d’échanges, maximum ou du nombre de recharges, respectivement d’échanges, déjà effectués.
La présente invention permet d’assurer la continuité électrique (énergétique) de systèmes, notamment des véhicules, utilisant des batteries d’accumulateur (ci-dessous « batteries »). L’invention permet d’assurer la gestion et la distribution de batteries qui ont préalablement été chargées et permet, en quelques secondes, d’échanger une batterie au moins partiellement déchargée contre une batterie plus chargée, tout en conservant l’efficacité et la durée de vie de la batterie d’origine.
La durée de vie, exprimée en nombre de charges, est limitée. La présente invention permet de garantie à l’utilisateur que les batteries successives qu’il utilisera, après échanges, présenteront au moins la même durée de vie. Dans des modes d’utilisation, avec ou sans contrat de renouvellement, l’utilisateur ne sera limité par aucune durée de vie de batterie, les batteries successives fournies lors des échanges lui permettant un nombre de recharge fixé contractuellement et indépendant de la durée de vie physique des batteries.
Le système est constitué principalement de batteries portables, de dispositifs d’échange et de chargeurs autonomes pour recharger les batteries dans la limite de leur durée de vie définie par une spécification du nombre de recharges possible, par exemple à son domicile ou à son bureau.
Chaque batterie possède un support d’identification unique et une unité centrale de gestion intégrée. Chaque batterie est, par exemple, munie d’une carte à microprocesseur avec : - des zones mémoire liées à la batterie et permettant de conserver : - son identification, - son nombre de recharges maximum, - son nombre de recharges restantes ; et - des zones mémoires liées à l’utilisateur, par exemple - l’identification de la batterie qu’il a initialement achetée, - le nombre de recharges maximum de la batterie initialement achetée, - le nombre de recharges restant à son crédit pour la batterie initialement achetée, - l’identifiant de l’utilisateur, - le nombre restant d’échanges qu’il a payés et qui ne sont pas encore réalisés et - l’historique des recharges et échanges de batteries.
La carte à microprocesseur autorise l’échange de la batterie si des conditions sont réunies. La carte à microprocesseur autorise la recharge de la batterie si d’autres conditions sont réunies.
Un dispositif d’échange de batteries déchargées contre des batteries chargées est constitué de casiers ou d’un robot de distribution. Dans le cas des casiers, l’utilisateur peut y introduire une batterie au moins partiellement déchargée pour l’échanger avec une batterie déjà chargée. Le dispositif d’échange ne permet le retrait d’une batterie chargée que si les informations conservées par la batterie partiellement déchargée le permettent, par exemple le nombre d’échanges restant n’est pas nul. Ce dispositif d’échange recharge toutes les batteries qu’il conserve dans des casiers. Avant d’autoriser un échange en ouvrant une porte donnant accès à une batterie rechargée, ce dispositif d’échange transfère des valeurs conservées dans la zone mémoire utilisateur depuis la mémoire de la batterie au moins partiellement déchargée vers la batterie chargée, après en avoir incrémenté ou décrémenté une partie pour tenir compte de la recharge, au moins partielle, dont bénéficie l’utilisateur, de l’échange réalisé et de l’éventuel achat de droits d’échanger la batterie.
Le chargeur de batterie indépendant permet à l’utilisateur de recharger une batterie si les conditions, liées aux données conservées en mémoire de la batterie, sont réunies (nombre de recharges maximum de la batterie et nombre de recharges maximum autorisé pour l’utilisateur non encore atteints).
Le fonctionnement du système est, par exemple, le suivant. L’utilisateur fait l’acquisition d’une batterie dont la zone de mémoire batterie conserve un nombre de recharges maximum spécifié par le constructeur et la zone de mémoire utilisateur conserve le même nombre ou un nombre spécifié par un contrat d’utilisation. Il peut faire, aussi, l’acquisition d’un chargeur de batterie afin de recharger cette batterie en toute indépendance. L’utilisateur utilise la batterie jusqu’à ce qu’elle soit, au moins partiellement, déchargée. L’utilisateur peut recharger la batterie avec le chargeur de batterie indépendant. L’utilisateur peut aussi l’échanger avec une batterie déjà chargée, en utilisant un dispositif d’échange de batteries. Pour l’échanger dans un tel système, l’utilisateur doit introduire la batterie dans un casier vide. Le dispositif d’échange tente alors d’identifier la batterie introduite dans le casier en essayant de communiquer avec cette batterie. Si la tentative de communication échoue, le dispositif d’échange demande à l’utilisateur de retirer la batterie introduite. Si la communication est établie, le dispositif d’échange l’identifie et interroge le microprocesseur de la batterie. Le microprocesseur lit le nombre de charges restant pour la batterie et le nombre d’échanges restant et les transmet au dispositif d’échange.
