IT201600094418A1 - Apparecchiatura di alimentazione per veicoli elettrici - Google Patents

Description

“APPARECCHIATURA DI ALIMENTAZIONE PER VEICOLI ELETTRICI”

La presente invenzione ha per oggetto una apparecchiatura di alimentazione per veicoli elettrici.

In maggiore dettaglio, la presente invenzione si riferisce ad una apparecchiatura in particolare utilizzata per autoveicoli elettrici allo scopo di associare una rete di alimentazione elettrica ad una o più batterie elettriche montate sul veicolo.

Come noto, le apparecchiature di alimentazione per veicoli elettrici sono costituite da almeno un connettore elettrico, tipicamente di tipo maschio, operativamente associato attraverso un cavo elettrico ad una rete di alimentazione (domestica o pubblica).

Il connettore è predisposto per essere meccanicamente accoppiato ad un connettore di tipo femmina (presa elettrica) disposto in corrispondenza di una zona del veicolo accessibile dall’esterno.

Inoltre, al fine di fornire nelle pubbliche aree di parcheggio opportune stazioni di ricarica, vengono utilizzati supporti quali colonnine, emergenti da terra e disposte in corrispondenza delle zone di sosta del veicolo.

Le colonnine di ricarica, oltre ad essere utilizzate per sostenere il cavo e coprire i rispettivi cablaggi elettrici con la rete di alimentazione, possono essere dotate di sistemi automatici di avvolgimento/svolgimento del cavo. In questo modo, una volta posizionato il veicolo in prossimità della colonnina, l’operatore provvede ad accoppiare manualmente il connettore collegato al cavo elettrico alla presa del veicolo. In questa operazione, il cavo elettrico viene tirato e svolto per consentire la connessione elettrica indipendentemente dalla posizione della presa del veicolo.

In accordo con un’ulteriore tipologia di apparecchiature di alimentazione, sono altresì noti sistemi automatici, in grado di definire l’accoppiamento elettrico tra connettore e presa del veicolo in maniera automatica.

Tali sistemi sono dotati di bracci robotizzati, i quali contengono il cablaggi elettrici e provvedono alla movimentazione automatica del connettore. I bracci vengono comandati da una opportuna unità logica di elaborazione in grado di rilevare mediante sistemi di visualizzazione la posizione della presa elettrica del veicolo e movimentare di conseguenza il connettore. In questo modo, una volta parcheggiato il veicolo in prossimità della colonnina di ricarica, i sistemi di visualizzazione vengono attivati per rilevare la posizione della presa e quindi inviano opportuni comandi di movimentazione al braccio.

Per facilitare tale operazione, il veicolo viene parcheggiato in una predefinita posizione atta ad offrire la condizione più favorevole al raggiungimento della presa da parte del braccio robotizzato.

Si noti infatti che i sistemi automatici non sono in grado di raggiungere qualsivoglia zona del veicolo, bensì solamente una determinata area prossima alla citata colonnina.

Per questo motivo, in funzione della posizione della presa del veicolo, l’operatore deve provvedere necessariamente ad accostare alla colonnina il lato del veicolo provvisto di presa.

Tale condizione rende pertanto disagevole e poco versatile l’utilizzo delle apparecchiature di ricarica automatica sopra descritte.

Inoltre, i sistemi noti sopra descritti presentano un importante inconveniente derivato dagli ingombri complessivi determinati dalla presenza della stessa colonnina di ricarica.

Si noti infatti che, specie nelle zone di parcheggio pubblico in cui vengono previste numerose postazioni di ricarica, il parcheggio viene ingombrato da un numero di colonnine pari al numero di postazioni di ricarica, con i conseguenti inconvenienti in termini di ingombri e quindi di facilità di manovra all’interno delle suddette aree di parcheggio.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre una apparecchiatura di alimentazione per veicoli elettrici che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione mettere a disposizione una apparecchiatura di alimentazione per veicoli elettrici che sia semplice sia strutturalmente che nelle operazioni automatiche di ricarica.

