WO2011001067A2 - Dispositif d'echange de conteneur amovible pour batterie electrique de vehicule electrique, conteneur amovible associe, vehicule electrique associe et station d'echange de conteneur amovible associee - Google Patents

Dispositif d'echange de conteneur amovible pour batterie electrique de vehicule electrique, conteneur amovible associe, vehicule electrique associe et station d'echange de conteneur amovible associee Download PDF

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WO2011001067A2
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removable container
plate
housing
electric vehicle
exchange device
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Yves Quemeneur
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Yves Quemeneur
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    • 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
    • B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
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    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the present invention relates to the field of electric vehicles and more particularly electric vehicle batteries.
  • the invention relates to a removable container exchange device for an electric vehicle electric battery, on such a removable container, on an electric vehicle comprising such a removable container and on a station for the exchange of such removable containers.
  • Electric vehicle electric batteries presently have two shortcomings that have limited the development of the use of electric vehicles, despite the environmental and economic advantages they present.
  • the first of these is the time needed to recharge an empty battery, which is several hours, while it is only a few minutes for a fuel tank.
  • the second fault is the power density or volume of the electric batteries, which remains low compared to that of a fuel tank. This greatly limits the autonomy of the electric vehicle, that is to say the distance it can travel with an initially full electric battery.
  • the removable container When the electric battery (s) are empty, the removable container may be replaced by another removable container, containing one or more recharged batteries, at service stations provided for this purpose along the roads or in built-up areas.
  • This manipulation is also made particularly difficult by the change of attitude of the car caused by the transfer of the removable container.
  • the Applicant has sought a solution to these various problems and offers a removable container exchange device for a quick exchange and does not require the manipulation of the removable container by the user, thus ensuring its safety.
  • the removable container exchange device also has the advantage of taking into account the change of attitude of the vehicle during the transfer of a removable container.
  • the present invention therefore relates to a removable container exchange device for an electric vehicle electric battery, able to remove a used removable container, placed in a housing of an electric vehicle, and to introduce into said housing a non removable container.
  • used stored in a dwelling a removable container storage tower, characterized in that it comprises:
  • a plate carried by the frame, having a sliding portion and a fixed portion, and adapted to receive sequentially the removable container used removed from the vehicle, and the unused removable container to be introduced into the vehicle;
  • a computer which is connected to the tray locating means so that the latter are able to communicate to the computer the position of the plate relative to the housing of the electric vehicle, and connected to the tray moving means so that they are able to be controlled by the computer to position and hold the tray in a retracted position, in which the removable container used can be removed from the housing to be placed on the tray, a storage position, in which the removable container used can transferred from the tray to a housing of the storage tower, a retrieval position, in which an unused removable container can be transferred from a storage tower housing to the tray, and an insertion position, in which the Removable container not used can be introduced into the housing of the electric vehicle.
  • the tray locating means may comprise at least one pair of laser targets, where the or each pair of laser targets is constituted by a laser target before being carried by the front end of the fixed part and a laser target.
  • rear laser target carried by the rear part of the fixed part, each laser target comprising a reference point, said reference points of the front laser target and the rear laser target constituting the or each pair defining a line parallel to the axis longitudinal plateau.
  • the front laser target (s) may be able to pass a laser beam touching them, and the rear laser target (s) may be able to block a laser beam from touching them.
  • the tray moving means may comprise a linkage arm carried by the frame and carrying the plate, which connecting arm is adapted, on the control of the computer, to move, by its displacement, the plate in translation and in rotation respectively following the vertical axis and the transverse axis of the removable container exchange device.
  • the link arm may comprise means arranged to rotate the plate about the vertical axis of the plate and the transverse axis of the plate.
  • the displacement of the plate along the longitudinal axis of the removable container exchange device can be obtained by moving the frame, in particular by translation of a single piece of the frame along the longitudinal axis or by pivoting the frame about the axis cross section of the removable container exchange device.
  • the sliding portion of the tray may be adapted to extend on command of the computer.
  • the plate comprises at least one rack extending on the upper face of the sliding portion of the plate.
  • the plate carries, on one of its longitudinal sides, a tube extending along the length of the plate and having a slot, in which tube passes a chain forming a loop and connected to two geared motors, each geared motor being able to move the chain in a direction along the longitudinal axis of the plate, a piston with the thrust piston being arranged in the tube and secured to the chain so as to be able to translate inside the tube, the thrust piston comprising a thrust arm extending outside the tube through the slot so as to be able to selectively connected to a removable container.
  • the present invention also relates to a removable container for electric vehicle electric battery, intended to be received, in the use position, in a housing of an electric vehicle or, in a storage position, in a housing of a tower of storage, and arranged to cooperate with the removable container exchange device as defined above, the removable container being characterized in that it comprises: - a box adapted to receive one or more electric batteries;
  • said autonomous displacement means of the removable container comprise one or more wheels.
  • toothed adapted to mesh one or more racks arranged in the housing of the electric vehicle, the rack or racks and a rack or racks disposed in the housing of the storage tower, which toothed wheels being adapted to be rotated by a geared motor powered by the battery (s) received in said removable container and controlled by the computer.
  • said autonomous displacement means of the removable container comprise suitable wheels. rolling in the housing and on the tray, a slot made on the side face of the removable container corresponding to the side of the tray where the tube is placed, which slot opens on the front face of the removable container facing outwardly of the housing, and a locking member adapted to block the thrust arm when the latter is received in said slot of the removable container.
  • the present invention also relates to an electric vehicle, comprising a housing arranged to receive a removable container as described above, said electric vehicle being adapted to cooperate with a removable container exchange device as described above, characterized in that it comprises means capable of cooperating with the locating means of tray of the removable container exchange device, said cooperation means including in particular at least one laser emitter capable of emitting a laser beam whose direction is parallel to the longitudinal direction of the housing of the electric vehicle, the laser emitter (s) being positioned by relative to the housing such that, in the removable container exchange position, the laser beam (s) pass through the reference points of the front and rear laser targets.
  • the present invention also relates to an exchange station for a removable container as described above, characterized in that it comprises:
  • a storage tower capable of storing one or more removable containers mentioned above;
  • this means being constituted in particular by a gutter adapted to receive the front or rear wheels of the electric vehicle.
  • the removable container exchange station may include:
  • a rail disposed in a trench made in the ground along the longitudinal axis of the removable container exchange device, and adapted to support and guide the frame;
  • a bar carrying a rack adapted to cooperate with the frame so as to allow the translational drive of the frame along the longitudinal axis of the removable container exchange device.
  • FIG. 1 is an overview of the removable container exchange device for an electric vehicle electric battery according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an exploded view showing the components of the link arm of the device shown in Figure 1
  • Figure 3 is an overall view of the removable container exchange device for electric vehicle electric battery according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view of the AA sectional removable container exchange station of FIG. 1, showing the removable container exchange device in use, a removable container being in the process of being introduced in an electric vehicle according to the present invention.
  • the removable container exchange device for an electric battery comprises a frame 1 comprising two vertical beams 2 a whose upper parts are connected by a horizontal beam 2b.
  • the horizontal beam 2b is connected to the upper portions of the vertical beams 2a fixedly with the aid of any suitable connection, for example by screws.
  • a reference (X, Y, Z) associated with the removable container exchange device is defined, the X axis, the axis
  • Y and the Z axis respectively corresponding to the transverse, longitudinal and vertical directions of the removable container exchange device.
  • each vertical beam 2a has a groove 2c passing through the lower part from one side, the longitudinal directions of the grooves
  • a wheel 3 is mounted in each groove 2c via an axis 4 so as to be rotatable about this axis 4.
  • Each wheel 3 comes to rest on a lower rail 5 disposed in a trench 6 practiced in the ground.
  • each groove 2c extend so as to allow the guide of the associated vertical beam 2a on the lower rail 5.
  • a through hole 2d is made along the axis
  • a 2nd through hole is made in the horizontal beam 2b also along the Y axis.
  • the horizontal beam 2b is joined to the vertical beams 2a so that the through holes 2d, 2e are aligned. This alignment of the through holes 2d, 2e allows a bar carrying a rack 7 to pass through the upper portions of the vertical beams 2a and the horizontal beam 2e.
  • a geared motor 8 is mounted integral with the horizontal beam 2b.
  • the geared motor 8 is arranged so that its output shaft 8a rotates a toothed wheel 9 meshing with the rack 7.
  • the link between the output shaft 8a and the toothed wheel 9 can be done via a bevel gear in the case where the axis of the output shaft 8a is not parallel to the axis of rotation of the toothed wheel 9, as in the case shown in Figure 1.
  • the frame 1 is able to move in translation along the axis Y, by the rotation of the toothed wheel 9, while driving on and being guided by the lower rail 5.
  • each vertical beam 2a is hollow in a major part of it and has a vertical opening 2f.
  • Each vertical beam 2a contains a worm 10 driven in rotation along the Z axis by a geared motor 11.
  • the removable container exchange device also comprises a connecting arm 12, shown in Figure 2 in exploded view, which is positioned between the two vertical beams 2a, as can be seen in Figure 1.
  • the linkage arm 12 comprises a central block 12a, of rectangular shape, the longitudinal direction of which corresponds to the Y axis.
  • the central block 12a comprises, on each longitudinal end face thereof, a T-shaped connecting element 12b, the upper bar of the T extending along the longitudinal axis X.
  • the link arm 12 further comprises two lateral blocks 12c disposed on each side of the central block 12a.
  • Each lateral block 12c consists of a hollow parallelepiped box whose facing face, in the assembled position of the connecting arm 12, of the face longitudinal end of the central block 12a, has an opening 12d allowing the connecting element 12b to be received in the side block 12c.
  • a horizontal lumen 12e is made on two opposite sides of the hollow box so that each end of the upper bar of the T formed by the connecting member 12b protrudes out of the hollow box through a light 12e.
  • Part 12f projects outwardly from the face opposite to the face of the hollow box in which the opening 12d is made.
  • a threaded through hole 12g is made, along the Z axis, in each portion 12f of each side block 12c.
  • a geared motor 13 is connected to the connecting block 12 so as to be integral with the latter.
  • the output shaft 13a of the gearmotor 13 drives a drive shaft 14 in rotation along the vertical axis W, which drive shaft 14 extends through an orifice
  • the connecting arm 12 supports a plate 16 intended to receive an empty electric battery extracted from an electric vehicle and to introduce an electric battery charged into said vehicle. electric.
