FR3121642A1

FR3121642A1 - Dispositif autonome pour la recharge de moyens de stockage d’energie electrique d’un vehicule

Info

Publication number: FR3121642A1
Application number: FR2103752A
Authority: FR
Inventors: Ilyass HADDOUT; Maxime ROY; Salim EL HOUAT; Habib BEN OTHMEN
Original assignee: Mob Energy
Current assignee: Mob Energy
Priority date: 2021-04-12
Filing date: 2021-04-12
Publication date: 2022-10-14
Anticipated expiration: 2041-04-12
Also published as: EP4323225A1; WO2022218993A1; US20240262230A1; JP2024516467A; FR3121642B1

Abstract

L’invention concerne un dispositif autonome de chargement/rechargement de moyens de stockage d’énergie électrique d’un véhicule, le dispositif autonome s’étendant verticalement selon une direction verticale A-A’, le dispositif autonome incluant un système de couplage adapté pour coopérer avec un module d’accouplement positionné au sol, ledit système de couplage comprenant : un organe de raccordement (41) pour raccorder électriquement le dispositif autonome au module d’accouplement, et des moyens de déplacement (43) pour déplacer l’organe de raccordement (41) en translation selon la direction A-A’ entre une position escamotée et une position déployée, l’organe de raccordement (41) étant plus proche du sol dans la position déployée que dans la position escamotée. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 5

Description

DISPOSITIF AUTONOME POUR LA RECHARGE DE MOYENS DE STOCKAGE D’ENERGIE ELECTRIQUE D’UN VEHICULE

DOMAINE DE L'INVENTION

La présente invention concerne le domaine technique des dispositifs autonomes permettant de charger/recharger des moyens de stockage d’énergie électrique d’un véhicule comprenant un moteur électrique.

Un tel système peut notamment mais non exclusivement être utilisé pour la charge/recharge de moyens de stockage dans un environnement à espace restreint, tel qu’une aire de stationnement composée de stationnements en ouvrage et/ou de stationnements en voirie.

On entend dans le cadre de la présente invention par« stationnements en ouvrage », des stationnements organisés en emplacements délimités dans un espace clos à accès contrôlé, tel qu’un parking aérien, souterrain ou de surface. On entend par« stationnements en voirie », des stationnements organisés en emplacements – délimités ou non – dans un espace ouvert payant ou gratuit.

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION

On connait dans l’état de la technique le document US9592742 décrivant un dispositif de forme cubique, motorisé et équipé de divers câbles en sortie, pouvant être déplacé sur un parking jusqu’aux abords d’un véhicule électrique. Ce dispositif permet la recharge d’un véhicule électrique à partir de batteries stockées dans le dispositif. Un inconvénient de cette solution est qu’elle nécessite une intervention humaine afin de brancher le dispositif au véhicule.

On connait aussi le document US9778653 décrivant des méthodes et des systèmes de transfert d’énergie à partir d’un engin autonome sans conducteur, vers un véhicule électrique. Le véhicule électrique fait une demande de recharge, et l’engin autonome sans conducteur le rejoint à un point de rendez-vous, se fixe au véhicule électrique et permet de transférer de l’énergie. Un inconvénient de cette solution est que l’utilisation de drone (comme décrit à la de US9778653) pour transporter des batteries pose des problématiques de sécurité. En outre cette solution n’est pas adaptée dans des espaces clos.

On connait aussi du document KR 2020/0037548 une solution de chargement/rechargement de véhicule basé sur l’utilisation d’un robot de chargement/rechargement autonome contenant des batteries, ainsi que d’un boitier d’interfaçage aimanté. Le boitier d’interfaçage comprend une prise de raccordement destinée à recevoir l’une des extrémités d’un câble de connexion électrique, l’autre extrémité du câble étant destinée à être reliée aux moyens de stockage du véhicule à charger/recharger. Le principe de fonctionnement de la solution décrite dans KR 2020/0037548 est le suivant. L’utilisateur place le boitier d’interfaçage aimanté au niveau de la plaque d’immatriculation du véhicule électrique et commande sa recharge. Suite à cette demande, le robot autonome se déplace jusqu’aux abords du véhicule et vient en contact avec le boitier d’interfaçage pour permettre le transfert d’énergie électrique vers les moyens de stockage d’énergie électrique du véhicule. Un inconvénient de la solution décrite dans KR 2020/0037548 est qu’il y’a un risque de dégradation du véhicule lors du couplage du robot de chargement sur le boitier d’interfaçage.

