FR3118914A1 - Systeme de transport pour vehicule electrique - Google Patents

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electric vehicle
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Sylvain Morival
Florian Vilcot
Rémi Reynal De St-Michel
Mathieu Vandaele
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Abstract

Système de transport (100) comprenant une batterie électrique (4), un premier véhicule électrique (10) comportant au moins un premier moteur électrique (30) alimenté par au moins ladite batterie électrique (4), au moins une roue (20) entrainée par ledit premier moteur, et un deuxième véhicule électrique (1) comprenant au moins une roue entraînée par au moins un deuxième moteur électrique alimenté par ladite batterie (4), la puissance électrique du deuxième moteur étant inférieure à celle du premier moteur (20), caractérisé en ce que ladite batterie électrique (4) est amovible de manière à pouvoir passer d’une première position dans laquelle elle est connectée à l’alimentation du premier moteur électrique (20) à une deuxième position dans laquelle elle est connectée à l’alimentation du deuxième moteur électrique . Figure pour l’abrégé : Fig. 1a

Description

SYSTEME DE TRANSPORT POUR VEHICULE ELECTRIQUE
La présente invention se rapporte au domaine des batteries électriques qui alimentent en énergie les véhicules électriques, notamment à leur chargement. Plus particulièrement, l’invention concerne un système de transport comportant une batterie électrique apte à fournir différentes fonctionnalités d’alimentation au sein du système.
On sait que les véhicules électriques se rechargent en général au domicile, le chargement des batteries de ces véhicules sur les bornes publiques ne constitue qu’environ 5 à 10% du chargement total effectué. Pour être chargé, le véhicule électrique doit pouvoir arriver jusqu’au domicile. Or, il est difficile d’arriver jusqu’à la prise de chargement lorsque le domicile est situé en ville, sans possibilité de garer la voiture à proximité de la prise de chargement. Il en est de même lorsque l’utilisateur du véhicule habite dans un immeuble collectif sans bornes de chargement au niveau du sol. Le même problème se pose lorsque le domicile se trouve à la campagne et que la prise de chargement se situe loin du chemin d’accès. Dans ces situations l’utilisateur doit soit utiliser une rallonge d’une longueur excessive, soit renoncer à avoir un véhicule électrique.
Une solution consiste à équiper le véhicule électrique d’une batterie électrique amovible et à la transporter jusqu’à la prise de chargement de son domicile. Or, la batterie d’un véhicule électrique est assez lourde, elle pèse environ 7 kg à 10 kg par kWh de capacité et elle est donc difficile à porter.
Un objectif de l’invention est de remédier aux inconvénients précités et d’apporter une solution originale au problème du chargement des batteries d’alimentation d’un véhicule électrique.
Cet objectif est atteint par l’invention qui propose un système de transport comprenant une batterie électrique, un premier véhicule électrique comportant au moins un premier moteur électrique alimenté par au moins ladite batterie électrique et au moins une roue entrainée par ledit moteur, et un deuxième véhicule électrique comprenant au moins une roue entraînée par au moins un deuxième moteur électrique alimenté par ladite batterie, la puissance électrique du deuxième moteur étant inférieure à celle du premier moteur, caractérisé en ce que ladite batterie électrique est amovible de manière à pouvoir passer d’une première position dans laquelle elle est connectée à l’alimentation du premier moteur électrique à une deuxième position dans laquelle elle est connectée à l’alimentation du deuxième moteur électrique.
Autrement dit, on utilise une même batterie amovible pour alimenter deux moteurs de puissance différente appartenant à des véhicules différents. Pour ceci, la batterie électrique est compatible avec les deux moteurs, on comprend qu’elle est apte à fournir une tension d’alimentation qui est celle qui correspond à la tension d’alimentation des deux moteurs ou, si ces tensions sont différentes, à venir s’intégrer dans le système de puissance électrique du véhicule pour lequel la tension d’alimentation de la batterie seule n’est pas suffisante. Dans ce cas, la batterie serait connectée en série avec au moins l’une des batteries du véhicule concerné. La batterie amovible doit également avoir une capacité de charge, exprimée en Ah, qui est apte, lorsqu’elle est chargée, à mettre en marche le premier moteur de plus grande puissance en lui assurant un minimum d’autonomie, ainsi que le deuxième moteur de plus petite puissance au moins lorsque sa charge a diminué.
