WO2022254129A1 - Magnetic induction-based electrical connection device and method for electrically charging a battery of electrical accumulators for a motor vehicle - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to devices and methods for the electrical charging of an electric storage battery of a motor vehicle, these devices and methods using an electrical connection by magnetic induction.
- motor vehicles that is to say capable of moving by the force of one or more traction motors on board the machine, which include a battery of electric accumulators on board the machine and serving as a source of electrical energy for one or more electric motor(s)/actuator(s) on board the machine.
- the electric motor(s)/actuator(s) powered by the electric storage battery may comprise one or more traction motors, ensuring the movement of the motor vehicle, and/or one or more several motor(s)/actuator(s) ensuring an auxiliary function of the motor vehicle, for example ensuring movement of equipment of the vehicle.
- Such motor vehicles include motor vehicles intended for the transport of people, or goods or bulk materials, such as passenger cars, buses, trucks, rail machines, boats, aircraft, etc. ....
- Such automotive machinery also covers automotive industrial machinery, such as transport trolleys, public works machinery (excavators, loaders, graders, dumpers, compactors, etc.), or any other type of construction machinery. handling capable of move by the action of at least one traction motor on board the vehicle, in particular an electric traction motor.
- the electric storage battery is recharged at regular intervals by connection to an external source of electrical energy, generally a fixed source, in particular at a charging station.
- the motor vehicle and the charging station are each provided with a compatible socket, in principle according to a complementary geometry of the male/female type, making it possible, by coupling the two sockets, to connect a circuit of the motor vehicle to an electrical circuit of the charging terminal by electrical conduction at the contact pins of the two sockets.
- the matching of the primary inductor with the secondary inductor is ensured in a purely mechanical manner by complementary shapes between a support head of the charging station, which carries the primary inductor and which is mobile in space, and a guide which is integral with the motor vehicle.
- the mobility of the support head and its interaction with the guide makes it possible to obtain the matching vis-à-vis the primary inductor with the secondary inductor despite any inaccuracy in the relative placement between the motor vehicle and the charging station.
- the purely mechanical matching must take into account the constraints which are linked to the geometry of the complementary guide surfaces and which are linked to the need to control the contact forces between the support head and the guide integral with the motor vehicle, efforts which cannot be too great without hindering the relative movement.
- US 2016332525 Al proposes an electrical connection device for the electrical charging of an electric accumulator battery, but such charging is not carried out through inductors.
- FR 2969408 A1 relates to a battery induction charging system, and aims to facilitate the relative positioning of a primary circuit arranged on a charging point with respect to a secondary circuit installed on the vehicle in guaranteeing adaptation to any vehicle configuration, but does not offer a solution to improve the contact between the two circuits.
- US 2017018963 Al discloses an electrical connection device by magnetic induction for the electrical charging of an electric storage battery of a motor vehicle by placing a primary inductor and a secondary inductor facing each other, but does not does not offer a solution to improve the contact between the two circuits.
- the object of the invention is therefore to propose a device and a method of electrical connection by mechanical induction which makes it possible to improve the relative positioning between the primary inductor and the secondary inductor, and therefore to improve the magnetic coupling between the primary inductor and the secondary inductor, to the benefit of the efficiency of the transfer of electrical energy through the electrical connection by magnetic induction.
- the invention proposes an electrical connection device by magnetic induction for the electrical recharging of a battery of electrical accumulators of a motor vehicle, comprising:
- a charging station having a variable-geometry structure which carries a primary inductor, the variable-geometry structure allowing movement of the primary inductor in space;
- connection device comprises at least one electromagnet which is controlled in a state of attraction to press the primary inductor and the secondary inductor towards each other opposite.
- the movement of the primary inductor in space is ensured passively by cooperation with a guide integral with the motor vehicle.
- variable-geometry structure comprises a support head which carries the primary inductor and which is movable in space with the primary inductor.
- the primary inductor is fixed on the support head.
- the at least one electromagnet is secured to the support head of the variable geometry structure. In combination or as an alternative, in certain embodiments, the at least electromagnet is secured to the motor vehicle.
- the electromagnet is distinct from the primary inductor and from the secondary inductor.
- the electromagnet is controlled in a state of attraction at least when the primary inductor and the secondary inductor are in a relative position of correspondence vis-à-vis.
- the device comprises at least one position sensor which detects a relative position between the primary inductor and the secondary inductor, and the electromagnet is controlled in a state of attraction according to relative position information between the primary inductor and the secondary inductor, delivered by the position sensor.
- at least one of the primary inductor and the secondary inductor forms a relative position sensor between the primary inductor and the secondary inductor.
- the device comprises at least one relative position sensor between the primary inductor and the secondary inductor which is separate from the primary inductor and from the secondary inductor.
- the electromagnet is kept controlled in a state of attraction during a recharging step during which an electrical current for recharging the storage battery circulates between the primary inductor and the secondary inductor .
- the support head is configured to cooperate mechanically with the guide secured to the motor vehicle in such a way that, during a docking operation comprising a relative movement of ratment between the motor vehicle and the charging station, cooperation by mechanical contact between the support head and the guide causes a movement of the support head in space to bring the support head into a relative position predefined by report to the guide.
- the support head comprises at least three mechanical contact zones provided to cooperate mechanically with the guide, and the electromagnet is arranged inside a perimeter defined by the at least three zones of contact.
- variable-geometry structure comprises a support head which carries the primary inductor and which is movable in space with the primary inductor
- the variable-geometry structure comprises at least one arm which , by a proximal end, pivots with respect to a base around a horizontal axis of lower pivoting; the support head, which carries the primary inductor, is carried by a distal end of the arm, and the support head pivots relative to the arm around a horizontal axis of upper pivoting; and the arm is pivotable with respect to the base around a vertical axis of azimuth of the arm.
- the arm is mounted on the base by a double pivot comprising a pivot along the lower horizontal pivot axis and a pivot along the vertical azimuth axis of the arm.
- the double pivot is formed by a turret which is mounted on the base by the pivot along the vertical azimuth axis of the arm of the double pivot, the arm being, at its proximal end, mounted on the turret by the pivot along the lower horizontal pivot axis of the double pivot.
- the support head pivots around a head azimuth axis relative to the distal end of the arm.
- the support head is biased around the vertical axis of head azimuth towards a position of rest relative to the distal end of the arm.
- the base comprises a longitudinal extension slide relative to a base of the variable geometry structure; the base comprises a carriage which slides on the slide in the longitudinal direction of extension of the slide; and the arm pivots, via its proximal end, on the carriage around the lower horizontal pivot axis and around the vertical azimuth axis of the arm.
- the device comprises means for returning the carriage to a waiting position relative to the slide.
- the slide comprises a fixed rail and at least one intermediate rail which slides on the fixed rail according to the longitudinal direction of extension of the slide, and the carriage slides on the intermediate rail of the slide in the longitudinal direction of extension of the slide.
- the intermediate rail slides on the fixed rail between a nominal position and a release position
- the device comprises a retractable stop which holds the intermediate rail in the nominal position up to a first force threshold, and which releases the intermediate rail beyond this first force threshold to allow it to slide on the fixed rail towards the release position.
- the device comprises elastic return means of the arm towards a high stop position with respect to the base, in rotation around the horizontal axis of lower pivoting.
- the support head has a center of gravity which is offset with respect to the upper horizontal pivot axis around which it pivots with respect to the arm, and, in the absence of an external force applied at the support head, the support head is brought back into a waiting abutment position around the upper horizontal pivot axis by the sole effect of gravity.
- the invention also relates to a method of electric recharging by magnetic induction of an electric storage battery of a motor vehicle comprising the following steps: a- a docking operation comprising a relative movement of approach between the motor vehicle and a charging station having a structure with variable geometry having a support head which carries a primary inductor and which is movable in space with the primary inductor; b- during the docking operation, cooperation by mechanical contact between the support head and a guide integral with the motor vehicle, the mechanical cooperation causing movement of the support head in space to bring the support head into a predefined relative position with respect to the guide; c- the control of an electromagnet in a state of attraction at least when the primary inductor is in a relative position of correspondence vis-à-vis a secondary inductor which is carried by the motor vehicle; d- maintaining the electromagnet in a state of attraction during a recharging step during which an electric current for recharging the storage battery flows between the primary inductor and the secondary induct
- the method comprises the step of detecting a relative position between the primary inductor and the secondary inductor, and the electromagnet is controlled in a state of attraction according to a relative position information between the primary inductor and the secondary inductor.
- the method includes the step of deactivating the electromagnet after stopping the flow of electric current for recharging the storage battery between the primary inductor and the secondary inductor.
- the method comprises the step of keeping the electromagnet activated after stopping the flow of electric current for recharging the storage battery between the primary inductor and the secondary inductor, until a moment following a movement of the motor vehicle relative to the charging station.
- Figure 1 is a perspective view of a charging terminal for an electrical connection device by magnetic induction according to the invention, the figure comprising a detail of a connecting portion of an arm on a base of a variable geometry structure of the charging station.
- Figure 2 is a schematic perspective view illustrating an embodiment of a guide mounted on the underside of a motor vehicle and provided to cooperate with a charging terminal in an electrical connection device by magnetic induction according to the invention.
- Figure 3 is a schematic exploded perspective view of an embodiment of a support head for an electrical connection device by magnetic induction according to the invention.
- Figure 4 is a schematic top view showing a first approach phase in a docking operation of a motor vehicle with a charging station.
- the elements linked to the motor vehicle 12 are illustrated in transparency.
- Figure 5 is a schematic side view showing the same first approach phase as that of Figure 4.
- Figure 6 is a view identical to that of Figure 4 showing an intermediate phase of guidance in a docking operation of a motor vehicle with a charging station.
- Figure 7 is a view identical to that of Figure 5 showing the same intermediate guiding phase as that of Figure 6.
- Figure 8 is a schematic view identical to that of Figure 4 showing a final phase in a docking operation of a motor vehicle with a charging station.
- Figure 9 is a schematic view identical to that of Figure 5 showing the same final phase as that of Figure 8.
