FR3086592A1 - Systeme de recharge par induction, via un boitier mobile controle par voie d’ondes, d’une batterie de vehicule - Google Patents
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Abstract
Un système (SR) recharge par induction une batterie (BR) d'un véhicule (V) garé, et comprend : - un boîtier mobile (BM) se déplaçant jusqu'au véhicule (V) pour transférer par induction de l'énergie électrique produite à partir d'un courant, et comportant un premier module de communication (MC1) échangeant par voie d'ondes des informations relatives à la recharge, - une base (BF) fournissant le courant et comportant un deuxième module de communication (MC2) échangeant par voie d'ondes des informations relatives à la recharge, et - une application logicielle (AL), installée dans un équipement électronique (EE) associé à un troisième module de communication par voie d'ondes (MC3) et utilisé par un usager du véhicule (V), et initiant la recharge en déclenchant la fourniture par voie d'ondes à la base (BF) d'une partie au moins des informations de recharge, afin qu'elle contrôle la recharge initiée en fonction des informations de recharge fournies.
Description
SYSTÈME DE RECHARGE PAR INDUCTION, VIA UN BOÎTIER MOBILE CONTRÔLÉ PAR VOIE D’ONDES, D’UNE BATTERIE DE VÉHICULE
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne les systèmes qui sont chargés de recharger par induction les batteries de véhicules garés sur une surface de roulage.
Etat de la technique
Comme le sait l’homme de l’art, certains systèmes de recharge de véhicules garés comprennent une base de contrôle et d’alimentation en courant et un boîtier mobile dit « autonome ». Le boîtier mobile est dit autonome du fait qu’il comprend des moyens de déplacement chargés de le déplacer de façon autonome sur une surface de roulage, et un circuit primaire comportant une bobine primaire alimentée en courant, par un câble d’alimentation connecté à la base, pour transférer par induction de l’énergie électrique à une bobine secondaire faisant partie d’un circuit secondaire équipant un véhicule garé et chargée de transformer de l’énergie électrique transférée en courant de recharge pour la batterie de ce véhicule.
On entend ici par « déplacement autonome » un déplacement qui est contrôlé en interne par un calculateur du boîtier mobile afin que ce dernier puisse se rendre d’un point de départ (comme par exemple un lieu de stockage du boîtier mobile situé à côté de la base) à un point d’arrivée situé sous la bobine secondaire d’un véhicule. Ce déplacement autonome peut, par exemple, se faire grâce à une analyse d’images de l’environnement acquises par au moins une caméra numérique équipant le boîtier mobile.
Actuellement, lorsque l’usager d’un véhicule à recharger veut lancer une recharge, il doit se déplacer jusqu’à la base afin de lui communiquer manuellement via une interface homme/machine qu’elle comprend la quasitotalité des informations de recharge, à savoir : la durée de la recharge, le type du véhicule, l’emplacement où est garé le véhicule, et le type de la bobine secondaire qui fait partie du circuit secondaire équipant le véhicule. Le niveau de charge en cours de la batterie du véhicule est fourni directement au boîtier mobile par le circuit secondaire de ce dernier.
On comprendra qu’un tel lancement de recharge est chronophage et fastidieux pour l’usager. En outre, si l’usager n’est pas le conducteur habituel du véhicule, il peut ne pas être en possession de l’une au moins des informations de recharge devant être fournies à la base, comme par exemple le type du véhicule et/ou le type de la bobine secondaire, ce qui l’empêche de lancer la recharge.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Présentation de l’invention
Elle propose notamment à cet effet un système de recharge, destiné à recharger par induction une batterie d’un véhicule garé, et comprenant :
- un boîtier mobile pouvant se déplacer jusqu’à un endroit choisi du véhicule pour transférer par induction de l’énergie électrique produite à partir d’un courant fourni par un câble d’alimentation, et comportant un premier module de communication échangeant des informations relatives à la recharge, et
- une base fournissant le courant au câble d’alimentation et comportant un deuxième module de communication échangeant des informations relatives à la recharge.
Ce système de recharge se caractérise par le fait :
- que ses premier et deuxième modules de communication échangent par voie d’ondes,
- qu’il comprend aussi une application logicielle, destinée à être installée dans un équipement électronique associé à un troisième module de communication échangeant des messages par voie d’ondes et utilisé par un usager du véhicule, et initiant la recharge en déclenchant la fourniture par voie d’ondes à la base d’une partie au moins des informations de recharge, et
- que sa base contrôle la recharge initiée par l’application logicielle en fonction des informations de recharge fournies par cette dernière et par le boîtier mobile.
Grâce à l’invention, l’usager du véhicule peut déclencher à distance une recharge au moyen d’un équipement électronique faisant partie du véhicule ou qu’il transporte sans avoir besoin de se déplacer jusqu’à la base, si bien qu’il n’a plus qu’à fournir manuellement à cet équipement électronique la durée de la recharge qu’il souhaite et l’emplacement du véhicule car les autres informations de recharge sont connues par l’équipement électronique et le véhicule.
