FR3141421A1 - Dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule, ledit dispositif comprenant un logement délimité par des parois et configuré pour recevoir plusieurs modules d’une batterie, lequel logement est pourvu d’une trappe d’accès et dans lequel les modules ont une capacité de déplacement dans ledit logement entre une position d’utilisation dans laquelle ils sont installés dans ledit logement et une position de chargement/déchargement dans laquelle ils sont préhensibles depuis la trappe d’accès. Et dans lequel :- le logement comprend un ou plusieurs rails de guidage,- chaque module est équipé d’un ou plusieurs éléments de roulement ou de glissement qui coopèrent avec le ou les rails de sorte que les parois dudit module ne soient pas en contact avec les parois du logement lors de son déplacement entre la position d’utilisation et la position de chargement/déchargement.

Description

Dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule
L'invention a pour objet un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule. Elle concerne également un véhicule et une borne intégrant un tel dispositif.
Elle concerne le domaine technique des dispositifs permettant un changement rapide de modules de batterie embarqués dans un véhicule.
 État de la technique
Les batteries de véhicule hybrides ou électriques comprennent généralement plusieurs modules connectés entre eux de manière à pouvoir délivrer ensemble une puissance électrique requise. De nombreux problèmes sont actuellement associés à la recharge de ces batteries. Tout d’abord, il existe peu de bornes de recharges dans l’espace public. En outre, il faut un temps relativement important (pouvant atteindre plusieurs heures) pour recharger complètement la batterie.
L’art antérieur divulgue des solutions aux problèmes susmentionnés. Certaines de ces solutions consistent non pas à recharger les batteries, mais à la remplacer aisément. Le document brevet US10232722 divulgue par exemple un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie dans lequel les modules sont cylindriques. Ces modules cylindriques peuvent rouler, mais sans réel contrôle de leur déplacement. Dans le document brevet US10981465, les modules sont robotisés pour se déplacer de manière autonome. Il s’agit toutefois davantage de dispositifs expérimentaux qui sont particulièrement complexes à réaliser et très onéreux. Le document brevet DE102005053305 divulgue un autre dispositif dans lequel la batterie entière est chargée/déchargée du véhicule. Aussi, il est nécessaire d’aménager une trappe d’accès relativement encombrante sur le véhicule, de sorte qu’en pratique, cette solution peut difficilement être adaptée à des véhicules classiques.
L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients précités. En particulier, un objectif de l’invention est de proposer un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie qui soit de conception simple, peu onéreuse et dont l’installation soit aisée. Un autre objectif de l’invention est de proposer un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie qui conviennent à des modules de batteries existants, avec un minimum de modifications.
 Présentation de l’invention
La solution proposée par l’invention est un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule, ledit dispositif comprenant un logement délimité par des parois et configuré pour recevoir plusieurs modules d’une batterie, lequel logement est pourvu d’une trappe d’accès et dans lequel les modules ont une capacité de déplacement dans ledit logement entre une position d’utilisation dans laquelle ils sont installés dans ledit logement et une position de chargement/déchargement dans laquelle ils sont préhensibles depuis la trappe d’accès. Et dans lequel :
- le logement comprend un ou plusieurs rails de guidage,
- chaque module est équipé d’un ou plusieurs éléments de roulement ou de glissement qui coopèrent avec le ou les rails de sorte que les parois dudit module ne soient pas en contact avec les parois du logement lors de son déplacement entre la position d’utilisation et la position de chargement/déchargement.
Le déplacement des modules est maintenant contrôlé de manière très précise par le ou les rails de guidage. L’installation de ce ou ces rails dans un logement de batterie de véhicule ou dans un logement de batterie d’une borne ou station de recharge peut être réalisée de manière aisée. Il en est de même pour l’installation d’éléments de roulement ou de glissement sur des modules de batterie existants. En outre, dans la mesure où les parois des modules ne sont pas en contact avec les parois du logement lors de leur déplacement, les frottements entre lesdits modules et ledit logement sont réduits, voire nuls. Les modules peuvent ainsi être très facilement déplacés, sans qu’il soit nécessaire d’utiliser des actionneurs puissants et/ou encombrants.