Ancora, un ulteriore importante scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una apparecchiatura di ricarica per veicoli elettrici, che non determini alcun ingombro nelle aree di sosta preposte alla ricarica del suddetto veicolo.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una apparecchiatura di alimentazione per veicoli elettrici, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni. Le rivendicazioni dipendenti corrispondono a differenti forme di realizzazione dell'invenzione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una apparecchiatura di alimentazione per veicoli elettrici, come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 è una vista prospettica dell’apparecchiatura di alimentazione per veicoli elettrici secondo la presente invenzione ed in una rispettiva configurazione di riposo;

- la figura 2 è una vista prospettica ed in sezione longitudinale dell’apparecchiatura di figura 1;

- la figura 3 è una vista prospettica ed in una condizione di funzionamento dell’apparecchiatura di figura 1;

- la figura 4 illustra una vista prospettica e parzialmente in sezione in una condizione di funzionamento dell’apparecchiatura di figura 1;

- la figura 5 illustra una vista prospettica in una condizione di ricarica dell’apparecchiatura di figura 1; e

- la figura 6 illustra una vista prospettica dal basso dell’apparecchiatura di figura 1 e di un rispettivo veicolo da alimentare. On riferimento alle unite figure, con 1 viene globalmente indicata una apparecchiatura di alimentazione per veicolo elettrici 2.

In particolare, la presente invenzione trova vantaggiosa applicazione per veicoli elettrici 2 quali autoveicoli. A tale scopo, in figura 6 viene illustrata l’apparecchiatura 1 durante una fase di funzionamento in cui si connette ad un autoveicolo 2 illustrato solo a puro scopo esemplificativo e pertanto non limitativo.

In maggiore dettaglio, con riferimento alle figure da 2 a 5, l’apparecchiatura 1 comprende un primo connettore elettrico 3 collegato ad una rete di alimentazione elettrica la quale non viene mostrata in quanto di tipo noto e non facente parte della presente invenzione. I collegamenti elettrici tra primo connettore 3 e la rete elettrica non vengono mostrati in quanto possono essere di qualsiasi tipologia nota.

Preferibilmente, il primo connettore 3 comprende un perno 6 avente conformazione sostanzialmente cilindrica a sezione variabile.

Con riferimento alla figura 6, l’apparecchiatura 1 comprende inoltre un secondo connettore elettrico 4 collegato ad una batteria del veicolo 2 (anch’essa non illustrata in quanto di tipo noto e non facente parte della presente invenzione) e configurato per accoppiarsi meccanicamente al primo connettore elettrico 3.

Vantaggiosamente, il secondo connettore 4 è associato ad una superficie sotto-scocca 5 del veicolo 2, vale a dire la zona del veicolo inferiore ed affacciata al terreno.

Inoltre, il secondo connettore 4 comprende un elemento di supporto 7 dotato di un foro 8 di contenimento del citato perno 6. Il connettore 3 e la superficie interna del foro 8 sono realizzati in materiale elettricamente conduttivo al fine di consentire il passaggio elettrico nella condizione in cui il perno 6 è almeno parzialmente inserito nel foro 8.

L’apparecchiatura 1 comprende inoltre mezzi 9 di movimentazione del primo connettore elettrico 3 per movimentare il primo connettore 3 stesso tra una prima condizione in cui è allontanato dal secondo connettore 4 ed una seconda condizione in cui è accoppiato al secondo connettore 4 per determinare un passaggio di corrente dalla rete elettrica alla batteria.

Come sopra specificato, il primo connettore 3 nella seconda condizione è almeno parzialmente inserito nel foro 8 per definire il contatto elettrico tra i due connettori 3, 4.

Vantaggiosamente, come meglio verrà specificato in seguito, il primo connettore 3 viene movimentato tra la prima e la seconda posizione lungo una rispettiva direzione sostanzialmente verticale.

In questo modo, il primo connettore 3 viene movimentato nella rispettiva seconda condizione dal basso verso l’alto, per essere inserito nel foro 8. A tale scopo, viene previsto un corpo di supporto 10 dei mezzi di movimentazione 9 atto a contenere internamente il primo connettore 3 ed i mezzi di movimentazione 9 nella rispettiva prima condizione.

Il corpo di supporto 10 è posizionabile su una superficie di sosta del veicolo 2 e presenta un ingombro atto ad essere contenuto al di sotto del veicolo 2. In altre parole, il corpo 10 presenta dimensioni minori dello spazio delimitato al di sotto del veicolo 2 vale a dire tra la superficie di sosta (non illustrata) e la superficie sotto-scocca 5 del veicolo 2.

Va specificato che con il termine superficie di sosta viene intesa qualsiasi superficie sulla quale il veicolo transita e viene parcheggiato. Ad esempio, la superficie di sosta può essere definita da un’area parcheggio piuttosto che un’autorimessa o qualsiasi altra base prevista per il transito preferibilmente di veicoli a ruote.

Vantaggiosamente, il corpo di supporto 10 presenta una base di appoggio 11 configurata per essere vincolata alla superficie di sosta del veicolo 2 senza comunque manomettere o modificare la superficie di sosta.