- Figure 10 is a schematic side view showing a phase of recoil of the arm and of the support head of a charging station in the event of excessive ratment between the motor vehicle and the charging station.
- Figure 11 is a schematic side view showing a release phase of the arm and the support head of a charging station in the event of excessive proximity between the motor vehicle and the charging station.
- the invention relates to an electrical connection device 10 by magnetic induction for the electrical charging of an electric storage battery of a motor vehicle 12.
- the device comprises a charging terminal 14 which, as can be seen in Figure 1, is for example electrically connected to a domestic or industrial electrical network.
- the charging station 14 comprises a variable geometry structure 16 which carries a primary inductor 18 which is intended to cooperate with a secondary inductor 20 carried by the motor vehicle 12, as illustrated in FIG. 2.
- the variable geometry structure which carries the primary inductor 18 could for example be identical or similar to one or the other of those described in the documents EP-2,739,501 and FR-2,740,921.
- a particularly advantageous embodiment of a structure with variable geometry is described below, with reference to the drawings, a particularly advantageous embodiment of a structure with variable geometry.
- the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 are intended to be brought into a relative position in correspondence with each other, facing each other, to allow, by magnetic coupling, the transmission of a power electricity from one inductor to the other.
- Such a relative position of correspondence vis-à-vis the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 is illustrated in Figures 8 and 9. This transmission of electrical power will therefore be used in particular to recharge the battery of accumulators of the motor vehicle 12 with electrical power supplied by the electrical network via the charging station 14.
- the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 can be made in any manner known in the field of electrical connections by magnetic induction.
- the primary inductor 18 and/or 20 can each be made in the form of a coil of electrical conductor(s), for example made of copper, or aluminum, or aluminum covered with copper called CCA, etc
- Each coil may be in the form of a flat helical winding around a central axis A18, A20 and may for example have a diameter of between 100 and 300 millimeters, thus with a thickness in the direction of the central axis.
- A18, A20 of the coil comprised for example between 5 and 50 millimeters, preferably between 5 and 20 millimeters.
- the coil is generally assembled on a magnetic circuit generally formed of ferrites or other material with high magnetic permeability and low electrical conductivity, making it possible to increase the magnetic coupling between the facing coils and therefore making it possible to limit the magnetic losses of the equivalent transformer formed by the two facing coils.
- the primary inductor 18 may be electrically powered, for example via one or more electric cables 17, by a power supply 22 of the terminal of recharge 14.
- a power supply 22 of the terminal of recharge 14.
- the power supply 22 will be adapted to the nature of the electric current supplied by the network 15, which generally a current under alternating voltage.
- the power supply 22 may typically include at least one rectifier, for example a "PFC" type rectifier
- This power supply 22 may be contained in a power supply box 24 belonging to the charging station 14, and it will be electrically connected to the electrical network 15.
- the invention may be used by taking electrical energy from a domestic electrical network 15 , for example, in Europe, under an alternating voltage of the order of 230 V single-phase or 400 V three-phase, with currents whose intensity may be less than 32 A, or even less than 16 A.
- the charging station 14 can advantageously comprise an electronic control unit 23, which can for example also be housed in the power supply box 24.
- the electronic control unit 23 can thus control the power supply 22 in particular by function in particular of information received from various sensors and/or from a man-machine interface device (keyboard, touch screen, light or sound sensor, etc.) by which a user can control the charging terminal 14.
- a man-machine interface device keyboard, touch screen, light or sound sensor, etc.
- the charging station 14 can preferably, for example via the electronic control unit 23, exchange control and command information with the motor vehicle 12, either by a remote connection (radio waves type HF 433 Mhz, Bluetooth ®, Wi-Fi ®, infrared, etc. or by a wired connection possibly comprising a connection interface which can also be by magnetic induction.
- the power supply 22 will preferably include a high-frequency generator to supply the primary inductor 18 with a high-frequency alternating current, with a frequency for example between 10 kilohertz and 200 kilohertz, preferably between 20 kilohertz and 50 kilohertz.
- the electrical connection device by magnetic induction 10 is sized to deliver maximum electrical power at the output of secondary inductor 20, that is to say in the direction of the electric storage battery of the vehicle. automotive, between 1 kW and 100 kW, preferably between 3 kW and 25 kW, compatible with a domestic electrical network.
- the electrical power which passes between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 may be less than the maximum electrical power for which the electrical connection device is dimensioned. by magnetic induction 10.
- the secondary inductor will typically be connected to an electrical circuit of the motor vehicle which may in particular include a rectifier making it possible to convert the alternating current received at the level of the secondary inductor 20 into direct current to the battery of electric accumulators to be recharged.
- the electrical circuit of the motor vehicle, to which the secondary inductor 20 and the electric storage battery are connected may also be connected to an on-board computer network of the motor vehicle 12 to exchange control and command information. with various components of the motor vehicle, including with a human/machine interface component allowing the user to view, check and/or command the operation of the electrical connection device by magnetic induction 10.
- the electrical connection device by magnetic induction 10 may be designed to allow a flow of electrical power in the opposite direction, to transfer electrical energy from the motor vehicle 12 to the charging station 14, of course by adapting the electrical circuit of the motor vehicle 12 and the power supply 22 of the charging station 14.
- variable geometry structure 16 of the charging terminal 14 allows movement of the primary inductor 18 in space, relative to a base of the variable-geometry structure 16 of the charging station 14.
- this displacement in space of the support head 26 of the charging station 14 results in a possibility of movement of the support head 26, and therefore of the primary inductor 18, along three orthogonal dimensions of space in terms of relative movement with respect to the secondary inductor 20.
- mapping of the primary inductor 18 with the secondary inductor 20 will be considered acquired including with an admissible radial offset between the central axis A18 of the primary inductor 18 and the central axis A20 of the secondary inductor 20, the radial direction being considered here as perpendicular to the central axis A18 of the primary inductor 18 and to the central axis A20 of the secondary inductor 20.
- the permissible radial offset is for example or equal to 50 millimeters, preferably less than or equal to 25 millimeters, more preferably less than or equal to 10 millimeters.
- the device is designed such that in a charging configuration, the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 are placed in a relative position of correspondence facing each other with a distance separating them according to the direction of their central axis which will preferably be less than one fifth of the diameter of the inductors.
- the distance separating the primary inductor 18 from the secondary inductor 20 will thus preferably be less than 20 millimeters (mm), preferably less 10 millimeters (mm) between the facing faces of each of the coils forming each of the inductors.
- the electrical connection by magnetic induction is made with a small air gap, which suggests an efficiency greater than 90% for the complete electrical power transmission chain between the electrical power drawn by the electrical power supply 22 on the network 15 and the electric power delivered to the battery of electric accumulators of the motor vehicle 12.
- the minimum distance between the coils according to the direction of their central axis will be impacted by the components in which the coils are integrated, in particular for their protection.
- the thickness of the upper wall of the housing of the connection head 26 and the thickness of the guide plate 38 will be interposed between the facing faces of each of the coils forming each of the inductors, thus imposing a certain distance between these two faces in the direction of the central axis of the inductors 18, 20.
- these two thicknesses make it possible to obtain, when the two inductors are pressed towards each other in a relative position of correspondence opposite each other, a distance of less than 5 millimeters (mm) between the facing faces of the coils, in the direction of their central axis.
- the matching of the primary inductor 18 with the secondary inductor 20 will be taken for granted, including in the event of an admissible angular offset between the two axes.
- the admissible angular offset is for example less than or equal to 10 degrees of angle, preferably less than or equal to 5 degrees of angle.
- the relative movement of the primary inductor 18 with respect to the secondary inductor 20 along three orthogonal dimensions of space which is permitted by the variable geometry structure 16 of the charging terminal 14 possibly in combination with a relative movement of the secondary inductor with respect to the terminal 14 corresponding for example to a movement of approach of the motor vehicle towards the charging terminal 14, is above all a possibility of displacement of a reference point of the primary inductor 18, for example the center of the coil of the primary inductor 18, with respect to the secondary inductor, which can be decomposed according to three distinct translations, each according to one of the three orthogonal directions of space .
- the matching of the primary inductor 18 with the secondary inductor 20 can be optimized by minimizing the angular offset between the respective central axes A18, A20 of the primary inductor 18 and of the secondary inductor 20.
- the movement of the primary inductor 18 the space allowed the variable geometry structure 16 of the charging station 14 may include at least one possibility of rotation of the central axis 18 of the primary inductor 18 around an axis, for example around a longitudinal axis or a transverse axis.
- the movement of the primary inductor 18 in space, permitted by the variable geometry structure 16 of the charging station 14, may include the possibility of rotation of the central axis 18 of the primary inductor 18 around two axes orthogonal, for example around an axis longitudinal and a transverse axis, relative to a base of the charging station.
- One of the keys to obtaining such efficiency resides in a relative positioning of the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 which corresponds as best as possible with a mapping as defined above.
- This face-to-face correspondence is preferably ensured and maintained throughout the duration of the recharging operation during which electrical power is transmitted by the charging terminal 14 to the battery of electric accumulators of motor vehicle 12.
- the electrical connection device 10 comprises at least one electromagnet 28 which is able to be controlled in an attraction state to press the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 one in the direction of the other opposite.
- the electromagnet 28 generates, in its state of attraction, a magnetic attraction force along a direction A28 which is parallel to the central axis of the coils of the primary inductor 18 and/or of the secondary inductor 20.
- the electromagnet 28 is controlled in its state of attraction by being electrically powered.
- the electromagnet is capable of being driven into a deactivated state in which it generates no magnetic attractive force, although a negligible residual magnetic attractive force may persist. This deactivated state is for example obtained by interrupting the power supply to the electromagnet 28.
- [0059]0n could provide that the electromagnet 28, provided to exert a force of attraction such that the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 are attracted towards each other in vis-à-vis , or integral with the motor vehicle 12.
- provision could be made for the primary inductor 18 to be associated with a ferromagnetic mass, for example carried by a support head 26 of the charging terminal 14 as described below .
- the electromagnet 28 will be electrically powered and controlled by the electrical circuit and the control and command network of the motor vehicle.