D’autres caractéristiques avantageuses de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Chacune de ces caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les autres caractéristiques définies ci-dessus. Les caractéristiques suivantes peuvent ainsi faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :
Selon un mode de réalisation, chaque module est de forme parallélépipédique et présente une paroi supérieure, une paroi inférieure et des parois latérales ; la trappe d’accès est conformée aux dimensions de la paroi du module dont la surface est la plus petite.
Selon un mode de réalisation, le ou les rails de guidage sont agencés ou conformés de manière à ce que le déplacement des modules présente au moins un changement de direction, de sorte à placer la paroi du module qui a la plus petite surface en vis-à-vis de la trappe d’accès lorsque ledit module est dans la position de chargement/déchargement.
Selon un mode de réalisation, le ou les rails de guidage sont installés au niveau d’une paroi supérieure du logement ; les éléments de roulement ou de glissement sont installés sur une paroi supérieure de chaque module de sorte que les modules sont suspendus dans ledit logement.
Selon un autre mode de réalisation, le ou les rails de guidage sont installés au niveau d’une paroi inférieure du logement ; les éléments de roulement ou de glissement sont installés sur une paroi inférieure de chaque module.
Selon un autre mode de réalisation, un ou des rails de guidage sont installés au niveau de parois latérales du logement ; des éléments de roulement ou de glissement sont installés sur des parois latérales de chaque module. Dans ce mode de réalisation, chaque module peut également comprendre un ou plusieurs autres éléments de roulement ou de glissement installés sur une paroi supérieure ou inférieure dudit module, lesquels autres éléments sont adaptés pour coopérer avec un ou plusieurs rails transversaux installés au niveau d’une paroi supérieure ou inférieure du logement.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un tiroir accessible depuis la trappe et dans lequel se place chaque module dans la position de chargement/déchargement.
Un autre aspect de l’invention concerne un véhicule intégrant un dispositif de chargement/déchargement selon l’une des caractéristiques précédentes.
Selon un mode de réalisation, le véhicule comprend un châssis, ledit véhicule comprenant une des caractéristiques suivantes :
- le logement est installé au-dessus du châssis et la trappe est aménagée au-dessus du châssis, ou
- le logement est installé au même niveau que le châssis et la trappe est aménagée en dessous ou au-dessus dudit châssis, les rails (étant agencés pour faire descendre ou monter les modules au niveau de ladite trappe.
Encore un autre aspect de l’invention concerne une borne de chargement/déchargement de modules de batterie, laquelle borne intègre un dispositif de chargement/déchargement selon l’une des caractéristiques précédentes.
 Brève description des figures
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description des modes de réalisation qui vont suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
est une vue schématique d’une batterie.
est une vue schématique d’un module de batterie.
est une vue schématique d’un dispositif selon l’invention installé dans un véhicule.
est une vue schématique de dessus d’un dispositif selon l’invention installé dans un véhicule.
est une vue schématique en coupe selon A-A du dispositif de la .
est une vue schématique en coupe selon B-B du dispositif de la .
est une vue schématique en coupe selon B-B du dispositif de la selon une variante de réalisation.
est une vue schématique de dessus d’un dispositif selon l’invention installé dans un véhicule, dans une variante de réalisation.
est une vue schématique en coupe longitudinale d’un dispositif selon l’invention dans une variante de réalisation.
est une vue schématique en coupe transversale d’un dispositif selon l’invention dans une variante de réalisation.
est une vue schématique de dessus d’un dispositif selon l’invention installé dans un véhicule, selon une variante de réalisation.
est une vue schématique en coupe selon A-A du dispositif de la .
est une vue schématique en coupe selon B-B du dispositif de la .
est une vue schématique de dessus d’un dispositif selon l’invention installé dans un véhicule, selon une variante de réalisation.
est une vue schématique en coupe selon B-B du dispositif de la .
est une vue schématique d’une installation comprenant une borne et un véhicule conformes à l’invention.
Tel qu’utilisé ici, sauf indication contraire, l’éventuelle utilisation des adjectifs ordinaux « premier », « deuxième », etc., pour décrire un objet indique simplement que différentes occurrences d’objets similaires sont mentionnées et n’implique pas que les objets ainsi décrits doivent être dans une séquence donnée, que ce soit dans le temps, dans l'espace, dans un classement ou de toute autre manière. « X et/ou Y » signifie : X seul ou Y seul ou X+Y. D'une manière générale, on appréciera que sur les différents dessins annexés, les objets sont arbitrairement dessinés pour faciliter leur lecture.