Le système de recharge selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- dans un premier mode de réalisation, son application logicielle peut être destinée à être installée dans un équipement électronique mobile et comportant le troisième module de communication, et peut initier la recharge en déclenchant la fourniture par voie d’ondes à la base d’informations de recharge représentatives au moins d’une durée de la recharge, d’un type du véhicule, d’un emplacement où est garé le véhicule, et d’un type d’une bobine secondaire faisant partie d’un circuit secondaire qui équipe le véhicule et transformant en courant de recharge pour la batterie de l’énergie électrique transférée par induction par une bobine primaire faisant partie d’un circuit primaire qui équipe le boîtier mobile et est alimenté en courant par le câble d’alimentation ;
> sa base peut recevoir par voie d’ondes du véhicule, via un quatrième module de communication qu’il comprend, d’autres informations de recharge qui sont représentatives d’un niveau de charge en cours de la batterie, puis peut transmettre ces autres informations de recharge par voie d’ondes au boîtier mobile ;
> son boîtier mobile peut recevoir par le circuit secondaire du véhicule d’autres informations de recharge qui sont représentatives d’un niveau de charge en cours de la batterie ;
- dans un deuxième mode de réalisation, son application logicielle peut être destinée à être installée dans un équipement électronique équipant le véhicule, ce dernier comprenant le troisième module de communication, et peut initier la recharge en déclenchant la fourniture par voie d’ondes à la base d’informations de recharge qui sont représentatives d’une durée de la recharge, d’un niveau de charge en cours de la batterie, d’un type du véhicule, d’un emplacement où est garé le véhicule, et d’un type d’une bobine secondaire faisant partie d’un circuit secondaire qui équipe le véhicule et transformant en courant de recharge pour la batterie de l’énergie électrique transférée par induction par une bobine primaire faisant partie d’un circuit primaire qui équipe le boîtier mobile et est alimenté en courant par le câble d’alimentation. Dans ce cas, sa base peut transmettre par voie d’ondes au boîtier mobile les informations de recharge qui sont représentatives au moins du niveau de charge en cours de la batterie ;
- dans un troisième mode de réalisation, son application logicielle peut être destinée à être installée dans un équipement électronique qui équipe le véhicule, ce dernier comprenant le troisième module de communication, peut initier la recharge en déclenchant la fourniture par voie d’ondes à la base d’informations de recharge qui sont représentatives d’une durée de la recharge, d’un type du véhicule, d’un emplacement où est garé le véhicule, et d’un type d’une bobine secondaire faisant partie d’un circuit secondaire qui équipe le véhicule et transformant en courant de recharge pour la batterie de l’énergie électrique transférée par induction par une bobine primaire faisant partie d’un circuit primaire qui équipe le boîtier mobile et alimenté en courant par le câble d’alimentation, et peut déclencher la fourniture par voie d’ondes au boîtier mobile des informations de recharge qui sont représentatives d’un niveau de charge en cours de la batterie ;
- son boîtier mobile peut comprendre au moins une caméra acquérant des images dans son environnement, des circuits d’analyse déterminant à partir des images acquises des mouvements d’objets par rapport à lui, un premier contrôleur contrôlant les communications via le premier module de communication et les circuits d’analyse, et un second contrôleur contrôlant ses déplacements en fonction d’informations de position ;
> les premier et second contrôleurs peuvent communiquer entre eux selon un protocole appelé Inter-lntegrated Circuit (ou I2C) ;
- les échanges par voie d’ondes entre les premier, deuxième et troisième modules de communication peuvent se faire en WiFi selon un protocole appelé Message Queue Telemetry Transport (ou MQTT).
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue du dessus, une installation de parking comprenant une surface de roulage comportant trois zones de stationnement, sur l’une desquelles vient de se garer un véhicule dont la batterie doit être rechargée par induction au moyen d’un exemple de réalisation d’un système de recharge selon l’invention,
- la figure 2 illustre schématiquement et fonctionnellement un premier exemple d’architecture d’un système de recharge selon l’invention,
- la figure 3 illustre schématiquement et fonctionnellement un deuxième exemple d’architecture d’un système de recharge selon l’invention, et
- la figure 4 illustre schématiquement et fonctionnellement un troisième exemple d’architecture d’un système de recharge selon l’invention.
Description détaillée de l’invention
L’invention a notamment pour but de proposer un système de recharge SR destiné à permettre la recharge par induction d’au moins une batterie BR d’un véhicule V qui vient de se garer.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V, dont la batterie BR doit être rechargée par induction, est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré non limitativement sur la figure 1. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant au moins une batterie rechargeable par induction. Par conséquent, elle concerne également les véhicules utilitaires, les cars (ou bus), les camions, les tramways, les engins de chantier, les véhicules agricoles, les engins de voirie, et les aéronefs (et notamment les ULMs (« Ultra Léger Motorisé »), les drones et les hélicoptères).