  • a mark (U, V, W) associated with the plate 16 and with the link arm 12 is defined, the U axis and the V axis respectively corresponding to the longitudinal directions and transverse of the plate 16, the axis W being perpendicular to the plane generated by the axis U and the axis V.
  • each side block 12c When the connecting arm 12 is in position mounted on the frame 1, the projecting portion 12f of each side block 12c is received in the corresponding hollow vertical beam 12a, and the worm 10 passes through the threaded through hole 12g of way to form with the latter a screw-nut connection.
  • the rotation of the worm screw 10, controlled by the geared motor 11, makes it possible to move the lateral block 12c along the vertical axis Z.
  • the lateral blocks 12c are movable independently of each other without risking a break of the connecting arm 12. Indeed, the connecting element 12c can move in the light 12e, which allows the lateral blocks 12c not to be found at the same height, and this in a certain limit which remains low in view of the size of the frame 1.
  • a support block 15 is disposed on the upper face of the link arm 12 and is secured to the drive shaft 14, for example by means of a key connection (not shown). In this way, the rotation of the drive shaft 14, controlled by the geared motor 13, causes the rotation of the support block 15 along the axis W.
  • the plate 16 is connected to the support block 15 so as to be pivotable relative thereto, via an axis (not shown) rotatable in the support block 15 and passing through two through holes made in two ears 16e carried by the plate 16. This axis is made integral with the ears 16e.
  • One of the ears 16e carries a toothed sector 16f which meshes with a pinion driven in rotation by a geared motor 15a.
  • the plate 16 can thus pivot relative to the support block 15 along the axis V, this pivoting being controlled by a geared motor 15a.
  • the plate 16 can also rotate 360 degrees along the axis W by its connection to the support block 15.
  • the plate 16 is rectangular in shape and consists of a fixed part 16b and a sliding part 16a supported on the fixed part 16b by bearings.
  • the sliding portion 16a has at least one rack 17 on its upper face.
  • a pinion 16c is rotated by a geared motor 16d integral with the fixed portion 16b, and meshes with a rack 16g carried by the lower face of the sliding portion 16a.
  • the rotation of the pinion 16c drives in translation the sliding portion 16a which then slides relative to the fixed part 16b so as to extend out of the latter.
  • a linear motor is arranged on the fixed part 16b so as to slide on the rollers the movable part 16a relative to the fixed part 16b.
  • a linear motor is arranged on the fixed part 16b so as to slide on the rollers the movable part 16a relative to the fixed part 16b.
  • the front end of the fixed part 16b carries a laser target before 18a and the rear end of the fixed part 16b carries a rear laser target 18b, these laser targets 18a, 18b being connected to the fixed part 16b so as to allow the sliding part 16a to slide on the fixed part 16b and to leave a space allowing the passage of a removable container for electric battery 24 according to the invention.
  • the laser target before 18a is semi-transparent so as to pass a laser beam.
  • the rear laser target 18b is opaque so as not to let a laser beam pass.
  • Each laser target 18a, 18b has a reference point 18c and the laser targets 18a, 18b are arranged such that the line B connecting said reference points 18c is parallel to the longitudinal direction of the plate 16 and at a known distance from the bottom of the board 16.
  • Laser targets are connected to a calculator
  • the computer is able to control the various geared motors 8, 11, 13 and 15a, thus controlling the displacement of the plate 16 in the space.
  • the computer is also able to control the geared motor 16d so as to control the displacement of the sliding portion 16a.
  • the plate 16 can be moved along four axes:
  • a movable flap 22 may be placed in front of the gutter 21 so as to be deployed in a position allowing the rear wheels 20 to be locked when they are placed in the gutter 21.
  • the electric car 19 can not move during the replacement of the removable container for electric battery according to the present invention.
  • Stops 28 are also provided to prevent a vehicle from impinging on the removable container exchange device.
  • the electric car 19 according to the present invention comprises a housing 23 located in the rear part of the vehicle 19.
  • This housing 23 is adapted to receive, on its lower surface, a removable container for electric battery 24 according to the present invention, and comprises in particular electrical connection means (not shown) necessary for an electrical connection between the electric vehicle 19 and the removable container 24.
  • the housing 23 also comprises at least one rack (not shown) on its lower surface, and the longitudinal direction of the housing 23 corresponds to the longitudinal direction of the electric car 19.
  • a door 25 is connected to the electric vehicle 19 so as to close and open the housing 23.
  • the door 25 is, in the embodiment shown in Figure 4, connected to the electric vehicle 19 by a hinge so as to open or close the housing 23 by pivoting about the axis of the hinge.
  • the removable container for electric battery 24 has the shape of a parallelepiped box and is adapted to receive one or more electric batteries known in the art.
  • the container 24 has means for electrically connecting the container 24 to the electrical connection means of the housing 23, the battery or batteries received in the removable container 24 being electrically connected to the electrical connection means of the container 24.
  • the electric battery or batteries received in the removable container 24 are electrically connected to the electric vehicle 19 so as to provide the latter with the electrical energy necessary for its operation. operation.
  • the removable container 24 also carries one or more toothed wheels (not shown) which engage the rack or racks of the housing 23 and are rotated by a geared motor (not shown) supplied with electricity by the electric battery or batteries received in the removable container. 24.
  • This geared motor is controlled by a radio signal emitted by the computer.
  • the electric vehicle 19 also comprises at least one laser transmitter 26 capable of emitting a laser beam whose direction is parallel to the longitudinal direction of the housing 23.
  • the laser transmitter 26 is positioned relative to the housing 23 so that the laser beam passes through the two reference points of the front and rear laser targets 18a, 18b when the plate 16 is in a removable container exchange position, in which the lower surface of the housing 23 is in the extension of the plate 16 so that the rack or racks of the housing 23 and the rack or racks 17 of the plate 16 are aligned.
  • the computer detects, for example by a contact sensor on the gutter, the arrival of the electric car 19 in the removable container exchange position, the rear wheels 19 in the gutter 21, blocked if necessary by the movable flap 22.
  • the computer then causes the removable container exchange device described above to be placed in a reference position, in which it is located horizontally at an average height and in the axis perpendicular to the gutter. 21.
  • the front and rear laser targets 18a, 18b then communicate information to the computer, for example the intensity, enabling it to calculate the coordinates of the points of impact of the laser beam on the front and rear laser targets 18a, 18b and 18a. to determine distances from the reference point.
  • the computer calculates the coordinates v a and v b , along the axis V, of the points of impact on the laser targets respectively before 18a and rear 18b;
  • the computer calculates the angle ⁇ between the axis U of the plate 16 and the projection of the laser beam on the plane generated by the axes U and V;
  • the computer controls the geared motor 13 to turn the plate 16 of the angle ⁇ along the axis W, the laser beam then belonging to the plane generated by the axes U and W;
  • the computer calculates the angle ⁇ between the laser beam and the U axis of the plate 16;
  • the computer controls the geared motor 15a so as to rotate the angle ⁇ between the plate 16 along the axis V so that the laser beam and the axis U are parallel, the points of impact on the laser targets 18a , 18b then being at the same distance along the Z axis;
  • the computer calculates the distance d2, along the Z axis, between the impact points and the reference points of the laser targets 18a, 18b;
  • the computer controls the electric geared motors 11 so as to vertically move the plate 16 by the distance d2, the points of impact of the laser beam on the front and rear laser targets 18a, 18b then corresponding to the reference points of said laser targets 18a, 18b.
  • the computer controls the gearmotor 16d so as to extend the sliding portion 16a until it comes into contact with the opening end of the housing 23.
  • the rack or racks of the housing 23 and the rack or racks 17 of the plate 16 are then in the extension of each other so as to form continuous racks.
  • the length of the rack carried by the lower face of the sliding part 16a is equal to the difference allowed between the longest and the shortest overhang of the vehicles, plus a safety distance.
  • the contact is detected by a contact sensor (not shown) disposed on the sliding portion 16a.
  • the removable container 24 then moves automatically from the housing to the plate 16, by the rotation of the toothed wheels (not shown) carried by the removable container 24 and meshing with the racks of the housing 23 and the racks of the plate 16.
  • the container 24 stops when it is entirely on the sliding portion 16a, then the computer controls the geared motor 16d to return the sliding portion 16a in the fixed portion 16b by sliding.
  • the computer then causes the plate 16 to return to the reference position and rotates along the axis W, which then corresponds to the Z axis, so as to cause the sliding portion 16b to be directed to a storage tower 27
  • the storage tower 27 comprises housings 27a, which housings 27a are able to receive the removable container 24 and have electrical connection means for connecting the removable container 24, in which batteries are received. electric discharged, to the electric network in order to recharge the electric batteries.
  • the housings 27a comprise in particular racks (not shown) on their lower surfaces.
  • the computer Since the positions of the housings 27a are fixed in space, the computer knows their coordinates, which can be defined at the calibration of the removable container exchange device when it is installed in the service station, and no laser positioning system is necessary.
  • the computer moves the plate 16 in space, by rotation of the plate 16 and translations of the frame 1 and the connecting arm 12, to bring it into a position where the rack or racks 17 of the movable part 16a are located in the extension of the rack or racks of a housing 27a which was previously determined by the computer as empty.
  • the sliding portion 16a of the plate 16 is then caused to extend to come into contact with the housing 27a so that the rack or racks of the housing 27a and the rack or racks 17 of the sliding portion 16a are in the extension of the others so as to form one or more continuous racks.
  • the removable container 24 then moves automatically from the plate 16 to the housing 27a until it comes to the storage position, in which the electrical connection means of the removable container 24 come to connect to the electrical connection means of the housing 27a in order to recharge the or the electric batteries discharged from the removable container 24.
  • the calculator then moves the removable container exchange device to bring it into a recovery position of a removable container 24, containing one or more charged batteries, being in another housing 27a, and causes this removable container 24 to come on the plate 16 in a manner similar to that described above for the transfer of a removable container 24 containing one or more discharged batteries from the tray 16 to a housing 27a.
  • the computer then rotates the plate 16 about the axis W so as to cause the sliding portion 16a to be on the car side of the removable container removal / introduction device.
  • the computer then performs the same operations described above for the positioning of the plate 16 for the removal of a removable container from a vehicle 19.
  • the computer maintains the coordinates of the plate 16 in the space when is in the removal position of the removable container, and controls the electric geared motors 8, 11, 13 and 15a to position the plate 16 in the correct position.
  • the door 25 closes the housing and, where appropriate, the movable flap 22 is retracted into the ground to release the rear wheels 20 of the electric vehicle 19.
  • the electric vehicle 19 has been equipped with a new removable container for electric battery for the electric vehicle 19 to operate.