Le dispositif selon l’invention peut être utilisé pour le chargement et/ou le déchargement de modules de batterie depuis un véhicule ou depuis une borne ou station de rechargement.
Par « véhicule », on entend tout type de véhicule utilisant des batteries, que ce véhicule soit à propulsion électrique ou hybride : véhicule roulant (voiture, camion, moto, vélo, trottinette, …), véhicule volant (avion, hélicoptère, …), véhicule marin (bateau, jet-ski, …). Dans la suite de la description, et par souci de clarté et de concision seulement, il est fait référence à un véhicule automobile, notamment une voiture.
Par « batterie », on entend une batterie électrique type lithium-ion, une batterie à hydrogène et de manière générale tout type de batterie apte à stocker de l'énergie électrique pour le fonctionnement du véhicule.
En se rapportant aux figures 1 et 2, la batterie 1 est constituée de plusieurs modules 101-104(par exemple de 2 à 10 modules) interchangeables. Ces modules sont physiquement indépendants les uns les autres, mais, lorsqu’ils sont connectés entre eux, permettent de délivrer ensemble la puissance électrique requise pour le fonctionnement du véhicule. Selon un mode préféré de réalisation, les modules 101-104sont identiques, chaque module 10iétant de forme parallélépipédique et présentant une paroi supérieure 100, une paroi inférieure 101 et des parois latérales 102, 103. Sur la , le module 10 présente deux parois latérales d’extrémité 102 et deux parois latérales longitudinales 103, lesdites parois latérales d’extrémité 102 ayant la plus petite surface. La plus petite surface pourrait toutefois être celle d’une autre paroi, par exemple celle de la paroi supérieure 100 ou de la paroi inférieure 101. À titre d’exemple, chaque module 10ia une longueur comprise entre 10 cm et 50 cm, une largeur comprise entre 5 cm et 30 cm et une hauteur comprise entre 5 cm et 20 cm. Les modules ne sont toutefois pas limités à ces dimensions.
Selon un mode de réalisation, chaque module 10iprésente une enveloppe (ou casing en anglais) permettant un fonctionnement individuel et intégrant notamment un système de refroidissement.
Sur la , différents modules 101-107sont installés dans un logement 2. Ce logement peut être intégré dans un véhicule V ou dans une borne ou station de recharge comme expliqué plus avant dans la description. Le véhicule V comprend également une unité de contrôle 3 adapté pour réguler la puissance (tension et/ou courant) électrique délivrée à un ou plusieurs composants, accessoires et/ou actionneurs tels qu’un moteur d'entraînement électrique dudit véhicule.
Le logement 2 est délimité par des parois 20, sa forme étant complémentaire de la batterie 1. Dans le cas d’une voiture V, le logement 2 est préférentiellement situé au-dessus du châssis C. Il peut toutefois être situé au même niveau que le châssis C ou en dessous selon le type et/ou le modèle du véhicule V. Selon un mode préféré de réalisation permettant d’éviter toute modification majeure du véhicule V, ce logement 2 est celui initialement prévu pour la batterie 1. Selon une variante de réalisation, il peut s’agir d’un logement dédié et rapporté dans le véhicule V.
Le logement 2 est pourvu d’une trappe d’accès 21 permettant le chargement et le déchargement des modules 101-107. Cette trappe 21 est préférentiellement aménagée sur la carrosserie du véhicule V, sur un côté de celui-ci. La trappe 21 peut toutefois être située ailleurs, par exemple à l’avant, à l’arrière ou sous le véhicule V.
Cette trappe 21 peut s’ouvrir manuellement (type trappe d’accès au réservoir de carburant ou trappe d’accès à une prise de recharge électrique) ou automatiquement, par exemple depuis une commande dédiée installée dans l’habitacle du véhicule V ou par un signal de commande émis à distance, par exemple depuis une borne comme expliqué plus avant dans la description. Selon un mode préféré de réalisation, la trappe d’accès 21 est conformée aux dimensions de la paroi 102 du module qui a la plus petite surface. L’encombrement de la trappe 21 est ainsi réduit au minimum, de sorte qu’elle puisse être facilement intégrée dans un véhicule existant du commerce, notamment sur un côté dudit véhicule.