De plus, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V comprend un groupe motopropulseur de type tout électrique. Mais le véhicule pourrait comprendre un groupe motopropulseur de type hybride rechargeable, c’est-à-dire comprenant au moins un moteur thermique et au moins une machine motrice électrique couplée à au moins une batterie rechargeable.
Sur la figure 1 se trouve schématiquement illustrée une installation IN constituant un parking comprenant une surface de roulage SR comportant trois zones de stationnement Zk (k = 1 à 3). Comme illustré, cette installation IN est équipée d’une partie d’un système de recharge SR selon l’invention, et plus précisément d’une base BF et d’un boîtier mobile BM. Le reste du système de recharge SR, selon l’invention, comprend au moins une application logicielle AL, sur laquelle on reviendra plus loin.
On notera que l’invention concerne toute surface de roulage SR sur laquelle peut se déplacer un boîtier mobile BM d’un système de recharge SR, qu’elle comporte, ou non, une ou plusieurs zones de stationnement Zk. On notera également que la surface de roulage SR peut être intérieure ou extérieure, publique ou privée. Par conséquent, l’installation IN peut être un espace couvert ou découvert, comme par exemple un parking, un garage, une station de recharge, un bâtiment, une usine, un héliport ou un aérodrome.
Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1, l’installation IN (ici un parking) n’est équipée que d’une seule base BF et d’un seul boîtier mobile BM d’un même système de recharge SR. Mais l’installation IN pourrait être équipée de plusieurs bases BF et plusieurs boîtiers mobiles BM de plusieurs systèmes de recharge SR associés chacun à au moins une zone de stationnement Zk.
Comme indiqué précédemment, et comme illustré sur la figure 1, un système de recharge SR, selon l’invention, comprend une base BF, un boîtier mobile BM et au moins une application logicielle AL.
Le boîtier mobile BM comprend notamment des moyens de déplacement MD agencés de manière à lui permettre de se déplacer jusqu’à un endroit choisi d’un véhicule V venant de se garer et situé à proximité de lui. De plus, ce boîtier mobile BM comporte un circuit primaire CP chargé de transférer par induction de l’énergie électrique produite à partir d’un courant fourni par un câble d’alimentation CA, au moins un calculateur (non représenté), et un premier module de communication MC1 couplé au calculateur et agencé de manière à échanger par voies d’ondes des informations qui sont relatives à la recharge du véhicule V.
Une partie du circuit primaire CP, le calculateur et une partie des moyens de déplacement MD sont logés dans un espace interne du boîtier mobile BM.
On notera que cet espace interne peut aussi éventuellement comporter un enrouleur automatique chargé d’enrouler le câble d’alimentation CA, de préférence de façon contrôlée afin qu’il demeure sensiblement tendu pendant les déplacements du boîtier mobile BM. Lorsque le câble d’alimentation CA est sensiblement tendu lors d’un désenroulement comme lors d’un enroulement, il ne repose pas sur le sol (ou de façon minimale), et donc ne constitue pas en mobilité un obstacle pour le boîtier mobile BM. De plus, cela permet de minimiser en permanence la longueur désenroulée du câble d’alimentation CA, et donc d’éviter d’avoir à prévoir une longueur de câble d’alimentation CA beaucoup plus importante que la longueur moyenne des distances parcourues par le boîtier mobile BM.
Mais dans une variante de réalisation l’enrouleur automatique peut faire partie de la base BF décrite plus loin.
Les moyens de déplacement MD du boîtier mobile BM sont agencés de manière à assurer le déplacement de ce dernier (BM) sur la surface de roulage SR en fonction de commandes déterminées par le calculateur. A cet effet, ils peuvent, par exemple, comprendre des roues RH montées à rotation.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 1, les moyens de déplacement MD peuvent comprendre au moins trois roues holonomes (ou omnidirectionnelles) RH, éventuellement à galets, entraînées en rotation par des moteurs électriques (non représentés) indépendants les uns des autres. Chaque moteur électrique peut, par exemple, être alimenté en courant par une batterie, de préférence rechargeable, que comprend le boîtier mobile BM (et qui n’est pas représentée). On notera que l’on peut envisager de profiter des phases de recharge des véhicules pour recharger cette batterie via le câble d’alimentation CA qui est alors alimenté en courant.
Le circuit primaire CP est couplé à une source d’alimentation électrique de la base BF via le câble d’alimentation CA, et est chargé de recharger la batterie rechargeable BR d’un véhicule V garé, une fois que le boîtier mobile BM s’est positionné précisément dessous ce dernier (V), et plus précisément sous un circuit secondaire CS de recharge par induction qui est couplé à cette batterie (rechargeable) BR.
La source d’alimentation électrique de la base BF peut être un boîtier mural (permettant de varier l’intensité du courant), par exemple, connecté à un réseau d’alimentation électrique (ou secteur) et chargé de la distribution de l’énergie électrique et de la protection (disjoncteurs, fusibles, protection différentielle), ou bien un réseau d’alimentation électrique (ou secteur).
