WO2010128263A1 - Systeme pour la connexion electrique entre un vehicule electrique et une station de chargement fixe - Google Patents

Systeme pour la connexion electrique entre un vehicule electrique et une station de chargement fixe Download PDF

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WO2010128263A1
WO2010128263A1 PCT/FR2010/050887 FR2010050887W WO2010128263A1 WO 2010128263 A1 WO2010128263 A1 WO 2010128263A1 FR 2010050887 W FR2010050887 W FR 2010050887W WO 2010128263 A1 WO2010128263 A1 WO 2010128263A1
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connectors
male
male connector
vehicle
connector
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PCT/FR2010/050887
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Heikki Rastas
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Heikki Rastas
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/11—DC charging controlled by the charging station, e.g. mode 4
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to the field of electric vehicles, in particular but not exclusively electric road vehicles. It relates more particularly to a system for the electrical connection between, on the one hand, an electric vehicle equipped with accumulator means of electrical energy and, on the other hand, a fixed station for loading said accumulator means.
  • These electric vehicles comprise for this purpose an electric motor associated with accumulator means of electrical energy, usually battery type (s).
  • these vehicles are still provided with an electrical connector which is associated with the accumulator means and which is electrically connectable to a complementary connector equipping a stationary loading station.
  • a more interesting solution provides for the use of "fast charging” techniques, implementing high power stations, that is to say of the order of more than 125 kilowatts (up to several hundred kilowatts).
  • This type of installation allows a quick recharging of the accumulator means of the vehicle, advantageously in a few minutes (for example, an accumulator with a capacity of 40 kilowatt hours recharges in about 10 minutes, with an electric power of about 250 kilowatts; As an indication, the new generations of batteries based on lithium technologies are able to take advantage of such powers).
  • This technology has the advantage of immobilizing the vehicles for a short time, and thus makes it possible to limit the size and the number of loading stations.
  • these fast charging techniques also have certain disadvantages, particularly related to the electrical powers used and the equipment they require.
  • the object of the invention is to meet the need for a simple, efficient and secure electrical connection between the electric vehicle and the fixed loading station, in particular allowing the connectors to be disconnected at any time, without any risk of failure. damage to the vehicle or station. Another object is to also allow such an electrical connection without the need for an individual to manually manipulate the cables or connectors of the vehicle or the station.
  • Another objective is to authorize the use of high electrical powers, to ensure the quick recharging of accumulator means equipping the vehicle.
  • Such an electrical connection system is already known for example from JP-A-
  • the female connector is in the form of a groove formed in the ground surface; the electrical connection terminals are provided at two lateral faces facing said female connector.
  • the vehicle is provided with a pair of arms whose free end carries a wheel that rolls along the female connector; connection terminals, arranged at a distance and on either side of the wheel, are intended to come slide along the connection terminals to ensure the recharging of the vehicle battery.
  • the male connector of this electrical connection system has the disadvantage of having a relatively complex structure, in that it comprises two independent elements: - the wheel, rolling along the female connector, and - the terminals of electrical connection, formed on either side of said wheel.
  • Another structure for an electrical connection system is for example still described in GB-A-2 185 666.
  • the corresponding system does not offer sufficient flexibility to adapt to different vehicle chassis heights, particularly because of the fixed mounting (and therefore not deployable) of the male connector.
  • the electrical connection system comprises at least one female connector and at least one male connector, which connectors are provided with terminals for their electrical connection, one of said connectors being fixed at the lower part of said vehicle chassis, coming opposite the ground, and the other of said connectors being implanted at ground level so as to be covered by said lower frame part.
  • the male connector is carried by support means allowing its maneuver height between two positions: - a retracted position, at rest, and - an extended position, adapted to cooperate with said complementary female connector.
  • the female connector comprises at least one charging housing provided with at least one opening opening through which penetrates said male connector, which charging housing is equipped with at least one of said electrical connection terminals and is delimited by walls arranged, on the one hand, to allow translational movements of said associated male connector along said load housing, and on the other hand, to provide guidance in the deployed position of said associated male connector;
  • the female connector or connectors comprise a load receptacle which is delimited by at least two opposite lateral walls, by a lower transverse obturating wall and by an upper transverse obturating wall, which upper transverse wall comprises a longitudinal opening for the circulation of the associated connector means (s) male (s).
  • the male connector or connectors have a shape delimited by two front surfaces, one upper and the other lower, connected by a peripheral surface, said male connector (s) being each intended for to come in the deployed position in a load housing so that said upper surface of the male connector is intended to come opposite the upper transverse wall of said associated load housing and so that said peripheral surface of the male connector is intended to come into side walls of the associated load housing.
  • the electrical connection terminals of said one or more male connectors are provided at at least one of the surfaces thereof, and the electrical connection terminals of the at least one female connector are provided at the facing wall or walls.
  • these means make it possible to place the female connector (s) out of reach in a housing provided in the ground, making it possible to walk and drive over, without risk.
  • the male connector has many advantages. It allows in particular a penetration, then a tracking and optimal positioning of the male connector within the female connector.
  • the male connector has a simplified structure (in particular because the electrical connection terminals are formed directly on the surface of the male connector).
  • the female connector or connectors comprise a load housing with a cross section of generally square or rectangular shape, and the male connector or connectors have a generally cylindrical shape with a circular or at least substantially circular peripheral surface.
  • the electrical connection terminals of the male connector (s) are provided at their upper end surface and / or at their peripheral surface and / or at their lower end surface; the electrical connection terminals of the or female connectors are arranged opposite, respectively at their upper transverse wall and / or at their side walls and / or the bottom transverse wall.
  • the walls defining the load housing are further arranged to form a stop ensuring the locking in the deployed position of the associated male connector.
  • connection system comprises:
  • the support means of the male connectors advantageously comprise two movable arms which each have (i) a first end on which is reported one of said male connectors, and (ii) a second end assembled with the lower part of the frame of vehicle through a joint; the movable arms cooperate, on the one hand, with means ensuring their maneuver at their respective articulation between the retracted and deployed positions, and on the other hand, with means allowing an adjustment of the spacing between their associated male connectors, while maintaining a minimum distance between them.
  • the opening opening of the female connector (s) is delimited by convergent guide walls which are arranged to ensure the positioning of said associated male connector facing the load housing, during its translational path towards said housing. ; and the support means of the male connector or connectors comprise means allowing adjustment of the spacing between their associated male connectors while maintaining a minimum distance between them.
  • the load housing of the female connector or connectors advantageously comprises a second opening opening which is arranged opposite the opening opening guide, so as to allow the arrival of the vehicle on one side of the or female connectors and his departure on the other side.
  • elastic return means are interposed between the male connector (s) and their support means, which return means tend to place said connector or connectors in alignment or substantially in alignment with said support means.
  • Such means make it possible to limit the size of the male connectors when they are in the retracted position, that is to say when they have no contact with the ground or with the load receptacles.
  • the deployed position when said male connectors come into contact with the ground or with the load receptacles, they have the possibility of automatically positioning themselves correctly, to obtain the desired electrical contacts.
  • the male connector or connectors comprise means allowing the free rotation of at least their peripheral surface around their respective axis of symmetry.
  • the male connector or connectors are carried by the vehicle, and the female connector or connectors are located on the ground.
  • the invention also relates to the electric vehicle comprising a chassis equipped in particular with an electric motor, means for accumulating electrical energy for powering said motor, and at least one male connector as described above. It also relates to the fixed loading station equipped with at least one female connector as described above.
  • FIG. 1 is a general schematic view and in perspective of a loading station, equipped with the female connectors of the electrical connection system according to the invention
  • FIG. 2 is a view from above of the female connectors of FIG. 1; - Figure 3 shows schematically the male connectors of the electrical connection system according to the invention, intended to equip the electric vehicle and shown in the deployed position;
  • FIG. 4 shows, seen from the side, one of the male connectors of Figure 3 in the deployed position
  • Figure 5 corresponds to the male connector of Figure 4, in the deployed positions (Figure 5A) and folded (Figure 5B);
  • FIG. 6 is a top view of a male connector, showing its internal structure
  • FIG. 7 shows, seen from the side, the path of one of the male connectors equipping the electric vehicle, within one of the female connectors constituting the fixed loading station;
  • Figure 8 corresponds substantially to a top view of Figure 7, showing the path of the male connectors along the complementary female connectors;
  • FIG. 9 is a top view of the female connectors according to an alternative embodiment, with a horizontal sectional plane IX-IX of Figure 10, arranged between the lower transverse walls and upper housing load;
  • - Figure 10 consists of a longitudinal sectional view along the plane X-X in Figure 9, passing through the transverse walls of one of the load housing and parallel to these side walls;
  • - Figure 1 1 is a schematic representation, in a cross-sectional view through the two load housing, of the female connector of Figures 9 and 10.
  • the system according to the invention is intended to provide an electrical connection between (i) a fixed charging station S (shown schematically in FIGS. 1 and 2), and (ii) an electric vehicle, in particular an electric road vehicle, comprising a frame ⁇ (of which only the lower part is shown very schematically in Figures 3 and 4 by a single line).
  • Electric road vehicle means a vehicle that is equipped with electrical means (not shown) ensuring its movement on the road, namely in particular an electric motor and accumulator means of electrical energy for the power supply of said engine (by example of the type battery (s)).
  • electrical means not shown
  • This type of vehicle is relatively conventional, and is well known in the state of the art.
  • the electrical connection system according to the invention is particularly adapted to allow the use of high power, ranging for example from 125 to several hundred kilowatts, used in fast charging techniques. It consists of complementary electrical connectors, in this case two pairs:
  • the loading station S and its constituent female connectors 1 are illustrated in particular by FIGS. 1 and 2.
  • the female connectors 1 are located at ground level. They are here reported in a trench T so that their top faces extend in the general horizontal plane of the ground, or at least substantially at this level.
  • the load housing can be implanted directly on the ground, in a slightly elevated position.
  • the trench bottom T is advantageously covered with a coating with a low coefficient of friction and electrical insulation, useful for the routing of the male connectors
  • the female connectors 1 each define a longitudinal housing 3 which incorporates an electrical connection terminal 4 (shown in broken lines in Figure 2), and which is adapted to receive one of the male connectors 2 for charging operations.
  • the load receptacles 3 are oriented parallel to one another, and they are arranged at a distance from each other. They are further arranged parallel to the general direction of the vehicle in the stationary loading station S; in FIGS. 1 and 2, this direction of travel of the vehicle is illustrated by the arrow marked A.
  • Each longitudinal housing 3 is delimited by a set of walls arranged on the one hand, to allow the movements in translation of a male connector 2 along its length, and secondly, for guiding in its deployed position of said associated male connector 2. These walls are also arranged to place the female connector out of reach, to allow walking and driving over, without risk. In this case, the walls still form a stop ensuring the locking of said associated male connector 2, in its deployed position.