I sistemi di vincolo della base di appoggio 11 alla superficie di sosta possono essere qualsivoglia purché predisposti a vincolare il corpo di supporto 10 senza dover intervenire direttamente sulla superficie di sosta evitando così operazioni di adattamento della superficie.

Ad esempio, possono essere previste delle viti di serraggio passanti attraverso fori ricavati sulla base di appoggio 11 e direttamente collegate al terreno.

In maggiore dettaglio, il corpo di supporto 10 comprende un elemento scatolare 12 avente conformazione sostanzialmente piatta e definente rispettivi bori periferici 13 svasati e rastremati a partire dalla base di appoggio 11 verso una superficie superiore 14 opposta alla base 1 (figura 1).

In questa situazione, l’elemento scatolare 12 presenta una configurazione sostanzialmente troncoconica, preferibilmente a sezione ovale. Si noti che tale configurazione ha il vantaggio di evitare eventuali spigoli vivi o rialzi che, se calpestati dalle ruote del veicolo possono determinarne il danneggiamento.

In questo contesto, i bordi periferici 13 rastremati verso l’alto definiscono piani inclinati facilmente superabili dalle ruote del veicolo 2.

Con particolare riferimento alle figure da 1 a 3, si noti che l’elemento scatolare 12 comprende: una prima porzione 16 fissa, definente la citata base di appoggio 11 e vincolata alla superficie di sosta; ed una seconda porzione 17 scorrevole rispetto alla prima porzione 16 tra una condizione estesa (figura 1) in cui definisce un vano di contenimento 18 (figura 2) dei mezzi di movimentazione 9 nella prima condizione ed una posizione retratta in cui è contenuta all’interno della prima porzione 16 (figura 3).

La movimentazione della seconda porzione 17 all’interno della prima porzione 16 viene attuata da rispettivi mezzi motori non descritti ed illustrati nel dettaglio in quanto di tipo noto.

Quanto la seconda porzione 17 viene retratta all’interno della prima porzione 16 vengono di conseguenza scoperti i citati mezzi di movimentazione 9.

In particolare, i mezzi di movimentazione 9 comprendono una torretta di supporto 19 mobile secondo una prima direzione verticale A in allontanamento/avvicinamento al corpo di supporto 10. Inoltre la torretta 19 è mobile secondo un moto di rotazione attorno ad un rispettivo asse longitudinale X coincidente con la citata direzione verticale A.

Preferibilmente, la torretta 19 è costituita da un corpo cilindrico 20 a sezione circolare e dotato di una scanalatura 21 ricavata su una rispettiva superficie di sommità 22 del corpo 20 stesso. Si noti che la superficie di sommità 22, nella prima condizione del primo connettore 3 è complanare alla superficie superiore 14 dell’elemento scatolare 12 (figure 1 e 2).

La scanalatura 21 si sviluppa trasversalmente all’asse longitudinale X e si sviluppa da rispettive parti opposte della superficie di sommità 22.

La torretta 19 comprende inoltre un organo di sollevamento 23 del corpo cilindrico 20 contenuto nel corpo cilindrico 20 stesso ed atto ad alzare/abbassare il corpo cilindrico 20 rispetto al corpo di supporto 10. Preferibilmente, come viene meglio illustrato in figura 4, l’organo di sollevamento 23 comprende un leverismo a pantografo 24, opportunamente motorizzato, per definire il sollevamento/abbassamento del corpo cilindrico 20. Il leverismo 24, che non viene descritto nel dettaglio, può essere inoltre sostituito con qualsiasi altro sistema automatico di movimentazione atto a spostare il corpo cilindrico 20 verticalmente secondo un moto a va e vieni.

Ancora, la torretta 19 è altresì provvista di un organo di rotazione 2(non illustrato) atto a ruotare il corpo cilindrico 20 attorno all’asse di sviluppo longitudinale X.

I mezzi di movimentazione 9 comprendono inoltre un braccio 25 alloggiato nella scanalatura 21 ed avente sviluppo longitudinale perpendicolare all’asse di rotazione del corpo cilindrico 20.

Il braccio 25 è scorrevole all’interno della scanalatura 21 lungo una direzione B corrispondente al rispettivo sviluppo longitudinale secondo un moto a va e vieni.

La movimentazione del braccio 25 viene attuata da rispettivi mezzi motori (non illustrati e descritti in quanto di tipo noto) e da una guida di scorrimento 26 ricavata lateralmente al braccio 25.

In questo modo, il braccio 25 supportato dal corpo cilindrico 20 è scorrevole all’interno della scanalatura 21 tra una condizione di massima estensione (figura 5) in cui sporge a sbalzo dalla scanalatura 21 ed una condizione di minima estensione (figure 1 – 3) in cui presenta rispettive estremità 25a, 25b opposte entrambe sporgenti al di fuori della scanalatura (21).

