FR3106788A1 - Dispositif de recharge par induction sous véhicule avec bras articulé capoté - Google Patents

Dispositif de recharge par induction sous véhicule avec bras articulé capoté Download PDF

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Abstract

L’invention a pour objet un dispositif (2) pour transmettre de l’énergie électrique à un véhicule en vue de recharger une batterie de stockage d’énergie électrique dudit véhicule, comprenant une base (4) ; un bras articulé (6) avec une extrémité proximale montée pivotante sur la base (4), et une extrémité distale ; et un élément primaire (8) de transmission d’énergie électrique par induction, disposé à l’extrémité distale du bras articulé (6). Le bras articulé (6) est configuré pour se déployer le long du sol sous le véhicule et comprend des capots (12, 14) configurés pour s’engager mutuellement lorsque ledit bras articulé (6) est dans un état replié où au moins deux segments (6.1, 6.2) dudit bras articulé (6) sont l’un contre l’autre, de manière à rendre un espace entre lesdits au moins deux segments (6.1, 6.2) inaccessible depuis l’extérieur. Figure 2

Description

DISPOSITIF DE RECHARGE PAR INDUCTION SOUS VÉHICULE AVEC BRAS ARTICULÉ CAPOTÉ
L’invention a trait au domaine des véhicules automobiles à traction électrique, et plus particulièrement aux dispositifs de recharge de batterie de stockage d’énergie électrique de véhicules automobiles.
Les véhicules à traction électrique pure ou hybride rechargeable (PEHV acronyme de «Plug-In Electric Hybrid Vehicle») doivent être régulièrement rechargés électriquement au moyen d’un chargeur. Le branchement électrique entre le véhicule et le chargeur se fait habituellement au moyen d’un câble électrique équipé d’une fiche spécifique (actuellement du type 2) apte à être engagée dans une prise sur le véhicule, le plus souvent à l’avant du véhicule. Cette prise est souvent équipée d’une trappe de protection. Le branchement nécessite alors d’ouvrir la trappe, de saisir le câble et la fiche électrique, et d’insérer la fiche dans la prise. Le débranchement requiert les mêmes opérations toutefois dans le sens inverse.
Le document de brevet publié DE102011112610A1 divulgue une station de recharge électrique pour véhicules électriques ou hybrides rechargeables. Le dispositif comprend une base et un bras robotisé monté sur la base et supportant un élément primaire de transmission d’énergie électrique par induction. Le dispositif est configuré pour commander le bras robotisé de manière à approcher l’élément primaire d’un élément secondaire correspondant disposé à l’avant du véhicule. Le couplage électromagnétique entre les éléments primaire et secondaire permet de réaliser une connexion sans fil apte à transmettre une puissance électrique de recharge électrique suffisante. Ce dispositif est essentiellement destiné à un usage public, comme par exemple à des emplacements de stationnement de commerces ou payants. La base est par ailleurs volumineuse en ce qu’elle doit supporter le bras robotisé à une certaine hauteur par rapport au sol ainsi qu’une interface de communication et paiement. Ce dispositif n’est ainsi pas adapté à un usage privatif.
L’invention a pour objectif de pallier au moins un inconvénient de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de faciliter les opérations de recharge électrique d’un véhicule automobile, en particulier dans le cadre d’un usage privatif.
L’invention a pour objet un dispositif pour transmettre de l’énergie électrique à un véhicule en vue de recharger une batterie de stockage d’énergie électrique dudit véhicule, comprenant: une base configurée pour être posée sur le sol et à être alimentée en énergie électrique; un bras articulé avec une extrémité proximale montée pivotante sur la base fixe, et extrémité distale; un élément primaire de transmission d’énergie électrique par induction, disposé à l’extrémité distale du bras articulé; remarquable en ce que le bras articulé est configuré pour se déployer le long du sol sous le véhicule et comprend des capots configurés pour s’engager mutuellement lorsque ledit bras articulé est dans un état replié où au moins deux segments dudit bras articulé sont l’un contre l’autre, de manière à rendre un espace entre lesdits au moins deux segments inaccessible depuis l’extérieur.
Avantageusement, le dispositif comprend un câblage logé dans le bras articulé et reliant l’élément primaire à la base.