Les modules 101-107ont une capacité de déplacement dans le logement 2 entre une position d’utilisation dans laquelle ils sont installés dans ledit logement et une position de chargement/déchargement dans laquelle ils sont préhensibles depuis la trappe d’accès 21. Sur les figures 4A, 4B et 4C, les modules 101-106sont en position d’utilisation et le module 107est en position de chargement/déchargement.
Pour assurer le déplacement des modules 101-107, le logement 2 comprend un ou plusieurs rails de guidage. Ce ou ces rails peuvent être fixés sur les parois internes du logement 2 ou sur ses parois externes. Une fixation sur les parois externes présente l’avantage de ne pas encombrer l’espace interne du logement 2.
Sur les figures 4A, 4B et 4C, le logement 2 comprend deux rails longitudinaux 22a connectés à un rail transversal 22b. Les rails longitudinaux 22a assurent le guidage des modules dans la longueur du logement 2. Le rail transversal 22b assure le guidage des modules dans la largeur du logement, vers la trappe 21.
Selon une caractéristique avantageuse de l’invention qui s’applique à l’ensemble des modes de réalisation, le ou les rails de guidage sont agencés ou conformés de manière à ce que le déplacement des modules présente au moins un changement de direction, de sorte à placer la paroi 102 qui a la plus petite surface en vis-à-vis de la trappe 21 lorsque ledit module est dans la position de chargement/déchargement. Cette caractéristique permet d’avoir une trappe 21 dont l’encombrement est réduit au minimum, de sorte qu’elle puisse être installée aisément dans une zone choisie du véhicule V.
Chaque module 101-107est équipé d’un ou plusieurs éléments de roulement ou de glissement 122 qui coopèrent avec le ou les rails 22a, 22b de sorte que les parois 101, 102, 103 dudit module ne soient pas en contact avec les parois du logement 20 lors de son déplacement entre la position d’utilisation et la position de chargement/déchargement. Les éléments 122 peuvent se présenter sous la forme de roues à axe fixe ou multidirectionnel, de galets roulants, de patins de glissement, de billes multidirectionnelles, ou sous toute autre forme convenant à l’homme du métier. Ils peuvent être aisément fixés sur des modules de batteries existants sans qu’il soit nécessaire de modifier leur conception.
Dans le mode de réalisation des figures 4A, 4B et 4C, les rails 22a, 22b sont installés au niveau d’une paroi supérieure du logement 2 et les éléments 122 sont installés sur les parois supérieures des modules 101-107. Les modules sont ainsi suspendus dans le logement 2. Les éléments 122 sont ici installés à l’intérieur des rails 22a, 22b. Cette solution constructive est particulièrement compacte, simple et peu onéreuse à mettre en œuvre dans des véhicules existants, et permet un guidage très simple des modules 101-107, avec un minimum de frottements.
Sur la , le logement 2 est installé au-dessus du châssis C. La trappe 21 peut alors être aménagée sans difficulté au même niveau que le logement 2, c’est-à-dire au-dessus du châssis C, l’intégrité physique de ce dernier étant préservé.
Pour le déchargement des modules 101-107, ceux-ci sont d’abord déplacés le long des rails longitudinaux 22a jusqu’à atteindre le rail transversal 22b. Dès que les éléments 122 sont en prise avec le rail transversal 22b, chaque module est déplacé transversalement jusqu’à atteindre la trappe 21.
Pour le chargement des modules 101-107, ceux-ci sont insérés par la trappe 21 de manière à ce que leurs éléments 122 soient en prise avec le rail transversal 22b. Ils sont ensuite déplacés le long du rail transversal 22b jusqu’à ce que les éléments 122 s’engagent dans les rails longitudinaux 22a. Chaque module est alors déplacé longitudinalement jusqu’à atteindre sa position d’utilisation.
Le déplacement des modules 101-107peut être réalisé manuellement ou préférentiellement de manière automatique. Pour ce faire, les éléments 122 peuvent être motorisés de sorte que les modules 101-107puissent se déplacer de manière autonome. Selon un autre mode de réalisation, le logement 2 et/ou les rails 22a, 22b intègrent des actionneurs de type vérins ou convoyeurs adaptés pour déplacer les modules 101-107. Le déplacement automatique des modules 101-107est avantageusement piloté par une unité de commande, par exemple de type ordinateur, processeur, microprocesseurs, CPU (pour Central Processing Unit).
