FR3120275A1 - Dispositif adaptable sur un véhicule électrique pour sa recharge - Google Patents

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Stéphane WOLOZAN
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Abstract

L’invention concerne un dispositif (5) adaptable sur un appareil électrique (4) pour sa recharge, ledit dispositif comportant : Une unité de stockage (6) comprenant un câble (8) portant à son extrémité une fiche (2) électrique, un ensemble de mise en mouvement (9) du câble, des premiers moyens d'actionnement mécanique (62, 95) dudit ensemble, configurés pour actionner ledit ensemble en vue de libérer le câble (8) vers l'extérieur de l'unité de stockage (6) ou de rétracter le câble à l'intérieur de l'unité de stockage (6), Un boitier de stockage (71) dans lequel vient se loger ladite fiche (2) électrique lorsque le câble (8) est rétracté, ledit boîtier de stockage (71) portant un dispositif d'obturation qui comporte un opercule (72) actionnable à l'ouverture ou à la fermeture. Figure à publier avec l'abrégé : Figure 2

Description

Dispositif adaptable sur un véhicule électrique pour sa recharge
Domaine technique de l'invention
La présente invention se rapporte à un dispositif adaptable sur un appareil tel qu'un véhicule électrique pour sa recharge.
L'invention concerne également un système de connexion électrique incluant ledit dispositif.
Etat de la technique
Diverses solutions ont déjà été proposées pour la recharge d'un véhicule électrique. Par véhicule électrique, on entend bien entendu un véhicule 100% électrique ou de type hybride rechargeable (par exemple électrique et thermique ou électrique et hydrogène). Beaucoup de brevets ont ainsi été déposés sur des systèmes de recharge par induction. Dans ces solutions, une bobine primaire reliée à un circuit électrique d'alimentation et une bobine secondaire reliée à la batterie du véhicule électrique sont positionnées en vis-à-vis l'une de l'autre de manière à générer un courant induit de rechargement dans la bobine secondaire. Ces solutions à induction sont particulièrement avantageuses car elles n'impliquent aucune intervention humaine. Cependant, elles présentent aussi un certain nombre d'inconvénients qui les rendent difficiles à déployer à grande échelle. Ces inconvénients sont les suivants :
  • Elles nécessitent un positionnement parfait de la bobine secondaire par rapport à la bobine primaire pour maximiser le rendement ;
  • Elles nécessitent une infrastructure particulièrement lourde et coûteuse ;
  • Le réglage du positionnement entre les deux bobines peut nécessiter l'emploi de moyens particuliers, ce qui alourdit encore l'infrastructure et son coût ;
  • Elles émettent des rayonnements électromagnétiques à haute fréquence, pouvant éventuellement causer des perturbations sur les appareils électriques environnants et des dommages sur la santé ;
Il est donc souhaitable de proposer une solution de connexion électrique qui présente certains avantages des solutions à induction, notamment l'absence d'intervention humaine, mais qui n'en n'a pas tous les inconvénients. La demande de brevetWO2017/216458A1décrit ainsi un dispositif de connexion électrique qui se présente sous la forme d'un plateau intégrant une prise électrique à attraction magnétique. La prise électrique est positionnée au centre et le plateau présente une surface qui s'étend en périphérie de la face avant de connexion de la prise électrique. La prise électrique est dotée de moyens magnétiques lui permettant d'attirer, par effet magnétique, une fiche électrique dotée de moyens magnétiques correspondants. La connexion électrique est réalisée entre la prise et la fiche lorsque les deux éléments sont collés par l'effet magnétique. La fiche est raccordée à un appareil électrique, tel que par exemple l'ensemble d'alimentation d'un véhicule électrique. Dans une réalisation particulière, le dispositif comporte plusieurs bobines de forme annulaire qui sont intégrées au plateau en étant positionnées de manière concentrique autour de la prise électrique. En fonctionnement, le plateau intégrant la prise électrique est par exemple posé sur le sol et raccordé au secteur par un câble électrique. La fiche est libérée de l'appareil à proximité du plateau. Les bobines sont commandées par une séquence de commande adaptée pour guider la fiche vers le centre du plateau et donc vers la prise électrique. La connexion est concrétisée par l'attraction magnétique présente entre les moyens magnétiques respectifs de la prise et de la fiche.
Des systèmes de connexion électrique en deux parties qui utilisent un effet magnétique pour attirer une première partie vers une deuxième partie et réaliser une connexion électrique lorsque les deux parties sont accouplées, sont bien connus dans l'état de la technique. Ils sont notamment décrits dans les demandes de brevetsWO2014/202849A1,WO2012/032230A1,EP2595252A1ouEP1667459A1. C'est le cas également dans le brevetEP2461429B1qui décrit un système de connexion électrique dans lequel une fiche est attirée par effet magnétique vers un boîtier pour réaliser une connexion électrique.