Avantageusement, le bras articulé comprend des moyens de déplacement dudit bras articulé, ces moyens étant préférentiellement électriques et reliés à la base par le câblage logé dans le bras articulé.
Selon un mode avantageux de l’invention, chacun des capots est solidaire d’un des au moins deux segments, respectivement, et présente au moins un bord supérieur ou inférieur apte à s’engager, à l’état replié, avec le capot d’un autre des au moins deux segments, voisin audit segment.
Selon un mode avantageux de l’invention, les au moins deux segments comprennent un premier segment avec une première extrémité montée pivotante à la base et un deuxième segment avec une première extrémité montée pivotante à une deuxième extrémité du premier segment, l’élément primaire étant fixé à une deuxième extrémité du deuxième segment, le bord supérieur du capot du deuxième segment étant apte à s’engager avec le bord supérieur du capot du premier segment et le bord inférieur du capot du deuxième segment étant apte à se positionner sous le premier segment, à l’état replié.
Avantageusement, le bord inférieur du capot du premier segment, opposé au bord supérieur dudit capot, est configuré pour s’engager dans un logement dans la base, lorsque le premier segment est replié contre ladite base.
Selon un mode avantageux de l’invention, chacun des capots présente une section générale rectangulaire ou en équerre.
Selon un mode avantageux de l’invention, chacun des au moins deux segments comprend un profilé central, chacun des capots englobant ou épousant le profilé central correspondant.
Selon un mode avantageux de l’invention, le dispositif comprend des moyens de verrouillage configurés pour verrouiller les au moins deux segments à l’état replié.
Selon un mode avantageux de l’invention, un des au moins deux segments est monté pivotant directement à la base, les moyens de verrouillage étant configurés pour également verrouiller ledit segment à ladite base lorsque ledit segment est replié contre la base.
Selon un mode avantageux de l’invention, les moyens de verrouillage sont configurés pour verrouiller les au moins deux segments au niveau des capots.
Selon un mode avantageux de l’invention, les moyens de verrouillage comprennent un ou plusieurs verrous électromagnétiques.
Selon un mode avantageux de l’invention, le dispositif comprend des roulettes disposées sous le bras articulé et configurées pour supporter de manière mobile ledit bras articulé sur le sol.
Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce qu’elles permettent d’augmenter la sécurité du bras articué, en particulier à l’état replié. Les capots permettent, à l’état replié du bras articulé, d’éviter des intrusions dans l’espace entre les segments du bras articué, et ainsi d’éviter des détériorations du dispositif et des interactions non désirables lors qu’il est enjambé par une personne. Aussi, les moyens de verrouillage permettent au bras articué de conserver sa configuration repliée en présence de forces extérieures intempestives.
est une vue en perspective d’un dispositif pour transmettre de l’énergie électrique de recharge à un véhicule, selon l’invention et à l’état déployé;
est une vue en perspective du dispositif de la figure 1, toutefois à l’état replié;
est une vue en coupe III-III du dispositif de la figure 2.
Description détaillée
La figure 1 illustre en perspective un dispositif pour transmettre de l’énergie électrique à un véhicule en vue de recharger une batterie de stockage d’énergie électrique dudit véhicule, à l’état déployé et conforme à l’invention.
Le dispositif 2 comprend une base 4 destinée à être disposée sur le sol et à y être fixe, soit par son propre poids soit par ancrage au sol. Le dispositif 2 comprend, en outre, un bras articulé 6 fixé de manière pivotante à la base 4, et un élément primaire 8 de transmission d’énergie électrique par induction, fixé à une extrémité distale du bras articulé 6. Le bras articulé 6 et l’élément primaire 8 sont configurés pour se déplacer le long du sol sous un véhicule automobile stationnant à proximité du dispositif 2, de manière à amener l’élément primaire 8 sous un élément secondaire correspondant disposé sous le plancher ou soubassement du véhicule, en vue de réaliser un couple inductif entre ces deux éléments et, partant, permettre une transmission d’énergie électrique de recharge sans contact. Ce principe de transmission d’énergie électrique est en soi bien connu de l’homme de métier.