Si le nombre de charges restant est nul, le dispositif d’échange invite l’utilisateur à acquérir une nouvelle batterie ou à retirer la batterie qu’il a introduite. Si le nombre d’échanges restant est nul, le dispositif d’échange invite l’utilisateur à acquérir des droits d’échange ou à retirer la batterie qu’il a introduite. Si le nombre d’échange restant est positif, éventuellement après avoir acquis de nouveaux droits d’échange, et si le nombre de charges restant est positif, le dispositif d’échange verrouille en position la batterie introduite, enregistre la nouvelle recharge dans la mémoire du microprocesseur de cette batterie et la recharge. De plus, le dispositif d’échange transfère les données utilisateur depuis cette batterie vers une batterie chargée à distribuer, en décrémentant le nombre d’échanges restant pour l’utilisateur et, éventuellement, le nombre de recharge restant de la batterie initiale pour l’utilisateur. Puis le dispositif d’échange déverrouille la batterie à distribuer et invite l’utilisateur à la retirer.
Dans des modes de réalisation, tels que celui illustré en figure 1, le dispositif d’échange est constitué de casiers dans lesquels une batterie est introduite horizontalement ou verticalement, une extrémité de chaque casier comportant un connecteur pour alimenter la batterie et communiquer avec son microprocesseur. La communication entre l’unité centrale du dispositif d’échange et le microprocesseur de la batterie peut être effectuée par courant porteur ou par le biais d’un connecteur dédié, constituant un bus de communication. Chaque casier est aussi équipé d’un capteur de présence d’une batterie et d’un verrou électromagnétique pour bloquer la batterie en position.
Le dispositif d’échange comporte aussi un écran et un clavier ou un écran tactile constituant son interface utilisateur et, éventuellement, d’un système de paiement afin que l’utilisateur puisse payer une nouvelle batterie ou acheter des recharges de batterie.
Chaque batterie comporte un accumulateur de type connu (par exemple au plomb ou au lithium) et une carte électronique pour autoriser, ou non, la recharge électrique de l’accumulateur. La carte électronique est commandée par la carte à microprocesseur. La carte électronique et la carte à microprocesseur sont intégrées dans un boîtier scellé et inaccessible depuis l’extérieur de la batterie. Un connecteur pour recharger la batterie et, éventuellement, un connecteur pour la communication sont incorporés à la batterie. Un voyant, par exemple une diode électroluminescente ou un écran, permet de prendre connaissance de l’état de charge de la batterie et, éventuellement, des données qu’elle conserve en mémoire.
La carte électronique ou la carte à microprocesseur comporte une zone de mémoire de batterie, conservant : - l’identification de la batterie, - le nombre de charges maximal de la batterie et - le nombre de charges restantes.
La carte électronique ou la carte à microprocesseur comporte aussi une zone de mémoire d’utilisateur, conservant : - l’identification de la batterie qu’il a initialement achetée, - le nombre de recharges maximum de la batterie initialement achetée, - le nombre de recharges restant à son crédit pour la batterie initialement achetée, - l’identifiant de l’utilisateur, - le nombre restant d’échanges qu’il a payés et qui ne sont pas encore réalisés et - l’historique de ses recharges et échanges de batteries.
Un mode de réalisation particulier du dispositif d’échange de batteries, appelé ci-dessous dispositif d’échange de batteries, de la batterie, du chargeur de batterie et des procédés d’échange et de recharge objets de la présente invention sont exposé ci-dessous en regard des figures.
On note, dès à présent, que les figures ne sont pas à l’échelle.
On observe, en figure 1, un dispositif d’échange de batterie 10 comportant, dans un boîtier 11, des casiers 12 munis, chacun, d’un connecteur de recharge 13, d’un connecteur de communication 18 et d’un verrou 19. Le dispositif d’échange de batterie 10 comporte aussi un écran 15, un clavier 16 et un système de réception de paiement 17.