  • the electric vehicle 19 is furthermore capable of continuously transmitting the laser beam or beams so that the computer can determine any displacement of the housing 23 with respect to the plate 16 when a removable container is transferred from the housing 23 to the plate 16 or vice versa .
  • the removable container 24 has a certain weight and its removal from the housing 23 may cause a gradual change of attitude of the housing 23, an elevation of the housing 23 in the case of removal of a removable container. Similarly, the housing 23 decreases progressively as a removable container 24 is introduced into it.
  • the computer can therefore calculate in real time the deviation of the laser beam from the reference points 18c and control the displacement of the plate 16 so as to maintain the different racks in a position such that they are aligned to allow the transfer of the container removable 24.
  • the housing 23 may be located in the front portion of the electric vehicle 19, in which case the laser transmitter or 26 are at the front and it is the front wheels of the vehicle that the driver comes to place in the gutter 21.
  • the fixed part 16b comprises a pair of targets before 18a and a pair of rear targets 18b, the targets of a pair of targets being spaced in the transverse direction of the plate 16.
  • This embodiment allows to take in account the lack of horizontality of the lower surface of the housing 23 of the electric vehicle 19.
  • the electric vehicle 19 is equipped with two laser emitters 26 which emit two parallel laser beams and are arranged in such a way that, in the removable container exchange position of the removable container exchange device, the points d The impact of each emitted laser beam corresponds to the reference points of each laser target 18a, 18b.
  • the computer then performs the same steps as before, by calculating the different angles and distances from the coordinates of the four points of impact of the two laser beams on the four laser targets 18a, 18b.
  • the computer firstly determines whether the vehicle is horizontal, by calculating the angle Y between the axis V and the direction connecting each point of impact of the vehicles. laser beams on two laser targets belonging to the same pair of laser targets, which angle Y corresponds to the horizontal defect of the lower surface of the housing 23. In fact, if this angle ⁇ is not zero, this means that the coordinates along the axis W, of the two points of impact on the laser targets 18a or 18b, are different.
  • the computer controls each gear motor 11 so as to move each lateral block 12c independently of one another to rotate the plate 16 of the angle Y relative to to the X axis, so as to cause the four points of impact of the laser beams on the four laser targets 18a, 18b to correspond to the four reference points thereof.
  • connecting arm 12 which can be inclined with respect to the Y axis
  • a connecting arm made in one piece The lateral blocks of such a connecting arm are then secured to the central block, which does not allow independent movement of the two side blocks without risk of rupture of the connecting arm.
  • This connecting arm has the advantage of greater simplicity of construction, the connecting elements and the horizontal lights being omitted.
  • the lack of horizontality of the lower surface of the housing 23 is corrected, not by the removable container exchange device according to the present invention, but by mounting the gutter 21 on two vertical cylinders spaced following Y direction, to lift one or the other end of the channel 19, or both ends.
  • the computer determines, as mentioned above, the angle Y between the axis V and the direction connecting each point of impact of the laser beams on two laser targets belonging to the same pair of laser targets, then controls the cylinders to rotate the gutter of this angle ⁇ .
  • the gutter with jacks can be used together with a connecting arm 12 as described above, namely a connecting arm which can be tilted with respect to the Y axis by displacement of the lateral blocks 12c independently of one another.
  • FIG. 3 it can be seen that there is shown another embodiment of the removable container exchange device according to the present invention, which differs from the first embodiment described above. in that the frame 1 does not rest on a lower rail 5, but on a mobile carriage of known type and not shown.
  • the upper parts of the beams 2a do not have through holes 2d and the upper beam 2b does not have a through hole 2e, since it is not expected to have a bar carrying a rack 7.
  • the displacement of the frame 1 is done by a rack and pinion system, but by the movement of the movable carriage.
  • the plate 16 can move at least a small distance along the Y axis so that it can be placed in the container exchange position when the carriage is attached.
  • the beams 2a are assembled to the movable carriage by means of fixed bearings 2g so that they can pivot along the axis X.
  • the upper beam 2b is assembled to the upper parts of the beams 2a so as to form , with the beams 2a and the movable carriage, a deformable parallelogram.
  • the computer controls the pivoting of the beams 2a to move the plate 16 along the Y axis by means of a toothed sector 2h, integral with one of the beams 2a, rotated by a geared motor 2i.
  • the plate 16 is therefore also movable along 4 axes in this embodiment of the removable container exchange device.
  • This embodiment has the advantage of not requiring the provision of structural elements, such as the lower rail 5, the bar carrying the rack 7, and the realization of a trench in the ground. It thus makes it possible to use the exchange device of the invention in existing service stations, to which only a storage tower 27 must be added.
  • the plate 16 carries a removable container drive assembly 28, including a chain 29, a tube 30, a thrust piston 31 and two geared motors 32.
  • This drive assembly 28 replaces the combination formed by the rack or racks 17 carried by the moving part
  • the removable container moving means constituted by this drive assembly 28 may also be used in the embodiment of the container exchange device described with reference to Figures 1 and 2.
  • the tube 30 is disposed on one side of the plate 16 so as to extend along a length of the sliding portion 16a.
  • the tube 30 also has a slot made over most of the length of the tube 30.
  • the chain 29 passes through the tube 30 and forms a loop returning from below. This loop is defined by rollers 33, and the chain is tensioned by a tensioning roller.
  • the thrust piston 31 is integral with the chain 29 and carries a thrust arm 31a which extends out of the tube 30 through the slot and extends, along the longitudinal axis U of the plate 16, over a length corresponding to the extension length of the sliding portion 16a.
  • the free end of the thrust arm 31a forms a bend at right angles to the inside of the plate 16.
  • Each geared motor 32 is able to move the chain 29 in a direction opposite to that of the other geared motor 32, so that the thrust piston 31 can move back and forth in the tube 30.
  • the removable container 24 does not have gears, but wheels for rolling on the housing 23a and the moving part 16b, and a slot is formed on the lateral face corresponding to the side of the plate where the tube 30 is placed, which slot opens out on the front face of the removable container 24 turned towards the outside of the housing 23.
  • one of the geared motors 32 moves the chain 29 so as to cause the thrust piston 31 to move in the split tube 30 in the direction of the removable container 24, until it comes to a latching position, in which the free end of the arm thrust 31a is received in the slot of the removable container 24.
  • a locking member for example in the form of a cylinder actuated by an electromagnet, is provided in the removable container 24 so as to extend into the slot of the removable container 24 when the free end of the arm of thrust 31a is in the attachment position.
  • the arrival of the free end in the attachment position is detected for example by a microswitch and the actuation of the locking member is controlled by the computer.
  • the other geared motor 32 moves the chain 29 in the other direction so as to return the removable container 24 entirely on the sliding portion 16a.
  • the displacement of the plate 16 is then controlled by the computer in the same manner described above in the case of the use of a combination of rack-gear wheels on removable container.
  • the locking member releases the free end of the thrust arm 31a and the thrust piston 31 is brought back to the plate 16 by the movement of the chain 29.
  • the thrust piston 31 is caused to move so that the free end is in the slot of a loaded removable container 24 which is located in a housing 27a. . The corresponding locking member is then actuated and the thrust piston 31 can return the loaded removable content 24 to the movable portion 16a.
  • the thrust piston 31 whose free end is still locked in the slot of the container detachable container 24, moves to push the loaded removable container 24 into the housing 23.
  • the locking member releases the free end and the piston of thrust 31 is returned to its initial position.
  • the electric vehicle 19 has been equipped with a new removable container for electric battery for the electric vehicle 19 to operate.
  • removable container drive assembly 28 has the advantage of making it possible to reduce the manufacturing cost of the device, since it is no longer necessary to provide racks in the housing 23, on the sliding part 16a. and in all dwellings 27a. Indeed, a single drive unit 28 is sufficient for removable container exchange device or service station.

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'échange de conteneur amovible pour batterie électrique de véhicule électrique, apte à retirer un conteneur amovible utilisé (24), placé dans un logement (23) d'un véhicule électrique (19), et à introduire dans ledit logement (23) un conteneur amovible non utilisé (24), stocké dans un logement (27a) d'une tour de stockage de conteneur amovible (27), caractérisé par le fait qu'il comprend un bâti (1), un plateau (16) apte à recevoir de façon séquentielle des conteneurs amovibles (24), des moyens pour déplacer le plateau (16) dans l'espace, des moyens pour localiser le plateau (16) par rapport au logement du véhicule électrique, et un calculateur apte à déplacer le plateau (16) pour le positionner et le maintenir dans une position de retrait, une position de stockage, une position de récupération et une position d' introduction de conteneur amovible (24).

Description

DISPOSITIF D'ECHANGE DE CONTENEUR AMOVIBLE POUR BATTERIE ELECTRIQUE DE VEHICULE ELECTRIQUE, CONTENEUR AMOVIBLE ASSOCIE, VEHICULE ELECTRIQUE ASSOCIE ET STATION D'ECHANGE DE CONTENEUR AMOVIBLE ASSOCIEE
La présente invention concerne le domaine des véhicules électriques et plus particulièrement des batteries de véhicule électrique.
Plus particulièrement, l'invention porte sur un dispositif d'échange de conteneur amovible pour batterie électrique de véhicule électrique, sur un tel conteneur amovible, sur un véhicule électrique comportant un tel conteneur amovible et sur une station d'échange de tels conteneurs amovibles.
Les batteries électriques de véhicule électrique présentent à l'heure actuelle deux défauts qui ont limité le développement de l'utilisation des véhicules électriques, en dépit des avantages des points de vue environnemental et économique qu'ils présentent.
Le premier de ces défauts est le temps nécessaire pour recharger une batterie vide, qui est de plusieurs heures, alors qu'il n'est que de quelques minutes pour un réservoir à carburant.
Le second défaut tient à la puissance massique ou volumique des batteries électriques, qui reste faible par comparaison à celle d'un réservoir à carburant. Ceci limite grandement l'autonomie du véhicule électrique, c'est-à-dire la distance qu' il peut parcourir avec une batterie électrique initialement pleine.
Pour pallier ce manque d'autonomie, il a été proposé de disposer une ou plusieurs batteries électriques dans un conteneur amovible qui est à son tour monté de façon amovible dans un logement pratiqué dans une voiture électrique de façon à alimenter en électricité le véhicule électrique, comme cela est divulgué dans la demande de brevet américain US5301765 A.