Ainsi, selon l’invention, une même batterie électrique peut alimenter deux véhicules électriques ayant des moteurs dont les caractéristiques de fonctionnement (puissance, couple fourni) sont différentes. Ceci permet à la batterie amovible d’avoir plusieurs fonctionnalités : elle fournit une autonomie sur une longue distance au premier véhicule, qui est par exemple du type quadricycle lourd, et la même batterie amovible permet une alimentation du deuxième véhicule, par exemple une trottinette électrique, en vue d’un déplacement plus court mais nécessaire pour amener la batterie à une prise de chargement.
Par ailleurs, une batterie amovible peut alimenter le deuxième véhicule pour permettre le transport de marchandises jusqu’au domicile.
Le premier véhicule électrique peut comporter des moyens d’alerte d’atteinte d’un seuil de décharge de ladite batterie. Ceci permet d’alerter l’utilisateur sur le fait que la batterie doit être extraite du premier véhicule en vue de son chargement, ce qui permet au deuxième véhicule de l’utiliser pour le transport sur une courte distance (par exemple le dernier km) jusqu’à une prise de chargement.
Le deuxième véhicule électrique peut être apte à être agencé dans le premier véhicule électrique de manière à ce que ladite batterie puisse être connectée au circuit d’alimentation électrique de ce dernier. La batterie peut ainsi être montée sur le deuxième véhicule et alimenter en même temps le premier véhicule. Ceci rend plus simples les opérations de transfert de la batterie d’un véhicule à un autre en vue de son chargement.
Dans une variante, au moins une autre batterie électrique étant solidaire dudit premier véhicule électrique, ladite batterie électrique amovible est apte à être connectée et déconnectée électriquement par rapport à cette au moins une batterie électrique solidaire dudit premier véhicule électrique et avec laquelle elle forme l’alimentation électrique de celui-ci. Dans cette variante, la batterie amovible à recharger est de plus petites dimensions, car elle est reliée à l’autre batterie électrique, ou aux autres batteries électriques, solidaire(s) du premier véhicule, et donc plus facile à déplacer avec le deuxième véhicule. De surcroît, il reste suffisamment de charge dans les autres batteries solidaires du premier véhicule pour alimenter ledit premier véhicule électrique, même lorsque la batterie amovible est déchargée. Ensuite, lorsque la batterie amovible est rechargée, elle peut transférer l’énergie électrique aux autres batteries du premier véhicule.
Dans un mode de réalisation de l’invention, ledit deuxième véhicule électrique peut être une trottinette électrique. Dans d’autres modes de réalisation, le deuxième véhicule peut être une gyroroue ou monoroue, un gyropode, un scooter électrique, un vélo électrique, un tricycle électrique ou tout autre véhicule électrique de puissance inférieure au premier.
Ladite trottinette peut être pliable autour d’un axe parallèle à l’axe de rotation de ladite roue. Ceci permet de l’agencer facilement à l’intérieur du premier véhicule électrique, de préférence dans un compartiment prévu à cet effet.
Ladite batterie peut être en deux parties reliées électriquement, chaque partie étant solidaire d’une partie pliable de ladite trottinette. Ceci permet de diviser le poids de la batterie et de l’équilibrer sur la trottinette pour un transport facilité.
L’objet de l’invention est également atteint avec un procédé de chargement de l’alimentation électrique d’un premier véhicule électrique comportant au moins une batterie amovible d’alimentation d’au moins un moteur électrique de celui-ci, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
- extraire la batterie dudit premier véhicule électrique,
- utiliser ladite batterie pour alimenter au moins un deuxième moteur électrique d’un deuxième véhicule électrique ayant une plus petite puissance que celui du premier véhicule
- transporter ladite batterie à l’aide du deuxième véhicule jusqu’à une prise de chargement de celle-ci.