Un but de la présente invention est de proposer un dispositif autonome de charge/recharge des moyens de stockage d’énergie électrique d’un véhicule permettant de pallier au moins l’un des inconvénients précités.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION

A cet effet, l’invention propose un dispositif autonome de chargement/rechargement de moyens de stockage d’énergie électrique d’un véhicule, le dispositif autonome s’étendant verticalement selon une direction verticale A-A’ et comprenant :

un socle mobile incluant des roues pour le déplacement du dispositif autonome sur le sol,
un châssis monté sur le socle mobile, le châssis étant adapté pour accueillir des batteries,
un carénage autour du châssis, le carénage comprenant une niche de réception d’un module d’accouplement électriquement raccordé aux moyens de stockage d’énergie électrique du véhicule,
un système de couplage logé dans la niche de réception, le système de couplage étant adapté pour coopérer avec le module d’accouplement,

remarquable en ce que le système de couplage comprend :

un organe de raccordement pour raccorder électriquement le dispositif autonome au module d’accouplement, et
des moyens de déplacement pour déplacer l’organe de raccordement en translation selon la direction A-A’ entre une position escamotée et une position déployée, l’organe de raccordement étant plus proche du sol dans la position déployée que dans la position escamotée.

Des aspects préférés mais non limitatifs du dispositif mobile selon l’invention sont les suivants :

les moyens de déplacement peuvent comprendre au moins un moteur pas à pas ;
l’organe de raccordement peut comprendre :
- au moins une embase support ayant un connecteur électrique destiné à être connecté électriquement à une prise électrique complémentaire ménagée dans le module d’accouplement,
- au moins une plaque de centrage s’étendant parallèlement à l’embase support, la plaque de centrage étant positionnée sous l’embase support de sorte que la plaque de centrage est plus éloignée du châssis que l’embase support,
- au moins un élément de rappel élastique entre l’embase support et la plaque de centrage,

de sorte que la plaque de centrage est montée mobile en translation relativement à l’embase support ;

l’organe de raccordement peut comprendre en outre :
- au moins un capteur de position pour détecter si l’organe de raccordement est dans la position escamotée ou dans la position déployée,
- au moins un capteur de présence pour détecter la présence et le positionnement du module d’accouplement ;
chaque élément de rappel élastique peut comprendre :
- un ressort hélicoïdal, l’une des extrémités du ressort hélicoïdal étant fixée à l’embase support, et l’autre des extrémités du ressort hélicoïdal étant fixés à la plaque de centrage, et
- une tige guide s’étendant à l’intérieur du ressort hélicoïdal, la tige guide étant fixée à la plaque de centrage de sorte à s’étendre perpendiculairement à celle-ci, l’embase support comportant une lumière traversante pour le passage de la tige guide, l’extrémité libre de la tige guide comprenant une butée s’étendant en regard d’une face de l’embase support opposée à la plaque de centrage ;
la plaque de centrage peut comprendre au moins un pion d’alignement s’étendant en saillie vers l’extérieur d’une face de la plaque de centrage opposée à l’embase support, ledit pion étant destiné à coopérer avec un trou borgne de forme complémentaire ménagé dans le module d’accouplement ;
chaque pion peut être de forme tronconique partielle ou totale ;
le système de couplage peut comprendre en outre des moyens de guidage pour guider le déplacement en translation de l’organe de raccordement, lesdits moyens de guidage comportant une paire de barres filetées parallèles, chaque barre filetée étant adaptée pour coopérer avec une ouverture taraudée respective ménagée dans l’embase support, de sorte que la mise en rotation des barres filetées induit le déplacement en translation de l’organe de raccordement ;
le dispositif peut comprendre un circuit de refroidissement, ledit circuit de refroidissement incluant :
- une zone d’admission d’air positionnée dans une région inférieure du châssis proche du socle mobile,
- une zone d’évacuation d’air positionnée dans une région supérieure du châssis plus éloignée du socle mobile que la région inférieure du châssis ;
en variante, le dispositif peut comprendre un circuit de refroidissement, ledit circuit de refroidissement incluant :
- une zone d’admission d’air comprenant des ouvertures traversantes ménagées dans des premiers panneaux du carénage,
- une zone d’évacuation d’air comprenant des ouvertures traversantes ménagées dans des deuxièmes panneaux du carénage différents des premiers panneaux ;
le dispositif peut également comprendre des moyens d’acquisition d’images pour la détection d’objet d’intérêt dans l’environnement du dispositif autonome, lesdits moyens d’acquisition d’images incluant des caméras monoculaires positionnées chacune au niveau d’une face latérale respective du carénage.

D'autres avantages et caractéristiques du dispositif autonome selon l’invention ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs variantes d’exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, à partir des dessins annexés sur lesquels :

est une représentation en perspective du dispositif autonome selon l’invention,

est une représentation en vue de côté du dispositif autonome de la ,

est une représentation en vue de face du dispositif autonome de la ,

est une représentation schématique du dispositif autonome de la ,

est une représentation en vue de face d’un système de couplage du dispositif autonome,

est une représentation en perspective du système de couplage illustré à la .

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

On va maintenant décrire différents exemples de réalisation de l’invention en référence aux figures. Dans ces différentes figures, les éléments équivalents sont désignés par la même référence numérique.