  • the load receptacle 3 here has a section of generally rectangular shape delimited by two lateral longitudinal walls 3a, vertical or at least substantially vertical, which are connected by an upper transverse longitudinal wall 3b, located opposite and distance of a lower transverse longitudinal wall 3c constituting a bottom surface formed here by the surface of the trench T.
  • the electrical connection terminal 4 equipping each of these two load receptacles
  • This terminal 4 preferably extends at a distance from all openings of the charging housing 3, to limit the electrical risks.
  • This connection terminal 4 is moreover advantageously of the retractable type, so as to ensure an optimum electrical connection. At rest, it extends for this purpose divergently and projecting relative to the associated side wall 3a, in the upstream-downstream direction
  • This pivot link is equipped with an electrical device type detector / switch (not shown) which signals to a central management system of the station S, the pivoting of the terminal 4 in the retracted position. Its downstream end 4b extends away from the same housing side wall 3a. According to an alternative embodiment described in more detail below with reference to FIGS. 9 to 11, these connection terminals 4 can equip the upper transverse wall 3b and / or the lower transverse wall 3c (the trench bottom T). 3. The terminals fitted to the male connectors 2 are then arranged appropriately to take account of this position.
  • connection terminals 4 of these female connectors 1 are further connected to the electric circuit (not shown) of the charging station S.
  • This electrical circuit is connected to a power source or a dedicated electrical network, preferably providing high electrical power ranging from 125 kilowatts to several hundred kilowatts.
  • Each charging housing 3 has different openings, to allow its cooperation with one of the male connectors 2.
  • this load housing 3 comprises two openings opening, each located at one of its longitudinal ends: one upstream 6 and the other downstream 7
  • these upstream 6 and downstream 7 openings form the inlet and outlet ports, respectively, for one of the male connectors 2.
  • the upstream opening 6 here forms a sort of collector or funnel, guiding one of the male connectors 2 during its entry into the load housing 3 (as described below in connection with FIGS. and 8).
  • This upstream opening 6 is therefore delimited by two lateral walls 6a, vertical or at least substantially vertical, which converge towards each other in the upstream-downstream direction (in the direction of the arrow A above).
  • These convergent side walls 6a here each extend one of the side walls 3a of the load housing 3, on the upstream side.
  • the downstream opening 7 consists of a simple opening.
  • this downstream opening 7 may comprise a structure identical or similar to the upstream opening 6, with diverging sidewalls in the upstream-downstream direction.
  • the male connectors 2 can enter their load receptacles 3 in both directions; terminal 4 will then have a suitable shape, for example a curved shape, allowing these inputs and outputs in both directions and the optimal electrical contacts.
  • Each load housing 3 is also provided with a longitudinal opening 8, arranged along and on a median longitudinal axis of its transverse upper wall 3b.
  • This transverse upper wall 3b is then divided into two panels which each extend one of the side walls 3a of the load housing 3.
  • this upper longitudinal opening 8 is provided to allow the circulation of the support means carrying the male connectors 2.
  • the two panels constituting the transverse upper wall 3b are each mounted on hinge, to allow their pivoting in a direction opposite to the ground to a raised position.
  • This structure allows the output of the male connector 2 relative to the load housing 3, without passing through the downstream opening 7 or the upstream opening 6.
  • the aforementioned panels can then be equipped with return means (spring type for example), to bring these panels in horizontal position (lowered).
  • return means spring type for example
  • These female connectors 1 can be made in one piece or from several parts assembled, that in a material with electrically non-conductive coating, so as to ensure in particular optimum electrical safety during charging. They can be associated with means ensuring their protection at rest. They can for this be mounted on means allowing their retraction in the ground, or be equipped with means of cover.
  • These female connectors 1 are advantageously bordered by means for guiding the vehicle within the station S.
  • These guide means here consist of two rails R, each located on one side of the female connectors 1 and oriented in the direction of the arrow A above. The wheels of the vehicle are guided along these rails R.
  • these female connectors 1 can be installed on rails in a manner allowing lateral movement transverse to the upstream-downstream direction (arrow A), to reduce the mechanical forces between the connectors males and females when they are not properly aligned from the beginning.
  • Springs means may be added, allowing the female connectors 1 to return to their initial position after the output of the male connectors 2 of the load receptacles 3.
  • This charging station S further comprises a central management system (not shown) of the electronic / computer system type.
  • the male connectors 2 are detailed below in relation to FIGS. 3 to 6. These male connectors 2 each consist of a support member 2a, advantageously made of electrical insulating material, having a generally cylindrical or roller shape.
  • These male connectors 2 are each delimited by two front surfaces, one upper 2a 1 and the other lower 2a2, connected by a circular peripheral surface 2a3.
  • these front surfaces 2a 1 and 2a 2 are made of an electrical insulating material.
  • the circular surface 2a3 carries the electrical connection terminal 2b of the male connector 2, here in the form of a peripheral conductive ring.
  • This electrical connection terminal 2b is connected to the vehicle's electrical circuit by a suitable conductive wiring 2c (illustrated in FIG. 4).
  • these male connectors 2 are fixed at the level of the lower part of the vehicle chassis C 2 intended to come opposite the ground and above the female connectors 1.
  • the two male connectors 2 are carried by support means 12 adapted to ensure their maneuver height and advantageously also to allow their lateral displacement (that is to say transversely to the longitudinal axis of the vehicle).
  • these support means 12 here comprise two movable arms 13 of which: - the upper end 13a is connected to the frame C_ by an upper articulation 14a type ball joint, and - the lower end 13b is assembled with one of the male connectors 2a also through a lower articulation 14b type ball joint.
  • movable arms 13 are oriented so that their upper 13a and lower 13b ends are, respectively, the front and rear side of the equipped vehicle. They advantageously incorporate a conductive wiring 2c, allowing the electrical connection of their respective terminals 2b with the electric circuit of the vehicle. According to an alternative embodiment not shown, the movable arms 13 and the male connectors 2 may themselves serve as an electrical conductor, coated or not with an electrical insulating material.
  • connection by ball joints of the movable arms 13 with the chassis C confers including two axes of movement at their lower ends 13b and their associated male connectors 2: in height and laterally (transversely to the longitudinal axis of the vehicle).
  • the lower end 13b of the arms 13 and their associated male connectors 2 are operable in height by a pivoting operation of these arms 13 at their upper ball joints 14a.
  • This pivoting takes place around a transverse pivot axis 14a 'passing through their respective upper ball joints 14a, and extending perpendicularly or at least substantially perpendicular to the longitudinal axis of the equipped vehicle.
  • This pivoting operation of the movable arms 13 is controlled by operating means 15, for example of the electric or hydraulic cylinders type.
  • These actuating cylinders 15, two in number, are assembled on the vehicle with, on the one hand, an upper end 15a connected to the frame C by an upper articulation 16 ball-type, and on the other hand, a lower end 15b assembled with one of the movable arms 13 by means of a lower hinge 17 also in the form of a ball joint.
  • one or more articulations 14a, 14b or 17 consist of simple pivot links.
  • the mobile arms 13 are pivotally maneuvered around their respective transverse pivot axes 14a ', between two end-of-travel positions:
  • FIG. 5A an active deployed position when the operation cylinders 15 are deployed (FIG. 5A), in which the mobile arms 13 are inclined and their male connectors 2 are located at a distance from the frame C (or close to the ground) in order to cooperate with the female connectors 1, and
  • the vehicle is equipped with an interface enabling the driver to steer the movable arms 13 between their deployed and retracted positions. It can also be provided that the "reverse" of the vehicle can not be engaged when the male connectors 2 are in the deployed position, in particular to reduce the risk of damage.
  • each movable arm 13 is adapted to move along a given angular sector a (delimited by the broken lines in FIG. longitudinal pivot axis 14a "passing through their respective upper ball joints 14a, and extending parallel to or less substantially substantially parallel to the longitudinal axis of the equipped vehicle, in particular function of the structure of the upper joints 14a. side of associated male connectors 2.
  • These lateral movements of the movable arms 13 are here however limited by means 20 interposed between these arms 13, to ensure an adjustment of the spacing of their male connectors 2 while ensuring the maintenance of a minimum distance between them.
  • These adjustment means consist for example of a cylinder 20 of the pneumatic kind, arranged transversely and whose ends are fixed on the arms 13 by means of joints of the ball-and-socket type.
  • This adjustment jack 20 is chosen so that its retracted end-of-stroke configuration allows the aforementioned minimum distance to be maintained between the male connectors 2.
  • these adjustment means consist of a stroke limiter implanted at the vehicle frame, between the two arms 13; this limiter, of defined width, a little smaller than the distance separating said arms 13, is slidably mounted in a direction parallel to the axes 14a '(that is to say perpendicular to the deployment / folding plane of the arms 13).
  • the ends of this limiter cooperate with the movable arms 13 to prevent their bringing closer to its width. Its ends are arranged to follow the trajectory of a fixed point on the movable arms 13 during their movement of deployment and folding; they can have for this a general shape in an arc.
  • the movable arms 13 and their respective male connectors 2 are further connected by means 21 which tend to place the plane of the male connectors 2 in alignment or substantially in alignment with said arms 13.
  • These holding means 21 consist for example of a pair of spring members located on either side of each movable arm 13.
  • FIG. 6 further schematically shows the structure of a male connector 2 whose peripheral surface 2a3 is able to pivot about its axis of symmetry 2a3 '. This structural feature is useful for reducing friction, and for facilitating the routing of the male connectors 2 in their respective load housing 3.
  • This male connector 2 advantageously comprises a support member 2a which consists, on the one hand, of a cylindrical central portion 2a ', fixed to the lower hinge 14a of one of the movable arms 13, and other on the other hand, an annular peripheral part 2a "which is pivotally mounted around said central part 2a ', for example by means of bearings
  • an electric circuit breaker device may also be provided on the vehicle and / or within the charging station S, intended to cut off the electrical circuit if necessary.
  • Communication means may also be provided between the vehicle and the charging station S, for example means using the carrier current technique. These communication means may be useful for example to open the vehicle's electrical circuit when the accumulator means reach a maximum safety temperature.
  • safety means to cut off the power supply of the terminals 4 of the female connectors 1, especially in the case where the latter remain in the retracted position for a maximum period of safety, corresponding to a situation of blocking the pivot connection of said terminals 4.
  • the charging station S After verification of the payment authorization, the charging station S is put into service, and the signals of the switch / detector devices associated with the terminals 4 of the female connectors 1 can directly trigger the closure of the load circuit controlled by the management system. central.
  • the customer can maneuver the male connectors 2 of his vehicle in the deployed position
  • the male connectors 2 circulate in the trench T, either by sliding on the bottom of this trench T is just above the trench bottom T.