Dans le cas où un seul type de batterie peut être échangé avec le dispositif 10, les casiers 12 sont identiques et configurés pour tenir en position une batterie 14 et la guider pour que les connecteurs de la batterie 14 se couplent avec les connecteurs correspondants 13 et 18 du casier 12. Dans le cas où plus d’un type de batterie peut être échangé avec le dispositif 10, pour chaque type de batterie, au moins deux casiers sont configurés pour recevoir ledit type de batterie. L’écran 15 et le clavier 16 forment une interface utilisateur qui permet aux utilisateurs d’être informés du fonctionnement du dispositif 10, de saisir un code et/ou d’effectuer des choix.
Le système de réception de paiement 17 permet aux utilisateurs de payer une nouvelle batterie ou des recharges de batterie. Par exemple le système 17 permet des paiements par cartes bancaires ou par cartes prépayées.
Préférentiellement, le dispositif 10 comporte un moyen de communication à distance, sur le réseau de téléphonie mobile et/ou sur internet. Ce moyen de communication permet au dispositif 10 de connaître les batteries signalées comme volées et d’inhiber leur recharge, voire de les bloquer en position une fois qu’elles ont été insérées dans un casier.
Le verrou 19 est configuré pour bloquer en position une batterie 14 qui a été insérée dans le dispositif 10. Par exemple, le verrou 19 bloque une porte d’un casier 12 en position fermée. Préférentiellement, lorsqu’il est au repos, c’est-à-dire pas alimenté en électricité, le verrou 19 est dans la position de verrouillage.
Dans des modes de réalisation, le dispositif d’échange comporte, de plus, dans chaque casier 12, un capteur (non représenté) de présence d’une batterie. Préférentiellement, le dispositif 10 possède une connexion à un serveur distant (par exemple une liaison téléphonique ou sur Internet) conservant des données d’utilisateur, des données de batteries et des données d’utilisation des dispositifs d’échange. Ce serveur conserve, notamment, une liste d’identifications de batteries déclarées volées.
Le dispositif 10 d’échange de batterie 12 comporte ainsi : - au moins deux espaces de stockage, configurés, chacun, pour recevoir une batterie, - pour chaque espace de stockage de batterie, un moyen 19 de verrouillage de la batterie 12 en position et un moyen 13 de recharge de la batterie 12, - un moyen 18 de communication avec un circuit électronique (25, voir figure 2) d’une première batterie 12 verrouillée en position dans un premier espace de stockage, pour en recevoir une première donnée représentative d’un nombre de crédits restant et - un moyen 18 de communication avec un circuit électronique (25, voir figure 2) d’une deuxième batterie 12 verrouillée en position dans un deuxième espace de stockage, pour lui transmettre une deuxième donnée représentative du nombre de crédits reçu.
Le nombre de crédits représente un nombre de recharges restant pour un utilisateur et/ou un nombre d’échanges restant pour un utilisateur.
Le dispositif 10 d’échange de batterie comporte, préférentiellement, un moyen (non représenté) d’autorisation de déverrouillage de la deuxième batterie 12 seulement si la première donnée représente un nombre d’échanges restant pour l’utilisateur supérieur à zéro, la deuxième donnée représentant le nombre d’échanges représenté par la première donnée décrémentée de un et incrémenté d’un éventuel achat de droits d’échange. Le moyen d’autorisation de déverrouillage déverrouille la deuxième batterie 12 seulement si la première donnée représente un nombre de crédits supérieur à zéro.
Préférentiellement, le moyen 18 de communication avec un circuit électronique (25, voir figure 2) d’une batterie 12 est configuré pour recevoir une troisième donnée représentative d’un nombre de recharges restant dans la durée de vie de la batterie 12, la batterie n’étant rechargée que si le nombre de charges restant dans la durée de vie de la batterie 12 est supérieur à zéro.
On observe, en figure 2, une batterie 20 comportant, dans un boîtier 21, un connecteur de recharge et de distribution 22, un accumulateur 24 et un moyen 23 de coupure de recharge et de distribution, par exemple un relais, sur une liaison électrique entre le connecteur de recharge 22 et l’accumulateur 24. On observe aussi un connecteur de communication 29, une carte électronique comportant une carte à microprocesseur 25, une mémoire de batterie 26 et une mémoire d’utilisateur 27. Un circuit anti-effraction 28 permet de désactiver la carte électronique en cas d’ouverture du boîtier 21.