1. Dispositif autonome

1.1. Présentation

En référence aux figures 1 à 4, le dispositif autonome comporte :

un socle mobile 1 intégrant des roues 11 pour le déplacement du dispositif autonome,
un châssis 2 monté sur le socle mobile, le châssis étant configuré pour accueillir différents composants du dispositif autonome, tel que :
- des batteries 21,
- des convertisseurs de puissance 22,
- un circuit de refroidissement,
- des moyens d’acquisition d’image, etc.
un carénage 26 autour du châssis, et
un système de couplage pour permettre de connecter électriquement le dispositif autonome aux moyens de stockage d’énergie électrique d’un véhicule.

Comme illustré à la , le dispositif autonome s’étend verticalement selon un axe A-A’. Il permet de charger/recharger les moyens de stockage d’un véhicule électrique par l’intermédiaire d’un module d’accouplement (élément indépendant) se branchant au véhicule électrique grâce à un câble électriquement conducteur (opération exécutée par l’utilisateur du véhicule électrique), et disposant d’une façade configurée pour s’apparier au système de couplage sans intervention extérieure afin d’assurer le passage – de manière filaire ou par induction – de l’énergie électrique depuis le dispositif autonome vers le module d’accouplement. Cette énergie électrique est ensuite transmise aux moyens de stockage du véhicule par l’intermédiaire du câble.

Plus précisément, le système de couplage comprend un organe de raccordement électrique apte à se déplacer en translation verticale pour se connecter au module d’accouplement, comme il sera décrit plus en détails dans la suite.

Le fait que la connexion du dispositif autonome soit réalisée« au sol »via le déplacement en translation verticale d’un organe de raccordement permet de limiter les risques de dégradation du véhicule, notamment par rapport à une solution autonome de chargement/rechargement basée sur la connexion d’un dispositif de charge/recharge directement avec le véhicule (ou avec un module d’accouplement fixé sur le véhicule).

1.2. Eléments généraux du dispositif

1.2.1. Socle mobile

Le socle mobile 1 peut être du type décrit dans la demande de brevet français FR2100632 déposée au nom de la demanderesse.

Un tel socle mobile 1 comprend un cadre (non représenté) et des roues motrices et folles 11 pour permettre le déplacement du dispositif autonome.

En particulier, le socle mobile 1 comprend deux roues motrices et quatre roulettes folles agencées par triplet, la roue et les deux roulettes de chaque triplet étant alignées le long d’un bord longitudinal respectif du socle mobile. Une première roulette de chaque triplet est montée à une extrémité du cadre. La roue motrice et la deuxième roulette folle sont quant à elles fixées sur un organe oscillant monté pivotant sur le cadre autour d’un axe de pivotement perpendiculaire à un axe longitudinal du socle.

Un tel socle mobile qui est connu de FR2100632 ne sera pas décrit plus en détail dans la suite.

1.2.2. Châssis

Le châssis 2 sert de support aux différents composants constituant le dispositif autonome. Le châssis 2 est réalisé à partir de tubes définissant un squelette pour le dispositif autonome.

Dans le mode de réalisation illustré à la , le châssis 2 présente une forme globalement parallélépipédique. Il se compose :

d’une« partie inférieure »destiné à être fixée au socle mobile,
d’une« partie centrale »adaptée pour contenir différents composants du dispositif autonome,
d’une« partie supérieure »opposée à la partie inférieure et correspondant à la« tête »du dispositif autonome.

Le châssis 2 est configuré pour accueillir des batteries de stockage 21 permettant de stocker de l’énergie électrique en vue du chargement/rechargement des moyens de stockage du véhicule. Ces batteries 21 sont de préférence positionnées dans une partie – dite« partie basse »– du châssis 2 la plus proche du sol. En effet, les batteries 21 du dispositif autonome étant les composants les plus lourds, il est préférable de les positionner à proximité du sol pour optimiser la stabilité du dispositif autonome.

Le châssis 2 est en outre configuré pour accueillir :

des convertisseurs de puissance 22 (i.e. convertisseurs AC/DC et DC/AC),
des moyens d’acquisition d’image (tels que des caméras, ou tout autre capteur connu de l’homme du métier),
une unité de contrôle 23 pour le traitement des images acquises par les moyens d’acquisition, et le pilotage des composants du dispositif autonome,
des mémoires 24 pour le stockage d’information,
des moyens de communication 25 pour permettre l’échange d’informations entre le dispositif autonome et un centre de gestion distant,
des moyens de refroidissement des composants du dispositif autonome.

Les différents éléments originaux du dispositif autonome et leurs avantages associés seront décrits plus en détails dans la suite.

1.2.3. Carénage

Le carénage 26 consiste en une ou plusieurs tôles fixées sur le châssis 2 du dispositif autonome. Le carénage 26 permet d’améliorer l’esthétique du dispositif autonome en« habillant »les composants le constituant. Le carénage 26 permet en outre de protéger des composants des éventuelles agressions extérieures.

Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 à 3, le carénage 26 est composé :

de quatre panneaux latéraux destinés à recouvrir les faces latérales du châssis, et
d’un couvercle destiné à coiffer la face supérieure du châssis.