Des roulettes 10 peuvent être prévues sous le bras articulé 6, notamment à proximité de l’extrémité distale du bras articulé 6 supportant l’élément primaire 8, afin de rouler sur le sol et ainsi supporter le bras articulé et l’élément primaire.
Le bras articulé 6 comprend dans le cas présent un premier segment 6.1 et un deuxième segment 6.2. Par segment on entend une portion de bras rigide reliée, à chacune de ses deux extrémités, à un autre segment, à la base ou à l’élément primaire. Il est toutefois entendu qu’il est envisageable de prévoir davantage de segments, comme par exemple trois segments. Le bras articulé 6 est fixé, à son extrémité proximale, à la base 4 via une liaison tournante 6.3 qui est en l’occurrence motorisée en vue de faire pivoter le bras motorisé autour de cette liaison tournante. Les premier et deuxième segments 6.1 et 6.2 sont reliés entre eux par une liaison tournante 6.4 qui est en l’occurrence également motorisée. La motorisation des liaisons tournantes 6.3 et 6.4 permet de déplacer angulairement les premier et deuxième segments 6.1 et 6.2 par rapport à la base 4 et l’un par rapport à l’autre. Cette motorisation comprend un moteur électrique et un système de réduction mécanique permettant de convertir une rotation du rotor au moteur électrique en une rotation de la liaison tournante. Le système de réduction mécanique présente un grand rapport de réduction, compte tenu du fait que les pivotements des premier et deuxième segments aux liaisons tournantes présentent des plages angulaires inférieure ou égale à 100°. Il est toutefois entendu que d’autres moyens de déplacement des segments du bras articulé 6 peuvent être utilisés comme notamment des vérins, notamment électriques.
Le bras articulé 6 comprend également des capots 12 et 14 fixés aux premier et deuxième segments 6.1 et 6.2. Ces capots 12 et 14 sont configurés pour, une fois que le bras articulé 6 est à l’état replié, fermer l’accès à un espace situé entre les premier et deuxième segments 6.1 et 6.2, et avantageusement aussi entre le premier segment 6.1 et la base 4. A cet effet, les capots 12 et 14 sont configurés pour s’engager mutuellement au niveau de leurs portions supérieures, au-dessus des premier et deuxième segments 6.1 et 6.2, lorsque le bras articulé 6 est à l’état replié. Similairement, le capot 12 du premier segment 6.1 est configuré pour s’engager avec la base 4, lorsque le bras articulé 6 est à l’état replié.
A cet effet, le capot 14 du deuxième segment 6.2 présente un bord supérieur 14.1 situé du côté du premier segment 6.1 et configuré pour s’engager avec un bord supérieur 12.1 correspondant du capot 12 du premier segment 6.1. Le bord supérieur 12.1 en question est avantageusement situé du côté du deuxième segment 6.1. Aussi, le capot 14 du deuxième segment 6.2 peut présenter un bord inférieur 14.2, également situé du côté du premier segment 6.1 et configuré pour s’étendre sous le premier segment 6.1 lorsque le bras articulé 6 est à l’état replié.
Le capot 12 du premier segment 6.1 peut également comprendre un deuxième bord opposé au bord supérieur 12.1, en l’occurrence un bord inférieur (non visible à la figure 1) configuré pour s’engager dans un logement 4.1 formé dans la base 4.
Chacun des capots 12 et 14 présente une section rectangulaire ou en équerre, c’est-à-dire avec des parois reliées entre elles par des arêtes et pouvant former des angles droits. Ces capots 12 et 14 peuvent être réalisés par découpe, pliage et/ou emboutissage de tôle métallique. Alternativement, ils peuvent être réalisés en matériau plastique, par exemple par injection dans un moule.
La figure 2 illustre le dispositif 2 de la figure 1, toutefois lorsque le bras articulé 6 est à l’état replié.
On peut observer que les faces supérieures des capots 12 et 14 sont alignées dans un plan horizontal et jointives au niveau de leurs bords 12.1 et 14.1. Cela rend inaccessible, depuis l’extérieur, l’espace entre les premier et deuxième segments 6.1 et 6.2.