Le circuit secondaire CS du véhicule V comprend notamment une bobine secondaire, associée à un condensateur, et propre à transformer de l’énergie électrique, transférée par le circuit primaire CP du boîtier mobile BM, en courant de recharge pour la batterie BR.
Le circuit primaire CP comprend une bobine primaire, associée à un condensateur, et propre à être alimentée en courant par le câble d’alimentation CA, afin de transférer par induction de l’énergie électrique à la bobine secondaire du circuit secondaire CS du véhicule V, une fois qu’elle a été positionnée précisément sous cette bobine secondaire.
De préférence, la bobine primaire du circuit primaire CP est placée sur la face supérieure (externe) d’une paroi supérieure du boîtier mobile BM.
Le câble d’alimentation CA est couplé au circuit primaire CP, éventuellement via au moins un circuit électronique et/ou au moins un composant électronique (éventuellement de puissance). Il fait éventuellement partie du boîtier mobile BM, en particulier lorsque ce dernier (BM) comprend un enrouleur automatique. Mais cela n’est pas obligatoire.
On notera que le boîtier mobile BM peut aussi comprendre au moins une caméra et une source d’éclairage. Une partie au moins de chaque caméra et la source d’éclairage sont logés dans l’espace interne du boîtier mobile BM.
Chaque éventuelle caméra est agencée de manière à acquérir dans une zone d’acquisition des images numériques d’un environnement du boîtier mobile BM qui est au moins situé devant ce dernier (BM).
En présence d’au moins une caméra, le calculateur est chargé de déterminer des commandes de déplacement du boîtier mobile BM, pour les moyens de déplacement MD, en fonction de l’environnement qui est défini par les images acquises par chaque caméra. Par exemple, le calculateur comprend des circuits d’analyse qui sont chargés d’analyser les images acquises afin de déterminer d’éventuels obstacles présents dans l’environnement observé (comme par exemple des roues de véhicule) et des mouvements d’objets par rapport au boîtier mobile BM. Dans ce cas, le calculateur détermine des commandes permettant d’éviter chaque obstacle déterminé sur le trajet allant de son point de départ PD à son point d’arrivée ZS, situé sous la bobine secondaire du véhicule V devant faire l’objet d’une recharge par induction. Ce trajet peut être déterminé par toute technique connue de l’homme de l’art, et notamment en fonction d’informations (éventuellement de position) fournies par le véhicule V et/ou en suivant au plus près une ligne dédiée définie sur la surface de roulement SR et/ou grâce à l’éclairement par le véhicule V de la zone ZS située sous sa bobine secondaire.
On notera que le calculateur peut tenir compte du besoin de maintenir le câble d’alimentation CA sensiblement tendu lorsqu’il détermine ses commandes de déplacement pour les moyens de déplacement MD.
L’éventuelle source d’éclairage est chargée d’éclairer au moins la zone d’acquisition d’images d’environnement, afin que chaque caméra puisse acquérir des images suffisamment claires pour que le calculateur puisse déterminer l’environnement au moins devant son boîtier mobile BM.
De préférence, une fois que le boîtier mobile BM est parvenu à son point d’arrivée ZS, situé sous la bobine secondaire du véhicule V concerné, et que la recharge par induction commence, le calculateur arrête de faire fonctionner la source d’éclairage, afin de ne pas consommer inutilement d’énergie électrique.
On notera que la source d’éclairage est de préférence installée dans une partie avant du boîtier mobile BM, qui est opposée à une partie arrière de ce dernier (BM) à laquelle est solidarisé le câble d’alimentation CA. Cela permet de faciliter le contrôle de la tension du câble d’alimentation CA.
La base BF est agencée de manière à fournir du courant, via sa source d’alimentation électrique, au câble d’alimentation CA auquel est solidarisé le boîtier mobile BM, et comporte en outre au moins un calculateur (sur lequel on reviendra plus loin) et un deuxième module de communication MC2 agencé de manière à échanger par voies d’ondes des informations qui sont relatives à la recharge du véhicule V.
L’application logicielle AL est destinée à être installée dans un équipement électronique EE qui est associé à un troisième module de communication MC3, agencé de manière à échanger des messages par voie d’ondes, et qui est utilisé par un usager du véhicule V. Cette application logicielle AL est chargée d’initier chaque recharge du véhicule V en déclenchant la fourniture par voie d’ondes à la base BF d’une partie au moins des informations de recharge.
La base BF est également agencée de manière à contrôler une recharge initiée par l’application logicielle AL en fonction des informations de recharge qui lui ont été fournies par voie d’ondes par cette dernière (AL) et par le boîtier mobile BM. C’est son calculateur qui assure ce contrôle, par exemple en association avec au moins un contrôleur.