- the electromagnet 28 is advantageously made for the electromagnet 28 to be part of the charging terminal 14.
- the positioning of the electromagnet 28 on the side of the charging station 14 rather than on the side of the motor vehicle 12 makes it possible to simplify the assembly which must be on board the motor vehicle 12.
- the electromagnet 28 can in this case be electrically powered by the power supply 22 of the charging station 14 and can be controlled / controlled by the electronic control unit 23 of the charging station 14.
- the electrical connection device 10 could be made for the electrical connection device 10 to comprise several electromagnets capable of being controlled in a state of attraction to press the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 towards each other. other opposite. In this case, it is possible to provide several electromagnets integral with the motor vehicle 12, or several electromagnets forming part of the charging terminal 14. Provision may be made for the electrical connection device 10 to comprise at least one electromagnet integral with the motor vehicle 12 and at least one electromagnet forming part of the charging terminal 14.
- the arrangement of several electromagnets will make it possible in particular to distribute the arrangement of the magnetic attraction forces generated, for example by arranging electromagnets on either side of the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 in a radial direction perpendicular to the axis A18 of the primary inductor 18.
- the electromagnet 28 is for example sized to generate, on a ferromagnetic mass facing the electromagnet 28, an attraction force, in a direction parallel to the central axis of the inductor to which it is associated, here the primary inductor 18, which is for example between 50 and 300 Newton when the support head 26 is in contact. It is possible to modulate the force of attraction of the electromagnet according to various parameters, by modulating the supply current of the electromagnet. In particular, one can modulate the force of attraction of the electromagnet to apply it progressively, by first applying a weak or moderate magnetic force of attraction when approaching the relative position of setting. correspondence vis-à-vis the two inductors, then by applying a stronger magnetic force of attraction when the relative position of correspondence vis-à-vis has been reached. This makes it possible to avoid a locking in position of the two inductors before they have reached the relative position of matching facing each other.
- the motor vehicle 12 provision will therefore be made for the motor vehicle 12 to be provided with a ferromagnetic mass 27 placed close to the secondary inductor 20, but at a distance all the same sufficient not to be in the range of the magnetic field created during recharging between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20, with a relative positioning with respect to this secondary inductor 20 which is identical to the relative positioning between the electromagnet 28 and the primary inductor 18.
- This ferromagnetic mass 27 can for example be constituted by a frame element of the motor vehicle 12.
- this ferromagnetic mass 27 can have a cylindrical shape of revolution, for example a disk, to increase the centering precision between the electromagnet and the ferromagnetic mass 27 when the electromagnet is activated.
- the electromagnet 28 is separate from the primary inductor 18 and from the secondary inductor 20.
- one and/or the other of the primary inductor 18 and/or of the secondary inductor 20 could act as an electromagnet. Indeed, it would suffice to apply to one and/or the other of the primary inductor 18 or of the secondary inductor 20 a direct current in an appropriate direction to generate a magnetic field capable of generating such a force of 'attraction. However, such an arrangement would prevent a force of attraction from being exerted during a recharging operation when an electric power must be transmitted from the primary inductor 18 to the secondary inductor 20, since this power transmission supposes the supply of the primary inductor 18 with a current under alternating voltage.
- the electromagnet 28 is offset with respect to the primary inductor 18 in a radial direction. perpendicular to the axis A18 of the primary inductor 18.
- the position of the electromagnet 28 on the support head 26 can be represented by the axis A28 along which the resultant of the magnetic attraction force generated by the electromagnet, and which can be called axis A28 of the electromagnet.
- the electromagnet 28 comprises a coil whose axis is precisely the axis A28 of the electromagnet 28.
- the axis A28 of the electromagnet 28 is preferably parallel to the axis A18 of the primary inductor 18.
- the invention is presented in the context of a device 10 in which the movement of the primary inductor 18 in space is ensured passively by cooperation with a guide 36 secured to the motor vehicle 12.
- the movement of the primary inductor is provided passively in that it does not implement any motorized means on the charging terminal 14, that is to say no motor or actuator controlled.
- only return means and mechanical guide means are used, the displacement being generated by the relative displacement between the guide 36 secured to the motor vehicle and a support head 26 which is presses guide 36.
- electromagnet 28 could be implemented within the framework of an electrical connection device implementing a movement of the primary inductor 18 which would be partially or entirely robotized, in the sense that the movement would be controlled by one or more controlled motors or actuators such as a motor or a cylinder, electric, pneumatic or hydraulic.
- the electrical connection device 10 is designed so that the secondary inductor 20, carried by the motor vehicle, is arranged at the level of an underside of the vehicle. car 12, set back inwards in the longitudinal direction of the motor vehicle 12 with respect to a front or rear end of the vehicle.
- the central axis A20 of the secondary inductor 20 will be set back inwards in the longitudinal direction of the motor vehicle 12, for example at a distance in the range from 10 cm to 150 cm with respect to at the nearest end among the front and rear ends of the motor vehicle 12.
- the central axis A20 of the secondary inductor 20 will be set back inwards in the longitudinal direction of the vehicle motor vehicle 12, for example at a distance of at least 40 cm from the nearest end among the front and rear ends of the motor vehicle 12 to provide sufficient guidance distance to absorb a significant transverse shift, at the moment of the start of docking, between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20.
- a configuration in a central position in the longitudinal direction of the motor vehicle is also possible. In such an arrangement at the level of an underside of the motor vehicle 12, access to the secondary inductor 20 is “from below”. Therefore, it will be advantageous to arrange the secondary inductor 20 on the motor vehicle 20 such that its central axis A20 is vertical or substantially vertical.
- the central axis A20 is substantially vertical if it forms an angle with the vertical direction of less than 30 degrees.
- the motor vehicle has a median longitudinal axis which extends in a horizontal longitudinal direction corresponding to its straight line travel path, and which is therefore located transversely to the middle of the motor vehicle 12 in a horizontal transverse direction perpendicular to the median longitudinal axis.
- Motor vehicle 12 also has a longitudinal reference axis X′ which is parallel to the median longitudinal axis but which passes through central axis A20 of secondary inductor 20. If secondary inductor 20 is located transversely to the center of the vehicle, the longitudinal axis of reference X' and the median longitudinal axis of the motor vehicle coincide.
- the assumption will be made that the motor vehicle has a front longitudinal end and a rear longitudinal end (which, for certain motor vehicles, such as transport trolleys, can be arbitrary).
- the assumption will be made more particularly that the secondary inductor 20 is arranged longitudinally on the rear side of the vehicle and that, in a docking operation of the motor vehicle with the charging terminal 14, the motor vehicle moves in "reverse", the motor vehicle therefore presenting itself with its rear longitudinal end facing the charging terminal 14 and moving so that the rear longitudinal end approaches the charging terminal 14 during the docking operation.
- the secondary inductor 20 could be arranged on the front side of the motor vehicle 12, or even in a longitudinally central position with respect to the mobile machine 12, and/or for the docking operation to be operated with the motor vehicle 12 moving in “forward gear”.
- a nominal longitudinal direction for the charging terminal 14 which is the longitudinal direction of the motor vehicle when the motor vehicle is in an optimal orientation with respect to the terminal.
- charging station 14 when the motor vehicle 12 performs a docking operation and therefore relative to a nominal longitudinal axis X for the charging station 14 which would be contained in the same vertical plane as the reference longitudinal axis X' of the motor vehicle being presented in an orientation and an optimal position with respect to the terminal charging station 14 when the motor vehicle 12 performs a docking operation on the charging station 14.
- the variable geometry structure 16 of the charging station 14 comprises a base 50 which is fixed during a docking operation of the motor vehicle on the charging station 14.
- variable geometry 16 of the charging terminal 14 makes it possible to ensure a positioning in relative correspondence position vis-à-vis the primary inductor 18 and of the secondary inductor 20 despite this unfavorable situation, as long as it remains within a predefined range of angular difference between the reference longitudinal axis X' of the motor vehicle 12 and the nominal longitudinal axis X for the terminal of refill 14, and within a predefined range of transverse offset between these two axes.
- variable geometry structure 16 comprises a base 50 and a support head 26 which carries the primary inductor 18 and which is movable in space with the primary inductor 18, in particular with respect to its base 50.
- the support head 26 has, with respect to its base 50, at least one degree of freedom in translation in a horizontal direction transverse to the longitudinal reference axis X′ of the motor vehicle. It preferably has, with respect to its base 50, a degree of freedom in translation in a vertical direction.
- it can also present, with respect to a base of its base 50, a degree of freedom in translation along a longitudinal direction parallel to the longitudinal reference axis X′ of the motor vehicle.
- the support head 28 may also have, relative to its base 50, at least one degree of freedom in rotation, in particular around a transverse axis and/or a longitudinal axis.
- the relative movement of the motor vehicle with respect to the charging terminal 14 corresponds to a degree of freedom of movement between on the one hand the support head 26 and the primary inductor 18, and secondly the secondary inductor 20, this degree of freedom being in translation in the longitudinal direction.
- the support head 26 is in the form of a box which has a substantially flat upper face 25, perpendicular to the central axis A18 of the primary inductor 18 and which, in a plane perpendicular to the central axis A18 of the primary inductor 18, has an arrow-shaped outline, in this case triangular in shape, with a front longitudinal point 29, a rear edge 30 opposite the front longitudinal point 29, and two lateral edges 32 connecting the front longitudinal point 29 to the rear edge 30.
- the front longitudinal point 29 is that which, during a docking operation of a motor vehicle on the charging station, is turned in the direction of the motor vehicle 12.
- the support head 26 comprises, protruding from each side edge 32 in the plane perpendicular to the central axis A18 of the primary inductor 18, a side guide pad 34.
- each lateral guide pad 34 is made in the form of a roller rotating around an axis parallel to the central axis A18 of the primary inductor 18.
- the support head 26 thus has two lateral profiles 35 which, in a plane perpendicular to the central axis A18 of the primary inductor 18, has a V-shaped profile in each convex protuberance of one of the side edges 32 of the triangular housing of the support head.