Pour la recharge d'un appareil électrique tel qu'un véhicule électrique, il est primordial de prévoir un dispositif qui puisse s'adapter parfaitement sur le véhicule à recharger, que ce soit un véhicule déjà en circulation ou un véhicule neuf fabriqué sur une plateforme existante ou à venir. Ce dispositif est avantageusement amené à rester à demeure dans le véhicule ou être facilement remplaçable, en tout ou partie. Ce dispositif qui porte la fiche électrique doit ainsi répondre aux objectifs suivants :
  • Être suffisamment compact pour s'implanter facilement dans le véhicule ;
  • Permettre à la fiche de se déployer lorsque la présence de la prise est détectée à proximité ;
  • Assurer à la fiche une position finale toujours identique, afin de fiabiliser la connexion avec la prise dans toutes les situations ;
  • Être étanche aux poussières et à l'eau ;
  • Respecter toutes les conditions de fonctionnement d'un tel véhicule, au niveau compatibilité électromagnétique (CEM), résistance aux vibrations, aux chocs et à la température…
Le but de l'invention est de proposer un dispositif capable de répondre à un ou plusieurs des objectifs repris ci-dessus.
Un ou plusieurs des objectifs repris ci-dessus sont atteints par un dispositif adaptable sur un appareil électrique pour sa recharge, le dispositif comportant :
  • Une unité de stockage comprenant un câble portant à son extrémité une fiche électrique, un ensemble de mise en mouvement du câble, des premiers moyens d'actionnement mécanique dudit ensemble, configurés pour actionner ledit ensemble en vue de libérer le câble vers l'extérieur de l'unité de stockage ou de rétracter le câble à l'intérieur de l'unité de stockage,
  • Un boitier de stockage dans lequel vient se loger ladite fiche électrique lorsque le câble est rétracté, ledit boîtier de stockage portant un dispositif d'obturation qui comporte un opercule actionnable à l'ouverture ou à la fermeture,
  • Des deuxièmes moyens d'actionnement mécanique commandés pour ouvrir ou fermer ledit opercule,
  • Des moyens de commande desdits premiers moyens d'actionnement mécanique pour libérer ou rétracter le câble (8) et desdits deuxièmes moyens d'actionnement mécanique pour ouvrir ou fermer ledit opercule, lesdits moyens de commande étant configurés pour recevoir un signal électrique de commande en provenance de moyens de détection ou d'une unité de commande.
Selon une particularité, le dispositif comporte un dispositif de guidage comprenant un conduit de guidage du câble fixé à l'unité de stockage et agencé pour guider le câble, ledit conduit comprenant une extrémité libre portant ledit boîtier de stockage.
Selon une autre particularité, le boîtier de stockage comporte un socle et une cloche actionnable en rotation l'un par rapport à l'autre par lesdits deuxièmes moyens d'actionnement.
Selon une autre particularité, l'opercule est composé d'un manchon souple d'obturation présentant une première extrémité et une deuxième extrémité, sa deuxième extrémité étant repliée sur la première extrémité de manière à présenter deux flancs latéraux coaxiaux reliés par un pli, la première extrémité étant fixée au socle et la deuxième extrémité à la cloche.
Selon une autre particularité, lesdits deuxièmes moyens d'actionnement comportent une roue engrenée avec des dents réalisés sur ladite cloche.
Selon une autre particularité, le boîtier de stockage comporte un premier capteur de fin de course de fermeture de l'opercule et un deuxième capteur de fin de course d'ouverture de l'opercule, agencés chacun pour coopérer avec un doigt solidaire de ladite cloche.
Selon un premier exemple de réalisation, l'ensemble de mise en mouvement comporte un enrouleur sur lequel le câble est destiné à s'enrouler.
Selon une particularité, l'unité de stockage comporte un premier capteur agencé pour surveiller la longueur de câble déroulée dudit enrouleur.
Selon une autre particularité, l'unité de stockage comporte un deuxième capteur agencé pour surveiller la longueur de câble enroulée sur l'enrouleur.
Selon un deuxième exemple de réalisation, l'ensemble de mise en mouvement comporte un chariot déplaçable en translation sur un mécanisme de glissière.
L'invention concerne également un système de connexion électrique comprenant une fiche électrique et une prise électrique accouplable entre elles pour effectuer une connexion électrique, ladite fiche électrique est portée par un dispositif tel que défini ci-dessus.
Selon une particularité, le système comporte un plateau comportant une enveloppe présentant une partie centrale occupée par ladite prise électrique.
Selon une autre particularité, le système comporte plusieurs bobines de guidage logées dans ladite enveloppe du plateau et arrangées de manière concentrique autour de la prise électrique, et des moyens de commande configurés pour exécuter une séquence de commande dans laquelle chaque bobine est activable de manière indépendante pour rapprocher ladite fiche électrique de la prise électrique par création d'un champ magnétique.