Lorsque la ou les batteries électriques sont vides, le conteneur amovible peut être remplacé par un autre conteneur amovible, contenant une ou plusieurs batteries rechargées, dans des stations-service prévues à cet effet le long des routes ou en agglomération.
Un tel échange est long et fastidieux en raison du poids important du conteneur amovible et nécessite l'intervention manuelle de l'utilisateur. Ceci peut en outre être dangereux pour l'utilisateur car il doit manipuler une lourde charge.
Cette manipulation est également rendue particulièrement difficile par le changement d'assiette de la voiture provoqué par le transfert du conteneur amovible.
Le Déposant a recherché une solution à ces différents problèmes et propose un dispositif d'échange de conteneur amovible permettant un échange rapide et ne nécessitant pas la manipulation du conteneur amovible par l'utilisateur, garantissant ainsi sa sécurité.
Le dispositif d'échange de conteneur amovible selon la présente invention présente également l'avantage de prendre en compte le changement d'assiette du véhicule lors du transfert d'un conteneur amovible.
La présente invention a donc pour objet un dispositif d'échange de conteneur amovible pour batterie électrique de véhicule électrique, apte à retirer un conteneur amovible utilisé, placé dans un logement d'un véhicule électrique, et à introduire dans ledit logement un conteneur amovible non utilisé, stocké dans un logement d'une tour de stockage de conteneur amovible, caractérisé par le fait qu' il comprend :
un bâti ;
un plateau porté par le bâti, comportant une partie coulissante et une partie fixe, et apte à recevoir de façon séquentielle le conteneur amovible utilisé retiré du véhicule, puis le conteneur amovible non utilisé destiné à être introduit dans le véhicule ;
des moyens pour déplacer le plateau dans l'espace ;
- des moyens pour localiser le plateau par rapport au logement du véhicule électrique ; et
un calculateur qui est relié aux moyens de localisation du plateau de telle sorte que ces derniers sont aptes à communiquer au calculateur la position du plateau par rapport au logement du véhicule électrique, et relié aux moyens de déplacement du plateau de telle sorte qu' ils sont aptes à être commandés par le calculateur pour positionner et maintenir le plateau dans une position de retrait, dans laquelle le conteneur amovible utilisé peut être retiré du logement pour venir se placer sur le plateau, une position de stockage, dans laquelle le conteneur amovible utilisé peut être transféré du plateau à un logement de la tour de stockage, une position de récupération, dans laquelle un conteneur amovible non utilisé peut être transféré d'un logement de la tour de stockage au plateau, et une position d' introduction, dans laquelle le conteneur amovible non utilisé peut être introduit dans le logement du véhicule électrique.
Les moyens de localisation du plateau peuvent comprendre au moins une paire de cibles laser, la ou chaque paire de cibles laser étant constituée par une cible laser avant portée par l'extrémité avant de la partie fixe et une cible laser arrière portée par la partie arrière de la partie fixe, chaque cible laser comportant un point de référence, lesdits points de référence de la cible laser avant et de la cible laser arrière constituant la ou chaque paire définissant une ligne parallèle à l'axe longitudinal du plateau.
La ou les cibles laser avant peuvent être aptes à laisser passer un faisceau laser venant les toucher, et la ou les cibles laser arrière peuvent être aptes à bloquer un faisceau laser venant les toucher.
Les moyens de déplacement du plateau peuvent comprendre un bras de liaison porté par le bâti et portant le plateau, lequel bras de liaison est apte, sur la commande du calculateur, à déplacer, par son déplacement, le plateau en translation et en rotation respectivement suivant l'axe vertical et l'axe transversal du dispositif d'échange de conteneur amovible.
Le bras de liaison peut comporter des moyens agencés pour faire tourner le plateau autour de l'axe vertical du plateau et de l'axe transversal du plateau.
Le déplacement du plateau suivant l'axe longitudinal du dispositif d'échange de conteneur amovible peut être obtenu par déplacement du bâti, notamment par translation d'un seul tenant du bâti suivant l'axe longitudinal ou par pivotement du bâti autour de l'axe transversal du dispositif d'échange de conteneur amovible.
La partie coulissante du plateau peut être apte à s'étendre sur commande du calculateur.
Selon un premier mode de réalisation particulier, le plateau comporte au moins une crémaillère s' étendant sur la face supérieure de la partie coulissante du plateau.
Selon un second mode de réalisation particulier, le plateau porte, sur l'un de ses côtés longitudinaux, un tube s' étendant sur la longueur du plateau et comportant une fente, dans lequel tube passe une chaîne formant une boucle et reliée à deux motoréducteurs, chaque motoréducteur étant apte à déplacer la chaîne dans un sens suivant l'axe longitudinal du plateau, un piston de poussée étant disposé dans le tube et solidaire de la chaîne de façon à pouvoir translater à l'intérieur du tube, le piston de poussée comportant un bras de poussée s' étendant à l'extérieur du tube à travers la fente de façon à pouvoir être sélectivement reliée de façon solidaire à un conteneur amovible .
La présente invention porte également sur un conteneur amovible pour batterie électrique de véhicule électrique, destiné à être reçu, en position d'utilisation, dans un logement d'un véhicule électrique ou, en position de stockage, dans un logement d'une tour de stockage, et agencé pour coopérer avec le dispositif d'échange de conteneur amovible tel que défini ci-dessus, le conteneur amovible étant caractérisé par le fait qu' il comprend : - une boîte apte à recevoir une ou plusieurs batteries électriques ;
des moyens de connexion électrique agencés pour se connecter, en position d'utilisation, à des moyens de connexion électrique portés par le logement du véhicule électrique afin d'alimenter en énergie électrique le véhicule électrique, et également agencés pour se connecter, en position de stockage, à des moyens de connexion électrique portés par le logement de la tour de stockage afin de charger la ou les batteries amovibles reçues dans le conteneur amovible ; et des moyens pour déplacer ledit conteneur amovible de manière autonome. Selon un mode de réalisation particulier, dans lequel le conteneur amovible est agencé pour coopérer avec le dispositif d'échange de conteneur amovible selon le premier mode de réalisation particulier décrit ci-dessus, lesdits moyens de déplacement autonome du conteneur amovible comprennent une ou des roues dentées aptes à engrener une ou des crémaillères disposées dans le logement du véhicule électrique, la ou les crémaillères du plateau et une ou des crémaillères disposées dans le logement de la tour de stockage, lesquelles roues dentées étant aptes à être entraînées en rotation par un motoréducteur alimenté en énergie électrique par la ou les batteries reçues dans ledit conteneur amovible et commandé par le calculateur.
Selon un autre mode de réalisation particulier, dans lequel le conteneur amovible est agencé pour coopérer avec le dispositif d'échange de conteneur amovible selon le second mode de réalisation particulier décrit ci-dessus, lesdits moyens de déplacement autonome du conteneur amovible comprennent des roues aptes à rouler dans le logement et sur le plateau, une fente pratiquée sur la face latérale du conteneur amovible correspondant au côté du plateau où est placé le tube, laquelle fente débouche sur la face avant du conteneur amovible tournée vers l'extérieur du logement, et un organe de blocage apte à bloquer le bras de poussée lorsque ce dernier est reçu dans ladite fente du conteneur amovible.
La présente invention porte également sur un véhicule électrique, comportant un logement agencé pour recevoir un conteneur amovible tel que décrit ci-dessus, ledit véhicule électrique étant apte à coopérer avec un dispositif d'échange de conteneur amovible tel que décrit ci-dessus, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens aptes à coopérer avec les moyens de localisation de plateau du dispositif d'échange de conteneur amovible, lesdits moyens de coopération comprenant notamment au moins un émetteur laser apte à émettre un faisceau laser dont la direction est parallèle à la direction longitudinale du logement du véhicule électrique, le ou les émetteurs laser étant positionné par rapport au logement de telle sorte que, dans la position d'échange de conteneur amovible, le ou les faisceaux lasers passent par les points de référence des cibles laser avant et arrière.
La présente invention porte également sur une station d'échange pour conteneur amovible tel que décrit ci-dessus, caractérisée par le fait qu'elle comprend :
un dispositif d'échange de conteneur amovible tel que décrit ci-dessus ;
- une tour de stockage apte à stocker un ou plusieurs conteneurs amovibles précités ;
un moyen de positionnement d'un véhicule électrique tel que décrit ci-dessus, ce moyen étant notamment constitué par une gouttière apte à recevoir les roues avant ou arrière du véhicule électrique.
La station d'échange de conteneur amovible peut comprendre :
un rail disposé dans une tranchée pratiquée dans le sol suivant l'axe longitudinal du dispositif d'échange de conteneur amovible, et apte à supporter et guider le bâti ;
une barre portant une crémaillère apte à coopérer avec le bâti de façon à permettre l'entraînement en translation du bâti suivant l'axe longitudinal du dispositif d'échange de conteneur amovible.
Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après des modes de réalisation particuliers avec référence au dessin annexé. Sur ce dessin, la Figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif d' échange de conteneur amovible pour batterie électrique de véhicule électrique selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; la Figure 2 est une vue éclatée représentant les éléments composant le bras de liaison du dispositif représenté sur la Figure 1 ; - la Figure 3 est une vue d'ensemble du dispositif d' échange de conteneur amovible pour batterie électrique de véhicule électrique selon un second mode de réalisation de la présente invention ; et - la Figure 4 est une vue de la station d'échange de conteneur amovible en coupe suivant A-A de la Figure 1, représentant le dispositif d'échange de conteneur amovible en cours d'utilisation, un conteneur amovible étant en cours d' introduction dans un véhicule électrique selon la présente invention.
Si l'on se réfère aux Figures 1 et 4, on peut voir que le dispositif d'échange de conteneur amovible pour batterie électrique selon un premier mode de réalisation de l'invention comprend un bâti 1 comportant deux poutres verticales 2a dont les parties supérieures sont reliées par une poutre horizontale 2b. Dans ce mode de réalisation de l'invention, la poutre horizontale 2b est reliée aux parties supérieures des poutres verticales 2a de façon fixe à l'aide d'une quelconque liaison appropriée, par exemple par visserie.
Un repère (X, Y, Z) associé au dispositif d'échange de conteneur amovible est défini, l'axe X, l'axe
Y et l'axe Z correspondant respectivement aux directions transversale, longitudinale et verticale du dispositif d'échange de conteneur amovible.
La partie inférieure de chaque poutre verticale 2a comporte une rainure 2c traversant la partie inférieure de part en part, les directions longitudinales des rainures
2c étant alignées suivant l'axe Y. Une roue 3 est montée dans chaque rainure 2c par l'intermédiaire d'un axe 4 de façon à pouvoir tourner autour de cet axe 4. Chaque roue 3 vient reposer sur un rail inférieur 5 disposé dans une tranchée 6 pratiquée dans le sol.