Vantaggiosamente, il primo connettore 3 è disposto in corrispondenza di una prima estremità 25a del braccio 25.

In particolare, la prima estremità 25a presenta un vano di contenimento del perno 6 e rispettivi mezzi di sollevamento (non illustrati in quanto di tipo noto) per movimentare il perno 6 stesso tra una condizione retratta (figure da 1 a 4) in cui è completamente contenuto nel braccio 25 ed una condizione estesa (figura 5) in cui sporge dal braccio 25 e si estende lungo una direzione parallela all’asse di rotazione X.

Vantaggiosamente, il perno 6 viene estratto e sollevato dal braccio 25 per consentire il proprio inserimento all’interno del citato foro 8.

L’apparecchiatura 1 comprende inoltre una unità elettronica di localizzazione del secondo connettore 4, configurata per comandare i mezzi di movimentazione 9 del primo connettore 3 in funzione della posizione del secondo connettore 4. L’unità elettronica può essere ad esempio costituita da uno o più sensori disposti sui connettori 3, 4 atti ad identificare il posizionamento reciproco e le relative distanze al fine di movimentare di conseguenza il primo connettore rispetto al secondo.

Tali sensori possono essere di tipo elettromagnetico o magnetico od altra tipologia di sistemi di localizzazione.

In uso, l’apparecchiatura 1 viene attivata quando il veicolo 2 è posizionato al di sopra di essa (figura 6).

In questa situazione l’unità elettronica rileva il posizionamento del secondo sensore 4 ed attiva l’apparecchiatura per movimentare il primo connettore 3 ed inserire il perno 6 nel foro 8.

In particolare, partendo dalla figura 1 in cui l’apparecchiatura 1 è in una condizione di non utilizzo, la prima porzione 16 viene abbassata all’interno della seconda porzione 17 (figura 3) al fine di scoprire la torretta 19.

Successivamente, il corpo cilindrico 20 viene sollevato in allontanamento dal corpo 10 (figura 4).

A questo punto, il corpo cilindrico 20 viene ruotato attorno all’asse X ed il braccio 25 esteso dalla scanalatura 21 per allineare la prima estremità 25a rispetto al secondo connettore 4. In questa operazione la prima estremità 25a del braccio 25 viene disposta esattamente al di sotto del secondo connettore 4. L’unità logica di localizzazione provvede al movimento contemporaneo del braccio 25 e del corpo cilindrico 20 al fine di determinare il citato allineamento.

Una volta allineata la prima estremità 25a del braccio 25 con il secondo connettore 4, viene sollevato il perno 6 per definire l’inserimento nel foro 8.

A questo punto, viene definita la connessione elettrica che provvede all’alimentazione delle batterie del veicolo 2.

Una volta terminata la ricarica delle batterie, l’apparecchiatura ritorna automaticamente nella configurazione di riposo (figura 1).

La presente invenzione risolve i problemi descritti nella tecnica nota ed apporta numerosi vantaggi.

In primo luogo, l’apparecchiatura 1 risulta essere strutturalmente semplice, e quindi di costi contenuti, così come il metodo di accoppiamento dei due connettori. Tale semplicità di accoppiamento è derivata dal fatto che l’asse del primo connettore 3 e del secondo connettore 4 sono sempre perpendicolari al terreno e quindi paralleli tra loro.

Tale situazione rende non necessario avere sistemi di visione che identificano come è orientata la presa. Può essere pertanto utilizzato un sistema di localizzazione di tipo elettromagnetico che risulta essere molto più semplice rispetto ai noti sistemi di visione.

Inoltre, l’apparecchiatura 1 non necessità di allineamento perfetto durante la sosta del veicolo 2 ma va in modo autonomo a localizzare il secondo connettore 4 sotto il veicolo 2.

Vantaggiosamente, possono essere mantenute delle dimensioni molto ridotte dell’apparecchiatura 1 con i conseguenti vantaggi in termini di ingombri volumetrici.

A tale proposito si noti che la sagoma troncoconica dell’apparecchiatura 1, oltre a non ingombrare la zona di sosta e quindi rende agevole il parcheggio del veicolo 2, può essere calpestato dalle ruote del veicolo 2 senza comportarne alcun danneggiamento.