Le procédé de l’invention peut comprendre les étapes suivantes :
- utiliser le deuxième véhicule pour transporter la batterie chargée audit premier véhicule et
- brancher la batterie chargée sur le circuit d’alimentation électrique du premier véhicule.
On peut extraire la batterie du premier véhicule quand son niveau de chargement a dépassé un seuil de décharge de celle-ci compris entre 10 et 25% du niveau de charge maximal de la batterie.
L’objet de l’invention est également atteint avec l’utilisation d’une batterie électrique amovible pour alimenter alternativement un premier véhicule électrique comportant au moins un premier moteur électrique d’entraînement d’au moins une roue et un deuxième véhicule électrique comportant au moins un deuxième moteur électrique d’entraînement d’au moins une roue, la puissance électrique du deuxième moteur étant inférieure à celle du premier moteur.
La batterie peut ainsi servir au transport des personnes, comme une aide au transport de marchandises ou comme source d’énergie pour un équipement électrique, par exemple dans un camping, etc.
L’invention sera mieux comprise grâce à la suite de la description, qui s’appuie sur les figures suivantes :
la est une vue schématique en perspective d’un système de transport de l’invention comportant un premier véhicule électrique, un deuxième véhicule électrique et une batterie électrique;
la illustre par une vue schématique en perspective le deuxième véhicule en position dépliée ;
la est une vue en coupe longitudinale du deuxième véhicule en position pliée et agencé dans un compartiment dédié au sein du premier véhicule ;
la est une vue en perspective illustrant la partie supérieure du deuxième véhicule dans une première position de fonctionnement ;
la est une vue en perspective de la partie frontale schématique du dispositif de l’invention dans une autre position de fonctionnement.
Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent la même référence. Leur description n’est donc pas systématiquement reprise.
La illustre de manière schématique un système de transport 100 comportant un premier véhicule 10, un deuxième véhicule 1 et une batterie électrique 4. Plus particulièrement, on remarque sur cette figure la partie arrière d’un premier véhicule électrique 10 qui est du type quadricycle lourd, par exemple un véhicule connu sous le nom Twizy® de la marque Renault® d’une puissance de 17 ch (ou 13kW). Le véhicule 10 comprend en sa partie arrière un compartiment 40 apte à recevoir la batterie 4 qui est montée amovible par rapport au véhicule 10 et donc aux connexions de l’alimentation électrique d’un premier moteur électrique 30 de celui-ci. Le premier véhicule électrique 10 comprend, de manière généralement connue, un premier moteur électrique 30 alimentée en énergie par la batterie 4 et des moyens de commande du moteur permettant de mettre en mouvement les roues 20 du véhicule. Les autres caractéristiques structurelles et de fonctionnement du premier véhicule (direction, suspension, freins, …) sont généralement connus et ne seront pas détaillées ici.
Dans l’exemple représenté, la batterie 4 est une batterie lithium-ion ayant une tension nominale de 48 V, une capacité de 30 Ah et un poids d’environ 12 kg. Elle alimente, via un onduleur, un motoréducteur qui met en mouvement au moins deux des quatre roues 20. Le moteur 30 du moto-réducteur est par exemple du type asynchrone ayant une puissance maximale de 13kW et un couple maximal de 57 Nm de 0 à 2100 tr/min. Dans une variante, le premier véhicule 10 comprend au moins une autre batterie 41 fixe et la batterie 4 est connectée électriquement à celle-ci.
Selon l’invention, la batterie 4 est également compatible avec un deuxième véhicule électrique 1 qui est une trottinette électrique dans l’exemple illustré par les figures. Le deuxième véhicule électrique 1 comprend un deuxième moteur électrique 3 qui est apte à entraîner au moins une roue 2 du véhicule. Dans l’exemple illustré ( ) la roue avant est une roue avant motorisée. Dans une variante, le véhicule peut comporter également une roue arrière motorisée. Dans un mode de réalisation préféré, le moteur 2 est du type asynchrone et possède une puissance maximale de 1000 W et requiert une alimentation par batterie électrique ayant une tension nominale de 48 V et une capacité de30 Ah.