Les faces internes de chaque rainure 2c s'étendent de façon à permettre le guidage de la poutre verticale associée 2a sur le rail inférieur 5.
Un trou traversant 2d est pratiqué suivant l'axe
Y dans chaque partie supérieure des poutres verticales 2a. Un trou traversant 2e est pratiquée dans la poutre horizontale 2b également suivant l'axe Y.
La poutre horizontale 2b est assemblée aux poutres verticales 2a de telle sorte que les trous traversant 2d, 2e sont alignés. Cet alignement des trous traversants 2d, 2e permet à une barre portant une crémaillère 7 de traverser les parties supérieures des poutres verticales 2a et la poutre horizontale 2e.
Un motoréducteur 8 est monté solidaire de la poutre horizontale 2b. Le motoréducteur 8 est disposé de telle sorte que son arbre de sortie 8a entraîne en rotation une roue dentée 9 engrenant la crémaillère 7. La liaison entre l'arbre de sortie 8a et la roue dentée 9 peut se faire par l'intermédiaire d'un renvoi d'angle dans le cas où l'axe de l'arbre de sortie 8a n'est pas parallèle à l'axe de rotation de la roue dentée 9, comme dans le cas représenté sur la Figure 1.
Ainsi, le bâti 1 est apte à se déplacer en translation suivant l'axe Y, par la rotation de la roue dentée 9, tout en roulant sur et en étant guidé par le rail inférieur 5.
De plus, on peut voir sur la Figure 1 que chaque poutre verticale 2a est creuse dans une majeure partie de celle-ci et comporte une ouverture verticale 2f.
Chaque poutre verticale 2a renferme une vis sans fin 10 entraînée en rotation suivant l'axe Z par un motoréducteur 11.
Le dispositif d'échange de conteneur amovible comprend également un bras de liaison 12, représenté sur la Figure 2 en vue éclatée, qui vient se positionner entre les deux poutres verticales 2a, comme on peut le voir sur la Figure 1.
Si l'on se réfère maintenant à la Figure 2, on peut voir que le bras de liaison 12 comprend un bloc central 12a, de forme rectangulaire, dont la direction longitudinale correspond à l'axe Y.
Le bloc central 12a comporte, sur chaque face d'extrémité longitudinale de celui-ci, un élément de liaison 12b en forme de T, la barre supérieure du T s' étendant suivant l'axe longitudinal X.
Le bras de liaison 12 comprend en outre deux blocs latéraux 12c disposés de chaque côté du bloc central 12a. Chaque bloc latéral 12c est constitué par une boîte parallélépipédique creuse dont la face en regard, en position assemblée du bras de liaison 12, de la face d'extrémité longitudinale du bloc central 12a, comporte une ouverture 12d permettant à l'élément de liaison 12b d'être reçu dans le bloc latéral 12c.
Une lumière horizontale 12e est pratiquée sur deux faces opposées de la boîte creuse de telle sorte que chaque extrémité de la barre supérieure du T formé par l'élément de liaison 12b fait saillie hors de la boîte creuse en passant à travers une lumière 12e.
Une partie 12f se projette vers l'extérieur à partir de la face opposée à la face de la boîte creuse dans laquelle est pratiquée l'ouverture 12d. Un trou traversant taraudé 12g est réalisé, suivant l'axe Z, dans chaque partie 12f de chaque bloc latéral 12c.
De plus, un motoréducteur 13 est relié au bloc de liaison 12 de façon à être solidaire de ce dernier. L'arbre de sortie 13a du motoréducteur 13 entraîne un arbre d'entraînement 14 en rotation suivant l'axe vertical W, lequel arbre d'entraînement 14 s'étend à travers un orifice
12h, pratiqué sur la face supérieure du bloc central 12a, pour faire saillie hors de ce dernier.
La transmission de la rotation de l'arbre de sortie 13a à l'arbre d'entraînement 14 se fait par l'intermédiaire d'un renvoi d'angle dans le cas où ces deux arbres ne sont pas parallèles, comme dans le cas représenté sur les Figures 1 et 2.
Si l'on se réfère à nouveau à la Figure 1, on peut voir que le bras de liaison 12 supporte un plateau 16, destiné à recevoir une batterie électrique vide extraite d'un véhicule électrique et à introduire une batterie électrique chargée dans ledit véhicule électrique.
Un repère (U, V, W) associé au plateau 16 et au bras de liaison 12 est défini, l'axe U et l'axe V correspondant respectivement aux directions longitudinale et transversale du plateau 16, l'axe W étant perpendiculaire au plan généré par l'axe U et l'axe V.
Lorsque le bras de liaison 12 est en position monté sur le bâti 1, la partie en saillie 12f de chaque bloc latéral 12c est reçue dans la poutre verticale creuse 12a correspondante, et la vis sans fin 10 passe à travers le trou traversant taraudé 12g de façon à former avec ce dernier une liaison vis-écrou. Ainsi, la rotation de la vis sans fin 10, commandée par le motoréducteur 11, permet de déplacer le bloc latéral 12c suivant l'axe vertical Z.
Les blocs latéraux 12c sont déplaçables indépendamment les uns des autres sans risquer une rupture du bras de liaison 12. En effet, l'élément de liaison 12c peut se déplacer dans la lumière 12e, ce qui permet aux blocs latéraux 12c de ne pas se trouver à la même hauteur, et ce dans une certaine limite qui reste faible au vu de la dimension du bâti 1.
On peut également voir qu'un bloc de support 15 est disposé sur la face supérieure du bras de liaison 12 et est rendu solidaire de l'arbre d'entraînement 14, par exemple au moyen d'une liaison par clavette (non représentée). De cette façon, la rotation de l'arbre d'entraînement 14, commandée par le motoréducteur 13, provoque la rotation du bloc de support 15 suivant l'axe W.
Le plateau 16 est relié au bloc de support 15 de façon à pouvoir pivoter par rapport à celui-ci, par l'intermédiaire d'un axe (non représenté) apte à tourner dans le bloc de support 15 et passant à travers deux orifices traversants réalisés dans deux oreilles 16e portées par le plateau 16. Cet axe est rendu solidaire des oreilles 16e.
L'une des oreilles 16e porte un secteur denté 16f auquel vient engrener un pignon entraîné en rotation par un motoréducteur 15a. Le plateau 16 peut ainsi pivoter par rapport au bloc de support 15 suivant l'axe V, ce pivotement étant commandé par un motoréducteur 15a.
Le plateau 16 peut également tourner sur 360 degrés suivant l'axe W de par sa liaison au bloc de support 15.
Le plateau 16 est de forme rectangulaire et est constitué d'une partie fixe 16b et d'une partie coulissante 16a supportée sur la partie fixe 16b par des roulements. La partie coulissante 16a comporte au moins une crémaillère 17 sur sa face supérieure.
Un pignon 16c est entraîné en rotation par un motoréducteur 16d solidaire de la partie fixe 16b, et engrène une crémaillère 16g portée par la face inférieure de la partie coulissante 16a. Ainsi, la rotation du pignon 16c entraîne en translation la partie coulissante 16a qui coulisse alors par rapport à la partie fixe 16b de façon à s'étendre hors de cette dernière.
En variante, un moteur linéaire est disposé sur la partie fixe 16b de façon à faire coulisser sur des galets la partie mobile 16a par rapport à la partie fixe 16b. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de prévoir le motoréducteur 16d et le pignon 16c et la partie mobile 16a ne porte pas de crémaillère sur sa face inférieure.
L'extrémité avant de la partie fixe 16b porte une cible laser avant 18a et l'extrémité arrière de la partie fixe 16b porte une cible laser arrière 18b, ces cibles laser 18a, 18b étant reliée à la partie fixe 16b de façon à permettre à la partie coulissante 16a de coulisser sur la partie fixe 16b et à laisser un espace permettant le passage d'un conteneur amovible pour batterie électrique 24 selon l'invention. La cible laser avant 18a est semi-transparente de façon à laisser passer un faisceau laser. La cible laser arrière 18b est opaque de façon à ne pas laisser passer un faisceau laser.
Chaque cible laser 18a, 18b comporte un point de référence 18c et les cibles laser 18a, 18b sont disposées de telle sorte que la ligne B reliant lesdits points de référence 18c est parallèle à la direction longitudinale du plateau 16 et à une distance connue du fond du plateau 16.
Les cibles laser sont reliées à un calculateur
(non représenté) de façon à pouvoir communiquer à ce dernier les coordonnées du point d'impact d'un faisceau laser venant les heurter.
Le calculateur est apte à commander les différents motoréducteurs 8, 11, 13 et 15a, commandant ainsi le déplacement du plateau 16 dans l'espace. Le calculateur est également apte à commander le motoréducteur 16d de façon à commander le déplacement de la partie coulissante 16a.
On peut donc constater que, de par la structure du dispositif d'échange de conteneur amovible selon la présente invention, le plateau 16 est déplaçable suivant quatre axes :
• déplacement en translation suivant l'axe Y, correspondant au déplacement du bâti 1 commandé par le motoréducteur 8 ;
• rotation suivant l'axe W, commandée par le motoréducteur 13 ;
• rotation suivant l'axe V, commandée par le motoréducteur 15a.
• rotation suivant l'axe U, par le déplacement indépendant des blocs latéraux 12c. Le fait qu'une tranchée 6 soit pratiquée dans le sol permet au plateau 16 de venir jusqu'au niveau du sol.
Si l'on se réfère maintenant à la Figure 4, représentant une station d'échange de conteneurs amovibles selon la présente invention, on peut voir que, lorsque la batterie électrique, reçue dans un conteneur amovible pour batterie électrique selon l'invention, est vide et qu'il est nécessaire de la remplacer par une batterie électrique chargée, le conducteur vient placer la voiture électrique 19 selon la présente invention dans une position où les roues arrière 20 de la voiture 19 sont reçues dans une gouttière 21 prévue à cet effet.
Un volet mobile 22 peut être placé devant la gouttière 21 de façon à se déployer dans une position permettant le blocage des roues arrière 20 lorsque celles- ci viennent se placer dans la gouttière 21. Ainsi, la voiture électrique 19 ne peut pas bouger lors du remplacement du conteneur amovible pour batterie électrique selon la présente invention.
Des butées 28 sont également prévues pour empêcher un véhicule de venir heurter le dispositif d'échange de conteneur amovible.