Similairement, le premier segment 6.1 est replié contre la base 4 et l’arête supérieure 12.2 du capot 12, opposée au bord supérieur 12.1, est jointive à la base 4 et rend ainsi également inaccessible, depuis l’extérieur, l’espace situé entre le premier segment 6.1 et la base 4.
La figure 3 est une vue suivant la coupe III-III du dispositif 2 de la figure 2.
On peut y observer le bord supérieur 12.1 du capot 12 du premier segment 6.1 et le bord supérieur 14.1 du capot 14 du deuxième segment 6.2, s’engagent mutuellement. En l’occurrence le bord supérieur 14.1 du capot 14 du deuxième segment 6.2 présente un profil en escalier de manière à pouvoir se positionner sous le bord supérieur 12.1 du capot 12 du premier segment 6.1. Un dispositif de verrouillage 16 peut être prévu sur un des deux bords supérieurs 12.1 et 14.1 des capots 12 et 14, en l’occurrence sur le bord supérieur 12.1 du capot 12. Ce dispositif de verrouillage 16 est configuré pour verrouiller l’engagement entre les deux capots 12 et 14 au niveau de leurs bords supérieurs 12.1 et 14.1. Il peut s’agir d’un dispositif électromagnétique avec une tige de verrouillage mobile par l’action d’un électroaimant contre un effort élastique, apte à s’engager dans un orifice correspondant sur le bord supérieur adjacent. Pour des raisons de clarté d’exposé, le dispositif de verrouillage 16 est représenté au-dessus des capots 12 et 14, étant toutefois entendu que ce dispositif peut être sensiblement plus compact et notamment être disposé majoritairement sous les capots 12 et 14, en particulier sous le bord 12.1 du capot 12.
On peut également observer le bord inférieur 14.2 du capot 14 du deuxième segment 6.2 qui est positionné sous le premier segment 6.1 en l’occurrence jointif ou du moins adjacent au bord inférieur 12.3 du capot 12 du premier segment 6.1. La paroi inférieure horizontale du capot 14 s’étend ainsi sous la majeure partie du premier segment 6.1 et ferme ainsi l’accès au volume interne des capots 12 et 14 ainsi réunis, à des éléments extérieurs comme des nuisibles, tels qu’insectes et rongeurs.
Aussi, le bord inférieur 12.3 du capot 12 du premier segment 6.1 est engagé dans le logement 4.1 correspondant de la base 4. Similairement, un dispositif de verrouillage 18 de l’engagement du bord inférieur 12.3 en question et du logement 4.1 peut être prévu. Similairement au dispositif de verrouillage 16, il peut s’agir d’un dispositif électromagnétique avec une tige de verrouillage mobile par l’action d’un électroaimant contre un effort élastique, et apte à s’insérer dans un orifice correspondant dans le bord inférieur 12.3.
Le dispositif de transmission d’énergie électrique à un véhicule en vue de recharger une batterie de stockage d’énergie électrique dudit véhicule, qui est décrit ci-avant, comprend un câblage électrique s’étendant le long du bras articulé 6 de manière à relier électriquement l’élément primaire 8 à la base 4. Cette dernière comprend une unité de contrôle des moyens de déplacement du bras articulé 6. L’élément primaire 8 peut comprendre des moyens de détection de sa position par rapport à l’élément secondaire sous le véhicule. A titre d’exemple, le véhicule peut comprendre une source lumineuse dirigée vers le bas, de taille réduite de manière à être assimilable à une source lumineuse ponctuelle, et l’élément primaire 8 peut comprendre des moyens optiques de détection de la source lumineuse en question, ces moyens optiques communiquant, via le câblage électrique, avec l’unité de contrôle des moyens de déplacement du bras articulé 6, dans la base 4, pour commander de manière appropriée lesdits moyens de déplacement du bras articulé 6.
La base peut comprendre une unité électronique de régulation de l’énergie électrique de recharge. Celle peut aussi être externe à la base.
Il est à noter que les capots 12 et 14 peuvent être distincts des profilés formant la partie centrale et rigide des premier et deuxième segments 6.1 et 6.2. Dans ce cas, les capots 12 et 14 sont rapportés, c’est-à-dire fixés par des moyens de fixation réversibles, comme par exemple par vissage, aux profilés centraux. De manière alternative, les capots peuvent faire partie intégrante des premier et deuxième segments 6.1 et 6.2, auquel cas les profilés centraux tels qu’illustrés aux figures 1 à 3 ne sont pas nécessairement présents.