Dans la variante de la , le logement 2 est installé au même niveau que le châssis C. Pour éviter d’avoir à modifier ce dernier, la trappe 21 est ici aménagée en dessous dudit châssis. Les rails 22a et 22b peuvent alors être reliés par une rampe 22c adaptée pour faire descendre les modules au niveau de la trappe 21. Cette solution convient particulièrement pour des véhicules de type camion, où le châssis C est éloigné du sol, et où le positionnement de la trappe 21 entre ledit châssis et ledit sol ne génère pas de contrainte d’installation particulière. La rampe 22c peut par exemple se présenter sous la forme d’un rail incliné. De manière similaire, la trappe 21 peut être aménagée au-dessus du châssis C, la rampe 22c étant adaptée pour faire monter les modules au niveau de ladite trappe.
Dans le mode de réalisation de la , le logement 2 comprend un seul rail longitudinal 22a. Cette configuration convient pour les modules 101-107de longueur réduite tandis qu’une configuration à deux ou plusieurs rails longitudinaux tels qu’illustrés sur la convient davantage à des modules 101-107dont la longueur est importante et qui nécessitent un meilleur équilibrage dans leur guidage. Le rail longitudinal 22a et le rail transversal 22b peuvent n’être conformés que par un seul rail présentant un changement de direction à 90°.
Dans le mode de réalisation des figures 6A et 6B, les rails 22a, 22b sont installés au niveau d’une paroi inférieure du logement 2 et les éléments de 122 sont installés sur les parois inférieures des modules 101-107. Cette solution constructive est particulièrement avantageuse lorsque des contraintes particulières d’installation (par exemple une place réduite) apparaissent au-dessus du logement 2, mais sans contrainte particulière en dessous dudit logement. Une configuration similaire à la , c’est-à-dire avec un seul rail longitudinal 22a, est envisageable.
Dans le mode de réalisation des figures 7A, 7B et 7C, les rails longitudinaux 22a sont installés au niveau des parois latérales (c’est-à-dire sur les côtés) du logement 2 et les éléments de 122 sont installés sur les parois latérales des modules 101-107. Cette solution constructive est particulièrement avantageuse lorsque des contraintes particulières d’installation (par exemple une place réduite) apparaissent au-dessus et en dessous du logement 2. Chaque module 101-107peut également comprendre un ou plusieurs autres éléments de roulement ou de glissement 1220 installés sur une paroi supérieure (ou inférieure) dudit module. Ces autres éléments 1220 sont du type précité. Ils permettent d’assurer simplement le changement de direction des modules. Ils sont adaptés pour coopérer avec le rail transversal 22b qui est installé au niveau d’une paroi supérieure (ou inférieure) du logement 2. Lorsqu’un module 107atteint le rail transversal 22b, l’élément 1220 vient en prise avec le rail transversal 22b de sorte que ledit module peut être déplacé transversalement jusqu’à atteindre la trappe 21.
Dans les modes de réalisation précités, le rail transversal 22b peut être remplacé par un tiroir accessible depuis la trappe 21 et dans lequel se place chaque module dans la position de chargement/déchargement.
Le mode de réalisation des figures 8A et 8B est similaire à celui des figures 7A, 7B et 7C, le logement 2 étant toutefois dépourvu de rail transversal. Les modules 101-107sont ainsi uniquement guidés longitudinalement par les rails 22a, sans changement de direction. Dans cette configuration, la trappe 21 est située dans le prolongement des rails longitudinaux 22a et est conformée aux dimensions de la paroi 103 du module 10 qui a la plus grande surface. Un ou plusieurs rails longitudinaux 22a peuvent être prévus, installés au niveau des parois supérieures ou inférieures ou latérales du logement 2, lesquels rails peuvent venir en complément ou en substitution des rails installés au niveau des parois latérales dudit logement.
La illustre une installation comprenant une borne ou station de chargement/déchargement B (les deux termes étant synonymes au sens de l’invention). La borne B est équipée d’un dispositif de chargement/déchargement similaire à celui décrit précédemment. Sur la , ce dispositif de chargement/déchargement correspond à celui de la mais tous les autres modes de réalisations précités peuvent convenir. Les éléments du dispositif de la borne portent les mêmes références numériques que ceux du dispositif du véhicule, en étant toutefois affectés d’une prime typographique « ‘ ».