L'invention concerne également un véhicule électrique ou hybride, ledit véhicule comprenant un châssis sur lequel est fixé le dispositif tel que défini ci-dessus.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit faite en regard des dessins annexés dans lesquels :
  • La figure 1 représente de manière schématique le principe d'un système de connexion électrique incluant le dispositif de l'invention ;
  • La figure 2 représente de manière schématique l'architecture du dispositif de l'invention ;
  • Les figures 3A et 3B représentent, vu de côté, un premier exemple de réalisation du dispositif de l'invention respectivement en état déconnecté et en état connecté ;
  • Les figures 4 et 5 représentent l'unité de stockage du dispositif de l'invention des figures 3A et 3B, respectivement vue en perspective et de côté ;
  • Les figures 6A et 6B représentent, vu en perspective, un deuxième exemple de réalisation du dispositif de l'invention ;
  • Les figures 7A, 7B et 8A, 8B représentent le boîtier de stockage employé dans le dispositif de l'invention et illustrent le principe de fonctionnement de son système d'obturation entre sa position fermée et sa position ouverte ;
  • Les figures 9A à 9C illustrent le principe de fonctionnement du dispositif intégré dans un véhicule automobile ;
Description détaillée d'au moins un mode de réalisation
L'invention concerne un dispositif 5 capable de se fixer sur un appareil électrique 4, ce dispositif comportant une fiche électrique 2 (ci-après la fiche 2) reliée à l'ensemble d'alimentation en énergie électrique de cet appareil 4 par un câble et destinée à se connecter électriquement sur une prise électrique 1 (ci-après la prise 1) reliée à un réseau R électrique d'alimentation. De manière avantageuse, l'appareil 4 peut être l'ensemble d'alimentation en énergie électrique d'un véhicule électrique V, cet ensemble incluant une ou plusieurs batteries à recharger. Comme indiqué ci-dessus, le véhicule peut être 100% électrique ou hybride rechargeable.
Dans la présente description, la connexion électrique entre la fiche et la prise doit être comprise de manière large. Elle inclut une connexion par simple contact, par exemple à l’aide de contacts plats, une connexion de type branchement, par exemple en faisant coopérer une pinoche ou broche avec une alvéole ou équivalent. D’autres solutions de connexion électrique pourraient bien entendu être envisagées.
De manière non limitative, la fiche 2 est destinée à venir s'accoupler mécaniquement avec la prise 1 en vue d'établir des liaisons mécaniques entre leurs contacts électriques respectifs et établir un branchement électrique. Selon un aspect avantageux de l'invention, le couplage mécanique entre la fiche 2 et la prise 1 est réalisé par effet magnétique. Une architecture magnétique adaptée permet ainsi d'assurer le collage de la fiche 2 contre la prise 1. Lorsque la fiche 2 est branchée sur la prise 1, la partie avant de la fiche 2 vient ainsi en appui mécanique contre la partie avant de la prise 1.
Pour la suite de la description, on définit une direction principale (A) axiale correspondant à une direction principale selon laquelle la fiche 2 est approchée de la prise 1 et qui correspond ainsi à l’axe de la prise 1 suivant lequel la connexion électrique est réalisée.
Le système permet avantageusement de connecter mécaniquement la fiche 2 sur la prise 1 de manière automatique, sans intervention d'un opérateur ou d'un robot, en utilisant uniquement des moyens magnétiques et gravitationnels.
Dans la suite de la description les termes "avant" et "arrière" ainsi que "haut" et "bas" et "supérieur" et "inférieur" sont à considérer en tenant compte de la position longitudinale selon la direction principale (A).
De manière non limitative, la prise 1 peut être intégrée à un plateau 3 à poser sur un support (par exemple le sol S – la direction principale (A) est alors orthogonale au sol). Le plateau 3 peut comporter un ou plusieurs connecteurs 30 lui permettant d’être relié au réseau électrique R et à un système de communication. Des liaisons électriques intégrées au plateau 3 permettent de relier la prise 1 électrique auxdits connecteurs 30.
En référence à la , le plateau 3 comporte une enveloppe 31 fermée dont la partie centrale est occupée par la prise 1.
La prise électrique 1 comporte une plage avant 10 par laquelle elle s’accouple mécaniquement avec la fiche 2. Cette plage avant 10 peut être de toute forme adaptée, plane ou bombée, concave ou convexe.
L'enveloppe 31 est située en périphérie de la prise 1 et définit une surface avant 310 s'étendant en périphérie de la plage avant 10 de ladite prise 1. Cette surface avant 310 s'étend au-delà de la plage avant 10 de la prise 1 et n'est pas dédiée à la connexion. Sous cette surface, l'enveloppe 31 peut intégrer des moyens de guidage magnétiques et/ou mécaniques adaptés pour guider la fiche 2 vers la prise 1 lorsque la fiche 2 est en approche. De manière non limitative, la demande de brevet n°WO2017/216458A1décrit un principe de fonctionnement dans lequel la fiche 2 vient se connecter à la prise 1, par exécution d'une séquence de commande de bobines concentriques intégrées à l'enveloppe.