  • the vehicle is guided in this upstream-downstream direction A, by the lateral rails R.
  • the two male connectors 2 move synchronously until they automatically enter the female connectors 1. For this and first of all, the male connectors 2 each reach one of the upstream openings 6 of the load receptacles 3.
  • the male connectors 2 have a lateral play of positioning b, generated by the possibility of movement on the lateral angular sector has movable arms 13 (shown in Figure 3).
  • male connectors 2 are guided and each centered by the converging walls 6a of these upstream openings 6 to reach a position located in alignment with the load housing 3 (shown in the central portion of Figure 8, in solid lines).
  • these male connectors 2 have the advantage of rolling along the converging walls 6a.
  • the male connectors 2 each enter one of the load housing 3, and they circulate and are guided along the latter (to the left of Figure 7, and at the top of Figure 8).
  • the male connectors 2 are locked in the deployed position within these female connectors 1, to prevent risks of inadvertent disconnection which are particularly dangerous.
  • peripheral surface 2a3 of the male connectors 2 is guided laterally by the side walls 3a of the load receptacle 3.
  • the male connectors 2 are additionally locked in the deployed position by the upper transverse wall 3b, directly overlying the upper surface 2a 1 of the male connectors 2.
  • the carrier means 12 of the male connectors 2, and in particular the movable arm assembly 13 / articulation 14b, circulate within the longitudinal groove 8 without contact may cause damage.
  • the upper surfaces 2a1 and lower 2a2 of the male connector 2 extend facing, respectively, the upper transverse wall 3b and the lower transverse 3c of the associated load housing 3; the peripheral surface 2a3 of the male connector 2 extends facing the side walls 3a of the associated load housing (3).
  • the vehicle advances until its lower part of chassis ⁇ _ covers the female connectors 1 and that the connection terminals 2b of the male connectors 2 each come into direct contact with the connection terminal 4 of the associated female connector 1.
  • Each male connector 2 then causes the pivoting of the connection terminal 4 in contact. This pivoting is permitted by the particular dimensions of the male connectors 2 and the load receptacles 3, and also because of the arrangement of the connection terminals 4 of these load receptacles 3.
  • This charging position is signaled to the customer, for example to the customer. means of the visual device (for example of the kind tri-color equipping the charging station S or the user interface installed in the vehicle). The customer then stops his vehicle in this position. When the two terminals 4 of the female connectors 1 are rotated, the electric circuit of the charging station S is turned on.
  • the charge cycle of the accumulator means equipping the vehicle is carried out until these accumulator means are fully charged.
  • the vehicle leaves the charging station while still traveling in the same direction illustrated by the arrow A.
  • the female connection terminals 4 released return to the deployed position and their power supply is cut off.
  • the male connectors 2 are raised by the customer, in the retracted position which is adapted to the road.
  • the vehicle can be equipped with means reminding the driver to proceed to this maneuver male connectors 2 if the vehicle is moving forward.
  • the electric circuit of the charging station S is open when at least one of the terminals 4 returns to its deployed position. If the vehicle exits the charging station S while the accumulator means are being charged, the electric circuit is immediately opened.
  • This characteristic is important to prevent the formation of an electric arc between the male connectors 2 and female 1, following their loss of contact.
  • the vehicle can leave the charging station S at any time, safely and safely.
  • the customer has already visited the charging station S, and if he has agreed to save his information for payment, he can maneuver the male connectors 2 in the extended position and advance directly towards the lateral guide rails R.
  • the pivoting of the connection terminals 4 signals the charging station S to carry out the identification of the vehicle by the line carrier means by using a low permanence current.
  • the charging station S communicates with the vehicle to have the necessary identity information that can be connected with the information saved in the computer system of the charging station S during the last visit, and a code can be entered in the user interface.
  • the charging cycle can begin normally; if there is not enough information or if, for example, the credit card number has expired, the user interface informs the customer that the identification procedure must be carried out again, with a accepted method of payment. After one identification and a successful payment procedure, the loading can begin normally.
  • FIGS. 9 to 11 show an alternative embodiment, in which the electrical connection terminals 4 equip the upper transverse wall 3b and the lower transverse wall 3c delimiting the load compartments 3.
  • each load housing 3 has a section of generally rectangular shape, delimited by two longitudinal side walls facing 3a which are connected by an upper transverse longitudinal wall 3b and a lower transverse longitudinal wall 3c.
  • the electrical connection terminals 4 fitted to each of these two charge housings 3 are here in the form, on the one hand, of two elongated flat elongate conductive parts 4a in the form of plates, extending over a part of the length of the lower transverse longitudinal wall 3c, and secondly, two elongate conductive elongated conductive pieces 4b in the form of plates, extending over a portion of the length of the upper transverse longitudinal wall 3b.
  • the lower elongate conductive parts 4a are advantageously of the vertically retractable type, so as to ensure an optimum electrical connection.
  • These lower elongate conductive parts 4a are advantageously equipped with an electrical system of the detector / switch type (not shown) which signals to a central management system of the station S, the operation of the terminals in the retracted position, in the same manner as described. previously.
  • FIGS. 9 and 11 show the presence of a groove 23 formed between the two elongate elongated conductive parts 4a of each of the load housings 3. These grooves 23 are provided for the purpose of evacuating in particular pebbles and also liquids, especially rainwater.
  • the lower longitudinal wall 3c consists of a grid, to provide the same functions.
  • the male connectors 2 adapted to cooperate with such a female connector structure 1 are similar to those described above in relation to FIGS. 3 to 8.
  • connection terminal 2b here formed at its lower end surface 2a2 and its upper end surface 2a1, to cooperate respectively with the two lower elongate conductive parts 4a and the two upper elongate conductive parts 4b.
  • This electrical connection terminal is advantageously constituted by two parts each in the form of ring, ring or conductive disk, fixed for one on the lower front surface 2a2 and for the other on the upper front surface 2a 1.
  • the electrical connection terminals 4 equipping each of these two load receptacles 3 extend only over a portion of the length of the upper transverse longitudinal wall 3b; we then find for example only the two upper elongate conductive parts 4b described above in relation to Figures 9 to 1 1.
  • the male connectors 2 adapted to cooperate with such a female connector structure 1 are similar to those described above in connection with Figures 3 to 8; they are distinguished only by the arrangement of the electrical connection terminal 2b, here provided at least at its upper end surface 2a1. According to other alternative embodiments not shown, the electrical connection terminals 4 equipping each of these two load receptacles 3 extend over a portion of the length of one, two or three of the longitudinal walls 3a, 3b and or 3c.
  • the male connectors 2 adapted to cooperate with such a female connector structure 1 are similar to those described above in connection with Figures 3 to 8; they are distinguished only by the arrangement of the electrical connection terminal 2b, provided at least at the level of the facing surface or surfaces, respectively the surfaces 2a3, 2a 1 and 2a2.
  • the male connectors 2 each comprise surfaces 2a1, 2a2 and 2a3 which are all conductive; these surfaces 2a1, 2a2 and 2a3 together constitute the electrical connection terminal 2b of each male connector 2.
  • the vehicle may be provided to equip, on the one hand, the vehicle with the female connectors similar to those described above in relation to FIGS. 1 and 2, and secondly , the station S with the male connectors as described above in relation to FIGS. 3 to 6.
  • the male connectors equipping the charging station are operable between two positions:
  • the female connectors would be oriented so that their convergent upstream openings 6 are oriented on the front side of the vehicle.

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Abstract

La présente invention concerne un système pour la connexion électrique entre un véhicule électrique et une station de chargement fixe (S). Ce système comprend au moins un connecteur femelle (1) et au moins un connecteur mâle (2). Le connecteur mâle (2) est porté par des moyens supports (12) autorisant sa manœuvre en hauteur entre deux positions : une position rétractée; et une position déployée, apte à venir coopérer avec le connecteur femelle (1) complémentaire. Le connecteur femelle (1) comporte au moins un logement de charge (3) équipé d'au moins une borne de connexion électrique (4) et est délimité par des parois. Le ou les connecteurs mâles (2) ont une forme délimitée par deux surfaces frontales, l'une supérieure et l'autre inférieure, reliées par une surface périphérique; et les bornes de connexion électrique dudit ou desdits connecteurs mâles (2) sont ménagées au niveau de l'une au moins des surfaces de ces derniers, et les bornes de connexion électrique (4) du ou des connecteurs femelles (1) sont ménagées au niveau de la ou des parois en regard.

Description

SYSTEME POUR LA CONNEXION ELECTRIQUE ENTRE UN VEHICULE ELECTRIQUE ET
UNE STATION DE CHARGEMENT FIXE
La présente invention concerne le domaine des véhicules électriques, en particulier mais non exclusivement les véhicules routiers électriques. Elle concerne plus particulièrement un système pour la connexion électrique entre, d'une part, un véhicule électrique équipé de moyens accumulateurs d'énergie électrique et, d'autre part, une station fixe pour assurer le chargement desdits moyens accumulateurs.
Les contraintes environnementales deviennent de plus en plus strictes, notamment en termes de qualité de l'air. Or, les véhicules électriques ont l'intérêt de ne pas générer de pollution atmosphérique pendant leur fonctionnement. Ils deviennent pour cette raison une solution particulièrement intéressante pour remplacer les véhicules classiques équipés d'une motorisation du genre à combustion interne.
Ces véhicules électriques comportent à cet effet une motorisation électrique associée à des moyens accumulateurs d'énergie électrique, habituellement du genre batterie(s).
Pour leur rechargement, ces véhicules sont encore munis d'un connecteur électrique qui est associé aux moyens accumulateurs et qui est raccordable électriquement à un connecteur complémentaire équipant une station fixe de chargement.
Cependant, ces véhicules électriques ne sont pas encore très répandus, notamment en raison de problèmes liés au rechargement de leurs moyens accumulateurs.
A ce jour, la recharge des véhicules électriques s'effectue par des techniques du genre
« recharge lente », au moyen de stations électriques de faible puissance, c'est-à-dire de l'ordre de 3 à 25 kilowatts.
Or, ce type de solution impose un temps de charge long, habituellement de plusieurs heures, au cours duquel le véhicule est immobilisé. Et les réseaux d'approvisionnement en électricité pour les véhicules électriques exigent un nombre élevé de stations de charge pour permettre la réception d'un nombre élevé de véhicules simultanément en chargement.
Une solution plus intéressante prévoit l'emploi de techniques du type « recharge rapide », mettant en œuvre des stations de haute puissance, c'est-à-dire de l'ordre de plus de 125 kilowatts (pouvant aller jusqu'à plusieurs centaines de kilowatts).
Ce type d'installation permet une recharge rapide des moyens accumulateurs du véhicule, avantageusement en quelques minutes (par exemple, un accumulateur d'une capacité de 40 kilowattheures se recharge en 10 minutes environ, avec une puissance électrique d'environ 250 kilowatts ; à titre indicatif, les nouvelles générations de batteries basées sur les technologies au lithium sont capables de profiter de telles puissances).