- Each side profile 35 thus has a front segment 35a, which extends from the front longitudinal end 29, and a rear segment 35b, which extends to the rear edge 30 of the support head 26.
- the front segment 35a and the rear segment 35b thus meet substantially at the level of the middle of the corresponding side edge 32 of the housing, at the level of the tip of the V-shaped profile of the corresponding side profile 35.
- Each side guide pad 34 is arranged at the tip of the V profile of the side profile 35 corresponding.
- the support head 26 of the example shown has a convex pentagonal outline which remains in the shape of an arrow pointing towards the front longitudinal point 29.
- the primary inductor 18 is fixed on the support head 26.
- the primary inductor 18 is arranged substantially at the center of the support head 26 according to a view along the central axis A18 of the primary inductor.
- the primary inductor 18 is received inside the housing of the support head 26, if possible in the immediate vicinity of the upper face 25 of the housing of the support head 26.
- the electromagnet 28 can advantageously be contained inside the housing of the support head 26, preferably in the immediate vicinity of the upper face 25 thereof.
- the electromagnet is arranged between the primary inductor 18 and the front longitudinal tip 29 of the support head 26.
- the support head 26 is configured to cooperate mechanically with a guide 36 which is integral with the motor vehicle 12 so that, during a docking operation comprising a relative displacement approach between the motor vehicle 12 and the charging station 14, cooperation by mechanical contact between the support head 26 and the guide 36 causes a movement of the support head 26 in space to bring the support head 26 into a position relative to guide 36.
- the guide 36 is arranged in the form of a guide plate 38 which is affixed under the motor vehicle 12, therefore covering by below a lower face thereof which is turned vis-à-vis the ground.
- the secondary inductor 20 carried by the motor vehicle is arranged just above the guide plate 38, which has the smallest possible thickness to reduce the air gap between the secondary inductor 20 and the primary inductor 18 when they are in relative position of correspondence vis-à-vis.
- the guide plate 38 may have a reduced thickness compared to the secondary inductor 20.
- the secondary inductor 20 carried by the motor vehicle is arranged on the rear side of the motor vehicle according to the longitudinal direction of the motor vehicle 12, so that the guide plate 38 preferably extends from a rear end of the underside of the vehicle.
- the guide plate 38 has a rear edge 40 which comes in the extension of the lower edge of the bumper or lower valance of the vehicle.
- the guide plate 38 extends longitudinally towards the center of the vehicle, preferably at least as far as the zone in which the secondary inductor 20 is arranged.
- variable geometry structure 16 of the charging terminal 14 is configured to press, from the bottom upwards, the upper face 25 of the support head 26 against the lower face of the plate guide 38.
- the guide plate 38 therefore has a substantially horizontal general orientation, with however preferably a general inclination, for example comprised in the range going from 3 to 20 degrees of angle, the rear end of the guide plate , corresponding here to its rear edge 40, being vertically higher than its front end.
- the guide plate may be substantially flat, but may be slightly curved, its underside facing the ground S possibly having a convex or concave curvature.
- the guide 36 comprises two guide flanges 42 on either side of a longitudinal reference axis X′ of the guide 36 which preferably coincides with the longitudinal reference axis of the motor vehicle 12, therefore passing through the central axis A20 of the secondary inductor.
- the guide flanges 42 are raised relative to the guide plate 38, downwards, so that the support head 26, when it is pressed upwards against the guide plate 38, is brought to s 'press transversely on one or the other of the guide flanges 42 if it is not centered transversely with respect to the longitudinal reference axis X' of the guide 36.
- the two guide flanges 42 are oriented in an oblique direction with respect to the longitudinal reference axis X' of the guide 36 and they converge when the guide 36 is traversed from its rear edge 40 towards its front end. At the front end of the guide 36, the front ends of the guide flanges 42 are brought closer to each other so that the guide head can come transversely into contact with the two guide flanges 42 simultaneously, so as to define a precise transverse position of the support head 26 when it is thus simultaneously in contact with the two guide flanges 42.
- the guide flanges 42 of the guide 36 therefore define a transverse guide funnel which is flared at the rear and narrowed at the front, the rear zone of the guide funnel forming an entry zone for the head. support 26, and the front zone of the guide funnel forming a zone in which the support head 26 is centered with respect to the longitudinal reference axis X' of the guide 36.
- the guide funnel formed by the guide flanges 42 is closed at its front end, in the sense that the guide flanges 42 form a forward longitudinal stop for the head. support during the docking operation.
- the guide 36 forms a longitudinal stop for the support head 26 during the docking operation.
- This longitudinal stop is preferably included in the front zone of the guide funnel in which the support head 26 is centered with respect to the median longitudinal axis of the guide 36 by the guide edges 42.
- This final phase of the operation docking is more particularly illustrated by Figures 8 and 9.
- the longitudinal stop defined by the guide 36 for the support head 26 preferably corresponds with the relative position of correspondence vis-à-vis the inductor primary 18 and the secondary inductor 20.
- the secondary inductor 20 is arranged on the vehicle so as to correspond with the front end of the guide funnel formed by the guide flanges 42.
- the angle formed between the front segments 35a of the two side profiles 35 which each carry one of the side guide pads 34 is equal to the angle formed by the two guide flanges 42, at least in the front zone of the guide 36 which determines the relative position of correspondence vis-à-vis the primary inductor 18 and the secondary inductor 20.
- the external profile of the head which is defined by the two side profiles 35 will advantageously be chosen to correspond to the profile formed by the two guide flanges 42 of the guide 36.
- the cooperation of the support head 26 with the guide 36 determines a predefined angular position for the support head 26 around a vertical axis.
- the guide 36 would not form a front longitudinal stop for the support head 26 during the docking operation.
- the electromagnet 28 may be used to lock , in the longitudinal direction, the relative position of correspondence vis-à-vis the primary inductor 18 with the secondary inductor 20.
- the support head 26 comprises at least three distinct mechanical contact zones 33, 34 provided to cooperate mechanically with the guide 36. This makes it possible to perfectly define the relative position in space of the support head. 26, and therefore of the primary inductor 18, with respect to the guide 36, and therefore with respect to the secondary inductor 20.
- the support head 26 comprises three spherical caps 33, which are arranged at the three angles of the triangle formed by the housing of the support head 26, and which each form such a mechanical contact zone. The spherical caps 33 therefore protrude upwards relative to the upper face 25 of the housing of the support head 26.
- Each spherical cap 33 is advantageously made of or covered with a material with a low coefficient of friction, for example a material based on nylon and/or polytretrafluoro-ethylene (PTFE).
- PTFE polytretrafluoro-ethylene
- one or more of these mechanical contact zones could advantageously be made in the form of a wheel or a rotating ball.
- the three spherical caps 33 mainly ensure the positioning of the support head in the vertical direction by being pressed upwards against the lower face of the guide plate 38 of the guide 36 which is turned towards the ground.
- the support head 26 also comprises lateral guide pads 34 which are more particularly configured to cooperate with the guide flanges 42 of the guide 36.
- the guide plate 38 comprises centering recesses 44 which are arranged in the underside of the guide plate 38, and which are provided to accommodate the mechanical contact zones 33 of the support head 26 when the latter arrives in its position corresponding to the relative position of correspondence vis-à-vis the primary inductor 18 and the secondary inductor 20.
- These centering recesses 44 come in addition to the centering carried out by the guide edges 42. They can set a more precise position. Being made in the form of recesses, therefore recessed with respect to the lower face of the guide plate 38, such recesses allow the upper face 25 of the housing of the support head 26 to come to bear perfectly against the lower face of the guide plate 38.
- the relative distance between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20, according to the direction of their respective central axis, can be minimized.
- the shapes of the spherical caps 33 and of the recesses 44 of the guide plate 38 are designed for easy engagement during a docking operation, and for easy release when undocking.
- the at least three mechanical contact zones are arranged on the support head 26 such that the primary inductor 18, or at least its central axis A18, is arranged inside a perimeter defined by the at least three contact areas. This arrangement makes it possible to better ensure correct orientation of the primary inductor 18.
- the electromagnet 28 can advantageously be arranged so that it is arranged at the inside a perimeter defined by the at least three mechanical contact zones 33. This will be particularly advantageous in the case where the mechanical contact zones are intended to be received in recesses as described above. Thus, the magnetic attraction force generated by the electromagnet 28 would be exerted inside this perimeter, thus avoiding any cantilever situation, which will favor the quality of the centering, if this centering is ensured at the less in part by the cooperation between the mechanical contact zones 33 and the recesses 44.
- the electromagnet 28 will preferably be arranged close to the primary inductor 18 to promote the quality of the plating of the support head 26 against the guide plate 38 at this level, thus promoting a minimum air gap between the two primary 18 and secondary 20 inductors.
- the electromagnet 28 is advantageously controlled in a state of attraction, in which it generates a magnetic attraction force which attracts the primary inductor 18 and the secondary inductor 1 towards each other, at least when the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 are in their relative position of correspondence vis-à-vis.
- the electromagnet 28 is controlled in a state of attraction, in which it generates a magnetic attraction force which attracts the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 towards each other, only when the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 are in their relative position of correspondence vis-à-vis, or when the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 are separated from each other, with respect to their relative position of correspondence vis-à-vis, by a distance less than a predefined activation distance.
- the predefined activation distance is for example defined as being a predefined radial offset between the central axis A18 of the primary inductor 18 and the central axis A20 of the secondary inductor 20, the radial direction here being considered as perpendicular to the central axis A18 of the primary inductor 18 and to the central axis A20 of the secondary inductor 20.
- the predefined activation distance is in this case for example included in the range going from 2 centimeters to 150 centimeters.
- the electromagnet 28 is preferably controlled in its deactivated state. This makes it possible to prevent particles or other ferromagnetic elements from being untimely attracted by the electromagnet as long as the relative position of correspondence vis-à-vis is not reached, or at least, in the example illustrated, as long as that the support head has not come to rest on the guide plate 38. This also makes it possible to avoid untimely blocking of the relative movement of the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 before the relative position of correspondence in vis-à-vis has been reached, for example due to the presence of other ferromagnetic masses.