Le connecteur de recharge et l’accumulateur 24 sont de type connu dans le domaine des batteries. Le moyen de coupure 23 est commandé par la carte électronique pour n’autoriser la recharge de la batterie que si certaines conditions sont remplies.
La carte à microprocesseur 25 conserve une identification unique. La carte électronique conserve, les données de batterie, dans la mémoire de batterie 26 et les données d’utilisateur dans la mémoire d’utilisateur 27.
Le circuit anti-effraction 28 interdit le fonctionnement de la batterie en cas de détection d’effraction. Le circuit anti-effraction 28 est, par exemple, constitué d’un conducteur qui parcourt une partie de la surface interne du boîtier 21 afin que l’ouverture du boîtier 21 provoque une rupture du conducteur. Dès la détection de cette rupture, le circuit électronique 25 efface sa mémoire de programme et les données conservées en mémoires 26 et 27. Eventuellement, la carte à microprocesseur provoque l’effacement de sa mémoire ou la destruction d’une partie de ses circuits électroniques. Alternativement, la rupture du conducteur empêche le fonctionnement d’une puce d’identification radiofréquence (« RFID ») ou de communication à champ proche (« NFC ») dont le conducteur constitue une partie de la bobine de réception de champ magnétique.
La mémoire d’utilisateur 27 conserve une donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour un utilisateur.
Le moyen 29 de communication est configuré pour transmettre une première donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour l’utilisateur et recevoir, en retour, une deuxième donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour l’utilisateur.
Le circuit électronique 25 inscrit la deuxième donnée dans la mémoire 27 et ferme le moyen 23 de coupure de recharge de la batterie seulement si le nombre de recharges restant pour l’utilisateur est supérieur à zéro.
Dans le mode de réalisation illustré en figure 2, le connecteur 22 assure la recharge et la distribution d’énergie pour distribuer de l’énergie électrique et le moyen 23 de coupure coupe la recharge ou la distribution d’énergie électrique. Cependant, dans d’autres modes de réalisation, deux connecteurs et deux moyens de coupure sont mis en œuvre, pour assurer, respectivement, les fonctions liées à la recharge de l’accumulateur 24 et à la distribution d’énergie électrique.
Préférentiellement, la mémoire 27 conserve une donnée représentative d’un identifiant de dispositif consommant de l’énergie électrique et le moyen 29 de communication est configuré pour recevoir un identifiant d’un dispositif consommant de l’énergie électrique. Le circuit électronique 25 est configuré pour fermer le moyen de coupure de distribution si l’identifiant de dispositif conservé en mémoire correspond à l’identifiant de dispositif reçu.
La mémoire de données de batterie 26 conserve, préférentiellement, une information représentative d’un nombre de recharges restant dans la durée de vie de la batterie, le circuit électronique 25 étant configuré pour fermer le moyen de coupure de recharge de la batterie seulement si le nombre de recharges restant dans la durée de vie de la batterie est supérieur à zéro.
Dans des modes de réalisation, la mémoire 27 de données d’utilisateur conserve une identification d’un chargeur (50, voir figure 4), le moyen de communication 29 est configuré pour recevoir une identification d’un chargeur auquel est connectée la batterie 20 et le circuit électronique 25 est configuré pour fermer le moyen 23 de coupure de recharge de la batterie seulement si lesdites identifications de chargeur se correspondent.
Un mode de réalisation particulier 30 du procédé d’échange de batterie est décrit en regard de la figure 3.
Lorsqu’une batterie neuve est attribuée à un utilisateur, ou en usine, on inscrit en zone de données relatives à la batterie de la mémoire de la batterie : - l’identification de la batterie, - le nombre de recharges initialement autorisées pour la batterie et - le nombre de recharges restantes pour la batterie, par exemple initialement égal au nombre de recharges autorisées pour la batterie.