Cette technologie a l'intérêt d'immobiliser les véhicules pendant un temps réduit, et permet alors de limiter la taille et le nombre des stations de chargement. Cependant, ces techniques de recharge rapide posent également certains inconvénients, liés notamment aux puissances électriques utilisées et aux matériels qu'elles nécessitent.
D'une part, les hautes puissances électriques exigent des conducteurs et des isolants épais, ainsi que des connecteurs solides et sécurisés, autrement dit lourds, chers et peu pratiques à l'usage (notamment pour une personne âgée).
De plus, les risques électriques pour les individus sont très importants ; c'est en particulier le cas si une personne doit intervenir pour connecter électriquement le véhicule et la station de charge. En particulier, parmi les risques les plus importants, on trouve le cas où le véhicule routier viendrait à se déplacer, pour quelque raison que ce soit, alors que le chargement est en cours, entraînant la dégradation du système de connexion électrique. Les personnes présentes autour du système de connexion pourraient alors courir de graves dangers. Le déplacement du véhicule serait de plus susceptible de causer des dommages irréversibles tant audit véhicule qu'à la station de chargement.
Le but de l'invention est de répondre au besoin d'une connexion électrique simple, efficace et sécurisée entre le véhicule électrique et la station fixe de chargement, en particulier autorisant une dissociation des connecteurs, à n'importe quel moment, sans risques de détériorations pour le véhicule ou la station. Un autre but est de permettre aussi une telle connexion électrique sans qu'il soit nécessaire qu'un individu ait à manipuler manuellement les câbles ou les connecteurs du véhicule ou de la station.
Un autre objectif est d'autoriser l'emploi de puissances électriques élevées, pour assurer la recharge rapide des moyens accumulateurs équipant le véhicule. Un tel système de connexion électrique est déjà connu par exemple du document JP-A-
06351 103, pour le rechargement automatique d'un véhicule électrique.
Dans ce document, le connecteur femelle se présente sous la forme d'une rainure ménagée dans la surface du sol ; les bornes de connexion électrique sont prévues au niveau de deux faces latérales en regard dudit connecteur femelle. D'autre part, le véhicule est muni d'une paire de bras dont l'extrémité libre porte une roue venant rouler le long du connecteur femelle ; des bornes de connexion, ménagées à distance et de part et d'autre de la roue, sont destinées à venir glisser le long des bornes de connexion pour assurer le rechargement de la batterie du véhicule.
Or, le connecteur mâle de ce système de connexion électrique a l'inconvénient de présenter une structure relativement complexe, en ce sens qu'il comprend deux éléments indépendants : - la roue, venant rouler le long du connecteur femelle, et - les bornes de connexion électrique, ménagées de part et d'autre de ladite roue. Une autre structure pour un système de connexion électrique est par exemple décrite encore dans le document GB-A-2 185 666.
Or, le système correspondant n'offre pas une flexibilité suffisante pour s'adapter à différentes hauteurs de châssis de véhicules, en particulier du fait du montage fixe (et donc non déployable) du connecteur mâle.
Ces systèmes de connexion électrique décrits dans le document de l'art antérieur présentent donc certains inconvénients, notamment de complexité et de manque de souplesse/adaptabilité.
Le demandeur a ainsi développé une nouvelle structure pour un système de connexion électrique, offrant de nombreux avantages.
Pour cela, le système de connexion électrique comprend au moins un connecteur femelle et au moins un connecteur mâle, lesquels connecteurs sont munis de bornes permettant leur connexion électrique, l'un desdits connecteurs étant fixé au niveau de la partie inférieure dudit châssis du véhicule, venant en regard du sol, et l'autre desdits connecteurs étant implanté au niveau du sol de sorte à être recouvert par ladite partie inférieure de châssis. Le connecteur mâle est porté par des moyens supports autorisant sa manœuvre en hauteur entre deux positions : - une position rétractée, au repos, et - une position déployée, apte à venir coopérer avec ledit connecteur femelle complémentaire. Et le connecteur femelle comporte au moins un logement de charge muni d'au moins une ouverture débouchante au travers de laquelle pénètre ledit connecteur mâle, lequel logement de charge est équipé de l'une au moins desdites bornes de connexion électrique et est délimité par des parois agencées, d'une part, pour autoriser les mouvements en translation dudit connecteur mâle associé le long dudit logement de charge, et d'autre part, pour assurer le guidage en position déployée dudit connecteur mâle associé ; le ou les connecteurs femelles comportent un logement de charge qui est délimité par au moins deux parois latérales en regard, par une paroi d'obturation transversale inférieure et par une paroi d'obturation transversale supérieure, laquelle paroi transversale supérieure comporte une ouverture longitudinale pour la circulation des moyens supports de connecteur(s) mâle(s) associé(s). Conformément à l'invention, le ou les connecteurs mâles ont une forme délimitée par deux surfaces frontales, l'une supérieure et l'autre inférieure, reliées par une surface périphérique, ledit ou lesdits connecteur(s) mâle(s) étant chacun destinés à venir en position déployée dans un logement de charge de sorte que ladite surface supérieure du connecteur mâle soit destinée à venir en regard de la paroi transversale supérieure dudit logement de charge associé et de sorte que ladite surface périphérique du connecteur mâle soit destinée à venir en regard des parois latérales du logement de charge associé. Et les bornes de connexion électrique dudit ou desdits connecteurs mâles sont ménagées au niveau de l'une au moins des surfaces de ces derniers, et les bornes de connexion électrique du ou des connecteurs femelles sont ménagées au niveau de la ou des parois en regard.
Ces moyens permettent en particulier de placer le ou les connecteurs femelles hors d'atteinte, dans un logement ménagé dans le sol, permettant de marcher et de conduire pardessus, sans risque.
En pratique, une telle forme complémentaire entre le connecteur mâle et le connecteur femelle offre de nombreux avantages. Elle permet notamment une pénétration, puis un cheminement et un positionnement optimal, du connecteur mâle au sein du connecteur femelle. De plus, le connecteur mâle présente une structure simplifiée (notamment du fait que les bornes de connexion électrique sont ménagées directement à la surface du ou des connecteurs mâles).
Selon un mode de réalisation préféré, le ou les connecteurs femelles comportent un logement de charge à section transversale de forme générale carrée ou rectangulaire, et le ou les connecteurs mâles ont une forme générale cylindrique avec une surface périphérique circulaire ou au moins sensiblement circulaire.
Selon encore un mode de réalisation préféré, les bornes de connexion électrique du ou des connecteurs mâles sont ménagées au niveau de leur surface frontale supérieure et/ou au niveau de leur surface périphérique et/ou de leur surface frontale inférieure ; les bornes de connexion électrique du ou des connecteurs femelles sont ménagées en regard, respectivement au niveau de leur paroi transversale supérieure et/ou au niveau de leurs parois latérales et/ou de la paroi transversale inférieure.
Selon un mode de réalisation avantageux, les parois délimitant le logement de charge sont encore agencées pour former une butée assurant le verrouillage en position déployée du connecteur mâle associé.
Selon un mode de réalisation particulier, le système de connexion comprend :
- deux connecteurs mâles distincts composés chacun d'un organe support fixé sur lesdits moyens supports et équipé de l'une des bornes de connexion électriques, et
- deux connecteurs femelles comportant chacun un logement de charge apte à recevoir l'un desdits connecteurs mâles.
Dans ce cas, les moyens supports des connecteurs mâles comportent avantageusement deux bras mobiles qui ont chacun (i) une première extrémité sur laquelle est rapporté l'un desdits connecteurs mâles, et (ii) une seconde extrémité assemblée avec la partie inférieure du châssis de véhicule par le biais d'une articulation ; les bras mobiles coopèrent, d'une part, avec des moyens assurant leur manœuvre au niveau de leur articulation respective entre les positions rétractée et déployée, et d'autre part, avec des moyens autorisant un ajustement de l'écartement entre leurs connecteurs mâles associés, tout en maintenant une distance minimale entre ces derniers.
Selon une autre caractéristique, l'ouverture débouchante du ou des connecteurs femelles est délimitée par des parois convergentes de guidage qui sont ménagées pour assurer le positionnement dudit connecteur mâle associé en regard du logement de charge, lors de son cheminement en translation en direction dudit logement ; et les moyens supports du ou des connecteurs mâles comportent des moyens autorisant un ajustement de l'écartement entre leurs connecteurs mâles associés tout en maintenant une distance minimale entre ces derniers.
Dans ce cas, le logement de charge du ou des connecteurs femelles comporte avantageusement une seconde ouverture débouchante qui est ménagée à l'opposé de l'ouverture débouchante de guidage, de manière à autoriser l'arrivée du véhicule d'un côté du ou des connecteurs femelles et son départ de l'autre côté.
Selon encore une autre caractéristique, des moyens de rappel élastiques sont interposés entre le ou les connecteurs mâles et leurs moyens supports, lesquels moyens de rappel tendent à placer ledit ou lesdits connecteurs dans l'alignement ou sensiblement dans l'alignement desdits moyens supports.
De tels moyens permettent de limiter l'encombrement des connecteurs mâles lorsqu'ils sont en position rétractée, c'est-à-dire lorsqu'ils n'ont pas de contact avec le sol ni avec les logements de charge. En position déployée, lorsque lesdits connecteurs mâles entrent en contact avec le sol ou avec les logements de charge, ils ont la possibilité de se positionner automatiquement de manière correcte, pour obtenir les contacts électriques recherchés.
Selon une autre particularité, le ou les connecteurs mâles comportent des moyens autorisant la rotation libre au moins de leur surface périphérique autour de leur axe de symétrie respectif. Selon un mode préféré de réalisation, le ou les connecteurs mâles sont portés par le véhicule, et le ou les connecteurs femelles sont implantés au sol.
L'invention porte encore sur le véhicule électrique comprenant un châssis équipé notamment d'une motorisation électrique, de moyens accumulateurs d'énergie électrique pour l'alimentation de ladite motorisation, et d'au moins un connecteur mâle tel que décrit ci-dessus. Elle concerne également la station fixe de chargement équipée d'au moins un connecteur femelle tel que décrit ci-dessus.