- the device comprises at least one position sensor which detects a relative position between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20, and for the electromagnet 28 to be controlled in its state of attraction based on position information relative between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20, delivered by the position sensor.
- each of the primary inductor 18 and of the secondary inductor 20 comprising a coil, it is possible to use such a coil as an inductive sensor capable of detecting variations in induction, and therefore of detecting the presence by example of ferromagnetic markers arranged in predefined places on the part opposite to that which carries the inductor used as a sensor.
- the combination of the primary inductor and the secondary inductor can form a relative position sensor between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20
- the device comprises at least one relative position sensor between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 which is distinct from the primary inductor 18 and from the secondary inductor 20.
- a position sensor may be of any appropriate technology, with contact or without contact.
- Such a sensor could be carried by the charging terminal 14, for example carried by the support head 26, or by the motor vehicle 12, for example by being placed on the guide 36.
- Such a sensor may be in two parts, one of the parts being carried by the charging terminal, for example by the support head 26 , the other part being carried by the motor vehicle 12, for example by the guide 36.
- the support head 26 comprises two position sensors 45 each made in the form of a contact sensor.
- the position sensors 45 are each arranged on a side profile 35 of the support head, more precisely on the front segment 35a of the side profile 35 corresponding.
- the angle formed between the front segments 35a of the two side profiles 35 is equal to the angle formed by the two guide flanges 42, at least in the front zone of the guide 36 which determines the relative position of correspondence vis-à-vis the primary inductor 18 and the secondary inductor 20.
- the position sensors 45 both come into contact with the corresponding guide rim 42, which testifies to the arrival in this relative position of correspondence.
- the electromagnet 28 is kept controlled in a state of attraction during a recharging step during which an electric current for recharging the storage battery flows between the primary inductor and the secondary inductor.
- the duration of application of the magnetic attraction force generated by the electromagnet 28 will correspond at least to the duration during which the electric power of recharge is transmitted through the electric connection by magnetic induction ensured by the primary inductor 18 and the secondary inductor 20.
- variable geometry structure 16 which carries the primary inductor 18, this embodiment being particularly advantageous, in particular for a device for electrical connection by magnetic induction in which the secondary inductor 20 is carried by the machine automobile at the level of an underside thereof, facing the ground, and at a certain distance from one of the longitudinal ends of the motor vehicle.
- this embodiment of the variable geometry structure 16 could be implemented with an electrical connection device by magnetic induction having the electromagnet 28 as described above.
- such a structure with variable geometry 16 could also be implemented with an electrical connection device by magnetic induction having no electromagnet to press the primary inductor and the secondary inductor towards one another. other opposite.
- variable-geometry structure 16 comprises at least one arm 46 which, via a proximal end 48, pivots relative to the base 50 of the variable-geometry structure 16 of the charging terminal 14, around a lower horizontal pivot axis A0 which is therefore located at the level of the proximal end 48 of the arm 46.
- the base 50 is intended to rest on the ground, preferably by being fixed to the ground, possibly in a removable manner.
- the support head 26, which carries the primary inductor 18, is carried by a distal end 52 of the arm 46, and pivots with respect to the arm 46 around an upper horizontal pivot axis Al which is arranged at the distal end 52 of arm 46.
- the pivoting capacity of the arm 46 around the upper horizontal pivot axis Al gives the support head 26, and therefore the primary inductor 18, another degree of freedom with respect to the base 50, therefore relative to the ground, in rotation in a horizontal direction, in particular in the transverse direction if the preferential orientation of the arm as will be discussed below is taken into account.
- the arm 46 of the variable geometry structure 16 is pivotable with respect to the base 50 around a vertical axis of azimuth of the arm A2.
- the support head 26 has a large capacity for movement, in particular in the transverse direction, perpendicular to the nominal longitudinal direction, by rotation around the vertical arm azimuth axis A2. Moreover, the above arrangement also makes it easy to achieve a large capacity for movement of the support head in the vertical direction, by pivoting the arm 46 about the lower horizontal pivot axis A0.
- the vertical arm azimuth axis A2 is positioned so as to be located on the nominal longitudinal axis X. to the nominal longitudinal axis X, the azimuthal orientation of the arm being determined by the perpendicular projection on a horizontal plane of a direction passing through the proximal end 48 and the distal end 52 of the arm 46.
- the return means may comprise one or more springs 57.
- the arm 46 is capable of pivoting around the vertical axis of arm azimuth A2 over an angular range of arm azimuth which extends on either side of the nominal longitudinal axis X.
- the arm azimuth angular range which corresponds to the angular range of the azimuthal orientation of the arm 46, is for example limited by stops 59, an embodiment of which can be seen in the detail of FIG. 1.
- the arm azimuth angular range is for example distributed equally on each side of the nominal longitudinal axis X.
- the device may comprise return means, for example one or more springs, for example the tension springs 61 visible in FIG. 1, which return the arm to the upper stop position with respect to the base.
- This high stop will advantageously be determined so that the support head 26 is at a favorable height relative to the guide 36 when they are brought into contact.
- the guide 36 may include an inclined entry plane 37 arranged at the height of the support head 26 when the arm is in the upper stop position with respect to the base 50, the plane inclined being configured to guide the support head 26 so that it passes from under the guide plate 38 during the first approach phase of the docking operation.
- the support head 26 To facilitate docking when the support head 26 comes into contact with the guide 36, provision can be made for the support head 26 to have a favorable inclination around the upper horizontal pivot axis Al. that, one can provide a standby stop position for the support head 26, as shown for example in Figure 5, and that this standby stop position is determined by a mechanical stop.
- the waiting abutment position is such that the front longitudinal end 29 of the support head is vertically at a level lower than that of its rear edge, the support head thus being inclined forwards .
- the angle of inclination of the support head in the standby abutment position can for example be comprised in the range going from 5 degrees of angle to 30 degrees of angle with respect to the horizontal.
- the support head can have a center of gravity which is offset with respect to the upper horizontal pivot axis Al around which it pivots with respect to the arm, so that, in the absence of external force applied to the support head 26, the support head 26 is returned to its standby abutment position around the upper horizontal pivot axis Al solely by the effect of gravity.
- Such a provision forms a return means for the support head 26 towards its waiting abutment position which does not require a spring.
- the arm 46 extends generally forward relative to the vertical azimuth axis of the arm A2.
- the angular azimuth range of the arm is therefore arranged on one side of the vertical azimuth axis of the arm A2 which is turned forwards, therefore towards the motor vehicle 12.
- the return means 57 which bring back the arm according to the preferential azimuthal orientation parallel to the nominal longitudinal axis X will be configured so that the arm 46 is brought back into a longitudinal azimuthal orientation while being directed forwards with respect to the vertical axis d azimuth of arm A2.
- an opposite configuration is also possible, with an arm 46 extending generally rearward with respect to the vertical azimuth axis of the arm A2.
- the length of the arm 46 of the variable geometry structure 16, measured as being the distance which separates the horizontal axis of lower pivoting A0 from the horizontal axis of upper pivoting Al, is chosen to allow a significant movement of the support head 26, in particular in the transverse direction.
- the length of the arm 46 is greater than or equal to 50 cm, preferably greater than or equal to 70 cm. It is in fact understood that the longer the arm 46 has, the more this makes it possible to increase, for a given angular deflection, the transverse deflection of the support head 26 when the arm 46 pivots around the vertical azimuth axis of arm A2 over its entire angular travel around this vertical axis of arm A2 azimuth.
- the greater the length of the arm 46 the more it makes it possible to increase the vertical movement of the support head 26 when the arm 46 pivots around the lower horizontal pivot axis A0.
- the vertical position of the lower horizontal pivot axis A0 of the arm 46, relative to a horizontal ground S on which the base 50 of the variable geometry structure 16 rests, is preferably chosen so as to be lower to the ground clearance of the motor vehicle or of the range of motor vehicles 12 for which the charging station 14 is designed. This ensures that the entire arm 16 remains below the ground clearance level of the machine. automobile during the docking operation and during the recharging operation. This makes it possible to design a base 50 of sufficiently low height not to interfere with the underside of the vehicle if the vehicle ever rolls over the variable geometry structure 16 and its base 50.
- a nominal height range of the support head in the recharging configuration will also advantageously be taken into account when it is pressed against the motor vehicle with the primary inductor 18 in position relative correspondence vis-à-vis the secondary inductor 20.
- This nominal height range measured relative to a horizontal ground S on which the base 50 of the variable geometry structure rests, therefore depends on the machine motor vehicle 12 and the location of the secondary inductor 20 on this motor vehicle 12.
- This nominal height range will be, depending on the motor vehicle, for example included in the range from 20 to 50 centimeters above the ground .
- this range of nominal height may be comprised in the range extending from 20 to 35 cm with respect to the ground.
- the length of the arm 46 is preferably chosen so that the angle formed by the arm 46 with respect to the ground, measured as being the angle between the horizontal and a straight line which intersects orthogonally both the lower horizontal pivot axis A0 and the upper horizontal pivot axis Al, or less than 60 degrees of angle in the recharging configuration, preferably less than 45 degrees of angle in the recharging configuration, more preferably less than or equal to 30 degrees of angle in the recharging configuration.
- the length of the arm will be determined so that the angular movement of the arm 46 around the vertical axis of azimuth A2 is limited in an angular range of azimuth of the arm while allowing a movement predefined transverse movement of the support head 26.
- the predefined transverse displacement of the support head 26 will be, for a pivoting of the arm 46 over its entire angular travel around the vertical arm azimuth axis A2, greater than 50 centimeters, preferably greater than 80 centimeters, more preferably greater than or equal to 100 centimeters in the transverse direction perpendicular to the longitudinal direction of the motor vehicle.
- the angular displacement of the arm 46 around the vertical axis of azimuth A2 to obtain such a transverse displacement will be less than 90 degrees of angle, preferably less than or equal to 60 degrees of angle.
- the arm 46 of the variable geometry structure 16 is mounted on the base 50 by a double pivot comprising a pivot along the lower horizontal pivot axis A0 and a pivot along the vertical azimuth axis of arm Al.