En référence aux figures 1 à 3, le carénage comprend une cavité définissant une niche de réception du module d’accouplement. Avantageusement, le système de couplage est contenu dans cette niche. Ainsi pour établir une connexion avec les moyens de stockage du véhicule, le dispositif autonome se déplace jusqu’au module d’accouplement et s’oriente de sorte à faire pénétrer le module d’accouplement dans la niche de réception. Une fois le module d’accouplement logé dans la niche de réception, l’unité de contrôle commande le déplacement de l’organe de raccordement pour le connecter électriquement au module d’accouplement. Le fait de réaliser la connexion électrique dans la niche de réception permet d’augmenter la sécurité du dispositif en limitant l’accessibilité à l’utilisateur de l’organe de raccordement et du module d’accouplement.

On va maintenant décrire plus en détail le système de couplage du dispositif autonome selon l’invention.

1.2.4. Circuit de refroidissement

Comme indiqué précédemment, le dispositif autonome comprend un circuit de refroidissement permettant de limiter l’échauffement de ses composants. En effet, les éventuels :

cartes électroniques,
batteries, et
convertisseurs de puissance contenus dans le châssis,

dissipent une quantité importante de chaleur, provoquant une augmentation significative de leur température. Or, une augmentation trop importante de la température de ces éléments peut engendrer une baisse de leur fiabilité et/ou réduire leur durée de vie. C’est pourquoi le dispositif autonome comprend un circuit de refroidissement afin d’évacuer efficacement la chaleur dissipée par ses différents composants.

Le circuit de refroidissement comprend des conduites de circulation de fluide caloporteur disposées dans le châssis du dispositif autonome, entre le socle mobile et le sommet du châssis opposé au socle mobile.

Les conduites de circulation peuvent être des tubes souples (par exemple en polyester glycolisé) pour faciliter leur installation dans le châssis entre les différents composants (batteries, convertisseur de puissance, unité de commande, etc.). En variante, les conduites de circulation peuvent être rigides (par exemple en cuivre).

Le fluide caloporteur peut être par exemple une huile, un alcool (comme du méthanol, de l’éthanol ou du glycol), un composé organique (comme de l’acétone, de l’ammoniac), un mélange, un nanofluide, un métal liquide, de l’eau déminéralisée ou tout type de fluide caloporteur connu de l’homme du métier.

Le circuit de refroidissement comprend également une zone d’admission d’air frais F1 positionnée au niveau de la partie inférieure du châssis (i.e. au niveau du socle mobile), et une zone d’évacuation d’air chaud F2 positionnée au niveau de la partie supérieure du châssis (i.e. au niveau d’extrémité du châssis opposée au socle mobile). La zone d’admission d’air frais F1 peut comprendre un (ou plusieurs) filtre(s) pour limiter les risques d’introduction de poussières dans le dispositif autonome. De même, la zone d’évacuation d’air chaud F2 peut comprendre un (ou plusieurs) filtre(s) pour limiter le rejet d’impuretés vers l’extérieur du dispositif autonome.

Le fait de récupérer l’air frais dans la partie inférieure du châssis et d’évacuer l’air chaud dans la partie supérieure du châssis permet d’améliorer le refroidissement du dispositif, l’air chaud ayant tendance à se concentrer à une altitude supérieure à l’air frais.

Bien entendu, le circuit de refroidissement peut comprendre d’autres éléments, tels qu’un (ou plusieurs) échangeur(s) de chaleur, un (ou plusieurs) ventilateur(s), etc.

En variante, les zones d’admission d’air F1 et d’évacuation d’air F2 peuvent être ménagées chacune dans des panneaux latéraux parallèles respectifs du carénage 26. Plus précisément :

la zone d’admission d’air F1 peut consister en des ouvertures traversantes ménagées dans des premiers panneaux latéraux parallèles du carénage 26 définissants un avant et un arrière du dispositif mobile relativement à sa direction de déplacement (cf. figure 3),
la zone d’évacuation d’air F2 peut consister en des ouvertures traversantes ménagées dans des deuxièmes panneaux latéraux parallèles (perpendiculaires aux premiers panneaux latéraux) définissant des flancs du dispositif autonome relativement à sa direction de déplacement (cf. figure 2).

1.2.5. Moyens d’acquisition d’image

Les moyens d’acquisition d’images permettent au dispositif autonome d’acquérir des images de son environnement.

Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 à 3, les moyens d’acquisition d’images comprennent une pluralité de caméras monoculaires large angle. En particulier, le dispositif autonome comprend quatre caméras positionnées chacune sur une face latérale respective du châssis afin de recréer une vue à 360°.

Les images acquises par les caméras monoculaires sont ensuite traitées par l’unité de contrôle pour détecter les obstacles, la position du module d’accouplement, la position du véhicule, etc.

Bien entendu, le dispositif autonome peut également comprendre d’autres types de capteurs, tels que des capteurs de distance (laser, par ultrasons, radar, etc.) pour estimer la distance entre le dispositif autonome et un objet d’intérêt (obstacle, véhicule, module d’accouplement, etc.).