L'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple, qui est illustré schématiquement par les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique générale et en perspective d'une station de chargement, équipée des connecteurs femelles du système de connexion électrique selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue par dessus des connecteurs femelles de la figure 1 ; - la figure 3 montre schématiquement les connecteurs mâles du système de connexion électrique selon l'invention, destinés à équiper le véhicule électrique et représentés en position déployée ;
- la figure 4 représente, vu de côté, l'un des connecteurs mâles de la figure 3 en position déployée ;
- la figure 5 correspond au connecteur mâle de la figure 4, en positions déployée (figure 5A) et repliée (figure 5B) ;
- la figure 6 est une vue de dessus d'un connecteur mâle, montrant sa structure interne ;
- la figure 7 représente, vu de côté, le cheminement de l'un des connecteurs mâles équipant le véhicule électrique, au sein de l'un des connecteurs femelles constitutifs de la station fixe de chargement ;
- la figure 8 correspond sensiblement à une vue de dessus de la figure 7, montrant le cheminement des connecteurs mâles le long des connecteurs femelles complémentaires ;
- la figure 9 est une vue de dessus des connecteurs femelles selon une variante de réalisation, avec un plan de coupe horizontale IX-IX de la figure 10, agencé entre les parois transversales inférieure et supérieure des logements de charges ;
- la figure 10 consiste en une vue en coupe longitudinale selon le plan X-X sur la figure 9, passant par les parois transversales de l'un des logements de charges et parallèlement à ces parois latérales ; - la figure 1 1 consiste en une représentation schématique, selon une vue en coupe transversale passant par les deux logements de charge, du connecteur femelle des figures 9 et 10.
Le système selon l'invention est destiné à assurer une connexion électrique entre (i) une station fixe de chargement S (représentée schématiquement sur les figures 1 et 2), et (ii) un véhicule électrique, en particulier un véhicule routier électrique, comprenant un châssis Ç (dont seule la partie inférieure est représentée très schématiquement sur les figures 3 et 4 par un unique trait).
Par « véhicule routier électrique », on entend un véhicule qui est équipé de moyens électriques (non représentés) assurant son déplacement sur route, à savoir notamment une motorisation électrique et des moyens accumulateurs d'énergie électrique pour l'alimentation de ladite motorisation (par exemple du genre batterie(s)). Ce type de véhicule est relativement classique, et est bien connu dans l'état de la technique.
Le système de connexion électrique selon l'invention est en particulier adapté pour autoriser l'emploi de hautes puissances, allant par exemple de 125 jusqu'à plusieurs centaines de kilowatts, employés dans les techniques de charge rapide. II se compose de connecteurs électriques complémentaires, en l'occurrence au nombre de deux paires :
- une paire de connecteurs femelles 1 , équipant la station de charge S (figures 1 et 2), et - une paire de connecteurs mâles 2, portée par le châssis de véhicule Ç avec une possibilité de manœuvre entre des positions déployée active et rétractée inactive (figures 3 à 5).
La station de chargement S et ses connecteurs femelles constitutifs 1 sont illustrés en particulier par les figures 1 et 2. Comme représenté sur la figure 1 , les connecteurs femelles 1 sont implantés au niveau du sol. Ils sont ici rapportés dans une tranchée T de sorte que leurs faces de dessus s'étendent dans le plan général horizontal du sol, ou au moins sensiblement au niveau de ce plan. Dans une variante de réalisation, les logements de charge peuvent être implantés directement au sol, dans une position légèrement élevée. Le fond de tranchée T est avantageusement recouvert d'un revêtement à un faible coefficient de frottement et isolant électrique, utile pour le cheminement des connecteurs mâles
2 comme décrit par la suite.
Les connecteurs femelles 1 définissent chacun un logement longitudinal 3 qui intègre une borne de connexion électrique 4 (représentée en trait discontinu sur la figure 2), et qui est apte à recevoir l'un des connecteurs mâles 2 pour les opérations de charge.
Les logements de charge 3 sont orientés parallèlement l'un par rapport à l'autre, et ils sont disposés à distance l'un de l'autre. Ils sont de plus agencés parallèlement par rapport à la direction générale de cheminement du véhicule dans la station fixe de chargement S ; sur les figures 1 et 2, cette direction de cheminement du véhicule est illustrée par la flèche repérée A. Chaque logement longitudinal 3 est délimité par un ensemble de parois agencées d'une part, pour autoriser les mouvements en translation d'un connecteur mâle 2 sur sa longueur, et d'autre part, pour assurer le guidage dans sa position déployée dudit connecteur mâle 2 associé. Ces parois sont également agencées pour placer le connecteur femelle hors d'atteinte, afin d'autoriser la marche et la conduite par-dessus, sans risque. Dans le cas présent, les parois forment encore une butée assurant le verrouillage dudit connecteur mâle 2 associé, dans sa position déployée.
Pour cela, le logement de charge 3 présente ici une section de forme générale rectangulaire, délimitée par deux parois longitudinales latérales en regard 3a, verticales ou au moins sensiblement verticales, qui sont reliées par une paroi longitudinale transversale supérieure 3b, située en regard et à distance d'une paroi longitudinale transversale inférieure 3ç constituant une surface de fond formée ici par la surface de la tranchée T.
La borne de connexion électrique 4 équipant chacun de ces deux logements de charge
3 se présente sous la forme d'une pièce conductrice allongée, s'étendant sur une partie de la longueur de l'une de ses parois latérales 3a. Cette borne 4 s'étend de préférence à distance de toutes ouvertures du logement de charge 3, pour limiter les risques électriques. Cette borne de connexion 4 est de plus avantageusement du genre rétractable, de sorte à assurer une connexion électrique optimale. Au repos, elle s'étend à cet effet de manière divergente et en saillie par rapport à la paroi latérale 3a associée, dans le sens amont-aval
(selon le sens de la flèche A précitée). L'extrémité amont 4a de cette borne 4 est fixée sur l'une des parois latérales 3a du logement 3 associé, cela par une liaison pivot équipée de moyens de rappel élastique en position déployée.
Cette liaison pivot est équipée d'un dispositif électrique type détecteur/interrupteur (non représenté) qui signale à un système central de gestion de la station S, le pivotement de la borne 4 en position rétractée. Son extrémité aval 4b s'étend quant à elle à distance de la même paroi latérale de logement 3a. Selon un mode alternatif de réalisation décrit plus en détail ci-après en relation avec les figures 9 à 1 1 , ces bornes de connexion 4 peuvent équiper la paroi transversale supérieure 3b et/ou la paroi transversale inférieure 3ç (le fond de tranchée T) délimitant les logements de charge 3. Les bornes équipant les connecteurs mâles 2 sont alors disposées de manière appropriée pour tenir compte de cette position.
Les deux bornes de connexion 4 de ces connecteurs femelles 1 sont en outre raccordées au circuit électrique (non représenté) de la station de charge S.
Ce circuit électrique est quant à lui raccordé à une source électrique ou à un réseau électrique dédié, fournissant de préférence de hautes puissances électriques allant de 125 kilowatts jusqu'à plusieurs centaines de kilowatts.
Chaque logement de charge 3 comporte encore différentes ouvertures, pour autoriser sa coopération avec l'un des connecteurs mâles 2.
En l'espèce, ce logement de charge 3 comporte deux ouvertures débouchantes, situées chacune au niveau de l'une de ses extrémités longitudinales : l'une amont 6 et l'autre aval 7
(tenant compte du sens de la flèche A précitée).
En pratique, ces ouvertures amont 6 et aval 7 forment les accès d'entrée et de sortie, respectivement, pour l'un des connecteurs mâles 2.
L'ouverture amont 6 forme ici une sorte de collecteur ou d'entonnoir, assurant le guidage de l'un des connecteurs mâles 2 lors de son entrée dans le logement de charge 3 (tel que décrit ci-après en relation avec les figures 7 et 8).
Cette ouverture amont 6 est pour cela délimitée par deux parois latérales 6a, verticales ou au moins sensiblement verticales, qui convergent l'une vers l'autre dans le sens amont-aval (selon le sens de la flèche A précitée). Ces parois latérales convergentes 6a prolongent ici chacune l'une des parois latérales 3a du logement de charge 3, du côté amont.
L'ouverture aval 7 consiste en une simple ouverture. Selon un mode de réalisation alternatif, cette ouverture aval 7 peut comporter une structure identique ou similaire à l'ouverture amont 6, avec des parois latérales divergentes dans le sens amont-aval. Dans ce cas, les connecteurs mâles 2 peuvent entrer dans leurs logements de charge 3 dans les deux sens ; la borne 4 aura alors une forme adaptée, par exemple une forme courbe, autorisant ces entrées et sorties dans les deux sens et les contacts électriques optimaux.
Chaque logement de charge 3 est muni également d'une ouverture longitudinale 8, ménagée le long et sur un axe longitudinal médian de sa paroi supérieure transversale 3b.
Cette paroi supérieure transversale 3b est alors divisée en deux panneaux qui prolongent chacun l'une des parois latérales 3a du logement de charge 3.
Tel que décrit ci-après en relation avec les figures 7 et 8, cette ouverture longitudinale supérieure 8 est prévue pour autoriser la circulation des moyens supports qui portent les connecteurs mâles 2.
Selon un mode de réalisation alternatif non représenté, les deux panneaux constitutifs de la paroi supérieure transversale 3b sont chacun montés sur charnière, pour autoriser leur pivotement dans un sens opposé au sol vers une position relevée.
Cette structure permet la sortie du connecteur mâle 2 par rapport au logement de charge 3, sans passer au travers de l'ouverture aval 7 ni de l'ouverture amont 6.
Les panneaux précités peuvent alors être équipés de moyens de rappel (type ressort par exemple), pour ramener ces panneaux en position horizontale (abaissée).
Ces connecteurs femelles 1 peuvent être réalisés monoblocs ou à partir de plusieurs pièces assemblées, cela dans un matériau avec revêtement non-conducteur électrique, de manière à assurer notamment une sécurité électrique optimale lors de la charge. Ils peuvent être associés à des moyens assurant leur protection au repos. Ils peuvent pour cela être montés sur des moyens permettant leur escamotage dans le sol, ou encore être équipés de moyens de couverture.
Ces connecteurs femelles 1 sont avantageusement bordés par des moyens destinés à assurer le guidage du véhicule au sein de la station S.
Ces moyens de guidage consistent ici en deux rails R, situés chacun d'un côté des connecteurs femelles 1 et orientés conformément à la direction de la flèche A précitée. Les roues du véhicule sont guidées le long de ces rails R.
Selon un mode de réalisation alternatif, non représenté, ces connecteurs femelles 1 peuvent être installés sur des rails d'une manière leur permettant un mouvement latéral transversalement par rapport au sens amont-aval (flèche A), pour réduire les efforts mécaniques entre les connecteurs mâles et femelles lorsqu'ils ne sont pas correctement alignés dès l'origine. Des moyens du type ressorts peuvent être ajoutés, permettant aux connecteurs femelles 1 de revenir à leur position initiale après la sortie des connecteurs mâles 2 des logements de charge 3.
Sur la figure 1 , on peut voir une interface | équipant la station de charge S, au moyen de laquelle le client pourra notamment s'identifier afin d'initier les opérations de charge de son véhicule. De manière alternative, cette interface | peut équiper directement le véhicule. Cette station de charge S comporte encore un système central de gestion (non représenté), du genre système électronique/informatique.