La plage avant 10 de la prise 1 est orientée transversalement à la direction principale (A). La surface avant 310 du plateau 3, autour de la prise 1, peut être plane dans le même plan que celle formée par la plage avant 10 de la prise 1, ou d'une forme bombée concave ou convexe (comme sur les figures annexées).
La prise 1 peut comporter un premier boîtier, avantageusement de section circulaire, portant la plage avant 10. Ce premier boîtier peut être intégré à celui formant l'enveloppe 31 du plateau 3.
La prise 1 est dotée de premiers moyens magnétiques logés dans son boîtier lui permettant d'attirer la fiche 2, dotée de deuxièmes moyens magnétiques correspondants. Lorsque la fiche 2 est collée par effet magnétique sur la prise 1, une connexion électrique est également réalisée entre des premiers organes de contact électrique de la prise 1 et des deuxièmes organes de contact électrique de la fiche 2.
L'architecture magnétique utilisée permet d'assurer le collage de la fiche 2 sur la prise 1 par effet magnétique. Différentes architectures magnétiques, permettant le collage de la fiche 2 sur la prise 1, sont notamment décrites dans la demande de brevetEP3317926A1. Celles-ci sont applicables à la présente invention mais sont à considérer de manière non limitative.
Il faut noter que la fiche 2 ne comporte avantageusement aucune pièce mécanique mobile.
Selon l'invention, le dispositif 5 portant la fiche 2 est destiné à venir s'adapter sur le véhicule V et à rester à demeure sur le véhicule. Il comporte des moyens de fixation pour se fixer sur une partie du véhicule et des moyens de connexion électrique pour se connecter sur l'ensemble d'alimentation en énergie électrique du véhicule. Il peut également comporter :
  • Des moyens de communication configurés pour communiquer avec le système central de gestion de l'ensemble d'alimentation en énergie électrique du véhicule (couramment appelé BMS pour "Battery Management System") ;
  • Des moyens de commande C, intégrés ou non au système central de gestion ;
Le dispositif 5 peut être placé dans différents endroits du véhicule, à l'avant, à l'arrière, dans un logement adapté ou non. Son emplacement dépendra notamment de l'architecture du véhicule mais aussi du fait que le dispositif est destiné à être intégré dans un véhicule déjà présent sur le marché ou lors de son process de fabrication.
De manière non limitative, les moyens de commande C peuvent recevoir un premier signal électrique de commande S0, S0' en provenance de moyens de détection M1 ou d'une unité centrale UC (voir notamment figures 9A à 9C). Sur réception de ce signal, les moyens de commande C peuvent activer le dispositif 5.
En référence à la , le dispositif 5 comporte principalement les éléments suivants :
  • Une unité dite de stockage 6 d'un câble 8, le câble 8 portant la fiche 2 à son extrémité ;
  • Un boîtier de stockage 71 dans lequel est logée la fiche 2 et portant un opercule actionnable à l'ouverture ou à la fermeture ;
L'unité de stockage 6 comporte également un ensemble de mise en mouvement 9 du câble 8, commandé pour libérer le câble 8 vers l'extérieur et sortir la fiche 2 de son boîtier de stockage 71 (position sortie de la fiche) ou pour rétracter le câble 8 en vue de stocker la fiche à l'intérieur de son boîtier de stockage 71 (position rentrée de la fiche). Ces moyens de mise en mouvement 9 sont de type mécanique.
Le câble 8 présente une extrémité libre portant la fiche 2 et une extrémité opposée destinée à être reliée à l'ensemble d'alimentation en énergie électrique du véhicule. Le câble 8 coopère avec l'ensemble de mise en mouvement 9 pour se libérer vers l'extérieur de l'unité de stockage 6 ou se rétracter ver l'intérieur de l'unité de stockage 6. Des premiers moyens d'actionnement mécanique (62, 95) sont prévus pour commander le mouvement de ladite partie mobile et assurer la mise en mouvement du câble 8 et celle de la fiche 2 entre au moins deux positions. Ces premiers moyens sont configurés pour recevoir le signal de commande S2 en provenance des moyens de commande C.
De manière non limitative, le dispositif de l'invention est agencé pour faire descendre le câble 8 suivant une direction sensiblement verticale, suivant la direction principale (A). Les deux positions de la fiche 2 sont situées à l'aplomb l'une de l'autre.
On verra que le câble 8 peut être dénudé de manière à libérer l'ensemble des fils 81 qui le composent. Cette solution à plusieurs fils 81 peut éventuellement permettre d'assouplir mécaniquement le câble 8 et ainsi de faciliter sa courbure et de réduire son encombrement en hauteur à l'intérieur de l'unité de stockage 6. Cette solution peut être employée en liaison avec le deuxième exemple de réalisation du dispositif ( et ) décrit ci-dessous.