La voiture électrique 19 selon la présente invention comporte un logement 23 situé dans la partie arrière du véhicule 19. Ce logement 23 est apte à recevoir, sur sa surface inférieure, un conteneur amovible pour batterie électrique 24 selon la présente invention, et comporte notamment des moyens de connexion électrique (non représentés) nécessaires pour une connexion électrique entre le véhicule électrique 19 et le conteneur amovible 24.
Le logement 23 comporte également au moins une crémaillère (non représentée) sur sa surface inférieure, et la direction longitudinale du logement 23 correspond à la direction longitudinale de la voiture électrique 19.
Une porte 25 est reliée au véhicule électrique 19 de façon à pouvoir fermer et ouvrir le logement 23. La porte 25 est, dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 4, reliée au véhicule électrique 19 par une charnière de façon à ouvrir ou fermer le logement 23 par pivotement autour de l'axe de la charnière.
Le conteneur amovible pour batterie électrique 24 selon la présente invention a la forme d'une boîte parallélépipédique et est apte à recevoir une ou plusieurs batteries électriques connues dans la technique. Le conteneur 24 présente des moyens pour connecter électriquement le conteneur 24 aux moyens de connexion électrique du logement 23, la ou les batteries reçues dans le conteneur amovible 24 étant connectées électriquement aux moyens de connexion électrique du conteneur 24.
Ainsi, lorsque le conteneur amovible 24 est en position d'utilisation dans le logement 23, la ou les batteries électriques reçues dans le conteneur amovible 24 sont connectées électriquement au véhicule électrique 19 de façon à fournir à ce dernier l'énergie électrique nécessaire à son fonctionnement.
Le conteneur amovible 24 porte également une ou plusieurs roues dentées (non représentées) qui engrènent la ou les crémaillères du logement 23 et sont entraînées en rotation par un motoréducteur (non représenté) alimentée en électricité par la ou les batteries électriques reçues dans le conteneur amovible 24. Ce motoréducteur est commandé par un signal radioélectrique émis par le calculateur.
Le véhicule électrique 19 selon l'invention comprend également au moins un émetteur laser 26 apte à émettre un faisceau laser dont la direction est parallèle à la direction longitudinale du logement 23. L'émetteur laser 26 est positionné par rapport au logement 23 de telle sorte que le faisceau laser passe par les deux points de référence des cibles laser avant et arrière 18a, 18b lorsque le plateau 16 se trouve dans une position d'échange de conteneur amovible, dans laquelle la surface inférieure du logement 23 se situe dans le prolongement du plateau 16 de telle sorte que la ou les crémaillères du logement 23 et la ou les crémaillères 17 du plateau 16 sont alignées.
Le calculateur détecte, par exemple par un capteur de contact sur la gouttière, l'arrivée de la voiture électrique 19 dans la position d'échange de conteneur amovible, les roues arrière 19 dans la gouttière 21, bloquées le cas échéant par le volet mobile 22. Le calculateur amène alors le dispositif d'échange de conteneur amovible décrit ci-dessus à venir se placer dans une position de référence, dans laquelle il se situe à l'horizontale à une hauteur moyenne et dans l'axe perpendiculaire à la gouttière 21.
Les cibles laser avant et arrière 18a, 18b communiquent alors au calculateur des informations, par exemple l'intensité, permettant à celui-ci de calculer les coordonnées des points d' impact du faisceau laser sur les cibles laser avant et arrière 18a, 18b et de déterminer les distances par rapport au point de référence.
Un exemple de suite d' opérations effectuées par le calculateur afin de positionner le plateau 16 dans la position de retrait de conteneur, à partir de la position de référence, est :
• le calculateur calcule les coordonnées va et vb, suivant l'axe V, des points d'impact sur les cibles laser respectivement avant 18a et arrière 18b ; • le calculateur commande le motoréducteur 8 de façon à déplacer le bâti 1 de la distance dl = (va + vb)/2, de telle sorte que les points d' impact se situent de chaque côté du plan comprenant la ligne B et généré par les axes U et W, et à la même distance de ce plan suivant l'axe V ;
• le calculateur calcule l'angle α entre l'axe U du plateau 16 et la projection du faisceau laser sur le plan généré par les axes U et V ;
• le calculateur commande le motoréducteur 13 pour faire tourner le plateau 16 de l'angle α suivant l'axe W, le faisceau laser appartenant alors au plan généré par les axes U et W ;
• le calculateur calcule l'angle β entre le faisceau laser et l'axe U du plateau 16 ;
• le calculateur commande le motoréducteur 15a de façon à faire pivoter de l'angle β le plateau 16 suivant l'axe V de telle sorte que le faisceau laser et l'axe U sont parallèles, les points d'impact sur les cibles laser 18a, 18b étant alors à la même distance suivant l ' axe Z ;
• le calculateur calcule la distance d2, suivant l'axe Z, entre les points d'impact et les points de référence des cibles laser 18a, 18b ;
• le calculateur commande les motoréducteurs électriques 11 de façon à déplacer verticalement le plateau 16 de la distance d2, les points d'impact du faisceau laser sur les cibles laser avant et arrière 18a, 18b correspondant alors aux points de référence desdites cibles laser 18a, 18b.
Une fois que le plateau 16 est dans la position d'échange de conteneur amovible, le calculateur commande le motoréducteur 16d de façon à étendre la partie coulissante 16a jusqu'à ce qu'elle viennent en contact avec l'extrémité d'ouverture du logement 23. La ou les crémaillères du logement 23 et la ou les crémaillères 17 du plateau 16 sont alors dans le prolongement les unes des autres de façon à former des crémaillères continues.
Il est à noter que la longueur de la crémaillère portée par la face inférieure de la partie coulissante 16a est égale à la différence admise entre le porte-à-faux le plus long et le plus court des véhicules, plus une distance de sécurité.
Le contact est détecté par un capteur de contact (non représenté) disposé sur la partie coulissante 16a.
Le conteneur amovible 24 se déplace alors automatiquement du logement au plateau 16, par la rotation des roues dentées (non représentées) portées par le conteneur amovible 24 et engrenant les crémaillères du logement 23 puis les crémaillères du plateau 16.
Le container 24 s'arrête lorsqu'il se trouve entièrement sur la partie coulissante 16a, puis le calculateur commande le motoréducteur 16d afin de faire revenir la partie coulissante 16a dans la partie fixe 16b par coulissement .
Le calculateur amène ensuite le plateau 16 à revenir à la position de référence et le fait tourner suivant l'axe W, qui correspond alors à l'axe Z, de façon à amener la partie coulissante 16b à être dirigée vers une tour de stockage 27. La tour de stockage 27 comporte des logements 27a, lesquels logements 27a sont aptes à recevoir le conteneur amovible 24 et présentent des moyens de connexion électrique permettant de connecter le conteneur amovible 24, dans lequel sont reçues des batteries électriques déchargées, au réseau électrique afin de recharger les batteries électriques.
Les logements 27a comportent notamment des crémaillères (non représentées) sur leurs surfaces inférieures.
Les positions des logements 27a étant fixes dans l'espace, le calculateur connaît leurs coordonnées, qui peuvent être définies au calibrage du dispositif d'échange de conteneur amovible lors de son installation dans la station-service, et aucun système de positionnement laser n'est nécessaire.
Le calculateur déplace le plateau 16 dans l'espace, par rotations du plateau 16 et translations du bâti 1 et du bras de liaison 12, pour l'amener dans une position où la ou les crémaillères 17 de la partie mobile 16a se situent dans le prolongement de la ou des crémaillères d'un logement 27a qui a été au préalable déterminé par le calculateur comme étant vide.
La partie coulissante 16a du plateau 16 est alors amenée à s'étendre pour venir au contact du logement 27a de telle sorte que la ou les crémaillères du logement 27a et la ou les crémaillères 17 de la partie coulissante 16a sont dans le prolongement les unes des autres de façon à former une ou des crémaillères continues.
Le conteneur amovible 24 se déplace alors automatiquement du plateau 16 au logement 27a jusqu'à venir en position de stockage, dans laquelle les moyens de connexion électrique du conteneur amovible 24 viennent se connecter aux moyens de connexion électrique du logement 27a afin de recharger la ou les batteries électriques déchargées du conteneur amovible 24.
Le calculateur déplace ensuite le dispositif d'échange de conteneur amovible pour l'amener dans une position de récupération d'un conteneur amovible 24, contenant une ou plusieurs batteries chargées, se trouvant dans un autre logement 27a, et amène ce conteneur amovible 24 à venir sur le plateau 16 d'une manière analogue à celle décrite ci-dessus pour le transfert d'un conteneur amovible 24, contenant une ou plusieurs batteries déchargées, du plateau 16 à un logement 27a.
Le calculateur fait ensuite tourner le plateau 16 autour de l'axe W de façon à amener la partie coulissante 16a à se trouver sur le côté voiture du dispositif de retrait/introduction de conteneur amovible.
Le calculateur effectue alors les mêmes opérations décrites ci-dessus pour le positionnement du plateau 16 en vue du retrait d'un conteneur amovible d'un véhicule 19. En variante, le calculateur conserve les coordonnées du plateau 16 dans l'espace lorsqu'il se trouve dans la position de retrait du conteneur amovible, et commande les motoréducteurs électriques 8, 11, 13 et 15a afin de positionner le plateau 16 dans la bonne position.
Lorsque le plateau 16 se trouve dans la position d'introduction de conteneur amovible, avec la partie coulissante 16a s' étendant pour venir en contact avec le véhicule électrique 19, le conteneur amovible 24 se déplace automatiquement pour venir se placer dans le logement 23, les moyens de connexion électrique du conteneur amovible 24 se connectant aux moyens de connexion électrique du logement 23 afin d'alimenter en électricité le véhicule électrique 19.
Une fois que le conteneur amovible 24 se situe dans cette position d'utilisation, la porte 25 ferme le logement et, le cas échéant, le volet mobile 22 s'escamote dans le sol pour libérer les roues arrière 20 du véhicule électrique 19. Le véhicule électrique 19 a ainsi été équipé d'un nouveau conteneur amovible pour batterie électrique permettant au véhicule électrique 19 de fonctionner.
Le véhicule électrique 19 est en outre apte à émettre en continu le ou les faisceaux laser de telle sorte que le calculateur peut déterminer tout déplacement du logement 23 par rapport au plateau 16 lorsqu'un conteneur amovible est transféré du logement 23 au plateau 16 ou inversement .