- the double pivot is formed by a turret 56 which is mounted on the base by the pivot along the vertical azimuth axis A2 of the arm of the double pivot, so that the turret 56 can therefore pivot around this vertical axis of azimuth A2 relative to the base 50.
- the arm 46 is, at its proximal end 48, mounted on the turret 56 by the pivot along the lower horizontal pivot axis A0 of the double pivot so that the arm can pivot around this lower horizontal pivot axis A0 with respect to the turret 56, and therefore with respect to the base 50.
- the support head 26 can advantageously be made for the support head 26 to pivot around a head azimuth axis A3 with respect to the distal end of the arm. This will be particularly advantageous in cases where the support head is not rotationally symmetrical, as in the example illustrated, and in particular in the case where the support head 26 carries the electromagnet 28, the latter being distinct from the primary inductor 18.
- the head azimuth axis A3 is of general orientation substantially parallel to that of the vertical arm azimuth axis A2, therefore of substantially vertical general orientation, while taking into account the that the arm 46 is capable of pivoting around the lower horizontal pivot axis AO and that the support head 26 is capable of pivoting around the upper horizontal pivot axis Al, so that the azimuth axis of head A3 of the support head 26 can have an absolute orientation which is variable with respect to the vertical.
- the angle formed between the front segments 35a of the two side profiles 35, which each carry one of the side guide pads 34 is equal to the angle formed by the two flanges guide 42, at least in the front zone of the guide 36 which determines the relative position of cor responsiveness vis-à-vis the primary inductor 18 and the secondary inductor 20. Therefore, in combination with the possibility for the support head 26 to pivot around the head azimuth axis A3, the support head 26 is also oriented in a predefined position around the head azimuth axis A3 when, having reached the longitudinal abutment position, the two lateral guide pads 34 are simultaneously each in contact with the guide rim 42.
- the head azimuth axis A3 can advantageously be coincident with the axis A18 of the primary inductor 18.
- the support head 26 is biased around the vertical head azimuth axis A3 towards a rest position with respect to the distal end 52 of the arm 46.
- This bias can be implemented at the using springs.
- This characteristic makes it possible to maintain a known favorable orientation of the support head 26 in the case where, as in the example illustrated, the head is not a rotationally symmetrical object.
- Limiting the angular movement can also contribute to maintaining a known favorable orientation of the support head 26 if it is not a rotationally symmetrical object.
- the limitation of the angular displacement around the vertical axis of head azimuth A3 with respect to the arm 46 also makes it possible to limit the displacements of the electrical wiring at the level of the connection between the arm and the support head 26, therefore to limit the risk of their damage.
- the support head 26 is also mobile in space in rotation around a longitudinal axis, in order to be able to possibly adapt to a lateral inclination of the guide 36, and therefore possibly of the secondary inductor 20.
- This ability to rotate gives the support head 26, and therefore the primary inductor 18, another degree of freedom relative to the base 50, therefore relative to the ground, in rotation according to a longitudinal horizontal direction.
- the need for adaptation in rotation around a longitudinal axis will be low, for example at an angle of less than 10°.
- the support head 26 is linked to the distal end 52 of the arm 46 by a link ensuring 3 degrees of freedom in rotation around three perpendicular axes, thus ensuring a ball-and-socket type link (i.e. spherical pivot ). This will allow the support head 26 to press against the guide 26 as perfectly as possible so as to minimize the air gap between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20.
- the guide 36 forms a longitudinal stop for the support head 26 during the docking operation. This is favorable because it makes it possible to easily determine, mechanically, a relative predefined position between the support head and the guide 36, therefore between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20. [0122]However, in this case, it is necessary to provide for the case where, during docking, the relative approach movement between the motor vehicle 12 and the search terminal 14 continues after the support head 26 has reaches this stop position. Indeed, it is necessary in this case to avoid damaging the system.
- the base 50 comprises a slide 58, of longitudinal extension with respect to a base 60 of the base 50 of the variable geometry structure 16.
- the base 50 comprises furthermore a carriage 62 which slides on the slide 58 in the longitudinal direction of extension of the slide.
- the variable geometry structure is configured such that the arm 46 pivots, via its proximal end 48, on the carriage 62 around the lower horizontal pivot axis A0 and around the vertical azimuth axis of the arm A2.
- the turret 56 is mounted on the carriage 62 and can pivot on this carriage 62 around the vertical azimuth axis of the arm A2.
- the arm 46 is mounted on the base 50 via the carriage 62 which can slide relative to the base 60 of the base 50 between a front longitudinal position, illustrated for example in Figures 1 and 5, and a rear longitudinal position, illustrated for example in Figure 10.
- the device 10 comprises means for returning the carriage 62 to a waiting position with respect to the slide, here its front longitudinal position.
- the device 10 comprises means for returning the carriage 62 to a waiting position with respect to the slide, here its front longitudinal position.
- one or more springs either in the form of one or more helical tension or compression springs, or in the form of a wound ribbon spring.
- the carriage 62 is in its front longitudinal position relative to the base 60 and the arm 46 extends forward relative to the carriage 62.
- the assembly of the support head and of the arm 46 can then move back longitudinally with respect to the base 60 of the base 50 in order to absorb a possible continuation of the movement approach of the motor vehicle 12 in the direction of the terminal 14, which is for example illustrated in Figures 8 and 9.
- the slide 58 may comprise a fixed rail, for example integral with the base 60, and at least one intermediate rail 64 which, as can see in Figure 11, slides on the fixed rail in the longitudinal direction of extension of the slide 58, and provide that the carriage 62 slides on the intermediate rail 64 of the slide 58 in the longitudinal direction of extension of the slide 58.
- the device may for example comprise a retractable stop which holds the intermediate rail 64 in the nominal position up to a first force threshold exerted in the longitudinal direction towards the rear, and which releases the intermediate rail 64 above beyond this first force threshold to enable it to slide on the fixed rail towards the release position.
- a retractable stop which holds the intermediate rail 64 in the nominal position up to a first force threshold exerted in the longitudinal direction towards the rear, and which releases the intermediate rail 64 above beyond this first force threshold to enable it to slide on the fixed rail towards the release position.
- the retractable stop releases the intermediate rail 64, allowing the intermediate rail 64 to move back towards its release position.
- a sensor can be provided, for example of the contactor type, to detect the retreat of the intermediate rail 64 out of its nominal position towards its disengaged position, and it can be provided to send the user a signal indicating this situation. . Note that it is possible to provide means for returning the intermediate rail 64 to its nominal position, but that this is not compulsory.
- one aspect of the invention relates to a method of electrical charging by magnetic induction of a battery of electric accumulators of a motor vehicle comprising the following steps: a- a docking operation comprising a relative movement of approach between the motor vehicle 12 and a charging station 14 having a structure with variable geometry 16 having a support head 26 which carries a primary inductor 18 and which is movable in space with the primary inductor; b- during the docking operation, cooperation by mechanical contact between the support head 26 and a guide 36 secured to the motor vehicle 12, the mechanical cooperation causing a movement of the support head 26 in space to bring the support head 26 in a predefined relative position with respect to the guide 36; c- the control of an electromagnet 28 in a state of attraction at least when the primary inductor 18 is in a relative position of correspondence vis-à-vis a secondary inductor 20 which is carried by the motor vehicle 12;
- This maintenance of the electromagnet in its state of attraction makes it possible to guarantee optimal magnetic coupling between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20, even in the event of parasitic movements between the motor vehicle 12 and the terminal. recharge 14 during the recharge step.
- parasitic movements can for example arise due to loading or unloading of the motor vehicle, in particular when the latter is fitted with suspensions.
- Such a method advantageously comprises the step of detecting a relative position between the primary inductor 18 and the secondary inductor 28, for example by means of one or more position sensors 45.
- the electromagnet 28 can be controlled in a state of attraction according to relative position information between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20.
- the method comprises the subsequent step of deactivating the electromagnet 28 after stopping the flow of electric current for recharging the storage battery between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20
- This subsequent step of deactivating the electromagnet can be implemented before any movement of the motor vehicle 12 .
- the charging terminal 14 will advantageously be provided with return means, for example springs or actuators, to return the various components of the connection device, in particular the structure with variable geometry, to a standby configuration ready for the reception of a following motor vehicle.
- the method comprises the step of keeping the electromagnet activated after stopping the flow of electric current for recharging the storage battery between the primary inductor and the secondary inductor, until at a time following a movement of the motor vehicle relative to the charging station.
- the method comprises the step of keeping the electromagnet activated after stopping the flow of electric current for recharging the storage battery between the primary inductor and the secondary inductor, until at a time following a movement of the motor vehicle relative to the charging station.
- a charging station 14 having a structure with variable geometry 16 which carries a primary inductor 18 to allow movement of the primary inductor 18 in space;
- variable geometry structure comprises:
- a support head 26 which carries the primary inductor 18, which is carried by a distal end 52 of the arm 46.
- This general form for a device 10 for electrical connection by magnetic induction is characterized in that the arm 46 is pivotable with respect to the base 50 around a vertical axis of azimuth of the arm A2.
- the arm 46 is mounted on the base by a double pivot comprising a pivot along the horizontal axis of lower pivoting A0 and a pivot along the axis vertical azimuth A2 of the arm 46.
- the double pivot is formed by a turret 56 which is mounted on the base 50 by the pivot along the vertical azimuth axis of the arm A2, the arm 46 being, at its proximal end 48, mounted on the turret 56 by the pivot along the lower horizontal pivot axis A0.
- the base 50 comprises a slide 58 extending longitudinally with respect to a base 50 of the structure with geometric variable 16; the base 50 comprises a carriage 62 which slides on the slide 58 in the longitudinal direction of extension of the slide 58; and the arm 46 pivots, by its proximal end 48, on the carriage 62 around the horizontal axis of lower pivoting A0 and around the vertical axis of azimuth of the arm A2, in certain cases by means of a double pivot, or even a turret 56, as mentioned in the previous paragraph. It is advantageously possible to provide means for returning the carriage 62 to a waiting position with respect to the slide 58.