Le logement 2’ comprend ici deux zones : une première zone 2’A dans laquelle sont stockés des modules rechargés 101R-107Ret une seconde zone 2’B dans laquelle sont stockées les modules déchargés 101-107provenant du véhicule V. Ces deux zones peuvent être situées dans un même plan du logement 2’ ou à des niveaux distincts. Plusieurs autres zones de stockage de modules rechargés et/ou de modules déchargés peuvent être prévues dans la borne B. Chaque zone peut consister en un logement distinct. La borne B peut comporter différentes zones de stockage, chacune associée à un modèle spécifique de module.
Des rails 22’aA, 22’b permettent de guider les modules rechargés 101R-107Rde la borne B vers le véhicule V et des rails 22’aB, 22’b permettent de guider les modules déchargés 101-107du véhicule V vers la borne B.
Selon un mode préféré de réalisation permettant de simplifier la conception, le rail transversal 22’b est un rail formant interface entre la borne B et le véhicule V et qui est commun aux deux zones 2’A, 2’B. Chaque zone peut toutefois être pourvue de son propre rail formant interface entre la borne B et le véhicule V.
Selon un mode de réalisation, le rail transversal 22’b est remplacé par un bras ou tunnel de convoyage ne nécessitant pas de coopération avec les éléments de roulement ou de glissement 122. Dans la suite de la description, il est fait uniquement référence à un rail, par souci de clarté et de concision seulement.
Le rail 22’b est avantageusement télescopique et/ou rétractable de façon à être adapté pour se placer en vis-à-vis de la trappe 21 du véhicule V. Ce rail 22’b peut notamment s’escamoter dans la borne B depuis la trappe 21’. Avantageusement, le rail 22’b est monté ajustable en hauteur et/ou en longueur et/ou en largeur de façon à pouvoir s’adapter à la position de la trappe 21 du véhicule V. Cet ajustement peut être réalisé manuellement par un opérateur, ou préférentiellement de manière automatique comme expliqué plus avant dans la description.
Un fonctionnement de la borne B va maintenant être décrit. La borne B intègre toutes les ressources informatiques permettant d’effectuer les fonctionnalités décrites ci-après.
Le véhicule V stationne au niveau de la borne B, à un emplacement dédié. Un dispositif de reconnaissance 4’ installé sur la borne B permet de détecter la position de la trappe 21 du véhicule V. Le dispositif 4’ peut par exemple consister en une caméra associée à un logiciel de reconnaissance d’objet ou un lecteur optique. À cet effet, comme schématisée sur la , la trappe 21 est avantageusement associée à un élément de repérage 210. Ce dernier peut par exemple consister en un symbole identifiable ou un QR-Code. Un avantage d’utiliser un QR-Code est que sa lecture par le dispositif 4’ permet à la borne B de définir le nombre de modules 101-107à décharger et à charger dans le véhicule V, ainsi que le modèle desdits modules, ces informations étant préalablement stockées dans ledit QR-Code. Selon un autre mode de réalisation, l’utilisateur du véhicule V renseigne depuis une interface homme-machine connectée à la borne B les informations permettant de définir le nombre et le modèle des modules 101-107à décharger et à charger, et éventuellement la position de la trappe 21. Par exemple, l’utilisateur peut renseigner le modèle du véhicule V, la borne B interrogeant alors une base de données dans laquelle sont enregistrées les caractéristiques (nombre et modèle) des modules associés à ce modèle de véhicule, et éventuellement la position de la trappe 21.
Lorsque la position de la trappe 21 est déterminée par la borne B, le rail 22’b se place en vis-à-vis de ladite trappe qui est en position ouverte. Selon un mode préféré de réalisation, le rail 22’b s’emboîte dans la trappe 21. Le rail 22’b peut se placer automatiquement dans cette position, ou être placé manuellement par un opérateur.