De manière avantageuse, comme représenté sur la et la , on verra que le dispositif 5 peut également comporter un dispositif de guidage 7 dudit câble 8.
Selon un aspect particulier de l'invention, les différents éléments du dispositif 5 sont par exemple composés de modules facilement assemblables entre eux, permettant de s'adapter à la configuration du logement d'accueil dans le véhicule.
De même, vu de l'extérieur, le dispositif 5 pourra prendre différentes formes, avec ou sans carénage. Il peut par exemple être réalisé sous la forme d'un bloc parallélépipédique renfermant les différents éléments du dispositif. Sa forme pourra dépendre et être adaptée à celle du logement d'accueil prévu dans le véhicule.
L'unité de stockage 6 comporte un boîtier 60, 90 pouvant être composé de plusieurs éléments assemblables entre eux.
L'unité de stockage 6 porte avantageusement les moyens de fixation permettant au dispositif 5 de se fixer sur le véhicule V, par exemple sur son châssis, ou de se loger de manière adaptée dans un logement d'accueil du véhicule. L'unité de stockage 6 comporte également des moyens de connexion électrique permettant de connecter électriquement le dispositif à l'ensemble d'alimentation en énergie électrique du véhicule. Ces moyens de fixation peuvent être formés sur le boîtier 60.
Il faut noter qu'il pourra être nécessaire de prévoir un module spécifique de commutation électrique, agencé dans le véhicule pour connecter ou déconnecter le dispositif à l'ensemble d'alimentation en énergie électrique du véhicule. Ce module de commutation peut être également agencé et configuré pour sélectionner la source d'alimentation de l'ensemble d'alimentation en énergie électrique entre différentes sources d'alimentation, par exemple via le plateau 3 évoqué ci-dessus et le dispositif 5 de l'invention ou via une fiche électrique accessible sur le véhicule et connectable manuellement par l'utilisateur.
Dans un premier exemple de réalisation, illustré par la et la et par la et la , l'ensemble de mise en mouvement 9 du câble 8 comporte au moins un enrouleur 61 logé dans son boîtier 60, sur lequel est enroulé le câble 8. L'enrouleur 61 peut comporter un tambour sur lequel le câble 8 vient s'enrouler. Le boîtier 60 comporte une ouverture 67 à travers laquelle le câble 8 est amené, sur commande, à se déplacer dans les deux sens. Selon la configuration du tambour et la longueur du câble, le câble 8 peut être enroulé sur le tambour en une seule spire ou en plusieurs spires.
L'unité de stockage 6 comporte également des premiers moyens d'actionnement mécanique 62 du tambour de l'enrouleur 61, configurés pour actionner ledit tambour en vue d'enrouler le câble 8 ou de dérouler le câble 8. Les premiers moyens d'actionnement mécanique 62 comportent un moteur 620 ayant un arbre de sortie agencé pour entraîner le tambour en rotation dans un sens ou dans l'autre pour enrouler ou dérouler ledit câble 8.
L'unité de stockage 6 peut également comporter un dispositif tendeur 63 du câble 8 sur le tambour de l'enrouleur 61, un galet d'appui 630 venant s'appuyer contre le câble 8 pour le maintenir contre la surface d'enroulement du tambour, ainsi que des galets de guidage 64 agencés pour guider le câble 8 en sortie de l'enrouleur 61, lorsqu'il est déroulé ou enroulé.
L'unité de stockage 6 peut également embarquer un premier capteur 65, par exemple de type optique, logé dans le boîtier 60 et agencé pour surveiller la longueur de câble 8 déroulée. Lorsqu'une longueur suffisante de câble est déroulée, le capteur 65 est configuré pour envoyer un signal électrique aux moyens de commande C, pour que ceux-ci commandent l'arrêt du moteur.
L'unité de stockage 6 peut également comporter un deuxième capteur 66, par exemple de type fin de course, logé dans le boîtier 60 et agencé pour surveiller la longueur de câble 8 enroulée. Une protubérance 80 présente sur le câble 8 permet de marquer la fin de course d'enroulement du câble. Lors de l'enroulement du câble, lorsque la protubérance rencontre le capteur 66 de fin de course, le capteur 66 est configuré pour envoyer un signal électrique aux moyens de commande C, pour que ceux-ci commandent l'arrêt du moteur.
Un deuxième exemple de réalisation est illustré par la et la . Dans cet exemple, le câble 8 peut être dénudé de sorte que tous ses fils 81 sont dissociés et mis en mouvement parallèle. En termes de fonctionnement, le principe reste identique à celui d'un unique câble 8 mais présente certains avantages, notamment en termes d'encombrement et de contraintes mécaniques exercées sur le câble 8.