En effet, le conteneur amovible 24 a un certain poids et son retrait du logement 23 peut entraîner un changement d'assiette progressif du logement 23, une élévation du logement 23 dans le cas du retrait d'un conteneur amovible. De même, le logement 23 s'abaisse progressivement à mesure qu'un conteneur amovible 24 est introduit dans celui-ci.
Le calculateur peut donc calculer en temps réel l'écart du faisceau laser par rapport aux points de référence 18c et commander le déplacement du plateau 16 de façon à maintenir les différentes crémaillères dans une position telle qu'elles sont alignées pour permettre le transfert du conteneur amovible 24.
Il est bien entendu que le logement 23 peut se situer dans la partie avant du véhicule électrique 19, auquel cas le ou les émetteurs laser 26 se trouvent à l'avant et ce sont les roues avant du véhicule que le conducteur vient placer dans la gouttière 21.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, la partie fixe 16b comporte une paire de cibles avant 18a et une paire de cibles arrière 18b, les cibles d'une paire de cibles étant espacées suivant la direction transversale du plateau 16. Ce mode de réalisation permet de prendre en compte le défaut d'horizontalité de la surface inférieure du logement 23 du véhicule électrique 19.
Dans ce cas, le véhicule électrique 19 est équipé de deux émetteurs laser 26 qui émettent deux faisceaux laser parallèles et sont disposés de telle sorte que, dans la position d'échange de conteneur amovible du dispositif d'échange de conteneur amovible, les points d'impact de chaque faisceau laser émis correspondent aux points de référence de chaque cibles laser 18a, 18b.
Le calculateur effectue alors les mêmes étapes que précédemment, en calculant les différents angles et distances à partir des coordonnées des quatre points d' impact des deux faisceaux laser sur les quatre cibles laser 18a, 18b.
Cependant, avant de réaliser ces différentes opérations de calcul, le calculateur détermine tout d'abord si le véhicule est à l'horizontale, par le calcul de l'angle Y entre l'axe V et la direction reliant chaque point d' impact des faisceaux laser sur deux cibles laser appartenant à la même paire de cibles laser, lequel angle Y correspond au défaut d'horizontalité de la surface inférieure du logement 23. En effet, si cet angle γ n'est pas nul, ceci signifie que les coordonnées, suivant l'axe W, des deux points d'impact sur les cibles laser 18a ou 18b, sont différentes.
Dans le cas où le véhicule n'est pas à l'horizontale, le calculateur commande chaque motoréducteur 11 de façon à déplacer chaque bloc latéral 12c indépendamment l'un de l'autre pour faire pivoter le plateau 16 de l'angle Y par rapport à l'axe X, de façon à amener les quatre point d' impact des faisceaux laser sur les quatre cibles laser 18a, 18b à correspondre aux quatre points de référence de ces dernières. De préférence, on commande le motoréducteur 11 correspondant au bloc latéral 12c qui doit monter, plutôt que celui correspondant au bloc latéral 12c qui doit descendre.
Ceci permet de positionner le plateau 16 dans le prolongement de la surface inférieure du logement 23 de telle sorte que les crémaillères du logement 23 et les crémaillères 17 du plateau 16 sont alignées.
Il est également possible, au lieu d'utiliser un bras de liaison 12 tel que décrit ci-dessus, qui peut être incliné par rapport à l'axe Y, d'utiliser un bras de liaison réalisé d'un seul tenant. Les blocs latéraux d'un tel bras de liaison sont alors solidaires du bloc central, ce qui n'autorise pas un déplacement indépendant des deux blocs latéraux sans risque de rupture du bras de liaison. Ce bras de liaison présente l'avantage d'une plus grande simplicité de construction, les éléments de liaison et les lumières horizontales étant omis.
Dans un tel cas, le défaut d'horizontalité de la surface inférieur du logement 23 est corrigé, non pas par le dispositif d'échange de conteneur amovible selon la présente invention, mais par le montage de la gouttière 21 sur deux vérins verticaux espacés suivant la direction Y, permettant de soulever l'une ou l'autre des extrémités de la gouttière 19, ou ses deux extrémités. Ainsi, le calculateur détermine, comme mentionné ci-dessus, l'angle Y entre l'axe V et la direction reliant chaque point d'impact des faisceaux laser sur deux cibles laser appartenant à la même paire de cibles laser, puis commande les vérins afin de faire pivoter la gouttière de cet angle γ.
II est à noter que la gouttière avec vérins peut être utilisée conjointement avec un bras de liaison 12 tel que décrit ci-dessus, à savoir un bras de liaison qui peut être incliné par rapport à l'axe Y par déplacement des blocs latéraux 12c indépendamment l'un de l'autre.
Si l'on se réfère maintenant à la Figure 3, on peut voir qu' il y est représenté un autre mode de réalisation du dispositif d'échange de conteneur amovible selon la présente invention, qui diffère du premier mode de réalisation décrit ci-dessus en ce que le bâti 1 ne repose pas sur un rail inférieur 5, mais sur un chariot mobile de type connu et non représenté.
Ainsi, les parties supérieures des poutres 2a ne comportent pas de trous traversants 2d et la poutre supérieure 2b ne comporte pas de trou traversant 2e, étant donné que l'on ne prévoit pas de disposer une barre portant une crémaillère 7. En effet, le déplacement du bâti 1 ne se fait par un système de pignon-crémaillère, mais par le déplacement du chariot mobile.
Néanmoins, il est nécessaire que le plateau 16 puisse se déplacer au moins sur une petite distance suivant l'axe Y, pour qu'il puisse être placé dans la position d'échange de conteneur lorsque le chariot mobile est fixé.
A cet effet, les poutres 2a sont assemblées au chariot mobile par l'intermédiaire de paliers fixes 2g de telle sorte qu'elles peuvent pivoter suivant l'axe X. La poutre supérieure 2b est assemblée aux parties supérieures des poutres 2a de façon à former, avec les poutres 2a et le chariot mobile, un parallélogramme déformable. Ainsi, le calculateur commande le pivotement des poutres 2a pour déplacer le plateau 16 suivant l'axe Y au moyen d'un secteur denté 2h, solidaire de l'une des poutres 2a, amené à tourner par un motoréducteur 2i.
Le plateau 16 est donc déplaçable également suivant 4 axes dans ce mode de réalisation du dispositif d'échange de conteneur amovible. Ce mode de réalisation présente l'avantage de ne pas nécessiter de prévoir des éléments structuraux, tels que le rail inférieur 5, la barre portant la crémaillère 7, et la réalisation d'une tranchée dans le sol. Il permet ainsi d'utiliser le dispositif d'échange de l'invention dans des stations-service existantes, auxquels seule une tour de stockage 27 doit être ajoutée.
On peut également voir sur la Figure 3 que le plateau 16 porte un ensemble d'entraînement de conteneur amovible 28, comprenant une chaîne 29, un tube 30, un piston de poussée 31 et deux motoréducteurs 32. Cet ensemble d'entraînement 28 remplace la combinaison formée par la ou les crémaillères 17 portées par la partie mobile
16a et la ou les roues dentées du conteneur 24 qui engrènent une ou des crémaillères du logement 23, cette combinaison permettant au conteneur 24 de se déplacer sur commande du calculateur 24.
Le moyen de déplacement de conteneur amovible constitué par cet ensemble d'entraînement 28 peut également être utilisé dans le mode de réalisation du dispositif d'échange de conteneur décrit avec référence aux Figures 1 et 2.
Il est entendu que le dispositif d'échange selon le mode de réalisation représenté sur la Figure 3 peut également utiliser le principe de combinaison de crémaillères décrits précédemment à la place de cet ensemble d'entraînement de conteneur amovible 28.
Le tube 30 est disposé sur un côté du plateau 16 de façon à s'étendre sur une longueur de la partie coulissante 16a. Le tube 30 présente également une fente pratiquée sur la majeure partie de la longueur du tube 30.
La chaîne 29 passe à travers le tube 30 et forme une boucle en revenant par le dessous. Cette boucle est définie à l'aide de galets 33, et la chaîne est tendue par un galet tendeur.
Le piston de poussée 31 est solidaire de la chaîne 29 et porte un bras de poussée 31a qui s'étend hors du tube 30 à travers la fente et s'étend, suivant l'axe longitudinale U du plateau 16, sur une longueur correspondant à la longueur d'extension de la partie coulissante 16a. L'extrémité libre du bras de poussée 31a forme un coude à angle droit vers l'intérieur du plateau 16.
Chaque motoréducteur 32 est apte à déplacer la chaîne 29 dans un sens opposé à celui de l'autre motoréducteur 32, de telle sorte que le piston de poussée 31 peut se déplacer en va-et-vient dans le tube 30.
Lorsque le plateau 16 porte cet ensemble d'entraînement 28 à la place de la ou les crémaillères 17, le conteneur amovible 24 ne comporte pas de roues dentées, mais des roues lui permettant de rouler sur le logement 23a puis la partie mobile 16b, et une fente est pratiquée sur la face latérale correspondant au côté du plateau où est placé le tube 30, laquelle fente débouche sur la face avant du conteneur amovible 24 tournée vers l'extérieur du logement 23.
Une fois que le plateau 16 est placé dans la position de retrait de conteneur amovible, par le même procédé que décrit ci-dessus, et que la partie coulissante 16a est dans la position étendue en contact avec la voiture électrique 19, l'un des motoréducteurs 32 déplace la chaîne 29 de façon à amener le piston de poussée 31 à se déplacer dans le tube fendu 30 en direction du conteneur amovible 24, jusqu'à venir en une position d'accrochage, dans laquelle l'extrémité libre du bras de poussée 31a est reçue dans la fente du conteneur amovible 24. Un organe de blocage, se présentant par exemple sous la forme d'un cylindre actionné par un électroaimant, est prévu dans le conteneur amovible 24 de façon à pouvoir s'étendre dans la fente du conteneur amovible 24 lorsque l'extrémité libre du bras de poussée 31a se trouve dans la position d'accrochage.
L'arrivée de l'extrémité libre dans la position d'accrochage est détectée par exemple par un microcontact et l' actionnement de l'organe de blocage est commandé par le calculateur.
Une fois que le piston de poussée 31 est en position bloquée, l'autre motoréducteur 32 déplace la chaîne 29 dans l'autre sens de façon à ramener le conteneur amovible 24 entièrement sur la partie coulissante 16a.
Le déplacement du plateau 16 est ensuite commandé par le calculateur de la même manière décrite ci-dessus dans le cas de l'utilisation d'une combinaison crémaillères sur plateau - roues dentées sur conteneur amovible. Lorsque le conteneur amovible déchargé 24 est en position de stockage, l'organe de blocage libère l'extrémité libre du bras de poussée 31a et le piston de poussée 31 est ramené vers le plateau 16 par le déplacement de la chaîne 29.