1.3. Système de couplage

Le système de couplage comprend :

l’organe de raccordement 41 électrique adapté pour être déplacé en translation selon une direction sensiblement verticale,
des moyens de guidage 42 pour guider le déplacement en translation de l’organe de raccordement,
des moyens de déplacement 43 en translation de l’organe de raccordement,
d’un (ou de plusieurs) capteur(s) de position pour détecter la position de l’organe de raccordement (et en particulier pour détecter si l’organe de raccordement est dans une position escamotée ou dans une position déployée, comme il sera décrit plus en détails dans la suite),
d’un (ou de plusieurs) capteur de présence pour détecter la présence et le positionnement du module d’accouplement.

1.3.1. Organe de raccordement

L’organe de raccordement 41 est configuré pour être déplacé entre une position escamotée et une position déployée, l’organe de raccordement 41 étant plus proche du sol dans la position déployée que dans la position escamotée.

Plus précisément :

dans la position escamotée, l’organe de raccordement 41 s’étend (au moins partiellement) dans un logement ménagé dans le dispositif mobile de charge/recharge,
dans la position déployée, l’organe de raccordement s’étend en saillie du logement,

l’organe de raccordement 41 étant plus proche des moyens de déplacement 43 dans la position escamotée que dans la position déployée.

L’organe de raccordement 41 comprend :

une embase support 411 sur laquelle est montée un connecteur électrique,
une plaque de centrage 412 s’étendant parallèlement à l’embase support, la plaque de centrage étant plus éloignée des moyens de déplacement que l’embase support,
au moins un élément de rappel 413 élastique entre l’embase support 411 et la plaque de centrage 412.

La plaque de centrage 412 est apte à se déplacer en translation relativement à l’embase support 411. L’élément de rappel élastique 413 permet de maintenir la plaque de centrage 412 à une distance« d »prédéfinie non nulle de l’embase support 411 lorsqu’aucune force extérieure n’est exercée sur l’embase support 411 et la plaque de centrage 412.

Lorsqu’une force extérieure de compression (supérieure à une constante de raideur de l’élément de rappel élastique) est appliquée sur l’embase support 411 et la plaque de centrage 412, l’élément de rappel 413 se comprime et l’embase support 411 se déplace en translation vers la plaque de centrage 412 : la distance entre l’embase support 411 et la plaque de centrage 412 diminue. Lorsque l’application de la force extérieure de compression est interrompue ou devient inférieure à la constante de raideur de l’élément de rappel élastique 413, celui-ci se détend jusqu’à sa position de repos : l’embase support 411 se déplace en translation dans une direction opposée à la plaque de centrage 412 jusqu’à ce que l’embase support 411 et la plaque de centrage 412 soit espacées de la distance« d ».

1.3.2. Embase support

L’embase support 411 permet de supporter les différents composants de l’organe de raccordement 41. Dans le mode de réalisation illustré à la , l’embase support 411 consiste en un profilé longitudinal à section en U. Bien entendu, l’embase support 411 peut présenter une autre forme (profilé à section en L, en H, ou encore à section carrée, circulaire ou rectangulaire, etc.) ou par exemple consister en une « plaque support » sensiblement plane.

L’embase support 411 comprend un connecteur électrique 4111 s’étendant en saillie de la face de l’embase support 411 en regard de la plaque de centrage 412. Ce connecteur électrique 4111 permet le raccordement électrique de l’organe de raccordement 41 au module d’accouplement pour le passage de l’énergie électrique nécessaire au chargement/rechargement des moyens de stockage du véhicule. Plus précisément, le connecteur électrique 4111 monté sur l’embase support 411 est configuré pour coopérer avec une prise électrique (de forme complémentaire) montée sur le module d’accouplement.

1.3.3. Plaque de centrage

La plaque de centrage 412 permet d’assurer l’alignement entre le connecteur électrique 4111 de l’embase support 411 et la prise électrique du module d’accouplement.

La plaque de centrage 412 est par exemple réalisée en métal. Elle peut avoir différentes formes telles qu’une forme rectangulaire, carré, parallélépipédique, etc.

La plaque de centrage 412 comprend un orifice traversant permettant le passage du connecteur électrique 4111 lorsque l’embase support 411 et la plaque de centrage 412 sont à proximité l’une de l’autre.

La plaque de centrage 412 comprend en outre au moins un pion d’alignement 4121 s’étendant en saillie vers l’extérieur de sa face opposée à l’embase support 411. Ce(s) pion(s) d’alignement 4121 permet(tent) d’aligner l’organe de raccordement 41 avec le module d’accouplement (pour faciliter le raccordement du connecteur électrique à la prise électrique).