Dans cet exemple, le dispositif comporte également un boîtier 90 (un support est représenté sur les figures 6A et 6B – un capot étant destiné à être rapporté sur le support pour fermer le boîtier 90).
De manière avantageuse, pour s'adapter à la configuration en plusieurs fils 81 du câble, l'ensemble de mise en mouvement 9 du câble 8, logé dans le boîtier 90, comporte un chariot 91 et un mécanisme de glissière 92 recevant ledit chariot 91 et sur lequel le chariot 91 peut glisser entre au moins deux positions. En coulissant, le chariot 91 vient tirer sur les fils 81 du câble 8 pour les rétracter vers l'intérieur ou les libérer vers l'extérieur.
Chaque fil 81 peut présenter une extrémité venant se connecter directement sur un contact électrique de la fiche 2. La deuxième extrémité de chaque fil 81 est connectée sur un contact électrique destiné à se connecter à l'ensemble d'alimentation en énergie électrique du véhicule. Le chariot 91 peut comporter plusieurs guides 910 alignés formant un répartiteur. Un fil 81 distinct peut être enroulé autour de chaque guide 910, permettant ainsi aux fils d'être facilement dissociés.
Lesdits premiers moyens d'actionnement mécanique 95 peuvent comporter un ou plusieurs moteurs agencés pour actionner le chariot 91 en translation.
Le mouvement de translation est réalisé dans un plan transversal par rapport à la direction principale (A).
Des rouleaux 93 peuvent être prévus pour guider les fils du câble vers l'ouverture de sortie réalisée à travers le boîtier 90. Un moteur 930 peut être prévu pour actionner un rouleau 93 en rotation et faciliter la mise en mouvement des fils.
Des capteurs de fin de course 94 sont ajoutés pour détecter les deux positions de fin de course du chariot 91.
Les moyens de commande C sont par exemple logés dans un boîtier fixé sur le support. Ils sont configurés pour commander lesdits premiers moyens d'actionnement mécanique 95 en envoyant le signal de commande S2.
Le mouvement de translation pourrait bien entendu être réalisé autrement, par exemple à l'aide de pistons.
Pour les deux réalisations décrites ci-dessus, le dispositif 5 comporte également un boîtier de stockage 71 de la fiche 2.
Lorsque le câble 8 (ou les fils 81) est rétracté, la fiche 2 vient se loger dans ce boîtier de stockage 71. Ce boîtier de stockage 71 est refermable de manière étanche grâce à un opercule 72.
En référence aux figures 7A à 8B, le boîtier de stockage 71 comporte un socle 73 externe cylindrique et une cloche 74 interne cylindrique, insérée de manière coaxiale dans ledit socle. Le socle 73 et la cloche 74 sont actionnables en rotation l'un par rapport à l'autre, autour de leur axe. De manière non limitative, la cloche 74 est actionnée en rotation par rapport au socle 73.
Selon un aspect particulier de l'invention, l'opercule 72 est formé d'un manchon souple d'obturation à deux extrémités, dont une extrémité est repliée sur l'autre de manière à présenter deux flancs latéraux coaxiaux reliés par un pli. La première extrémité du manchon est solidaire du socle 73 et la deuxième extrémité du manchon est solidaire de la cloche 74, par des moyens de fixation adaptés.
Des deuxièmes moyens d'actionnement 75 du dispositif 5 sont agencés pour actionner l'opercule 72 à l'ouverture ou à la fermeture, respectivement lorsque la fiche 2 doit être libérée pour être connectée à la prise 1 et lorsque la fiche 2 est en attente de connexion.
Ces deuxièmes moyens d'actionnement 75 coopèrent avec la cloche 74 pour l'entraîner en rotation par rapport au socle 73, autour de leur axe. La rotation de la cloche 74 par rapport au socle 73 entraîne le manchon dans un mouvement de vrille, permettant d'assurer la fermeture de l'opercule 72.
De manière non limitative, les deuxièmes moyens d'actionnement 75 peuvent comporter un dispositif à engrenages comportant une roue 750 actionnable en rotation par un moteur 751 et des créneaux 752, engrenés avec la roue et agencés sur la paroi latérale externe de la cloche 74. Pour fermer l'opercule 72, la mise en rotation de la roue par le moteur 751 entraîne la cloche 74 en rotation par rapport au socle 73 pour faire vriller le manchon.
Les deuxièmes moyens d'actionnement 75 sont commandés par les moyens de commande C, à réception d'un signal électrique de commande.