La trottinette comprend par ailleurs un mécanisme de pliage 6 permettant un pliage et un dépliage rapide de la trottinette autour d’un axe de pliage qui est parallèle à l’axe A-A’ de la roue de celle-ci. De plus, dans l’exemple illustré ( et 2c), la trottinette comporte également un guidon 7 pliable au niveau des poignées 7a, 7b, dans le sens indiqué par les flèches doubles sur la , ainsi qu’un mécanisme de pliage associé. Lorsque le mécanisme de pliage des poignées est actionné, les poignées 7a, 7b pivotent autour d’un axe parallèle à l’axe B-B’ de la tige 8 du guidon 7. En position pliée des poignées, tel que mieux visible à la , les poignées 7a, 7b offrent accès au connecteur électrique 9 situé en la partie supérieure de la tige 8. La batterie 4 peut ainsi être connectée rapidement et facilement via le connecteur 9 à une prise 51 du circuit d’alimentation électrique 50 du premier véhicule 10. Dans une variante, les connecteurs peuvent aussi être directement intégrés au châssis de chacun des véhicules de manière à ce que le contact électrique s’établit automatiquement lors de la mise en place du deuxième véhicule dans le premier véhicule. Tel qu’illustré à la , la trottinette peut comporter des contacts 52 qui font que lorsque la trottinette est rentrée et en position dans le premier véhicule, elle se connecte automatiquement aux contacts correspondants du circuit électrique 50 du premier véhicule, sans qu’il y ait le besoin de faire d’action manuelle autre que de rentrer la trottinette dans le premier véhicule 10.
Dans l’exemple illustré aux figures, la batterie 4 est en deux parties 4a, 4b, la partie 4a étant montée sur la tige 8 de la trottinette et la partie 4b est montée sur le plateau 5 de celle-ci, le poids total de la batterie étant ainsi mieux réparti et la trottinette plus maniable.
En fonctionnement, lorsque la batterie est chargée à sa charge maximale en étant solidaire de la trottinette, la trottinette est en position complétement pliée et est insérée dans le compartiment 40 du premier véhicule 10. Dans cette position, la batterie 4 est connectée au circuit d’alimentation électrique 50 du premier véhicule électrique 10. La batterie 4 alimente le motoréducteur du premier véhicule qui met en mouvement les roues de celui-ci. Le circuit d’alimentation du premier véhicule 10 comprend des moyens d’alerte d’atteinte d’un seuil de décharge de ladite batterie. Lorsque ce seuil de décharge est atteint, par exemple lorsque la charge restante de la batterie 4 est comprise entre 10% et 25% de la charge maximale, les moyens d’alerte émettent un signal d’alerte (visuel, auditif) pour informer l’utilisateur du besoin de chargement de la batterie.
Lorsque l’utilisateur gare son véhicule, il peut retirer la trottinette électrique (qui est le deuxième véhicule électrique du système de transport selon ce mode de réalisation) du compartiment 40 du premier véhicule 10. Une fois extraite de son compartiment, la batterie 4 étant déconnectée du circuit d’alimentation 50 du premier véhicule 10, l’utilisateur déplie la trottinette et actionne son moteur 3 pour se déplacer en direction de son domicile où il mettra en charge la batterie.
Lorsque la batterie est chargée, il peut refaire le chemin inverse en trottinette jusqu’au premier véhicule, il plie la trottinette, la remet dans le compartiment 40 après avoir connecté la batterie 4 chargée au circuit d’alimentation 50 du premier véhicule.
Dans une variante avantageuse de l’invention, la batterie amovible possède une prise ou un connecteur permettant aussi d’alimenter tout appareil électrique transportable par l’utilisateur (un ordinateur, un téléphone, ou un outillage d’artisan). Par exemple, le deuxième véhicule peut comporter un port USB qui permet de charger un appareil électrique portatif avec la batterie amovible connectée au circuit électrique du deuxième véhicule notamment pour assurer l’alimentation de son moteur électrique.