Lorsqu’une batterie neuve est attribuée à un utilisateur, on inscrit en zone de données relatives à l’utilisateur de la mémoire de la batterie : - l’identification de la batterie qu’il a initialement achetée, - le nombre de recharges maximum de la batterie initialement achetée, - le nombre de recharges restant au crédit de l’utilisateur pour la batterie initialement achetée, par exemple égal au nombre de recharges initialement autorisées pour la batterie, - l’identifiant de l’utilisateur, - le nombre restant d’échanges qu’il a payés et qui ne sont pas encore réalisés, par exemple égal à zéro et - l’historique de ses recharges et échanges de batteries.
Les données batteries restent liées à la batterie et conservée dans sa zone de données relatives à la batterie. Au contraire, les données utilisateurs sont transférées d’une batterie déchargée à échanger à une batterie chargée à retirer au cours de l’échange.
Préférentiellement, l’identification du chargeur de batterie associé à la batterie ainsi que l’identification du véhicule associé à la batterie sont l’identifiant de l’utilisateur.
Au cours d’une étape 31, l’utilisateur effectue une demande d’échange, en utilisant l’interface utilisateur du dispositif d’échange. Au cours d’une étape 32, le dispositif déverrouille un espace de stockage de batterie, par exemple une porte d’accès à un casier et l’utilisateur insère la batterie déchargée dans cet espace de stockage, jusqu’en butée. Au cas où une porte permet de fermer le casier, l’utilisateur la referme ou est invité à la refermer.
Au cours d’une étape 33, le dispositif d’échange vérifie qu’il peut communiquer avec la carte à microprocesseur de la batterie à recharger et, si la communication est possible, se fait adresser le contenu de la mémoire de batterie et de la mémoire d’utilisateur. En cas d’impossibilité de communication, le dispositif d’échange déverrouille la batterie et invite l’utilisateur à retirer la batterie de l’espace de stockage ou elle vient d’être insérée.
Au cours d’une étape 34, le dispositif détermine si une recharge de la batterie est autorisée. Les conditions d’autorisation de recharge comportent : - que l’identification de la batterie ne soit pas sur une liste de batteries volées, - que le nombre de recharges restantes pour la batterie soit supérieur à zéro, - que le nombre de recharges restantes pour l’utilisateur soit supérieur à zéro et - que le nombre d’échanges restant soit supérieur à zéro.
Si la recharge de la batterie est autorisée, le dispositif d’échange verrouille la batterie en position.
Au cours d’une étape 35, le dispositif effectue une mesure de la décharge de la batterie à recharger et donc de la charge à effectuer pour la recharger complètement.
Si le nombre d’échanges restants pour l’utilisateur est nul, au cours d’une étape 36, l’utilisateur est invité à payer au moins un droit d’échange. Une fois le montant payé, le nombre d’échange restants pour l’utilisateur est incrémenté du nombre d’échanges payés.
Si le nombre de recharges restantes pour l’utilisateur est nul, l’utilisateur est invité à acheter une nouvelle batterie. On note que le dispositif d’échange peut effectuer cette vente d’une nouvelle batterie et procéder à l’initialisation de mémoire par transfert de données utilisateur depuis la batterie rendue vers la batterie vendue et, éventuellement, par interrogation de l’utilisateur, le nombre de recharges autorisées pour l’utilisateur étant alors maximum. Par exemple, si l’utilisateur disposait de droits d’échanges, ils sont transférés à la batterie vendue. De même, l’identification de la batterie initialement achetée, du véhicule et du chargeur associés sont transférés afin que la batterie vendue s’autorise à être rechargée avec ce chargeur et soit autorisée à alimenter le moteur du véhicule.
Au cours d’une étape 37, le dispositif effectue une décrémentation du nombre de recharges restantes pour la batterie, du nombre d’échanges restant pour l’utilisateur et du nombre de recharges restantes pour l’utilisateur de la quantité de recharge à effectuer pour que la batterie soit complètement rechargée.
Au cours d’une étape 38, le dispositif effectue une sélection de la batterie à faire retirer à l’utilisateur. Cette batterie est choisie pour : - être complètement rechargée et, - si plusieurs batteries répondent à ce premier critère, avoir un nombre de recharges restantes autorisées pour la batterie le plus proche et, préférentiellement supérieur, au nombre de recharges restantes autorisées pour la batterie qui a été insérée par l’utilisateur dans le dispositif.
Au cours d’une étape 39, le dispositif d’échange effectue un transfert des données relatives à l’utilisateur depuis la batterie qui a été insérée vers la batterie sélectionnée, après les incrémentations et décrémentations expliquées ci-dessus.