Des moyens de détection, de type capteur fin de course, peuvent être logés dans le boîtier de stockage 71 et agencés pour marquer la fin de course de la cloche 74 par rapport au socle 73, en fin d'ouverture ou en fin de fermeture. Les moyens de détection sont configurés pour envoyer un signal d'arrêt au moteur 751 lorsque la cloche 74 a atteint sa fin de course, à l'ouverture et à la fermeture. La cloche 74 peut ainsi porter un doigt 740 agencé pour coopérer avec un premier capteur 76 de fin de course lorsque la cloche 74 a atteint sa fin de course de fermeture de l'opercule ( ) et pour coopérer avec un deuxième capteur 77 de fin de course lorsque la cloche 74 a atteint sa fin de course d'ouverture de l'opercule ( ). Les deux capteurs sont fixés au socle 73 et positionnés de manière adaptée pour coopérer avec le doigt 740 lorsque la cloche atteint sa fin de course à l'ouverture et sa fin de course à la fermeture.
Sur la et la , l'opercule est fermé, fermant le boîtier de stockage 71 de manière étanche. Sur la et la , l'opercule est ouvert, permettant au câble 8 portant la fiche 2 de descendre vers le plateau 3.
Le boîtier de stockage peut être fixé directement au corps de l'unité de stockage 6. En variante avantageuse représentée sur les figures 3A et 3B, le dispositif 5 peut comporter un conduit 70 fixé à l'unité de stockage 6 par une première extrémité, dite de fixation. A cette extrémité de fixation, le conduit 70 est connecté sur la sortie de l'enrouleur 61 et est traversé par le câble 8. A l'opposé de son extrémité de fixation, le conduit 70 présente une extrémité libre, portant le boîtier de stockage 71 de la fiche 2. Le conduit 70 peut présenter une structure rigide peu ou pas déformable.
Selon un aspect particulier de l'invention, en référence à la , et , dans le cadre de la recharge d'un véhicule électrique, la séquence de fonctionnement du dispositif réalisé selon le premier exemple de réalisation, est la suivante :
  • Le plateau 3 est posé au sol S et le véhicule V est avancé pour se positionner au-dessus du plateau 3 (figure 9A).
  • La présence du véhicule V peut être détectée au-dessus du plateau 3, par des moyens M1 de détection du système. Ces moyens de détection M1 envoient le premier signal électrique de commande S0 aux moyens de commande C (figure 9B).
  • Sur réception du premier signal de détection, les moyens de commande C actionnent le dispositif de l'invention.
  • Les moyens de commande C envoient un deuxième signal électrique de commande S1 pour commander les deuxièmes moyens d'actionnement 75, pour ouverture de l'opercule 72 et un troisième signal électrique de commande S2 pour commander les premiers moyens d'actionnement mécanique 62 en vue de dérouler le câble 8 de l'enrouleur 61.
  • En déroulant le câble 8, la fiche 2 s'extrait du boîtier de stockage 71 pour se diriger vers le plateau 3.
  • Par attraction magnétique, la fiche 2 est d'abord guidée par les moyens magnétiques intégrés au plateau 3 puis attirée par les moyens magnétiques de la prise 2 pour venir se connecter à celle-ci (figure 9C).
Lorsque la présence du véhicule est détectée, les moyens de commande C sont ainsi configurés pour exécuter une séquence d'extraction du câble qui comporte :
  • L'ouverture de l'opercule 72 par activation des deuxièmes moyens d'actionnement 75.
  • L'activation des premiers moyens d'actionnement mécanique 62 pour faire tourner l'enrouleur 61 et dérouler le câble 8 et donc faire descendre la fiche 2. Le mouvement est stoppé lors de la réception du signal de fin de course envoyé par le premier capteur 65.
De même lorsque la fiche 2 est déconnectée de la prise 1, les moyens de commande sont configurés pour exécuter une séquence de rangement du câble qui comporte :
  • L'activation des premiers moyens d'actionnement mécanique 62 pour faire tourner l'enrouleur 61 en vue de remonter la fiche 2 jusque dans le boîtier de stockage 71. Le mouvement est stoppé lors de la réception du signal de fin de course envoyé par le deuxième capteur 66.
  • La fermeture de l'opercule 72 par activation des deuxièmes moyens d'actionnement 75.
Il faut noter que les moyens de détection M1 employés peuvent être optionnels. L'activation du dispositif peut en effet être réalisé de manière manuelle par un utilisateur lorsque celui-ci sait que le véhicule est bien positionné par rapport au plateau 3. L'unité de commande UC envoie alors le premier signal électrique de commande S0' pour activer le dispositif 5.
En cas d'emploi de moyens de détection M1 adaptés à une activation automatique, ceux-ci peuvent être de tous types. A titre d'exemple, il peut s'agir d'une solution de type radar, capteur RFID ou de type mécanique par exemple via au moins une cale destinée à coopérer avec une roue du véhicule, ladite cale portant un capteur de présence capable d'émettre le premier signal électrique de commande S0. De manière non limitative, ce capteur de présence peut être un interrupteur de position, avantageusement à fonctionnement autonome en énergie électrique, intégrant un convertisseur d'énergie mécanique (provoquée par la pression du véhicule) en une énergie électrique capable d'alimenter un émetteur radio configuré pour émettre le signal S0.