IL MANDATARIO

Elio Fabrizio Tansini (Albo iscr. n.697 BM)

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura di alimentazione per veicolo elettrici, comprendente; - un primo connettore elettrico (3) collegato ad una rete di alimentazione elettrica; - un secondo connettore elettrico (4) collegato ad una batteria del veicolo (2) e configurato per accoppiarsi meccanicamente al primo connettore elettrico (3); - mezzi di movimentazione (9) di detto primo connettore (3) per movimentare il primo connettore (3) stesso tra una prima condizione in cui è allontanato dal secondo connettore (4) ad una seconda condizione in cui è accoppiato al secondo connettore (4) per determinare un passaggio di corrente dalla rete elettrica a detta batteria; ed - un corpo di supporto (10) di detti mezzi di movimentazione (9), detto primo connettore (3) e detti mezzi di movimentazione (9) nella prima condizione essendo contenuti nell’ingombro volumetrico definito da detto corpo di supporto (10); caratterizzata dal fatto che il corpo di supporto (10) presenta una base di appoggi (11) configurata per essere vincolata ad una superficie di sosta del veicolo (2) ed al di sotto del veicolo (2) stesso; detto corpo (10) presentando dimensioni minori dello spazio delimitato al di sotto del veicolo (2).
2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto secondo connettore (4) è associato ad una superficie sotto-scocca (5) del veicolo (2); detto primo connettore (3) essendo mobile tra la prima e la seconda posizione lungo una direzione sostanzialmente verticale (A). 4. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo connettore (3) comprende un perno (6) sostanzialmente cilindrico. 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto secondo connettore (4) comprende un elemento di supporto (7) dotato di un foro (8) di contenimento di detto perno (6); detto secondo connettore (4) nella seconda condizione essendo almeno parzialmente inserito nel foro (8) e definendo un contatto elettrico tra i due connettori (3, 4). 6. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo di supporto (10) comprende un elemento scatolare (12) avente conformazione sostanzialmente piatta e definente rispettivi bori periferici (13) svasati e rastremati a partire dalla base di appoggio (11) verso una superficie superiore (14) opposta a detta base di appoggio (11). 7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto elemento scatolare comprende: una prima porzione (16) fissa, definente detta base di appoggio (11) e vincolata alla superficie di sosta; ed una seconda porzione (17) scorrevole rispetto alla prima porzione (16) tra una condizione estesa in cui definisce un vano di contenimento (18) dei mezzi di movimentazione (9) in detta prima condizione ed una posizione retratta in cui è contenuta all’interno di detta prima porzione (16). 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzata dal fatto che detto elemento scatolare comprende una configurazione sostanzialmente troncoconica a sezione ovale. 9. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di movimentazione (9) comprendono: - una torretta di supporto (19) mobile secondo una direzione verticale (A) in allontanamento/avvicinamento al corpo di supporto (10), e secondo una rotazione attorno ad un rispettivo asse longitudinale (X) coincidente con detta direzione verticale (A); ed - un braccio (25) avente sviluppo longitudinale perpendicolare a detto asse di rotazione (X) della torretta (19) e mobile lungo una direzione corrispondente a detto asse longitudinale secondo un moto a va e vieni; detto primo connettore (3) essendo disposto in corrispondenza di una prima estremità (25a) di detto braccio (25). 10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detta torretta (19) comprende: un corpo cilindrico (20) dotato di una scanalatura (21) ricavata su una rispettiva superficie di sommità (22) per il contenimento di detto braccio (25); un organo di sollevamento (23) di detto corpo cilindrico (20) contenuto nel corpo cilindrico (20) stesso per alzare/abbassare il corpo cilindrico (20) rispetto al corpo di supporto (10); ed un organo di rotazione per ruotare il corpo cilindrico (20) attorno a detto asse longitudinale (X). 11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto braccio (25) comprende mezzi di movimentazione per far scorrere il braccio (25) all’interno di detta scanalatura (21) tra una condizione di massima estensione in cui sporge a sbalzo da detta scanalatura (21) ed una condizione di minima estensione in cui presenta rispettive estremità (25a, 25b) opposte ed entrambe sporgenti al di fuori della scanalatura (21). 12. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 11, caratterizzata dal fatto che detto braccio (25) comprende inoltre mezzi di sollevamento del primo connettore (3) contenuti in detta prima estremità (25a) per movimentare il primo connettore (3) tra una condizione retratta in cui è completamente contenuto nel braccio (25) ed una condizione estesa in cui sporge dal braccio (25) lungo una direzione parallela allo sviluppo di detto asse longitudinale della torretta (19). 13. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende inoltre una unità elettronica di localizzazione di detto secondo connettore (4), configurata per comandare detti mezzi di movimentazione (9) del primo connettore (3) in funzione della posizione del secondo connettore (4).