Les connecteurs mâles 2 sont détaillés ci-après en relation avec les figures 3 à 6. Ces connecteurs mâles 2 consistent ici chacun en un organe support 2a, avantageusement réalisé en matériau isolant électrique, présentant une forme générale cylindrique ou de galet.
Ces connecteurs mâles 2 sont chacun délimités par deux surfaces frontales, l'une supérieure 2a 1 et l'autre inférieure 2a2, reliées par une surface périphérique circulaire 2a3. Ce sont en particulier ces surfaces frontales 2a 1 et 2a2 qui sont ici réalisées en un matériau isolant électrique.
La surface circulaire 2a3 porte la borne de connexion électrique 2b du connecteur mâle 2, ici sous la forme d'une bague conductrice périphérique.
Cette borne de connexion électrique 2b est raccordée au circuit électrique du véhicule, par un câblage conducteur adapté 2ç (illustré figure 4).
Comme représenté schématiquement sur la figure 3, ces connecteurs mâles 2 sont fixés au niveau de la partie inférieure du châssis de véhicule Ç_, destinée à venir en regard du sol et au-dessus des connecteurs femelles 1.
Les deux connecteurs mâles 2 sont portés par des moyens supports 12 adaptés pour assurer leur manœuvre en hauteur et, avantageusement aussi, pour autoriser leur déplacement latéral (c'est-à-dire transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule).
Pour cela, ces moyens supports 12 comprennent ici deux bras mobiles 13 dont : - l'extrémité supérieure 13a est reliée au châssis Ç_ par une articulation supérieure 14a type rotule, et - l'extrémité inférieure 13b est assemblée avec l'un des connecteurs mâles 2a également par le biais d'une articulation inférieure 14b type rotule.
Ces bras mobiles 13 sont orientés de sorte que leurs extrémités supérieure 13a et inférieure 13b se situent, respectivement, du côté avant et arrière du véhicule équipé. Ils intègrent avantageusement un câblage conducteur 2ç, permettant le raccordement électrique de leurs bornes 2b respectives avec le circuit électrique du véhicule. Selon une variante de réalisation non représentée, les bras mobiles 13 et les connecteurs mâles 2 peuvent servir eux-mêmes de conducteur électrique, revêtus ou non d'un matériau isolant électrique.
La liaison par rotules des bras mobiles 13 avec le châssis C confère notamment deux axes de mouvement à leurs extrémités inférieures 13b et à leurs connecteurs mâles associés 2 : en hauteur et latéralement (transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule).
En particulier, l'extrémité inférieure 13b des bras 13 et leurs connecteurs mâles associés 2 sont manœuvrables en hauteur par une opération de pivotement de ces bras 13 au niveau de leurs rotules supérieures 14a. Ce pivotement s'effectue autour d'un axe de pivotement transversal 14a' passant par leurs rotules supérieures 14a respectives, et s'étendant perpendiculairement ou au moins sensiblement perpendiculairement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule équipé.
Cette opération de pivotement des bras mobiles 13 est contrôlée par des moyens de manœuvre 15, par exemple de type vérins électriques ou hydrauliques. Ces vérins de manœuvre 15, au nombre de deux, sont assemblés sur le véhicule avec, d'une part, une extrémité supérieure 15a reliée au châssis Ç par une articulation supérieure 16 genre rotule, et d'autre part, une extrémité inférieure 15b assemblée avec l'un des bras mobiles 13 par le biais d'une articulation inférieure 17 également en forme de rotule.
Selon une variante de réalisation, une ou plusieurs articulations 14a, 14b ou 17 consistent en de simples liaisons pivots.
Comme illustré sur la figure 5 et en pratique, les bras mobiles 13 sont manœuvres par pivotement autour de leurs axes de pivotement transversal 14a' respectifs, entre deux positions de fin de course :
- une position déployée active lorsque les vérins de manœuvre 15 sont déployés (figure 5A), dans laquelle les bras mobiles 13 sont inclinés et leurs connecteurs mâles 2 se situent à distance du châssis Ç (ou à proximité du sol) pour venir coopérer avec les connecteurs femelles 1 , et
- une position rétractée au repos lorsque les vérins de manœuvre 15 sont rétractés (figure 5B), dans laquelle les bras 13 viennent à l'horizontale (ou quasiment à l'horizontale) et leurs connecteurs mâles 2 sont positionnés au niveau de la partie inférieure de châssis Ç_.
De manière avantageuse, le véhicule est équipé d'une interface permettant au conducteur de piloter les bras mobiles 13 entre leurs positions déployée et rétractée. Il peut être prévu également que la « marche arrière » du véhicule ne puisse pas être engagée lorsque les connecteurs mâles 2 sont en position déployée, notamment pour réduire les risques de détérioration.
De plus, comme abordé ci-dessus, chaque bras mobile 13 est apte à se déplacer selon un secteur angulaire donné a (délimité par les lignes discontinues sur la figure 3) autour d'un axe de pivotement longitudinal 14a" passant par leurs rotules supérieures 14a respectives, et s'étendant parallèlement au ou moins sensiblement parallèlement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule équipé, fonction notamment de la structure des articulations supérieures 14a. Cette particularité permet le déplacement latéral des connecteurs mâles associés 2.
Ces mouvements latéraux des bras mobiles 13 sont ici toutefois limités par des moyens 20 interposés entre ces bras 13, pour assurer un ajustement de l'écartement de leurs connecteurs mâles 2 tout en assurant le maintien d'une distance minimale entre ces derniers. Ces moyens d'ajustement consistent par exemple en un vérin 20 du genre pneumatique, agencé transversalement et dont les extrémités sont fixées sur les bras 13 par le biais d'articulations du type rotule.
Ce vérin d'ajustement 20 est choisi de sorte que sa configuration de fin de course rétractée permette le maintien de la distance minimale précitée entre les connecteurs mâles 2.
Selon une variante de réalisation non représentée, ces moyens d'ajustement consistent en un limiteur de course implanté au niveau du châssis du véhicule, entre les deux bras 13 ; ce limiteur, de largeur définie, un peu inférieure à la distance séparant lesdits bras 13, est monté coulissant selon une direction parallèle aux axes 14a' (c'est-à-dire perpendiculaire au plan de déploiement/repliement des bras 13). Les extrémités de ce limiteur coopèrent avec les bras mobiles 13 pour empêcher leur rapprochement en deçà de sa largeur. Ses extrémités sont agencées pour suivre la trajectoire d'un point fixe sur les bras mobiles 13 au cours de leur mouvement de déploiement et de repliement ; elles peuvent avoir pour cela une forme générale en arc de cercle.
Les bras mobiles 13 et leurs connecteurs mâles 2 respectifs sont encore reliés par des moyens 21 qui tendent à placer le plan des connecteurs mâles 2 dans l'alignement ou sensiblement dans l'alignement desdits bras 13.
Ces moyens de maintien 21 consistent par exemple en une paire d'organes ressorts situés de part et d'autre de chaque bras mobile 13.
Comme on peut le voir sur la figure 5, en position repliée, les ressorts 21 assurent le maintien des connecteurs mâles 2 dans un plan horizontal ou au moins sensiblement horizontal, tout comme les bras 13 ; et l'ensemble occupe donc une place minimale (figure 5B).
Après le déploiement des bras 13, les connecteurs 2 entrent en contact avec le sol ou avec leur logement de charge et ce contact assure leur mise en position correcte (ici à l'horizontale-figure 5A) pour assurer une entrée correcte dans les logements de charge et un contact électrique optimal. Ces moyens particuliers visent à optimiser le positionnement des connecteurs mâles 2 tant en position rétractée pour leur rangement, qu'en position déployée, par rapport aux connecteurs femelles complémentaires 1. La figure 6 montre encore schématiquement la structure d'un connecteur mâle 2, dont la surface périphérique 2a3 est apte à pivoter autour de son axe de symétrie 2a3'. Cette particularité structurelle est utile pour réduire les frottements, et pour faciliter le cheminement des connecteurs mâles 2 dans leurs logements de charge 3 respectifs. Ce connecteur mâle 2 comporte pour cela avantageusement un organe support 2a qui se compose, d'une part, d'une partie centrale cylindrique 2a', fixée à l'articulation inférieure 14a de l'un des bras mobile 13, et d'autre part, d'une partie périphérique annulaire 2a", montée pivotante librement autour de ladite partie centrale 2a', par exemple au moyen de roulements
2a'". Plus généralement, il peut être prévu, en outre, un dispositif disjoncteur électrique sur le véhicule et/ou au sein de la station de charge S, destiné à assurer la coupure du circuit électrique si nécessaire.
Des moyens de communication peuvent également être prévus entre le véhicule et la station de charge S, par exemple des moyens utilisant la technique de courant porteur. Ces moyens de communication peuvent être utiles par exemple pour ouvrir le circuit électrique du véhicule lorsque les moyens accumulateurs atteignent une température maximale de sécurité.
D'autre part, il peut être prévu des moyens de sécurité venant couper l'alimentation électrique des bornes 4 des connecteurs femelles 1 , notamment dans le cas où ces dernières resteraient en position rétractée pendant une durée maximale de sécurité, correspondant à une situation de blocage de la liaison pivot desdites bornes 4.
En fonctionnement, lorsqu'un client arrive avec son véhicule électrique au niveau de la station de chargement S, il stoppe son véhicule à côté de l'interface d'utilisation |. Ce client peut alors s'identifier et choisir son mode de paiement.
Après vérification de l'autorisation de paiement, la station de charge S est mise en service, et les signaux des dispositifs interrupteur/détecteur associés aux bornes 4 des connecteurs femelles 1 peuvent déclencher directement la fermeture du circuit de charge contrôlée par le système de gestion central.
Le client peut manœuvrer les connecteurs mâles 2 de son véhicule en position déployée
(figure 5A) ; il est prévenu lorsque les connecteurs mâles 2 sont en position et il peut alors avancer son véhicule de sorte à placer ses roues dans les rails de guidage latéraux R.
Lors de ce cheminement, les connecteurs mâles 2 circulent dans la tranchée T, soit en glissant sur le fond de cette tranchée T soit juste au-dessus de ce fond de tranchée T.
Le véhicule, et les connecteurs mâles 2 associés en position déployée, avancent progressivement dans la direction amont-aval A illustrée sur les figures 7 et 8. Le véhicule est guidé selon cette direction amont-aval A, par les rails latéraux R.
Les deux connecteurs mâles 2 se déplacent de manière synchrone jusqu'à pénétrer automatiquement dans les connecteurs femelles 1 . Pour cela et tout d'abord, les connecteurs mâles 2 atteignent chacun l'une des ouvertures amont 6 des logements de charge 3.