- the slide 58 comprises a fixed rail and at least one intermediate rail 64 which slides on the fixed rail in the longitudinal direction of extension of the slide 58, and the carriage slides on the intermediate rail 64 of the slide 58 in the longitudinal direction of extension of the slide.
- the intermediate rail 64 slides on the fixed rail between a nominal position and a release position
- the device comprises a retractable stop which maintains the intermediate rail 64 in the nominal position up to a first force threshold, and which releases the intermediate rail 64 beyond this first force threshold to allow it to slide on the fixed rail towards the release position.
- the support head 26 pivots around a vertical axis of head azimuth A3 with respect to the distal end 52 of arm 46.
- support head 26 can be biased around vertical head azimuth axis A3 to a rest position relative to distal end 52 of arm 46.
- the displacement of the primary inductor 18 in space, relative to a base of the terminal of recharging, is ensured passively by cooperation with a guide 36 secured to the motor vehicle 12 during a movement of approach of the motor vehicle with the charging terminal 14.
- the device comprises means for biasing the arm 46 towards a high stop position with respect to the base. 50, in rotation around the lower horizontal pivot axis A0.
- the support head 26 pivots with respect to the arm 46 around a horizontal axis of upper pivoting Al.
- the support head 26 has a center of gravity which is offset with respect to the upper horizontal pivot axis Al around which it pivots with respect to the arm 46, and, in the absence of an external force applied to the support head 26, the support head 26 is returned to a waiting abutment position around the upper horizontal pivot axis Al by the sole effect of gravity.
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Abstract
The invention relates to a magnetic induction-based electrical connection device for electrically charging a battery of electrical accumulators for a motor vehicle, comprising: - a charging terminal (14) having a structure (16) with variable geometry that carries a primary inductor (18); - a secondary inductor (20) that is carried by the motor vehicle (12); characterized in that the device comprises at least one electromagnet (28) that is controlled to a state of attraction so as to force the primary inductor and the facing secondary inductor towards each other. The invention also relates to a charging method comprising cooperation through mechanical contact between the support head (26) carrying a primary inductor (18) and a guide (36) attached to the motor vehicle (12), causing the support head (26) to move through space, and comprising controlling an electromagnet to an maintaining it in a state of attraction during a charging step.
Description
Description Description
Titre de l'invention : Dispositif de connexion électrique par induction magnétique et procédé de recharge électrique d'une batterie d'accumulateurs électriques d'un engin automobile Title of the invention: Device for electrical connection by magnetic induction and method for electrically recharging a battery of electrical accumulators of a motor vehicle
Domaine Technique Technical area
[0001] L'invention concerne les dispositifs et procédés pour la recharge électrique d'une batterie d'accumulateurs électriques d'un engin automobile, ces dispositifs et procédés faisant appel à une connexion électrique par induction magnétique. The invention relates to devices and methods for the electrical charging of an electric storage battery of a motor vehicle, these devices and methods using an electrical connection by magnetic induction.
Technique antérieure Prior technique
[0002] On assiste à un développement particulièrement important des engins automobiles, c'est-à-dire capables de se déplacer par la force d'un ou plusieurs moteurs de traction embarqués dans l'engin, qui comportent une batterie d'accumulateurs électriques embarquée dans l'engin et servant de source d'énergie électrique pour un ou plusieurs moteur(s)/actionneur(s) électriques embarqués dans l'engin. Le ou les moteur(s)/actionneur(s) électrique(s) alimenté(s) par la batterie d'accumulateurs électriques peuvent comprendre un ou plusieurs moteurs de traction, assurant le déplacement de l'engin automobile, et/ou un ou plusieurs moteur(s)/actionneur(s) assurant une fonction auxiliaire de l'engin automobile, par exemple assurant un mouvement d'un équipement de l'engin. We are witnessing a particularly significant development of motor vehicles, that is to say capable of moving by the force of one or more traction motors on board the machine, which include a battery of electric accumulators on board the machine and serving as a source of electrical energy for one or more electric motor(s)/actuator(s) on board the machine. The electric motor(s)/actuator(s) powered by the electric storage battery may comprise one or more traction motors, ensuring the movement of the motor vehicle, and/or one or more several motor(s)/actuator(s) ensuring an auxiliary function of the motor vehicle, for example ensuring movement of equipment of the vehicle.
[0003] De tels engins automobiles incluent des véhicules automobiles destinés au transport de personnes, ou de marchandises ou de matériaux en vrac, tels que des voitures particulières, des autobus, des camions, des engins sur rails, des bateaux, des aéronefs, etc.... De tels engins automobiles recouvrent également des engins industriels automobiles, tels que des chariots de transport, des engins de travaux publics (pelleteuses, chargeuses, niveleuses, tombereaux, compacteurs, etc.), ou tout autre type d'engin de manutention capable de se
déplacer par l'action d'au moins un moteur de traction embarqué dans l'engin, notamment un moteur de traction électrique. [0003] Such motor vehicles include motor vehicles intended for the transport of people, or goods or bulk materials, such as passenger cars, buses, trucks, rail machines, boats, aircraft, etc. .... Such automotive machinery also covers automotive industrial machinery, such as transport trolleys, public works machinery (excavators, loaders, graders, dumpers, compactors, etc.), or any other type of construction machinery. handling capable of move by the action of at least one traction motor on board the vehicle, in particular an electric traction motor.
[0004] Dans de tel engin, il est généralement prévu que la batterie d'accumulateurs électriques soit rechargée à intervalles réguliers par connexion à une source d'énergie électrique externe, généralement une source fixe, notamment au niveau d'une borne de recharge. In such a device, it is generally expected that the electric storage battery is recharged at regular intervals by connection to an external source of electrical energy, generally a fixed source, in particular at a charging station.
[0005]Selon une technique connue, l'engin automobile et la borne de recharges sont munis chacun d'une prise compatible, en principe selon une géométrie complémentaire de type mâle/femelle, permettant, par accouplement des deux prises, de relier un circuit électrique de l'engin automobile à un circuit électrique de la borne de recharge par conduction électrique au niveau de broches de contact des deux prises. [0005]According to a known technique, the motor vehicle and the charging station are each provided with a compatible socket, in principle according to a complementary geometry of the male/female type, making it possible, by coupling the two sockets, to connect a circuit of the motor vehicle to an electrical circuit of the charging terminal by electrical conduction at the contact pins of the two sockets.
[0006]Toutefois, il a par ailleurs été proposé des dispositifs et procédés dans lesquels les circuits électriques de l'engin automobile et de la borne de recharge sont reliés l'un à l'autre par induction magnétique entre un inducteur primaire appartenant à la borne de recharge et un inducteur secondaire appartenant à l'engin automobile. De tels dispositifs de connexion électrique par induction magnétique présentent de nombreux avantages, dont par exemple une isolation galvanique entre le circuit électrique de l'engin automobile et celui de la borne de recharge. Un autre avantage d'un dispositif de connexion électrique par induction magnétique est qu'il permet une mise en œuvre par simple mise en correspondance en vis-à-vis de l'inducteur primaire et de l'inducteur secondaire, contrairement à des prises électriques classiques qui nécessitent un mouvement d'emboîtement relatif des deux prises, mouvement qui est difficile à automatiser, surtout dans le cas de prises permettant la circulation d'une puissance électrique relativement importante car il est alors nécessaire d'assurer un contact mécanique parfait entre les broches des prises pour éviter à tout prix l'apparition d'arcs électriques au niveau des broches. [0006]However, devices and methods have also been proposed in which the electrical circuits of the motor vehicle and of the charging terminal are connected to each other by magnetic induction between a primary inductor belonging to the charging terminal and a secondary inductor belonging to the motor vehicle. Such electrical connection devices by magnetic induction have numerous advantages, including for example galvanic isolation between the electrical circuit of the motor vehicle and that of the charging terminal. Another advantage of an electrical connection device by magnetic induction is that it allows implementation by simple matching vis-à-vis the primary inductor and the secondary inductor, unlike electrical outlets. which require a movement of relative interlocking of the two sockets, a movement which is difficult to automate, especially in the case of sockets allowing the circulation of a relatively high electrical power because it is then necessary to ensure perfect mechanical contact between the pins of the sockets to avoid at all costs the appearance of electric arcs at the pins.
[0007] Des dispositifs de connexion électrique par induction magnétique sont présentés dans les documents EP 2739501 et FR 2740921.
[0008] Dans ces documents, la connexion électrique par induction magnétique est mise à profit pour assurer la connexion électrique entre la borne de recharge et l'engin automobile de manière automatique, en utilisant simplement le déplacement relatif entre l'engin automobile et la borne de recharge lors d'une opération d'accostage de l'engin automobile avec la borne de recharge pour assurer automatiquement la mise en correspondance en vis-à-vis de l'inducteur primaire avec l'inducteur secondaire. [0007] Electrical connection devices by magnetic induction are presented in the documents EP 2739501 and FR 2740921. [0008] In these documents, the electrical connection by magnetic induction is used to ensure the electrical connection between the charging terminal and the motor vehicle automatically, by simply using the relative displacement between the motor vehicle and the terminal. charging during a docking operation of the motor vehicle with the charging terminal to automatically ensure the matching vis-à-vis the primary inductor with the secondary inductor.