Une phase de déchargement des modules 101-107est alors initiée. Le premier module 107est déplacé le long des rails longitudinaux 22a jusqu’à atteindre le rail transversal 22b, puis est déplacé transversalement jusqu’à atteindre la trappe 21. Le module 107est pris en charge par le rail 22’b pour être extrait du véhicule V. Il est ensuite déplacé de manière à ce que ses éléments 122 soient en prise avec les rails longitudinaux 22’aB. Puis le module 107est déplacé dans la zone de recharge 2’B dans laquelle il est rechargé. Ces étapes sont réitérées pour les autres modules 101-106.
Lorsque tous les modules 101-107sont extraits du véhicule V, une phase de chargement des modules chargés 10’1R-10’7Rest alors initiée. Un premier module 10’7Rest déplacé le long des rails longitudinaux 22’aAjusqu’à atteindre le rail transversal 22’b. Le module 10’7Rest ensuite déplacé jusqu’à atteindre la trappe 21. Le module 10’7Rest pris en charge par le rail 22b pour être introduit dans le véhicule V. Dès que ses éléments 122’ sont en prise avec le rail transversal 22b, le module 10’7Rest déplacé jusqu’à ce que lesdits éléments s’engagent dans les rails longitudinaux 22a. Le module 10’7Rest alors déplacé longitudinalement jusqu’à atteindre sa position d’utilisation. Ces étapes sont réitérées pour les autres modules rechargés 10’1R-10’6R.
Les phases de déchargement/chargement peuvent être exécutées en quelques minutes, de sorte que l’utilisateur du véhicule V n‘a pas à attendre la recharge effective des modules déchargés 101-107, ceux-ci étant simplement remplacés par des modules chargés 10’1R-10’7R.
Quel que soit le mode de réalisation, le ou les rails 22a, 22b, 22’aA, 22’aB, 22’b peuvent également servir de bus de puissance, ou bus-barre. Dans le cas du véhicule V, ils permettent par exemple de collecter et distribuer la puissance électrique des modules 101-107dans ledit véhicule, notamment au travers de l’unité 3. Dans le cas de la borne B, ils permettent par exemple de distribuer la puissance électrique à chacun des modules déchargés 101-107pour leur rechargement. Les éléments de roulement ou de glissement 122, 1220, 122’ précités peuvent alors être utilisés comme contacts électriques. Dans une variante de réalisation, les modules sont équipés de contacts électriques distincts des éléments de roulement ou de glissement 122, 1220, 122’.
L'agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l'invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens et/ou étapes, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention.
En outre, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être généralisées aux autres modes de réalisation, même si ce ou ces caractéristiques sont décrites seulement en combinaison avec d’autres caractéristiques.

Claims (10)

  1. Dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule, ledit dispositif comprenant un logement (2, 2’) délimité par des parois (20, 20’) et configuré pour recevoir plusieurs modules (101-107, 10’1R-10’7R) d’une batterie (1), lequel logement est pourvu d’une trappe d’accès (21, 21’), et dans lequel les modules (101-107, 10’1R-10’7R) ont une capacité de déplacement dans ledit logement entre une position d’utilisation dans laquelle ils sont installés dans ledit logement et une position de chargement/déchargement dans laquelle ils sont préhensibles depuis la trappe d’accès (21, 21’),
    c aractérisé en ce que :
    - le logement (2, 2’) comprend un ou plusieurs rails de guidage (22a, 22b, 22’aA, 22’aB, 22’b),
    - chaque module (101-107, 10’1R-10’7R) est équipé d’un ou plusieurs éléments de roulement ou de glissement (122, 122’) qui coopèrent avec le ou les rails (22a, 22b, 22’aA, 22’aB, 22’b) de sorte que les parois (101, 102, 103) dudit module ne soient pas en contact avec les parois du logement (2, 2’) lors de son déplacement entre la position d’utilisation et la position de chargement/déchargement.
  2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel :
    - chaque module (101-107, 10’1R-10’7R) est de forme parallélépipédique et présente une paroi supérieure (100), une paroi inférieure (101) et des parois latérales (102, 103),
    - la trappe d’accès (21, 21’) est conformée aux dimensions de la paroi (102) du module (101-107, 10’1R-10’7R) dont la surface est la plus petite.
  3. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le ou les rails de guidage (22a, 22b, 22’aA, 22’aB, 22’b) sont agencés ou conformés de manière à ce que le déplacement des modules (101-107, 10’1R-10’7R) présente au moins un changement de direction, de sorte à placer la paroi du module qui a la plus petite surface (102) en vis-à-vis de la trappe d’accès (21, 21’) lorsque ledit module est dans la position de chargement/déchargement.