Comme illustré en partie inférieure de la figure 8 en traits discontinus, les connecteurs mâles 2 présentent un jeu latéral de positionnement b, généré par la possibilité de mouvement sur le secteur angulaire latéral a des bras mobiles 13 (illustré figure 3).
Ces connecteurs mâles 2 sont guidés et centrés chacun par les parois convergentes 6a de ces ouvertures amont 6 jusqu'à atteindre une position située dans l'alignement des logements de charge 3 (représentés en partie centrale de la figure 8, en traits continus). Dans le cas de connecteurs mâles rotatifs 2 tels que décrits ci-dessus en relation avec la figure 6, ces connecteurs mâles 2 ont l'intérêt de venir rouler le long des parois convergentes 6a.
Ensuite, les connecteurs mâles 2 pénètrent chacun dans l'un des logements de charge 3, et ils circulent et sont guidés le long de ces derniers (à gauche de la figure 7, et en haut de la figure 8). Les connecteurs mâles 2 sont verrouillés en position déployée au sein de ces connecteurs femelles 1 , pour prévenir des risques de déconnexion involontaire qui sont particulièrement dangereux.
Pour cela, la surface périphérique 2a3 des connecteurs mâles 2 est guidée latéralement par les parois latérales 3a du logement de charge 3.
Les connecteurs mâles 2 sont en plus verrouillés en position déployée par la paroi transversale supérieure 3b, directement sus-jacente de la surface supérieure 2a 1 des connecteurs mâles 2. Les moyens porteurs 12 des connecteurs mâles 2, et en particulier l'ensemble bras mobile 13/articulation 14b, viennent circuler au sein de la gorge longitudinale 8 sans contact susceptible de provoquer des détériorations.
En d'autre termes, les surfaces supérieure 2a1 et inférieure 2a2 du connecteur mâle 2 s'étendent en regard, respectivement, de la paroi transversale supérieure 3b et de la transversale inférieure 3ç du logement de charge 3 associé ; la surface périphérique 2a3 du connecteur mâle 2 s'étend en regard des parois latérales 3a du logement de charge associé (3).
Le véhicule avance jusqu'à ce que sa partie inférieure de châssis Ç_ vienne recouvrir les connecteurs femelles 1 et que les bornes de connexion 2b des connecteurs mâles 2 viennent chacune en contact direct avec la borne de connexion 4 du connecteur femelle 1 associé.
Chaque connecteur mâle 2 vient alors provoquer le pivotement de la borne de connexion 4 en contact. Ce pivotement est permis par les dimensions particulières des connecteurs mâles 2 et des logements de charge 3, et aussi du fait de l'agencement des bornes de connexion 4 de ces logements de charge 3. Cette position de charge est signalée au client par exemple au moyen du dispositif visuel (par exemple du genre feu tricolore équipant la station de charge S ou l'interface d'utilisation installée dans le véhicule). Le client stoppe alors son véhicule dans cette position. Lorsque les deux bornes 4 des connecteurs femelles 1 sont pivotées, le circuit électrique de la station de charge S est mis sous tension électrique.
Le cycle de charge des moyens accumulateurs équipant le véhicule s'effectue jusqu'à ce que ces moyens accumulateurs soient entièrement chargés. Le véhicule quitte la station de charge en cheminant toujours dans le même sens illustré par la flèche A.
Ses connecteurs mâles 2 cheminent alors dans leurs logements de charge 3 respectifs, jusqu'à ressortir au niveau des ouvertures débouchantes aval 7.
Les bornes de connexion femelles 4 libérées reviennent en position déployée et leur alimentation électrique est coupée.
Lorsque le véhicule quitte la station de charge S, les connecteurs mâles 2 sont relevés par le client, dans la position rétractée qui est adaptée à la route.
Le véhicule peut être équipé de moyens rappelant au conducteur de procéder à cette manœuvre des connecteurs mâles 2 si le véhicule avance. Dans tous les cas, le circuit électrique de la station de charge S est ouvert lorsque l'une au moins des bornes 4 revient dans sa position déployée. Si le véhicule s'extrait de la station de charge S alors que les moyens accumulateurs sont en cours de charge, le circuit électrique est immédiatement ouvert.
Cette caractéristique est importante pour éviter la formation d'un arc électrique entre les connecteurs mâles 2 et femelles 1 , suite à leur perte de contact.
Le véhicule peut ainsi quitter la station de charge S à tout moment, en toute sécurité et sans risque.
Si le client a déjà visité la station de charge S , et s'il a accepté de sauvegarder ses informations pour le paiement, il peut manœuvrer les connecteurs mâles 2 en position déployée et avancer directement vers les rails de guidage latéraux R.
Quand les connecteurs mâles 2 sont placés dans les logements de charge 3, le pivotement des bornes de connexion 4 signale à la station de charge S d'effectuer l'identification du véhicule par les moyens courant porteur ligne en utilisant un faible courant de permanence. Ainsi, la station de charge S communique avec le véhicule pour avoir les informations d'identité nécessaires qui peuvent être reliées avec les informations sauvegardées dans le système informatique de la station de charge S pendant la dernière visite, et un code peut être saisi dans l'interface d'utilisation.
Dans le cas où les informations pour la transaction sont suffisantes, le cycle de charge peut commencer normalement ; s'il n'y a pas suffisamment d'informations ou si, par exemple, le numéro de carte bancaire est expiré, l'interface d'utilisation informe le client qu'il faut effectuer la procédure d'identification à nouveau, avec un moyen de paiement accepté. Après une identification et une procédure de paiement réussie, le chargement peut commencer normalement.
Les figures 9 à 1 1 illustrent un mode alternatif de réalisation, dans lequel les bornes de connexion électrique 4 équipent la paroi transversale supérieure 3b et la paroi transversale inférieure 3ç, délimitant les logements de charge 3.
Plus précisément, sur ces figures 9 à 1 1 , on retrouve une paire de connecteurs femelles 1 définissant chacun un logement de charge 3 qui intègre des bornes de connexion électrique 4, et qui est apte à recevoir l'un des connecteurs mâles pour les opérations de charges.
Là encore, chaque logement de charge 3 présente une section de forme générale rectangulaire, délimitée par deux parois longitudinales latérales en regard 3a qui sont reliées par une paroi longitudinale transversale supérieure 3b et une paroi longitudinale transversale inférieure 3ç.
Les bornes de connexion électrique 4 équipant chacun de ces deux logements de charges 3 se présente ici sous la forme, d'une part, de deux pièces conductrices allongées inférieures 4a en forme de platines, s'étendant sur une partie de la longueur de la paroi longitudinale transversale inférieure 3ç, et d'autre part, de deux pièces conductrices allongées supérieures 4b en forme de platines, s'étendant sur une partie de la longueur de la paroi longitudinale transversale supérieure 3b.
Les pièces conductrices allongés inférieures 4a sont avantageusement du genre rétractable verticalement, de sorte à assurer une connexion électrique optimale.
Au repos, elles s'étendent à cet effet de manière saillante par rapport à la paroi longitudinale transversale inférieure 3ç_. Elles sont en plus montées sur le sol par l'intermédiaire d'organes ressorts 22.
Ces pièces conductrices allongées inférieures 4a sont équipées avantageusement d'un système électrique de type détecteur/interrupteur (non représenté) qui signale à un système central de gestion de la station S, la manœuvre des bornes en position rétractée, de la même manière que décrite précédemment.
Sur les figures 9 et 1 1 , on remarque encore la présence d'une gorge 23, ménagée entre les deux pièces conductrices allongées inférieures 4a de chacun des logements de charge 3. Ces gorges 23 sont prévues pour assurer l'évacuation notamment des cailloux et aussi des liquides, en particulier de l'eau de pluie.
De manière alternative, la paroi longitudinale inférieure 3ç consiste en une grille, pour assurer les mêmes fonctions.
Les connecteurs mâles 2 aptes à coopérer avec une telle structure de connecteur femelle 1 sont similaires à ceux décrits ci-dessus en relation avec les figures 3 à 8.
Ils s'en distinguent uniquement par l'agencement de la borne de connexion électrique 2b, ici ménagée au niveau de sa surface frontale inférieure 2a2 et de sa surface frontale supérieure 2a1 , pour coopérer respectivement avec les deux pièces conductrices allongées inférieures 4a et les deux pièces conductrices allongées supérieures 4b.
Cette borne de connexion électrique est avantageusement constituée par deux pièces chacune en forme de bague, de couronne ou de disque conducteur, fixées pour l'une sur la surface frontale inférieure 2a2 et pour l'autre sur la surface frontale supérieure 2a 1.
Selon un mode de réalisation alternatif non représenté, les bornes de connexion électrique 4 équipant chacun de ces deux logements de charges 3 s'étendent uniquement sur une partie de la longueur de la paroi longitudinale transversale supérieure 3b ; on retrouve alors par exemple uniquement les deux pièces conductrices allongées supérieures 4b décrites ci- dessus en relation avec les figures 9 à 1 1.
Les connecteurs mâles 2 aptes à coopérer avec une telle structure de connecteur femelle 1 sont similaires à ceux décrits ci-dessus en relation avec les figures 3 à 8 ; ils s'en distinguent uniquement par l'agencement de la borne de connexion électrique 2b, ici ménagée au moins au niveau de sa surface frontale supérieure 2a1. Selon d'autres modes de réalisation alternatifs non représentés, les bornes de connexion électrique 4 équipant chacun de ces deux logements de charges 3 s'étendent sur une partie de la longueur de l'une, de deux ou de trois des parois longitudinales 3a, 3b et ou 3ç_. Les connecteurs mâles 2 aptes à coopérer avec une telle structure de connecteur femelle 1 sont similaires à ceux décrits ci-dessus en relation avec les figures 3 à 8 ; ils s'en distinguent uniquement par l'agencement de la borne de connexion électrique 2b, ménagée au moins au niveau de la ou des surfaces en regard, respectivement les surfaces 2a3, 2a 1 et 2a2.
Encore de manière alternative et indépendamment de la position des bornes de connexion électrique des connecteurs femelles, les connecteurs mâles 2 comportent chacun des surfaces 2a1 , 2a2 et 2a3 qui sont toutes conductrices ; ces surfaces 2a1 , 2a2 et 2a3 constituent ensemble la borne de connexion électrique 2b de chaque connecteur mâle 2.
Selon un autre mode de réalisation alternatif non représenté, il peut être prévu d'équiper, d'une part, le véhicule avec les connecteurs femelles similaires à ceux décrits ci- dessus en relation avec les figures 1 et 2, et d'autre part, la station S avec les connecteurs mâles tel que décrit ci-dessus en relation avec les figures 3 à 6. Dans ce cas, les connecteurs mâles équipant la station de charge sont manœuvrables entre deux positions :
- une position repliée dans laquelle les connecteurs mâles se trouvent au niveau, ou au moins à proximité, du sol et
- une position déployée dans laquelle les connecteurs mâles se situent en hauteur au-dessus du sol, pour venir coopérer avec les connecteurs femelles du véhicule.