Dans le mode de réalisation illustré aux figures 5 et 6, la plaque de centrage 412 comprend deux pions d’alignement 4121 montés chacun à une extrémité respective de la plaque de centrage. Chaque pion 4121 est de forme tronconique. Plus précisément, chaque pion d’alignement consiste en un demi cône dont la grande base est fixée à la plaque de centrage 412. Ces pions d’alignement 4121 sont destinés à coopérer chacun avec un trou borgne respectif de forme complémentaire ménagé dans le module d’accouplement.

1.3.4. Elément de rappel élastique

L’élément de rappel élastique 413 est fixé :

d’une part à l’embase support 411, et
d’autre part à la plaque de centrage 412.

L’élément de rappel élastique 413 peut être de tout type connu de l’homme du métier (boudin pneumatique, ressort/amortisseur, etc.).

Dans le mode de réalisation illustré à la , le dispositif mobile de charge/recharge comprend quatre éléments de rappel consistant chacun en un ressort hélicoïdal 4131 associé à une tige guide 4132 fixée à la plaque de centrage 412 et s’étendant perpendiculairement à la plaque de centrage 412 en direction de l’embase support 411. Chaque ressort hélicoïdal 4131 est fixé à la plaque de centrage 412 par l’une de ses extrémités, et à l’embase support 411 par son autre extrémité.

L’embase support 411 comprend quatre lumières traversantes pour le passage des tiges guides 4132. Chaque tige guide 4132 est apte à coulisser dans sa lumière traversante associée lorsque la distance entre l’embase support 411 et la plaque de centrage 412 varie.

Chaque tige guide 4132 comprend une butée (non représentée) à son extrémité libre. Cette butée est positionnée en regard de la face de l’embase support 411 opposée à la plaque de centrage 412. La butée est destinée à venir en contact avec l’embase support 411 lorsque l’organe de raccordement 41 est dans la position escamotée. Cette butée permet de maintenir la tige guide 4132 dans sa lumière traversante associée.

De préférence, chaque ressort hélicoïdal 4131 et sa tige guide associée 4132 sont positionnés au niveau d’un coin respectif de l’embase support 411 et de la plaque de centrage 412. Ceci permet de limiter les risques de pivotement des plaques support et de centrage 411, 412 l’une par rapport à l’autre.

1.3.5. Moyens de guidage

Les moyens de guidage 42 en translation peuvent consister en une (ou plusieurs) coulisse(s), une (ou plusieurs) glissière(s) ou tout autre moyen connu de l’homme du métier.

Dans le mode de réalisation illustré à la , les moyens de guidage 42 consistent en deux barres filetées fixées aux moyens de déplacement 43 qui seront décrits plus en détail dans la suite. Les inventeurs ont en effet découvert que cette solution permettait de limiter les contraintes appliquées sur l’organe de raccordement, ce qui facilite son déplacement.

Chaque barre comprend un filetage adapté pour coopérer avec une ouverture taraudée respective ménagée dans l’embase support. La mise en rotation des barres filetées par les moyens de déplacement 43 induit le déplacement en translation de l’organe de raccordement 41.

1.3.6. Moyens de déplacement

Les moyens de déplacement 43 permettent de déplacer l’organe de raccordement 41 entre les positions escamotée et déployée.

Ces moyens de déplacement 43 peuvent comprendre :

un (ou plusieurs) vérin(s) hydraulique(s), électrique(s), pneumatique(s), etc.
un (ou plusieurs) moteur(s) à courant continu,
un (ou plusieurs) moteur(s) pas-à-pas,
ou tout autre moyen de déplacement connu de l’homme du métier.

En comparaison à l’utilisation d’un (ou plusieurs) vérin(s), l’utilisation d’un (ou plusieurs) moteur(s) pas-à-pas permet de limiter l’encombrement des moyens de déplacement, et donc du dispositif mobile de charge/recharge.

En comparaison à l’utilisation d’un (ou plusieurs) moteur(s) à courant continu, l’utilisation d’un (ou plusieurs) moteur(s) pas-à-pas permet d’améliorer la précision dans le déplacement de l’organe de raccordement. En effet, le dispositif mobile de charge/recharge étant destiné à être utilisé dans un environnement salissant tel qu’une aire de stationnement, il est possible que des impuretés viennent se loger sur les moyens de guidage. Dans ce cas, la durée de déplacement de l’organe de raccordement entre les positions escamotée et déployée peut varier. Avec un moteur à courant continu, cette variation dans la durée de déplacement peut induire une réduction de la course de l’organe de raccordement (puisque la consigne de commande d’un moteur à courant continu est sa durée d’activation). Avec un moteur pas-à-pas, la consigne de commande consistant en un nombre de tours, il est possible de maîtriser avec une plus grande précision la course de l’organe de raccordement entre les positions escamotée et déployée.

Dans le mode de réalisation illustré aux figures 5 et 6, les moyens de déplacement 43 consistent en deux moteurs pas-à-pas positionnés au droit de l’organe de raccordement. Plus précisément, les deux moteurs pas-à-pas s’étendent en regard de la face de l’embase support opposée à la plaque de centrage. Ces moteurs pas à pas sont positionnés chacun au niveau de l’une des extrémités respectives de l’embase support pour limiter les risques de pivotement de l’organe de raccordement lors du déplacement de celui-ci en translation.