Au cours d’une étape 40, le dispositif d’échange déverrouille l’accès à la batterie sélectionnée.
Au cours d’une étape 41, l’utilisateur est invité à retirer la batterie sélectionnée et, le cas échéant, à refermer la porte d’accès au casier.
Au cours d’une étape 42, la batterie qui a été insérée au cours de l’étape 32 est rechargée complètement.
Au cas où la batterie qui a été insérée présente un nombre de charges restantes autorisé inférieur à une valeur limite, par exemple 10 % du nombre de recharge maximum ou zéro, au cours d’une étape 43, le service de maintenance est informé du besoin de retraitement de cette batterie et cette batterie ne peut plus être sélectionnée au cours d’une étape 38.
On observe, en figure 4, un chargeur de batteries 50, qui comporte un bloc connecteur pour le réseau et changeur de tension 57, un connecteur de recharge de batterie 52 et un connecteur 56 de communication avec la batterie. Entre le bloc 57 et le connecteur 52, un moyen de coupure 53 est commander par une carte électronique 54 pour alimenter ou non le connecteur 52 et permettre ainsi la recharge de la batterie associée au chargeur de batterie 50. La carte électronique 54 comporte une mémoire 55 conservant une identification de la batterie associée au chargeur de batterie 50. Alternativement, une étiquette électronique porte une identification du chargeur.
Dans des modes de réalisation, le procédé de recharge de batterie mis en œuvre par le chargeur de batteries 50 comporte : - une étape de transmission, par la batterie au chargeur, d’une première donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour l’utilisateur, - une étape de transmission, par le chargeur, et de réception, par la batterie, en retour, d’une deuxième donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour l’utilisateur, - une étape d’inscription de la deuxième donnée dans la mémoire de la batterie et - une étape de fermeture du moyen de coupure de recharge du chargeur pour autoriser la recharge de la batterie seulement si le nombre de recharges restant pour l’utilisateur est supérieur à zéro.
Dans des variantes, le chargeur de batterie ne comporte pas de moyen de coupure mais peut communiquer à la batterie son identification pour que la batterie autorise la recharge de la batterie, en cas de correspondance d’identification.
Un mode de fonctionnement 60 de la batterie 20 est décrit en regard de la figure 5. Au cours d’une étape 61, la batterie est reliée au chargeur et le chargeur est relié au réseau électrique.
Au cours d’une étape 62, le circuit électronique de la batterie communique avec le microprocesseur du chargeur de batterie et obtient l’identification du chargeur de batterie. La batterie vérifie que l’identification reçue correspond à l’identification de batterie conservée dans la mémoire 26. Sinon, la recharge n’est pas autorisée.
Au cours d’une étape 63, le circuit électronique de la batterie lit le nombre de charges restantes pour la batterie.
Au cours d’une étape 64, le circuit électronique de la batterie effectue une mesure de décharge de la batterie.
Au cours d’une étape 65, le circuit électronique de la batterie autorise ou non la recharge de la batterie selon les critères suivants : - le nombre de recharges restantes pour la batterie est supérieur à zéro et - la recharge nécessaire est inférieure au nombre de recharges restantes pour la batterie.
Si le nombre de recharges restantes est supérieur à zéro mais inférieur à la recharge nécessaire, une recharge partielle est autorisée.
Au cours d’une étape 66, le circuit électronique de la batterie commande la décrémentation du nombre de recharges restantes pour la batterie conservé dans la mémoire de la batterie. L’amplitude de la décrémentation représente la recharge à réaliser de la batterie.
Au cours d’une étape 67, le circuit électronique de la batterie commande la recharge autorisée en fermant le moyen de coupure.
On décrit, ci-dessous, des variantes de réalisation de l’invention.
En variante, le microprocesseur du chargeur de batterie autorise, ou non, sa recharge, en fonction d’au moins un des nombres de recharge restant.
Dans des modes de réalisation particulièrement adaptés à des lieux où l’utilisateur peut rester longtemps, par exemple au moins une demi-heure, au lieu de donner accès à une batterie le dispositif d’échange attribue un code à l’utilisateur et conserve la batterie sélectionnée jusqu’à ce que l’utilisateur saisisse ce code sur le clavier. L’utilisateur peut ainsi éviter de devoir porter une batterie pendant qu’il effectue des achats dans un centre commercial ou lorsqu’il est dans un bureau, soit pour y travailler soit pour y avoir une réunion. Alternativement, c’est une carte à puce, par exemple carte bancaire de l’utilisateur qui lui sert pour être reconnu lors de son retour.