Ainsi, l’usager du véhicule V peut déclencher à distance une recharge au moyen d’un équipement électronique EE faisant partie du véhicule V ou qu’il transporte sans avoir besoin de se déplacer jusqu’à la base BF, et il n’a plus qu’à fournir manuellement à cet équipement électronique EE la durée de la recharge qu’il souhaite et l’emplacement du véhicule V car les autres informations de recharge sont connues par l’équipement électronique EE et le véhicule V.
Au moins trois architectures du système de recharge SR peuvent être envisagés selon que l’équipement électronique EE est mobile et transporté par l’usager du véhicule V ou fait partie du véhicule V.
Lorsque l’application logicielle AL est destinée à être installée dans un équipement électronique EE mobile, ce dernier (EE) doit comporter le troisième module de communication MC3. L’application logicielle AL est alors chargée d’initier la recharge du véhicule V en déclenchant la fourniture par voie d’ondes à la base BF (par ce troisième module de communication MC3) d’informations de recharge qui sont représentatives au moins de la durée de la recharge, du type du véhicule V, de l’emplacement où est garé le véhicule V (ici Z1 ), et du type de la bobine secondaire du circuit secondaire CS.
Dans ce mode de réalisation comme dans les suivants, l’usager du véhicule V et de l’équipement électronique EE fournit manuellement à cet équipement électronique EE la durée de la recharge qu’il souhaite et l’emplacement du véhicule V, via une interface homme/machine associée.
Dans ce cas, deux architectures du système de recharge SR peuvent être envisagés.
Dans une première architecture dite parallèle et illustrée sur la figure 2, la base BF peut recevoir par voie d’ondes du véhicule V, via un quatrième module de communication MC4 qu’il comprend, d’autres informations de recharge qui sont représentatives du niveau de charge en cours de la batterie BR. Puis, la base BF peut transmettre ces autres informations de recharge par voie d’ondes au boîtier mobile BM.
Dans une seconde architecture dite série et illustrée sur la figure 3, le boîtier mobile BM peut recevoir par le circuit secondaire CS du véhicule V d’autres informations de recharge qui sont représentatives du niveau de charge en cours de la batterie BR.
L’équipement électronique EE mobile peut, par exemple, être un téléphone mobile intelligent (ou « smartphone ») ou une tablette électronique comportant un écran d’affichage.
Lorsque l’application logicielle AL est destinée à être installée dans un équipement électronique EE équipant le véhicule V, ce dernier (V) doit comprendre le troisième module de communication MC3, comme illustré sur la figure 4. L’application logicielle AL peut alors être chargée d’initier la recharge du véhicule V en déclenchant la fourniture par voie d’ondes à la base BF (via le troisième module de communication MC3) d’informations de recharge qui sont représentatives de la durée de la recharge, du niveau de charge en cours de la batterie BR, du type du véhicule V, de l’emplacement où est garé le véhicule V (ici Z1), et du type de la bobine secondaire faisant partie du circuit secondaire CS équipant le véhicule V. De son côté la base BF est chargée de transmettre par voie d’ondes au boîtier mobile BM (via son deuxième module de communication MC2) les informations de recharge qui sont représentatives au moins du niveau de charge en cours de la batterie BR. On est donc ici dans une architecture série puisqu’il y a échange entre le véhicule V et la base BF, et entre cette dernière (BF) et le boîtier mobile BM.
Dans une variante de réalisation, l’application logicielle AL peut être chargée d’initier la recharge du véhicule V en déclenchant la fourniture par voie d’ondes à la base BF (via le troisième module de communication MC3) d’informations de recharge qui sont représentatives de la durée de la recharge, du type du véhicule V, de l’emplacement où est garé le véhicule V (ici Z1), et du type de la bobine secondaire faisant partie du circuit secondaire CS équipant le véhicule V. De plus, l’application logicielle AL est chargée de déclencher la fourniture par voie d’ondes au boîtier mobile BM (via le troisième module de communication MC3) des informations de recharge qui sont représentatives du niveau de charge en cours de la batterie BR. On est donc ici dans une architecture parallèle puisqu’il y a échange entre, d’une part, le véhicule V, et, d’autre part, la base BF et le boîtier mobile BM.
Lorsque l’application logicielle AL est installée dans un équipement électronique EE faisant partie du véhicule V de façon permanente, cet équipement électronique EE peut, par exemple être l’afficheur central (ou combiné central) qui peut être installé dans ou sur la planche de bord ou la console centrale du véhicule V.
Par exemple, les échanges par voie d’ondes entre les premier MC1, deuxième MC2 et troisième MC3 modules de communication peuvent se faire en WiFi selon un protocole appelé Message Queue Telemetry Transport (ou MQTT). Mais tout autre protocole connu de l’homme de l’art, et permettant des communications à courte distance, peut être utilisé. Ainsi, on pourra, par exemple, communiquer par Bluetooth®.