Dans une variante non illustrée, le premier véhicule est un scooter électrique lourd ou un tricycle lourd et le deuxième véhicule est une gyroroue dont la roue est l’une des roues du premier véhicule.
Dans une autre variante non illustrée, le deuxième véhicule dispose d’une remorque (ou une simple plateforme munie de roues) pour transporter des marchandises et/ou une batterie supplémentaire en vue de son chargement.
D’autres variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être envisagés dans le cadre de l’invention telle que revendiquée. Ainsi, le système de transport peut comporter plus de deux véhicules électriques. Dans un tel cas, au moins l’un des véhicules permet de transporter les autres véhicules.

Claims (11)

  1. Système de transport (100) comprenant une batterie électrique (4), un premier véhicule électrique (10) comportant au moins un premier moteur électrique (30) alimenté par au moins ladite batterie électrique (4), au moins une roue (20) entrainée par ledit premier moteur, et un deuxième véhicule électrique (1) comprenant au moins une roue (2) entraînée par au moins un deuxième moteur électrique (3) alimenté par ladite batterie (4), la puissance électrique du deuxième moteur (2) étant inférieure à celle du premier moteur (20), caractérisé en ce que ladite batterie électrique (4) est amovible de manière à pouvoir passer d’une première position dans laquelle elle est connectée à l’alimentation du premier moteur électrique (20) à une deuxième position dans laquelle elle est connectée à l’alimentation du deuxième moteur électrique (2).
  2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier véhicule électrique (10) comporte des moyens d’alerte d’atteinte d’un seuil de décharge de ladite batterie (4).
  3. Système selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le deuxième véhicule électrique (1) est apte à être agencé dans le premier véhicule électrique (10) de manière à ce que ladite batterie (4) puisse être connectée au circuit d’alimentation électrique (50) de ce dernier.
  4. Système selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au moins une autre batterie électrique (41) étant solidaire dudit premier véhicule électrique (10), ladite batterie électrique (4) amovible est apte à être connectée et déconnectée électriquement par rapport à cette batterie électrique (41) solidaire dudit premier véhicule électrique (10) et avec laquelle elle forme l’alimentation électrique de celui-ci.
  5. Système selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit deuxième véhicule électrique (1) est une trottinette électrique.
  6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite trottinette est pliable autour d’un axe parallèle à l’axe de rotation de ladite roue (2).
  7. Système selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite batterie électrique (4) est en deux parties (4a, 4b) reliées électriquement, chaque partie étant solidaire d’une partie pliable de ladite trottinette.
  8. Procédé de chargement de l’alimentation électrique d’un premier véhicule électrique (10) comportant au moins une batterie électrique (4) amovible d’alimentation d’au moins un moteur électrique de celui-ci, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
    - extraire la batterie (4) dudit premier véhicule (10),
    - utiliser la batterie (4) pour alimenter au moins un moteur électrique d’un deuxième véhicule (1) ayant une plus petite puissance, et
    - transporter ladite batterie (4) à l’aide du deuxième véhicule jusqu’à une prise de chargement de celle-ci.
  9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
    - utiliser le deuxième véhicule électrique (1) pour transporter la batterie électrique (4) chargée au premier véhicule (10) et
    - brancher la batterie (4) chargée sur le circuit d’alimentation électrique (50) dudit premier véhicule (10).
  10. Procédé selon l’une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l’on extrait la batterie du premier véhicule à partir d’un seuil de décharge de celle-ci compris entre 10 et 25% du niveau de charge maximal de la batterie (4).
  11. Utilisation d’une batterie électrique (4) amovible pour alimenter alternativement un premier véhicule électrique (10) comportant au moins un premier moteur électrique (30) d’entraînement d’au moins une roue (20) et un deuxième véhicule électrique (1) comportant au moins un deuxième moteur électrique (3) d’entraînement d’au moins une roue (2), la puissance électrique du deuxième moteur (3) étant inférieure à celle du premier moteur (30).
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