La séquence décrite ci-dessus en liaison avec les figures 9A à 9C est bien entendu transposable de manière identique au deuxième exemple de réalisation du dispositif. Dans cette solution, l'ensemble des fils sont libérés ou rétractés. L'actionnement de l'enrouleur 61 est remplacé par la mise en mouvement de translation du chariot 91 sur le mécanisme de glissière 92.
L'invention présente ainsi de nombreux avantages, parmi lesquels :
  • Elle offre une solution simple et facilement adaptable sur un véhicule électrique pour le rendre compatible à la recharge par le système décrit ci-dessus ;
  • Elle utilise des composants simples et fiables ;
  • Grâce à son architecture étanche et à son fonctionnement, le dispositif 5 peut rester à demeure dans le véhicule V ;

Claims (14)

  1. Dispositif (5) adaptable sur un appareil électrique (4) pour sa recharge, caractérisé en ce qu'il comporte :
    • Une unité de stockage (6) comprenant un câble (8) portant à son extrémité une fiche (2) électrique, un ensemble de mise en mouvement (9) du câble, des premiers moyens d'actionnement mécanique (62, 95) dudit ensemble, configurés pour actionner ledit ensemble en vue de libérer le câble (8) vers l'extérieur de l'unité de stockage (6) ou de rétracter le câble à l'intérieur de l'unité de stockage (6),
    • Un boitier de stockage (71) dans lequel vient se loger ladite fiche (2) électrique lorsque le câble (8) est rétracté, ledit boîtier de stockage (71) portant un dispositif d'obturation qui comporte un opercule (72) actionnable à l'ouverture ou à la fermeture,
    • Des deuxièmes moyens d'actionnement (75) mécanique commandés pour ouvrir ou fermer ledit opercule (72),
    • Des moyens de commande (C) desdits premiers moyens d'actionnement mécanique (62, 92) pour libérer ou rétracter le câble (8) et desdits deuxièmes moyens d'actionnement (75) mécanique pour ouvrir ou fermer ledit opercule (72), lesdits moyens de commande (C) étant configurés pour recevoir un signal électrique de commande (S0, S0') en provenance de moyens de détection (M1) ou d'une unité de commande (UC).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de guidage (7) comprenant un conduit (70) de guidage du câble (8) fixé à l'unité de stockage (6) et agencé pour guider le câble, ledit conduit comprenant une extrémité libre portant ledit boîtier de stockage (71).
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le boîtier de stockage (71) comporte un socle (73) et une cloche (74) actionnable en rotation l'un par rapport à l'autre par lesdits deuxièmes moyens d'actionnement (75).
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'opercule (72) est composé d'un manchon souple d'obturation présentant une première extrémité et une deuxième extrémité, sa deuxième extrémité étant repliée sur la première extrémité de manière à présenter deux flancs latéraux coaxiaux reliés par un pli, la première extrémité étant fixée au socle (73) et la deuxième extrémité à la cloche (74).
  5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens d'actionnement (75) comportent une roue (750) engrenée avec des dents (752) réalisés sur ladite cloche (74).
  6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le boîtier de stockage (71) comporte un premier capteur (76) de fin de course de fermeture de l'opercule et un deuxième capteur (77) de fin de course d'ouverture de l'opercule, agencés chacun pour coopérer avec un doigt (740) solidaire de ladite cloche (74).
  7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ensemble de mise en mouvement (90) comporte un enrouleur (61) sur lequel le câble (8) est destiné à s'enrouler.
  8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'unité de stockage (6) comporte un premier capteur (65) agencé pour surveiller la longueur de câble (8) déroulée dudit enrouleur.
  9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'unité de stockage (6) comporte un deuxième capteur (66) agencé pour surveiller la longueur de câble (8) enroulée sur l'enrouleur.
  10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ensemble de mise en mouvement comporte un chariot (91) déplaçable en translation sur un mécanisme de glissière (92).
  11. Système de connexion électrique comprenant une fiche (2) électrique et une prise (1) électrique accouplable entre elles pour effectuer une connexion électrique, caractérisé en ce que la fiche (2) électrique est portée par un dispositif tel que défini dans l'une des revendications 1 à 10.
  12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte un plateau (3) comportant une enveloppe (31) présentant une partie centrale occupée par ladite prise (1) électrique.
  13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu’il comporte plusieurs bobines de guidage logées dans ladite enveloppe (31) du plateau et arrangées de manière concentrique autour de la prise (1) électrique, et des moyens de commande configurés pour exécuter une séquence de commande dans laquelle chaque bobine est activable de manière indépendante pour rapprocher ladite fiche (2) électrique de la prise (1) électrique par création d'un champ magnétique.
  14. Véhicule électrique ou hybride, caractérisé en ce qu'il comporte un châssis sur lequel est fixé le dispositif tel que défini dans l'une des revendications 1 à 10.
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