On notera que pour les échanges par voie d’ondes entre les premier
MC1, deuxième MC2 et troisième MC3 modules de communication on peut aussi utiliser un protocole cryptographique destiné à assurer la sécurité des transferts de données. Par exemple, ce protocole cryptographique peut être celui qui est appelé TLS (« Transport Layer Security »).
On notera également que le boîtier mobile BM peut aussi comprendre en complément de son calculateur (comportant les circuits d’analyse), un premier contrôleur agencé de manière à contrôler les communications via son premier module de communication MC1 et les circuits d’analyse, et un second contrôleur agencé de manière à contrôler ses déplacements en fonction d’informations de position. Ces informations de position peuvent, par exemple, être fournies par un capteur de position (de type radar ou lidar ou ultrasonique) ou des circuits d’analyse couplés à une caméra, qui équipe(nt) le boîtier mobile BM, et permettent à ce dernier (BM) de se repérer par rapport à sa base BF et aux roues du véhicule V. Par exemple, le second contrôleur contrôle les moyens de déplacement MD du boîtier mobile BM en fonction d’informations de position qui sont représentatives de la distance séparant les bobines primaire et secondaire et qui sont fournies par les capteurs de positions (lidars, caméras, ou capteurs à ultrasons).
A titre d’exemple purement illustratif le premier contrôleur peut, par exemple, être de type Raspberry Pi. De même, à titre d’exemple purement illustratif le second contrôleur peut, par exemple, être de type Arduino.
Par exemple, les premier et second contrôleurs peuvent être agencés de manière à communiquer entre eux selon un protocole appelé InterIntegrated Circuit (ou I2C). Mais tout autre protocole connu de l’homme de l’art, et permettant des communications entre contrôleurs, peut être utilisé.
Le premier contrôleur communique de préférence dans un mode « maître-esclave >> avec le second contrôleur (qui est alors l’esclave). Il est rappelé que le protocole I2C utilise deux « lignes >> principales pour effectuer ses communications : l’une appelée SDA (« Serial Data ») et l’autre appelée SCL (« Serial Clock »). La ligne SDA est responsable de l’envoi des données et la ligne SCL fournit l’horloge qui est utilisée pour la synchronisation. Par ailleurs, la ligne SDA est bidirectionnelle et envoie un octet (ou « byte ») par message. De ce fait, afin de ne pas envoyer trop de messages de commandes (octet après octet), le premier contrôleur peut, par exemple, utiliser une table de correspondance lettres/commandes du type de celle donnée ci-dessous.
[Tableau 1]
| Contenu message | Commandes du 1er contrôleur pour le 2ème contrôleur |
| F | mouvement vers l’avant |
| P | arrêter le mouvement |
| D | déviation (les deux octets suivants définissent alors l’angle et la distance à parcourir - l’angle de départ et la distance parcourue sont alors stockés) |
| V | retour à l’itinéraire après déviation (on réutilise l’angle de départ et la distance parcourue stockés) |
| S | direction spécifique et distance (les deux octets suivants définissent alors l’angle et la distance à parcourir - pas besoin de sauvegarder la valeur de la direction initiale) |
| K | soulever la plate-forme portant la bobine primaire (l’octet suivant définit alors la hauteur que la plate-forme doit atteindre) |
| J | abaisser la plate-forme |
De même, afin de ne pas envoyer trop de messages (octet après octet), le second contrôleur peut, par exemple, utiliser une table de correspondance lettres/réponses du type de celle donnée ci-dessous.
[Tableau 2]
| Contenu message | Réponses du 2ème contrôleur pour le 1er contrôleur |
| C | confirmation de commande effectuée |
| L | plate-forme soulevée |
| E | message d’erreur |
Avec des tables de correspondance de ces types il est plus facile pour le premier contrôleur de traiter les messages provenant du second contrôleur, car il n’y a que des comparaisons de valeurs à effectuer.
De nombreux algorithmes de traitement de message de commande peuvent être mis en œuvre dans le second contrôleur afin que ce dernier comprenne très rapidement chaque commande définie dans un message, puis de l’exécuter. Lorsqu’une commande nécessite plusieurs valeurs pour être entièrement définie, comme c’est le cas des commandes D, S et K du tableau 1, une fois que l’une de ces commandes est reçue, une variable « n >> peut, par exemple, être utilisée pour compter chacune des valeurs nécessaires, et ainsi détecter lorsqu’elles ont toutes été reçues. Si une valeur inattendue est reçue, le second contrôleur envoie au premier contrôleur un message d’erreur et déclenche l’arrêt du déplacement du boîtier mobile BM dans l’attente d’une nouvelle commande.
On notera également que la base BF peut dans certains modes de réalisation servir de serveur pour les messages issus de/destinés à l’application logicielle AL ou au boîtier mobile BM. Dans ce cas, la base BF peut, par exemple, fonctionner selon un mode bien connu de l’homme de l’art et appelé éditeur/abonné (ou « publisher/subscriber ») pour échanger les messages. La base BF est alors responsable de la réception, de la mise en file d'attente et du renvoi des messages reçus des éditeurs vers les abonnés.