2. Principe de fonctionnement

On va maintenant décrire plus en détail le principe de fonctionnement du dispositif autonome, en référence au raccordement électrique du dispositif autonome avec le module d’accouplement.

On suppose ici que :

le module d’accouplement a été préalablement branché par l’utilisateur aux moyens de stockage d’énergie électrique de son véhicule grâce au câble électriquement conducteur, que
le module a été positionné au sol, et que
l’utilisateur a commandé la recharge des moyens de stockage de son véhicule auprès d’un service de gestion du dispositif autonome.

Dans une première étape, le dispositif autonome détecte grâce aux moyens d’acquisition d’images, le module d’accouplement associé au véhicule pour lequel l’utilisateur souhaite charger/recharger les moyens de stockage d’énergie. Cette détection peut être basée sur la couleur, la forme ou toute autre solution technique connue de l’homme du métier pour la détection d’un objet d’intérêt.

L’unité de contrôle 23 estime la distance séparant le dispositif autonome du module d’accouplement et pilote le socle mobile pour déplacer le dispositif autonome à une première vitesse. Lorsque la distance entre le dispositif autonome et le module d’accouplement devient inférieure à une valeur de consigne – par exemple 3 mètres – l’unité de contrôle pilote le socle mobile pour réduire la vitesse de déplacement du dispositif autonome à une deuxième vitesse inférieure à la première vitesse.

L’unité de contrôle 23 pilote le socle mobile pour centrer le module d’accouplement relativement à la niche de réception, et avance vers le module d’accouplement de sorte que celui-ci pénètre dans la niche de réception.

Lorsque le système de couplage s’étend au droit du module d’accouplement (et en particulier l’organe de raccordement est au-dessus du module d’accouplement), l’unité de contrôle commande l’immobilisation du dispositif autonome.

L’unité de contrôle 23 commande ensuite le déplacement de l’organe de raccordement 41 de la position escamotée vers la position déployée. Les moyens de déplacement 43 sont activés et l’organe d’accouplement 41 (embase support, plaque de centrage, élément de rappel élastique, etc.) se déplace verticalement en direction du module d’accouplement. Le (ou les) pion(s) d’alignement pénètre(nt)n dans le(s) trou(s) borgne(s) ménagé(s) dans le module d’accouplement. Les formes tronconiques complémentaires :

du (ou des) pion(s) d’alignement et
du (ou des) trou(s) borgne(s)

permettent (par frottement lors de l’introduction du/des pions dans le/les trous borgnes) d’ajuster la position du module d’accouplement relativement à l’organe de raccordement.

Lorsque le(s) pion(s) d’alignement a (ont) totalement pénétré(s) dans le(s) trou(s) borgne(s), la plaque de centrage 412 vient en appui contre la face supérieure du module d’accouplement. L’organe de raccordement 41 continuant sa course vers la position déployée, l’élément (ou les éléments) de rappel élastique 413 se comprime(nt) et la distance entre la plaque de centrage 412 et l’embase support 411 diminue. La tige guide 4132 de chaque élément de rappel 413 coulisse dans la lumière traversante de l’embase support 411 qui lui est associée.

La distance entre l’embase support 411 et la plaque de centrage 412 continue à se réduire jusqu’à ce que le connecteur électrique 4111 pénètre dans l’orifice traversant ménagé dans la plaque de centrage 412 et vienne s’enficher dans la prise électrique (de forme complémentaire) montée sur le module d’accouplement.

Lorsque le connecteur électrique est enfiché dans la prise électrique du module d’accouplement, l’unité de contrôle 23 désactive les moyens de déplacement 43 et la charge/recharge des moyens de stockage du véhicule peut débuter.

Une fois les moyens de stockage du véhicule chargés/rechargés, l’unité de contrôle 23 commande le déplacement de l’organe de raccordement 41 de la position déployée vers la position escamotée. Pour ce faire, l’unité de contrôle 23 active les moyens de déplacement 43 du système de couplage.

L’embase support 411 se déplace verticalement vers le châssis 2 du dispositif autonome. La force de compression de l’élément (ou des éléments) de rappel 413 tend à maintenir le module d’accouplement plaqué contre le sol. Ceci facilite le dégagement du connecteur électrique qui se détache de la prise électrique du module d’accouplement.

Une fois l’élément (ou les éléments) de rappel 413 revenu(s) à sa (leur) position de repos, l’organe de raccordement 41 (i.e. embase support, la plaque de centrage, élément de rappel élastique) se déplace verticalement vers le haut (i.e. vers le châssis) jusqu’à la position escamotée.

Le dispositif autonome peut alors se déplacer pour charger/recharger les moyens de stockage d’énergie d’un autre véhicule.

3. Conclusions

Le dispositif autonome décrit précédemment permet de charger/recharger les moyens de stockage d’énergie d’un véhicule en toute sécurité.