En variante, la mesure de décharge de la batterie est remplacée ou complétée par la mesure de l’énergie électrique transférée à la batterie au cours de la recharge.
En ce qui concerne les décharges et recharges partielles, le système peut les mesurer par quarts. En effet, la mesure de charge de batterie est particulièrement imprécise et sensible à la température de la batterie.
Dans des variantes, la batterie comporte une identification du véhicule (ou du système consommant l’électricité) auquel elle est associée et cette identification est transférée, par le dispositif d’échange depuis la batterie rendue vers la batterie sélectionnée, au cours de l’étape 39. Alternativement, une identité du véhicule ou du système est lue dans une étiquette électronique, par exemple de type RFID (RadioFrequence Identification) ou NFC (Near Field Communication).
De cette manière, le véhicule ou la batterie peuvent vérifier que leurs identifications se correspondent et interdire l’alimentation électrique du moteur du véhicule si les identifications ne se correspondent pas. C’est le cas si la batterie a été volée ou que le véhicule a été volé sans la batterie qui lui est associée.
En variante, lorsque la batterie est identifiée comme volée, le dispositif d’échange la bloque définitivement dans son espace de stockage et signale ce blocage au serveur distant ou au service de maintenance.
Dans des variantes, les mémoires du chargeur et/ou du dispositif d’échange sont à distance, par exemple sur un serveur accessible par télécommunication, par exemple par Internet.
Préférentiellement, le chargeur et le dispositif d’échange sont munis d’un panneau solaire générant de l’énergie électrique pour recharger au moins une batterie.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif (10) d’échange de batterie (12, 20), caractérisé en ce qu’il comporte : - au moins deux espaces de stockage, configurés, chacun, pour recevoir une batterie, - pour chaque espace de stockage de batterie, un moyen (19) de verrouillage de la batterie en position et un moyen (13) de recharge de la batterie, - un moyen (18) de communication avec un circuit électronique (25) d’une première batterie verrouillée en position dans un premier espace de stockage, pour en recevoir une première donnée représentative d’un nombre de crédits restant pour un utilisateur et - un moyen (18) de communication avec un circuit électronique (25) d’une deuxième batterie verrouillée en position dans un deuxième espace de stockage, pour lui transmettre une deuxième donnée représentative du nombre de crédits restant pour l’utilisateur.
  2. 2. Dispositif (10) d’échange de batterie (12, 20) selon la revendication 1, dans lequel le nombre de crédits représente un nombre de recharges restant pour l’utilisateur.
  3. 3. Dispositif (10) d’échange de batterie selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel le nombre de crédits représente un nombre d’échanges restant pour l’utilisateur.
  4. 4. Dispositif (10) d’échange de batterie (12, 20) selon la revendication 3, qui comporte un moyen d’autorisation de déverrouillage de la deuxième batterie (12, 20) seulement si la première donnée représente un nombre d’échanges restant pour l’utilisateur supérieur à zéro, la deuxième donnée représentant le nombre d’échanges représenté par la première donnée décrémentée de un et incrémenté d’un éventuel achat de droits d’échange.
  5. 5. Dispositif (10) d’échange de batterie (12, 20) selon l’une des revendications 1 à 3, qui comporte un moyen d’autorisation de déverrouillage de la deuxième batterie (12, 20} seulement si la première donnée représente un nombre de crédits restant pour l’utilisateur est supérieur à zéro.
  6. 6. Dispositif (10) d’échange de batterie (12, 20} selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel un moyen (18) de communication avec un circuit électronique (25) d’une batterie (12, 20) est configuré pour recevoir une troisième donnée représentative d’un nombre de recharges restant dans la durée de vie de la batterie, ladite batterie n’étant rechargée que si le nombre de charges restant dans la durée de vie de la batterie est supérieur à zéro.