Dans ce cas, le boîtier mobile BM et l’application logicielle AL sont à la fois éditeur et abonné. Chaque connexion (pour une communication) est faite en utilisant un login, avec un nom d’utilisateur, un mot de passe et un éventuel cryptage de type TLS.
Si une autre application logicielle AL demande la recharge d’un autre véhicule et que le boîtier mobile BM est en cours d’utilisation, cette autre application logicielle recevra un message comportant le temps d’attente pour commencer la recharge de l’autre véhicule.
On notera également que tous les moyens de traitement et de calcul, embarqués dans le boîtier mobile BM et chargés d’analyser les images et de déterminer les commandes de déplacement, ont été très schématiquement désignés dans ce qui précède sous les noms de calculateur et d’éventuels contrôleurs. Mais ces moyens de traitement et de calcul peuvent comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), éventuellement reliés par des connections filaires ou non filaires, et faisant partie d’un ou plusieurs processeurs. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique. Par ailleurs, le calculateur comprend par exemple au moins un processeur de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor >>)), associé à une mémoire vive stockant des instructions pour la mise en œuvre de routine(s) ou programme(s) informatique(s), et éventuellement à une mémoire de masse pour le stockage de données destinées à être conservées pendant et après une recharge par induction. Le processeur de signal numérique reçoit au moins les images numériques acquises par chaque caméra et des informations de recharge fournies par la base BF et/ou le véhicule V concerné, pour les analyser et éventuellement les utiliser dans des calculs, éventuellement après les avoir mises en forme et/ou démodulées et/ou amplifiées, de façon connue en soi. On entend donc ici par calculateur une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »). Le boîtier mobile BM peut également comporter une interface d’entrée pour la réception d’au moins les éventuelles informations de recharge, et une interface de sortie, notamment pour l’envoi de messages à la base BF et/ou au véhicule V.
On notera également que tous les moyens de traitement et de calcul, embarqués dans la base BF et chargés de contrôler la recharge, ont été très schématiquement désignés dans ce qui précède sous les noms de calculateur et d’éventuel contrôleur. Mais ces moyens de traitement et de calcul peuvent comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), éventuellement reliés par des connections filaires ou non filaires, et faisant partie d’un ou plusieurs processeurs. Par ailleurs, le calculateur comprend par exemple au moins un processeur de signal numérique associé à une mémoire vive stockant des instructions pour la mise en œuvre de routine(s) ou programme(s) informatique(s), et éventuellement à une mémoire de masse pour le stockage de données destinées à être conservées pendant et après une recharge par induction. Le processeur de signal numérique reçoit au moins les informations de recharge fournies par l’application logicielle AL et/ou le boîtier mobile BM et/ou le véhicule V concerné, pour les analyser et éventuellement les utiliser dans des calculs ou traitements, éventuellement après les avoir mises en forme et/ou démodulées et/ou amplifiées, de façon 5 connue en soi. On entend donc ici par calculateur une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels. La base BF peut également comporter une interface d’entrée pour la réception d’au moins les éventuelles informations de recharge, et une interface de sortie, notamment pour l’envoi de messages au boîtier mobile BM et/ou à l’application logicielle AL et/ou au 10 véhicule V.
Claims (9)
1. Système de recharge (SR) pour recharger par induction une batterie (BR) d’un véhicule (V) garé, ledit système (SR) comprenant i) un boîtier mobile (BM) pouvant se déplacer jusqu’à un endroit choisi dudit véhicule (V) pour transférer par induction de l’énergie électrique produite à partir d’un courant fourni par un câble d’alimentation (CA), et comportant un premier module de communication (MC1) échangeant des informations relatives à la recharge, et ii) une base (BF) fournissant ledit courant audit câble d’alimentation (CA) et comportant un deuxième module de communication (MC2) échangeant des informations relatives à la recharge, caractérisé en ce que lesdits premier (MC1) et deuxième (MC2) modules de communication échangent par voie d’ondes, en ce qu’il comprend en outre une application logicielle (AL), destinée à être installée dans un équipement électronique (EE) associé à un troisième module de communication (MC3) échangeant des messages par voie d’ondes et utilisé par un usager dudit véhicule (V), et initiant ladite recharge en déclenchant la fourniture par voie d’ondes à ladite base (BF) d’une partie au moins desdites informations de recharge, et en ce que ladite base (BF) contrôle ladite recharge initiée par ladite application logicielle (AL) en fonction desdites informations de recharge fournies par cette dernière (AL) et par ledit boîtier mobile (BM).
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite application logicielle (AL) est destinée à être installée dans un équipement électronique (EE) mobile et comportant ledit troisième module de communication (MC3), et initie ladite recharge en déclenchant la fourniture par voie d’ondes à ladite base (BF) d’informations de recharge représentatives au moins d’une durée de ladite recharge, d’un type dudit véhicule, d’un emplacement où est garé ledit véhicule (V), et d’un type d’une bobine secondaire faisant partie d’un circuit secondaire (CS) équipant ledit véhicule (V) et transformant en courant de recharge pour ladite batterie (BR) de l’énergie électrique transférée par induction par une bobine primaire faisant partie d’un circuit primaire (CP) équipant ledit boîtier mobile (BM) et alimenté en courant par ledit câble d’alimentation (CA).