Une fois que le plateau 16 est dans la position de récupération, le piston de poussée 31 est amené à se déplacer de telle sorte que l'extrémité libre se trouve dans la fente d'un conteneur amovible chargé 24 qui se situe dans un logement 27a. L'organe de blocage correspondant est alors actionné et le piston de poussée 31 peut ramener le contenu amovible chargé 24 sur la partie mobile 16a.
Lorsque le plateau 16 est dans la position d'introduction, le piston de poussée 31, dont l'extrémité libre est toujours bloquée dans la fente du conteneur amovible chargé 24, se déplace de façon à pousser le conteneur amovible chargé 24 dans le logement 23. A l'arrivée du conteneur amovible chargé 24 à la position d'utilisation, l'organe de blocage libère l'extrémité libre et le piston de poussée 31 est ramené à sa position initiale .
Le véhicule électrique 19 a ainsi été équipé d'un nouveau conteneur amovible pour batterie électrique permettant au véhicule électrique 19 de fonctionner.
L'utilisation de l'ensemble d'entraînement de conteneur amovible 28 présente l'avantage de permettre de diminuer le coût de fabrication du dispositif, car il n'est plus nécessaire de prévoir des crémaillères dans le logement 23, sur la partie coulissante 16a et dans tous les logements 27a. En effet, un seul ensemble d'entraînement 28 suffit par dispositif d'échange de conteneur amovible, voire par station-service.
Il est bien entendu que les modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus ont été donnés à titre indicatif et non limitatif et que des modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Dispositif d'échange de conteneur amovible pour batterie électrique de véhicule électrique, apte à retirer un conteneur amovible utilisé (24), placé dans un logement (23) d'un véhicule électrique (19), et à introduire dans ledit logement (23) un conteneur amovible non utilisé (24), stocké dans un logement (27a) d'une tour de stockage de conteneur amovible (27), caractérisé par le fait qu' il comprend :
un bâti (1) ;
un plateau (16) porté par le bâti (1), comportant une partie coulissante (16a) et une partie fixe (16b), et apte à recevoir de façon séquentielle le conteneur amovible utilisé (24) retiré du véhicule, puis le conteneur amovible non utilisé (24) destiné à être introduit dans le véhicule ;
des moyens pour déplacer le plateau (16) dans l'espace ;
- des moyens pour localiser le plateau (16) par rapport au logement (23) du véhicule électrique (19) ; et un calculateur qui est relié aux moyens de localisation du plateau (16) de telle sorte que ces derniers sont aptes à communiquer au calculateur la position du plateau (16) par rapport au logement (23) du véhicule électrique (19), et relié aux moyens de déplacement du plateau (16) de telle sorte qu'ils sont aptes à être commandés par le calculateur pour positionner et maintenir le plateau (16) dans une position de retrait, dans laquelle le conteneur amovible utilisé (24) peut être retiré du logement (23) pour venir se placer sur le plateau (16), une position de stockage, dans laquelle le conteneur amovible utilisé (24) peut être transféré du plateau (16) à un logement (27a) de la tour de stockage (27), une position de récupération, dans laquelle un conteneur amovible non utilisé (24) peut être transféré d'un logement (27a) de la tour de stockage (27) au plateau (16), et une position d' introduction, dans laquelle le conteneur amovible non utilisé (24) peut être introduit dans le logement (23) du véhicule électrique (19).
2 - Dispositif d'échange de conteneur amovible selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de localisation du plateau (16) comprennent au moins une paire de cibles laser (18a, 18b), la ou chaque paire de cibles laser (18a, 18b) étant constituée par une cible laser avant (18a) portée par l'extrémité avant de la partie fixe (16b) et une cible laser arrière (18b) portée par la partie arrière de la partie fixe (16b), chaque cible laser
(18a, 18b) comportant un point de référence (18c), lesdits points de référence (18c) de la cible laser avant (18a) et de la cible laser arrière (18b) constituant la ou chaque paire définissant une ligne (B) parallèle à l'axe longitudinal du plateau (16).
3 - Dispositif d'échange de conteneur amovible selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la ou les cibles laser avant (18a) sont aptes à laisser passer un faisceau laser venant les toucher, et que la ou les cibles laser arrière (18b) sont aptes à bloquer un faisceau laser venant les toucher.
4 - Dispositif d'échange de conteneur amovible selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les moyens de déplacement du plateau (16) comprennent un bras de liaison (12) porté par le bâti (1) et portant le plateau (16), lequel bras de liaison (12) est apte, sur la commande du calculateur, à déplacer, par son déplacement, le plateau (16) en translation et en rotation respectivement suivant l'axe vertical (Z) et l'axe transversal (X) du dispositif d'échange de conteneur amovible .
5 - Dispositif d'échange de conteneur amovible selon la revendication 4, caractérisé par le fait le bras de liaison (12) comporte des moyens agencés pour faire tourner le plateau (16) autour de l'axe vertical (W) du plateau (16) et de l'axe transversal (Y) du plateau (16).
6 - Dispositif d'échange de conteneur amovible selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le déplacement du plateau (16) suivant l'axe longitudinal (Y) du dispositif d'échange de conteneur amovible est obtenu par déplacement du bâti (1), notamment par translation d'un seul tenant du bâti (1) suivant l'axe longitudinal (Y) ou par pivotement du bâti (1) autour de l'axe transversal (X) du dispositif d'échange de conteneur amovible .
7 - Dispositif d'échange de conteneur amovible selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la partie coulissante (16a) du plateau (16) est apte à s'étendre sur commande du calculateur.
8 - Dispositif d'échange de conteneur amovible selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le plateau (16) comporte au moins une crémaillère (17) s' étendant sur la face supérieure de la partie coulissante (16a) du plateau (16).
9 - Dispositif d'échange de conteneur amovible selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait le plateau (16) porte, sur l'un de ses côtés longitudinaux, un tube (30) s' étendant sur la longueur du plateau (16) et comportant une fente, dans lequel tube (30) passe une chaîne (29) formant une boucle et reliée à deux motoréducteurs (32), chaque motoréducteur (32) étant apte à déplacer la chaîne (29) dans un sens suivant l'axe longitudinal (U) du plateau (16), un piston de poussée (31) étant disposé dans le tube (30) et solidaire de la chaîne (29) de façon à pouvoir translater à l'intérieur du tube
(30), le piston de poussée (31) comportant un bras de poussée (31a) s' étendant à l'extérieur du tube (30) à travers la fente de façon à pouvoir être sélectivement reliée de façon solidaire à un conteneur amovible (24) .
10 - Conteneur amovible (24) pour batterie électrique de véhicule électrique, destiné à être reçu, en position d'utilisation, dans un logement (23) d'un véhicule électrique (19) ou, en position de stockage, dans un logement (27a) d'une tour de stockage (27), et agencé pour coopérer avec le dispositif d'échange de conteneur amovible tel que défini à la revendication 9, le conteneur amovible étant caractérisé par le fait qu' il comprend :
une boîte apte à recevoir une ou plusieurs batteries électriques ;
- des moyens de connexion électrique agencés pour se connecter, en position d'utilisation, à des moyens de connexion électrique portés par le logement (23) du véhicule électrique (19) afin d'alimenter en énergie électrique le véhicule électrique (19), et également agencés pour se connecter, en position de stockage, à des moyens de connexion électrique portés par le logement (27a) de la tour de stockage (27) afin de charger la ou les batteries amovibles reçues dans le conteneur amovible (24) ; et
- des moyens pour déplacer ledit conteneur amovible (24) de manière autonome,
lesdits moyens de déplacement autonome du conteneur amovible (24) comprenant des roues aptes à rouler dans le logement (23) et sur le plateau (16), une fente pratiquée sur la face latérale du conteneur amovible (24) correspondant au côté du plateau (16) où est placé le tube
(30), laquelle fente débouche sur la face avant du conteneur amovible (24) tournée vers l'extérieur du logement (23) , et un organe de blocage apte à bloquer le bras de poussée (31a) lorsque ce dernier est reçu dans ladite fente du conteneur amovible (24) .
11 - Véhicule électrique (19), comportant un logement (23) agencé pour recevoir un conteneur amovible tel que défini à la revendication 10, ledit véhicule électrique (19) étant apte à coopérer avec un dispositif d'échange de conteneur amovible tel que défini à l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens aptes à coopérer avec les moyens de localisation de plateau (16) du dispositif d'échange de conteneur amovible, lesdits moyens de coopération comprenant notamment au moins un émetteur laser (26) apte à émettre un faisceau laser dont la direction est parallèle à la direction longitudinale du logement (23) du véhicule électrique (19) .
12 - Station d'échange pour conteneur amovible tel que défini à la revendication 10, caractérisée par le fait qu'elle comprend :
- un dispositif d'échange de conteneur amovible tel que défini à l'une des revendications 1 à 9 ;
une tour de stockage (27) apte à stocker un ou plusieurs conteneurs amovibles précités (24) ;
un moyen de positionnement d'un véhicule électrique (19) tel que défini à la revendication 11, ce moyen étant notamment constitué par une gouttière (21) apte à recevoir les roues avant ou arrière du véhicule électrique (19) . 13 - Station d'échange de conteneur amovible selon la revendication 12, du type contenant une gouttière (21), caractérisée par le fait qu'elle comprend un volet mobile placé devant la gouttière (21) de façon à se déployer dans une position permettant le blocage des roues avant ou arrière du véhicule électrique (19) lorsque celles-ci viennent se placer dans la gouttière (21).
14 - Station d'échange de conteneur amovible selon l'une des revendications 12 et 13, du type contenant une gouttière (21), caractérisée par le fait que la gouttière (21) est montée sur deux vérins verticaux permettant de soulever l'une ou l'autre des extrémités de la gouttière (21), ou ses deux extrémités.
15 - Station d'échange de conteneur amovible selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisée par le fait qu'elle comprend :
un rail (5) disposé dans une tranchée (6) pratiquée dans le sol suivant l'axe longitudinal (Y) du dispositif d'échange de conteneur amovible, et apte à supporter et guider le bâti (1) ;
une barre portant une crémaillère (7) apte à coopérer avec le bâti (1) de façon à permettre l'entraînement en translation du bâti (1) suivant l'axe longitudinal (Y) du dispositif d'échange de conteneur amovible.
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