  7. 7. Batterie (20) pour échange dans un dispositif d’échange selon l’une des revendications 1 à 6, qui comporte : - un accumulateur (24) d’énergie électrique, - un connecteur (22) de recharge pour recevoir de l’énergie électrique pour la recharge de l’accumulateur, - une mémoire (27) conservant une donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour un utilisateur, - un moyen (23) de coupure de recharge pour connecter électriquement ou non l’accumulateur au connecteur de recharge, - un moyen (29) de communication configuré pour transmettre une première donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour l’utilisateur et recevoir, en retour, une deuxième donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour l’utilisateur et - un circuit électronique (25) configuré pour inscrire la deuxième donnée dans la mémoire et pour fermer le moyen de coupure de recharge pour connecter électriquement l’accumulateur au connecteur de charge seulement si le nombre de recharges restant pour l’utilisateur est supérieur à zéro.
  8. 8. Batterie (20) selon la revendication 7, qui comporte : - une mémoire (27) conservant une donnée représentative d’un identifiant de dispositif consommant de l’énergie électrique, - un connecteur (22) de distribution d’énergie pour distribuer de l’énergie électrique, éventuellement confondu avec le connecteur de recharge, - un moyen (23) de coupure de distribution pour connecter électriquement ou non l’accumulateur au connecteur de distribution d’énergie, - un moyen (29) de communication configuré pour recevoir un identifiant d’un dispositif consommant de l’énergie électrique et - un circuit électronique (25) configuré pour fermer le moyen de coupure de distribution si l’identifiant de dispositif conservé en mémoire correspond à l’identifiant de dispositif reçu.
  9. 9. Batterie (20) selon l’une des revendications 7 ou 8, dans lequel la mémoire (26) conserve, de plus, une information représentative d’un nombre de recharges restant dans la durée de vie de la batterie, le circuit électronique (25) étant configuré pour fermer le moyen de coupure de recharge pour connecter électriquement l’accumulateur au connecteur de charge seulement si le nombre de recharges restant dans la durée de vie de la batterie est supérieur à zéro.
  10. 10. Batterie (20) selon l’une des revendications 7 à 9, qui comporte, de plus, un circuit anti-effraction (28, 25) interdisant le fonctionnement de la batterie en cas de détection d’effraction.
  11. 11. Batterie (20) selon l’une des revendications 7 à 10, dans laquelle la mémoire (27) conserve une identification d’un chargeur (50), dans laquelle le moyen de communication (29) est configuré pour recevoir une identification d’un chargeur auquel est connectée la batterie et le circuit électronique (25) est configuré pour fermer le moyen (23) de coupure de recharge pour connecter électriquement l’accumulateur au connecteur de charge seulement si lesdites identifications de chargeur se correspondent.
  12. 12. Procédé de recharge d’une batterie (20) selon l’une des revendications 7 à 11, comportant : - un accumulateur (24) d’énergie électrique, - un connecteur (22) de recharge pour recevoir de l’énergie électrique de recharge de l’accumulateur, - une mémoire (27) conservant une donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour un utilisateur, - un moyen (23) de coupure de distribution de recharge pour connecter électriquement ou non l’accumulateur au connecteur de recharge, caractérisé en ce que ledit procédé comporte : - une étape de transmission, par la batterie, d’une première donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour l’utilisateur, - une étape de réception, par la batterie, en retour, d’une deuxième donnée représentative d’un nombre de recharges restant pour l’utilisateur, - une étape d’inscription de la deuxième donnée dans la mémoire et - une étape de fermeture du moyen de coupure de recharge pour autoriser la recharge de la batterie seulement si le nombre de recharges restant pour l’utilisateur est supérieur à zéro.
  13. 13. Procédé (30) d’échange de batterie (12, 20) par un dispositif (10) d’échange de batteries comportant : - au moins deux espaces de stockage, configurés, chacun, pour recevoir une batterie, - pour chaque espace de stockage de batterie, un moyen (19) de verrouillage de la batterie en position et un moyen (13) de recharge de la batterie, caractérisé en ce que ledit procédé comporte : - une étape (33) de communication avec un circuit électronique (25) d’une première batterie verrouillée en position dans un premier espace de stockage, pour en recevoir une première donnée représentative d’un nombre de crédits restant à un utilisateur et - une étape (39) de communication avec un circuit électronique (25) d’une deuxième batterie verrouillée en position dans un deuxième espace de stockage, pour lui transmettre une deuxième donnée représentative du nombre de crédits restant à l’utilisateur.
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