Le lecteur aura compris que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l’invention décrite précédemment sans sortir matériellement des nouveaux enseignements et des avantages décrits ici.

Claims

Dispositif autonome de chargement/rechargement de moyens de stockage d’énergie électrique d’un véhicule, le dispositif autonome s’étendant verticalement selon une direction verticale A-A’ et comprenant :
un socle mobile (1) incluant des roues (11) pour le déplacement du dispositif autonome sur le sol,

un châssis (2) monté sur le socle mobile (1), le châssis (2) étant adapté pour accueillir des batteries (21),

un carénage (26) autour du châssis (2), le carénage comprenant une niche de réception d’un module d’accouplement électriquement raccordé aux moyens de stockage d’énergie électrique du véhicule,

un système de couplage logé dans la niche de réception, le système de couplage étant adapté pour coopérer avec le module d’accouplement,
caractérisé en ce que le système de couplage comprend :
un organe de raccordement (41) pour raccorder électriquement le dispositif autonome au module d’accouplement, et

des moyens de déplacement (43) pour déplacer l’organe de raccordement (41) en translation selon la direction A-A’ entre une position escamotée et une position déployée, l’organe de raccordement (41) étant plus proche du sol dans la position déployée que dans la position escamotée.
Dispositif autonome selon la revendication 1, dans lequel les moyens de déplacement (43) comprennent au moins un moteur pas à pas.
Dispositif autonome selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel l’organe de raccordement (41) comprend :
au moins une embase support (411) ayant un connecteur électrique (4111) destiné à être connecté électriquement à une prise électrique complémentaire ménagée dans le module d’accouplement,

au moins une plaque de centrage (412) s’étendant parallèlement à l’embase support (411), la plaque de centrage (412) étant positionnée sous l’embase support (411) de sorte que la plaque de centrage (412) est plus éloignée du châssis (2) que l’embase support (411),

au moins un élément de rappel élastique (413) entre l’embase support (411) et la plaque de centrage (412),
de sorte que la plaque de centrage (412) est montée mobile en translation relativement à l’embase support (411).
Dispositif selon la revendication 3, dans lequel l’organe de raccordement (41) comprend en outre :
au moins un capteur de position pour détecter si l’organe de raccordement est dans la position escamotée ou dans la position déployée,

au moins un capteur de présence pour détecter la présence et le positionnement du module d’accouplement.
Dispositif autonome selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, dans lequel chaque élément de rappel élastique (413) comprend :
un ressort hélicoïdal (4131), l’une des extrémités du ressort hélicoïdal étant fixée à l’embase support, et l’autre des extrémités du ressort hélicoïdal étant fixés à la plaque de centrage, et

une tige guide (4132) s’étendant à l’intérieur du ressort hélicoïdal, la tige guide étant fixée à la plaque de centrage de sorte à s’étendre perpendiculairement à celle-ci, l’embase support comportant une lumière traversante pour le passage de la tige guide, l’extrémité libre de la tige guide comprenant une butée s’étendant en regard d’une face de l’embase support opposée à la plaque de centrage.
Dispositif autonome selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel la plaque de centrage comprend au moins un pion d’alignement (4121) s’étendant en saillie vers l’extérieur d’une face de la plaque de centrage opposée à l’embase support, ledit pion étant destiné à coopérer avec un trou borgne de forme complémentaire ménagé dans le module d’accouplement.
Dispositif autonome selon la revendication 6, dans lequel chaque pion est de forme tronconique partielle ou totale.
Dispositif autonome selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le système de couplage comprend en outre des moyens de guidage (42) pour guider le déplacement en translation de l’organe de raccordement, lesdits moyens de guidage comportant une paire de barres filetées parallèles, chaque barre filetée étant adaptée pour coopérer avec une ouverture taraudée respective ménagée dans l’embase support, de sorte que la mise en rotation des barres filetées induit le déplacement en translation de l’organe de raccordement.
Dispositif autonome selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, lequel comprend en outre un circuit de refroidissement, ledit circuit de refroidissement incluant :
une zone d’admission d’air (F1) positionnée dans une région inférieure du châssis proche du socle mobile,

une zone d’évacuation d’air (F2) positionnée dans une région supérieure du châssis plus éloignée du socle mobile que la région inférieure du châssis.
Dispositif autonome selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, lequel comprend en outre un circuit de refroidissement, ledit circuit de refroidissement incluant :
une zone d’admission d’air comprenant des ouvertures traversantes ménagées dans des premiers panneaux du carénage (26),

une zone d’évacuation d’air comprenant des ouvertures traversantes ménagées dans des deuxièmes panneaux du carénage (26) différents des premiers panneaux.
Dispositif autonome selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, lequel comprend en outre des moyens d’acquisition d’images pour la détection d’objet d’intérêt dans l’environnement du dispositif autonome, lesdits moyens d’acquisition d’images incluant des caméras monoculaires positionnées chacune au niveau d’une face latérale respective du carénage.