Dans ce cas, les connecteurs femelles seraient orientés de sorte que leurs ouvertures amont convergentes 6 soient orientées du côté avant du véhicule.

Claims

- REVENDICATIONS -
1 .- Système pour la connexion électrique entre (i) un véhicule électrique comprenant un châssis (C) équipé notamment d'une motorisation électrique et de moyens accumulateurs d'énergie électrique pour l'alimentation de ladite motorisation, et (ii) une station de chargement fixe (S) pour assurer notamment le chargement desdits moyens accumulateurs du véhicule, lequel système comprend au moins un connecteur femelle (1 ) et au moins un connecteur mâle (2), lesquels connecteurs (1 , 2) sont munis de bornes (4, 2b) permettant leur connexion électrique, l'un desdits connecteurs (2) étant fixé au niveau de la partie inférieure dudit châssis du véhicule (Ç_), venant en regard du sol, et l'autre desdits connecteurs (1 ) étant implanté au niveau du sol de sorte à être recouvert par ladite partie inférieure de châssis (Ç_), lequel connecteur mâle (2) est porté par des moyens supports (12) autorisant sa manœuvre en hauteur entre deux positions : - une position rétractée, au repos, et - une position déployée, apte à venir coopérer avec ledit connecteur femelle (1 ) complémentaire, et lequel connecteur femelle (1 ) comporte au moins un logement de charge (3) muni d'au moins une ouverture débouchante (6a) au travers de laquelle pénètre ledit connecteur mâle (2), lequel logement de charge (3) est équipé de l'une au moins desdites bornes de connexion électrique (4) et est délimité par des parois (3a, 3b) agencées, d'une part, pour autoriser les mouvements en translation dudit connecteur mâle (2) associé le long dudit logement de charge (3), et d'autre part, pour assurer le guidage en position déployée dudit connecteur mâle (2) associé, lequel ou lesquels connecteurs femelles (1 ) comportent un logement de charge (3) qui est délimité par au moins deux parois latérales en regard (3a), par une paroi d'obturation transversale inférieure (3ç) et par une paroi d'obturation transversale supérieure (3b), laquelle paroi transversale supérieure (3b) comporte une ouverture longitudinale (8) pour la circulation des moyens supports (12) de connecteur(s) mâle(s) associé(s) (2), caractérisé en ce que le ou les connecteurs mâles (2) ont une forme délimitée par deux surfaces frontales, l'une supérieure (2a1) et l'autre inférieure (2a2), reliées par une surface périphérique (2a3), ledit ou lesdits connecteurs mâles (2) étant destinés à venir se placer, en position déployée, dans le logement de charge (3) de sorte que ladite surface supérieure (2a1 ) et ladite surface périphérique (2a3) du connecteur mâle (2) soient destinées à venir en regard, respectivement, de ladite paroi transversale supérieure (3b) et desdites parois latérales (3a) dudit logement de charge (3) associé, et en ce que les bornes de connexion électrique (2b) dudit ou desdits connecteurs mâles (2) sont ménagées au niveau de l'une au moins desdites surfaces (2a1 , 2a2, 2a3) de ces derniers, et les bornes de connexion électrique (4) dudit ou desdits connecteurs femelles (1 ) sont ménagées au niveau de la ou des parois (3a, 3b, 3ç) destinées à venir en regard.
2.- Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le ou les connecteurs femelles (1 ) comportent un logement de charge (3) à section transversale de forme générale carrée ou rectangulaire, et en ce que le ou les connecteurs mâles (2) ont une forme générale cylindrique avec une surface périphérique (2a3) circulaire ou au moins sensiblement circulaire.
3.- Système selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les bornes de connexion électrique (2b) du ou des connecteurs mâles (2) sont ménagées au niveau de leur surface frontale supérieure (2a1 ) et/ou au niveau de leur surface périphérique (2a3) et/ou de leur surface frontale inférieure (2a2), et en ce que les bornes de connexion électrique (4) du ou des connecteurs femelles (1 ) sont ménagées en regard, respectivement au niveau de leur paroi transversale supérieure (3b) et/ou au niveau de leurs parois latérales (3a) et/ou au niveau de leur paroi transversale inférieure (3ç_).
4.- Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les parois (3a, 3b) délimitant le logement de charge (3) sont encore agencées pour former une butée assurant le verrouillage en position déployée dudit connecteur mâle (2) associé.
5.- Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend - deux connecteurs mâles distincts (2) composés chacun d'un organe support (2a), fixé sur lesdits moyens supports (12) et équipé de l'une des bornes de connexion électrique (2b), et - deux connecteurs femelles (1 ) comportant chacun un logement de charge (3) apte à recevoir l'un desdits connecteurs mâles (2).
6.- Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens supports (12) des connecteurs mâles (2) comportent deux bras mobiles (13) qui ont chacun (i) une première extrémité (13b) sur laquelle est rapporté l'un desdits connecteurs mâles (2), et (ii) une seconde extrémité (13a) assemblée avec la partie inférieure du châssis de véhicule (C) par le biais d'une articulation (14a), lesquels bras mobiles (13) coopèrent avec, d'une part, des moyens (15) assurant leur manœuvre au niveau de leur articulation respective (14a) entre les positions rétractée et déployée, et d'autre part, des moyens (14a, 20) autorisant un ajustement de l'écartement entre leurs connecteurs mâles (2) associés tout en maintenant une distance minimale entre ces derniers.
7.- Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ouverture débouchante (6) du ou des connecteurs femelles (1 ) est délimitée par des parois convergentes de guidage (6a) qui sont ménagées pour assurer le positionnement dudit connecteur mâle associé (2) en regard du logement de charge (3) lors de son cheminement en translation en direction dudit logement de charge (3), et en ce que les moyens supports (12) du ou des connecteurs mâles (2) comportent des moyens (14a, 20) autorisant un ajustement de l'écartement entre leurs connecteurs mâles (2) associés tout maintenant une distance minimale entre ces derniers.
8.- Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que le logement de charge (3) du ou des connecteurs femelles (1 ) comporte une seconde ouverture débouchante (7) qui est ménagée à l'opposé de l'ouverture débouchante de guidage (6), de manière à autoriser l'arrivée du véhicule d'un côté du ou des connecteurs femelles (1 ) et son départ de l'autre côté.
9.- Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de rappel élastiques (21 ) interposés entre le ou les connecteurs mâles (2) et leurs moyens supports (12), qui tendent à placer ledit ou lesdits connecteurs (2) dans l'alignement ou sensiblement dans l'alignement desdits moyens supports (12) en position rétractée.
10.- Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le ou les connecteurs mâles (2) sont portés par le véhicule, et le ou les connecteurs femelles (1 ) sont implantés au sol.
1 1 .- Véhicule routier électrique comprenant un châssis (Ç_) équipé notamment d'une motorisation électrique et de moyens accumulateurs d'énergie électrique pour l'alimentation de ladite motorisation, lequel véhicule comporte encore au moins un connecteur mâle (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011114321A1 (de) 2011-09-24 2013-03-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Steckereinrichtung, Steckeraufnahme und System zur elektrischen Kopplung eines Fahrzeugs mit einer Ladestation sowie entsprechendes Verfahren
US8414339B1 (en) 2011-10-31 2013-04-09 Lear Corporation Electrical terminal and receptacle assembly
US8678867B2 (en) 2011-10-31 2014-03-25 Lear Corporation Electrical terminal and receptacle assembly
CN104379389A (zh) * 2012-05-11 2015-02-25 庞巴迪运输有限公司 用于电动车辆的感应拾电装置及操作电动车辆的方法
CN106042950A (zh) * 2015-04-15 2016-10-26 福特全球技术公司 可展开的车辆感应充电总成
US12006150B2 (en) 2018-05-09 2024-06-11 Ocado Innovation Limited Apparatus and method for charging a robotic load handling device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2090460A5 (fr) * 1970-11-06 1972-01-14 Westinghouse Electric Corp
GB2185666A (en) 1986-01-16 1987-07-22 Gen Electric Co Plc A data bus coupler
GB2185866A (en) * 1985-12-20 1987-07-29 City Wheels Ltd Charging battery-powered vehicles
FR2696985A1 (fr) * 1992-08-25 1994-04-22 Goulet Michael Procédé d'alimentation en courant électrique de véhicules électriques et dispositif de mise en Óoeuvre dudit procédé.
JPH06351103A (ja) 1993-06-08 1994-12-22 Meidensha Corp 無人搬送車の自動充電装置
WO2009007879A2 (fr) * 2007-07-06 2009-01-15 Liviu Grigorian Giurca Système de transport hybride

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2090460A5 (fr) * 1970-11-06 1972-01-14 Westinghouse Electric Corp
GB2185866A (en) * 1985-12-20 1987-07-29 City Wheels Ltd Charging battery-powered vehicles
GB2185666A (en) 1986-01-16 1987-07-22 Gen Electric Co Plc A data bus coupler
FR2696985A1 (fr) * 1992-08-25 1994-04-22 Goulet Michael Procédé d'alimentation en courant électrique de véhicules électriques et dispositif de mise en Óoeuvre dudit procédé.
JPH06351103A (ja) 1993-06-08 1994-12-22 Meidensha Corp 無人搬送車の自動充電装置
WO2009007879A2 (fr) * 2007-07-06 2009-01-15 Liviu Grigorian Giurca Système de transport hybride

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011114321A1 (de) 2011-09-24 2013-03-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Steckereinrichtung, Steckeraufnahme und System zur elektrischen Kopplung eines Fahrzeugs mit einer Ladestation sowie entsprechendes Verfahren
US8414339B1 (en) 2011-10-31 2013-04-09 Lear Corporation Electrical terminal and receptacle assembly
US8678867B2 (en) 2011-10-31 2014-03-25 Lear Corporation Electrical terminal and receptacle assembly
CN104379389A (zh) * 2012-05-11 2015-02-25 庞巴迪运输有限公司 用于电动车辆的感应拾电装置及操作电动车辆的方法
US9895976B2 (en) 2012-05-11 2018-02-20 Bombardier Transportation Gmbh Inductive pick-up arrangement for an electric vehicle and method of operating an electric vehicle
CN106042950A (zh) * 2015-04-15 2016-10-26 福特全球技术公司 可展开的车辆感应充电总成
CN106042950B (zh) * 2015-04-15 2021-02-02 福特全球技术公司 可展开的车辆感应充电总成
US12006150B2 (en) 2018-05-09 2024-06-11 Ocado Innovation Limited Apparatus and method for charging a robotic load handling device

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