  4. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel :
    - le ou les rails de guidage (22a, 22b, 22’aA, 22’aB, 22’b) sont installés au niveau d’une paroi supérieure du logement (2, 2’),
    - les éléments de roulement ou de glissement (122, 122’) sont installés sur une paroi supérieure de chaque module (101-107, 10’1R-10’7R) de sorte que les modules sont suspendus dans ledit logement.
  5. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel :
    - le ou les rails de guidage (22a, 22b, 22’aA, 22’aB, 22’b) sont installés au niveau d’une paroi inférieure du logement (2, 2’),
    - les éléments de roulement ou de glissement (122, 122’) sont installés sur une paroi inférieure de chaque module (101-107, 10’1R-10’7R).
  6. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel :
    - un ou des rails de guidage (22a, 22b, 22’aA, 22’aB, 22’b) sont installés au niveau de parois latérales du logement (2, 2’),
    - des éléments de roulement ou de glissement (122, 122’) sont installés sur des parois latérales de chaque module (101-107, 10’1R-10’7R).
  7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant un tiroir accessible depuis la trappe (21, 21’) et dans lequel se place chaque module (101-107, 10’1R-10’7R) dans la position de chargement/déchargement.
  8. Véhicule caractérisé en ce qu’il intègre un dispositif de chargement/déchargement selon l’une des revendications 1 à 7.
  9. Véhicule selon la revendication 8 comprenant un châssis (C), ledit véhicule comprenant une des caractéristiques suivantes :
    - le logement (2) est installé au-dessus du châssis (C) et la trappe (21) est aménagée au-dessus du châssis, ou
    - le logement (2) est installé au même niveau que le châssis (C) et la trappe (21) est aménagée en dessous ou au-dessus dudit châssis, les rails (22a, 22b) étant agencés pour faire descendre ou monter les modules (101-107) au niveau de ladite trappe.
  10. Borne de chargement/déchargement de modules de batterie, caractérisée en ce qu’elle intègre un dispositif de chargement/déchargement selon l’une des revendications 1 à 7.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5760569A (en) * 1997-02-26 1998-06-02 Chase, Jr.; Robert B. Replaceable battery module for electric vehicle
DE102005053305A1 (de) 2005-11-09 2007-05-10 Linde Ag Flurförderzeug mit einer Batterietür und einer Vertikalstütze
DE102009025430B3 (de) * 2009-06-16 2011-02-17 Benteler Automobiltechnik Gmbh Kraftfahrzeug mit einem Elektroantrieb
US10232722B2 (en) 2016-10-11 2019-03-19 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System, method, and apparatus for controlling operation of energy modules of an energy management system
DE102017121571A1 (de) * 2017-09-18 2019-03-21 Langendorf Gmbh Anhängefahrzeug mit einem Energiespeicher
DE102020007860A1 (de) * 2020-12-21 2021-03-04 Daimler Ag Elektrischer Energiespeicher für ein Fahrzeug
US10981465B2 (en) 2017-09-01 2021-04-20 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho System, and method for swapping self driving energy module for an energy management system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5760569A (en) * 1997-02-26 1998-06-02 Chase, Jr.; Robert B. Replaceable battery module for electric vehicle
DE102005053305A1 (de) 2005-11-09 2007-05-10 Linde Ag Flurförderzeug mit einer Batterietür und einer Vertikalstütze
DE102009025430B3 (de) * 2009-06-16 2011-02-17 Benteler Automobiltechnik Gmbh Kraftfahrzeug mit einem Elektroantrieb
US10232722B2 (en) 2016-10-11 2019-03-19 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System, method, and apparatus for controlling operation of energy modules of an energy management system
US10981465B2 (en) 2017-09-01 2021-04-20 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho System, and method for swapping self driving energy module for an energy management system
DE102017121571A1 (de) * 2017-09-18 2019-03-21 Langendorf Gmbh Anhängefahrzeug mit einem Energiespeicher
DE102020007860A1 (de) * 2020-12-21 2021-03-04 Daimler Ag Elektrischer Energiespeicher für ein Fahrzeug

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