Le capotage du bras articulé du dispositif de transmission d’énergie électrique à un véhicule en vue de recharger une batterie de stockage d’énergie électrique dudit véhicule, qui est décrit ci-avant, est utile à plus d’un titre. A l’état replié du bras articulé, il empêche toute intrusion, depuis l’extérieur, dans l’espace situé entre les segments repliés du bras articulé, évitant d’éventuelles détériorations. Aussi, le capotage, à l’état replié du bras articulé, forme une surface extérieure continue et lisse, limitant les risques de trébucher lorsqu’une personne l’enjambe. Aussi, le capotage permet de prévoir les dispositifs de verrouillage décrits ci-avant, empêchant un déploiement intempestif du bras articulé en cas de sollicitation extérieure.

Claims (10)

  1. Dispositif (2) pour transmettre de l’énergie électrique à un véhicule en vue de recharger une batterie de stockage d’énergie électrique dudit véhicule, comprenant:
    - une base (4) configurée pour être posée sur le sol et à être alimentée en énergie électrique;
    - un bras articulé (6) avec une extrémité proximale montée pivotante sur la base (4), et une extrémité distale;
    - un élément primaire (8) de transmission d’énergie électrique par induction, disposé à l’extrémité distale du bras articulé (6);
    caractérisé en ce que
    le bras articulé (6) est configuré pour se déployer le long du sol sous le véhicule et comprend des capots (12, 14) configurés pour s’engager mutuellement lorsque ledit bras articulé (6) est dans un état replié où au moins deux segments (6.1, 6.2) dudit bras articulé (6) sont l’un contre l’autre, de manière à rendre un espace entre lesdits au moins deux segments (6.1, 6.2) inaccessible depuis l’extérieur.
  2. Dispositif (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des capots (12, 14) est solidaire d’un des au moins deux segments (6.1, 6.2), respectivement, et présente au moins un bord supérieur (12.1, 14.1) ou inférieur (12.3, 14.2) apte à s’engager, à l’état replié, avec le capot d’un autre des au moins deux segments (6.1, 6.2), voisin audit segment.
  3. Dispositif (2) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les au moins deux segments comprennent un premier segment (6.1) avec une première extrémité montée pivotante à la base (4) et un deuxième segment (6.2) avec une première extrémité montée pivotante à une deuxième extrémité du premier segment (6.1), l’élément primaire (8) étant fixé à une deuxième extrémité du deuxième segment (6.2), le bord supérieur (14.1) du capot (14) du deuxième segment (6.2) étant apte à s’engager avec le bord supérieur (12.1) du capot (12) du premier segment (6.1) et le bord inférieur (14.2) du capot (14) du deuxième segment (6.2) étant apte à se positionner sous le premier segment (6.1), à l’état replié.
  4. Dispositif (2) selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chacun des capots (12, 14) présente une section générale rectangulaire ou en équerre.
  5. Dispositif (2) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chacun des au moins deux segments (6.1, 6.2) comprend un profilé central, chacun des capots (12, 14) englobant ou épousant le profilé central correspondant.
  6. Dispositif (2) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend des moyens de verrouillage (16, 18) configurés pour verrouiller les au moins deux segments (6.1, 6.2) à l’état replié.
  7. Dispositif (2) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’un (6.1) des au moins deux segments (6.1, 6.2) est monté pivotant directement à la base (4), les moyens de verrouillage (18) étant configurés pour également verrouiller ledit segment (6.1) à ladite base (4) lorsque ledit segment est replié contre la base.
  8. Dispositif (2) selon l’une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage (16, 18) sont configurés pour verrouiller les au moins deux segments (6.1, 6.2) au niveau des capots (12, 14).
  9. Dispositif (2) selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage comprennent un ou plusieurs verrous électromagnétiques (16, 18).
  10. Dispositif (2) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend des roulettes (10) disposées sous le bras articulé (6) et configurées pour supporter de manière mobile ledit bras sur le sol.
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