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite base (BF) reçoit par voie d’ondes dudit véhicule (V), via un quatrième module de communication (MC4) qu’il comprend, d’autres informations de recharge représentatives d’un niveau de charge en cours de ladite batterie (BR), puis transmet ces autres informations de recharge par voie d’ondes audit boîtier mobile (BM).
4. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit boîtier mobile (BM) reçoit par ledit circuit secondaire (CS) du véhicule (V) d’autres informations de recharge représentatives d’un niveau de charge en cours de ladite batterie (BR).
5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite application logicielle (AL) i) est destinée à être installée dans un équipement électronique (EE) équipant ledit véhicule (V), ce dernier (V) comprenant ledit troisième module de communication (MC3), et ii) initie ladite recharge en déclenchant la fourniture par voie d’ondes à ladite base (BF) d’informations de recharge représentatives d’une durée de ladite recharge, d’un niveau de charge en cours de ladite batterie (BR), d’un type dudit véhicule, d’un emplacement où est garé ledit véhicule (V), et d’un type d’une bobine secondaire faisant partie d’un circuit secondaire (CS) équipant ledit véhicule (V) et transformant en courant de recharge pour ladite batterie (BR) de l’énergie électrique transférée par induction par une bobine primaire faisant partie d’un circuit primaire (CP) équipant ledit boîtier mobile (BM) et alimenté en courant par ledit câble d’alimentation (CA), et en ce que ladite base (BF) transmet par voie d’ondes audit boîtier mobile (BM) lesdites informations de recharge représentatives au moins dudit niveau de charge en cours de la batterie (BR).
6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite application logicielle (AL) i) est destinée à être installée dans un équipement électronique (EE) équipant ledit véhicule (V), ce dernier (V) comprenant ledit troisième module de communication (MC3), ii) initie ladite recharge en déclenchant la fourniture par voie d’ondes à ladite base (BF) d’informations de recharge représentatives d’une durée de ladite recharge, d’un type dudit véhicule, d’un emplacement où est garé ledit véhicule (V), et d’un type d’une bobine secondaire faisant partie d’un circuit secondaire (CS) équipant ledit véhicule (V) et transformant en courant de recharge pour ladite batterie (BR) de l’énergie électrique transférée par induction par une bobine primaire faisant partie d’un circuit primaire (CP) équipant ledit boîtier mobile (BM) et alimenté en courant par ledit câble d’alimentation (CA), et iii) déclenche la fourniture par voie d’ondes audit boîtier mobile (BM) desdites informations de recharge représentatives d’un niveau de charge en cours de la batterie (BR).
7. Système selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit boîtier mobile (BM) comprend i) au moins une caméra acquérant des images dans son environnement, ii) des circuits d’analyse déterminant à partir desdites images acquises des mouvements d’objets par rapport à lui (BM), iii) un premier contrôleur contrôlant les communications via ledit premier module de communication (MC1) et lesdits circuits d’analyse, et iv) un second contrôleur contrôlant ses déplacements en fonction d’informations de position.
8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits premier et second contrôleurs communiquent entre eux selon un protocole appelé Inter-lntegrated Circuit.
9. Système selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les échanges par voie d’ondes entre lesdits premier (MC1), deuxième (MC2) et troisième (MC3) modules de communication se font en WiFi selon un protocole appelé Message Queue Telemetry Transport.
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Citations (3)
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| EP2819272A1 (fr) * | 2012-02-22 | 2014-12-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Dispositif de transfert de puissance électrique sans contact, dispositif de réception de puissance électrique sans contact, et système de réception de puissance électrique sans contact |
| US20170225582A1 (en) * | 2014-10-29 | 2017-08-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and Base Unit for Inductively Charging Electric and Hybrid Vehicles |
| EP3293855A1 (fr) * | 2013-12-11 | 2018-03-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Dispositif de transmission d'énergie sans contact |
-
2018
- 2018-09-28 FR FR1858962A patent/FR3086592B1/fr active Active
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| EP2819272A1 (fr) * | 2012-02-22 | 2014-12-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Dispositif de transfert de puissance électrique sans contact, dispositif de réception de puissance électrique sans contact, et système de réception de puissance électrique sans contact |
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| TESLA: "Tesla Touchscreen. Overview", YOUTUBE, 7 March 2016 (2016-03-07), pages 1, XP054978657, Retrieved from the Internet <URL:https://www.youtube.com/watch?v=V6mXQmiiJZI> [retrieved on 20180905] * |
Also Published As
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|---|---|
| FR3086592B1 (fr) | 2022-01-14 |
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