[0009] Dans ces deux documents, la mise en correspondance de l'inducteur primaire avec l'inducteur secondaire est assurée de manière purement mécanique par des formes complémentaires entre une tête de support de la borne de recharge, qui porte l'inducteur primaire et qui est mobile dans l'espace, et un guide qui est solidaire de l'engin automobile. La mobilité de la tête support et son interaction avec le guide permet d'obtenir la mise en correspondance en vis-à-vis de l'inducteur primaire avec l'inducteur secondaire en dépit d'une éventuelle imprécision dans le placement relatif entre l'engin automobile et la borne de recharge. Bien qu'apparemment satisfaisant dans le principe, la mise en correspondance purement mécanique doit tenir compte des contraintes qui sont liées à la géométrie des surfaces de guidage complémentaires et qui sont liées à la nécessité de maîtriser les efforts de contact entre la tête support et le guide solidaire de l'engin automobile, efforts qui ne peuvent pas être trop importants sous peine de gêner le mouvement relatif. De la sorte, il peut en résulter des imprécisions dans la mise en correspondance de l'inducteur primaire avec l'inducteur secondaire, et/ou un contact imparfait entre la tête de support et le guide, signifiant dans tous les cas une possible perte de rendement de la connexion électrique par induction magnétique, dont on sait qu'elle est notablement influencée par la distance entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire et par le positionnement relatif entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire. In these two documents, the matching of the primary inductor with the secondary inductor is ensured in a purely mechanical manner by complementary shapes between a support head of the charging station, which carries the primary inductor and which is mobile in space, and a guide which is integral with the motor vehicle. The mobility of the support head and its interaction with the guide makes it possible to obtain the matching vis-à-vis the primary inductor with the secondary inductor despite any inaccuracy in the relative placement between the motor vehicle and the charging station. Although apparently satisfactory in principle, the purely mechanical matching must take into account the constraints which are linked to the geometry of the complementary guide surfaces and which are linked to the need to control the contact forces between the support head and the guide integral with the motor vehicle, efforts which cannot be too great without hindering the relative movement. In this way, it may result in inaccuracies in the matching of the primary inductor with the secondary inductor, and/or imperfect contact between the support head and the guide, signifying in all cases a possible loss of efficiency of the electrical connection by magnetic induction, which is known to be significantly influenced by the distance between the primary inductor and the secondary inductor and by the relative positioning between the primary inductor and the secondary inductor.
[0010]II est connu de FR 3100757 un ensemble articulé de recharge d'une batterie de traction d'un véhicule automobile électrique par mise en contact de deux inducteurs, mais ne permet pas la réalisation d'un bon contact.
[0011] US 2020023743 propose un appareil de charge de batterie par induction, mais dont la mise en correspondance est assurée de manière mécanique, et présente donc les inconvénients mentionnés ci-dessus. [0010] There is known from FR 3100757 an articulated assembly for recharging a traction battery of an electric motor vehicle by bringing two inductors into contact, but does not allow good contact to be achieved. [0011] US 2020023743 proposes a battery charging device by induction, but the matching of which is ensured mechanically, and therefore has the drawbacks mentioned above.
[0012]US 2016332525 Al propose un dispositif de connexion électrique pour la recharge électrique d'une batterie d'accumulateur électrique mais une telle recharge ne s'effectue pas par le biais d'inducteurs. [0012]US 2016332525 Al proposes an electrical connection device for the electrical charging of an electric accumulator battery, but such charging is not carried out through inductors.
[0013] FR 2969408 Al porte sur un système de charge par induction d'une batterie, et a pour objet de faciliter le positionnement relatif d'un circuit primaire disposé sur un point de charge par rapport à un circuit secondaire installé sur le véhicule en garantissant l'adaptation à toute configuration de véhicule, mais ne propose pas de solution pour améliorer le contact entre les deux circuits. [0013] FR 2969408 A1 relates to a battery induction charging system, and aims to facilitate the relative positioning of a primary circuit arranged on a charging point with respect to a secondary circuit installed on the vehicle in guaranteeing adaptation to any vehicle configuration, but does not offer a solution to improve the contact between the two circuits.
[0014]US 2017018963 Al divulgue un dispositif de connexion électrique par induction magnétique pour la recharge électrique d'une batterie d'accumulateurs électriques d'un engin automobile par mise en regard d'un inducteur primaire et d'un inducteur secondaire, mais ne propose pas de solution pour améliorer le contact entre les deux circuits. [0014]US 2017018963 Al discloses an electrical connection device by magnetic induction for the electrical charging of an electric storage battery of a motor vehicle by placing a primary inductor and a secondary inductor facing each other, but does not does not offer a solution to improve the contact between the two circuits.
Exposé de l'invention Disclosure of Invention
[0015] L'invention a donc pour but de proposer un dispositif et un procédé de connexion électrique par induction mécanique qui permette d'améliorer le positionnement relatif entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire, et donc d'améliorer le couplage magnétique entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire, au bénéfice du rendement du transfert d'énergie électrique au travers de la connexion électrique par induction magnétique. The object of the invention is therefore to propose a device and a method of electrical connection by mechanical induction which makes it possible to improve the relative positioning between the primary inductor and the secondary inductor, and therefore to improve the magnetic coupling between the primary inductor and the secondary inductor, to the benefit of the efficiency of the transfer of electrical energy through the electrical connection by magnetic induction.
[0016]Dans ce but, l'invention propose un dispositif de connexion électrique par induction magnétique pour la recharge électrique d'une batterie d'accumulateurs électriques d'un engin automobile, comprenant : [0016] For this purpose, the invention proposes an electrical connection device by magnetic induction for the electrical recharging of a battery of electrical accumulators of a motor vehicle, comprising:
- une borne de recharge ayant une structure à géométrie variable qui porte un inducteur primaire, la structure à géométrie variable permettant un déplacement de l'inducteur primaire dans l'espace ; - A charging station having a variable-geometry structure which carries a primary inductor, the variable-geometry structure allowing movement of the primary inductor in space;
- un inducteur secondaire qui est porté par l'engin automobile ;
caractérisé en ce que le dispositif de connexion comporte au moins un électroaimant qui est commandé dans un état d'attraction pour plaquer l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire l'un en direction de l'autre en vis-à- vis. - A secondary inductor which is carried by the motor vehicle; characterized in that the connection device comprises at least one electromagnet which is controlled in a state of attraction to press the primary inductor and the secondary inductor towards each other opposite.
[0017] D'autres caractéristiques d'un tel dispositif, qui sont optionnelles et qui peuvent se combinées entre elles, sont énumérées ci-après. [0017] Other characteristics of such a device, which are optional and which can be combined with each other, are listed below.
[0018] Dans certains modes de réalisation, le déplacement de l'inducteur primaire dans l'espace est assuré de manière passive par coopération avec un guide solidaire de l'engin automobile. In some embodiments, the movement of the primary inductor in space is ensured passively by cooperation with a guide integral with the motor vehicle.
[0019] Dans certains modes de réalisation, la structure à géométrie variable comporte une tête support qui porte l'inducteur primaire et qui est mobile dans l'espace avec l'inducteur primaire. Dans certaines variantes de tels modes de réalisation, l'inducteur primaire est fixe sur la tête support. Dans certains de ces modes de réalisation et de ces variantes, l'au moins un électroaimant est solidaire de la tête support de la structure à géométrie variable. En combinaison ou en alternative, dans certains modes de réalisation, l'au moins électroaimant est solidaire de l'engin automobile. [0019] In certain embodiments, the variable-geometry structure comprises a support head which carries the primary inductor and which is movable in space with the primary inductor. In certain variants of such embodiments, the primary inductor is fixed on the support head. In some of these embodiments and these variants, the at least one electromagnet is secured to the support head of the variable geometry structure. In combination or as an alternative, in certain embodiments, the at least electromagnet is secured to the motor vehicle.
[0020] Dans certains modes de réalisation, l'électroaimant est distinct de l'inducteur primaire et de l'inducteur secondaire. [0020] In certain embodiments, the electromagnet is distinct from the primary inductor and from the secondary inductor.
[0021] Dans certains modes de réalisation, l'électroaimant est commandé dans un état d'attraction au moins lorsque l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire sont dans une position relative de correspondance en vis-à-vis. In some embodiments, the electromagnet is controlled in a state of attraction at least when the primary inductor and the secondary inductor are in a relative position of correspondence vis-à-vis.
[0022] Dans certains modes de réalisation, le dispositif comporte au moins un capteur de position qui détecte une position relative entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire, et l'électroaimant est commandé dans un état d'attraction en fonction d'une information de position relative entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire, délivrée par le capteur de position. Dans certaines variantes de tels modes de réalisation, l'un au moins parmi l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire forme un capteur de position relative entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire. Dans certaines variations de tels modes de
réalisation ou de telles variantes, le dispositif comporte au moins un capteur de position relative entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire qui est distinct de l'inducteur primaire et de l'inducteur secondaire. [0022] In certain embodiments, the device comprises at least one position sensor which detects a relative position between the primary inductor and the secondary inductor, and the electromagnet is controlled in a state of attraction according to relative position information between the primary inductor and the secondary inductor, delivered by the position sensor. In certain variants of such embodiments, at least one of the primary inductor and the secondary inductor forms a relative position sensor between the primary inductor and the secondary inductor. In some variations of such modes of embodiment or such variants, the device comprises at least one relative position sensor between the primary inductor and the secondary inductor which is separate from the primary inductor and from the secondary inductor.
[0023] Dans certains modes de réalisation, l'électroaimant est maintenu commandé dans un état d'attraction pendant une étape de recharge durant laquelle un courant électrique de recharge de la batterie d'accumulateurs circule entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire. [0023] In certain embodiments, the electromagnet is kept controlled in a state of attraction during a recharging step during which an electrical current for recharging the storage battery circulates between the primary inductor and the secondary inductor .
[0024] Dans certains modes de réalisation dans lesquels le déplacement de l'inducteur primaire dans l'espace est assuré de manière passive par coopération avec un guide solidaire de l'engin automobile et dans lesquels la structure à géométrie variable comporte une tête support qui porte l'inducteur primaire et qui est mobile dans l'espace avec l'inducteur primaire, la tête support est configurée pour coopérer mécaniquement avec le guide solidaire de l'engin automobile de telle sorte que, lors d'une opération d'accostage comportant un déplacement relatif de rapprochement entre l'engin automobile et la borne de recharge, une coopération par contact mécanique entre la tête support et le guide provoque un déplacement de la tête support dans l'espace pour amener la tête support dans une position relative prédéfinie par rapport au guide. Dans certaines variantes de tels modes de réalisation, la tête support comporte au moins trois zones de contact mécanique prévues pour coopérer mécaniquement avec le guide, et l'électroaimant est agencé à l'intérieur d'un périmètre défini par les au moins trois zones de contact. [0024] In certain embodiments in which the movement of the primary inductor in space is provided passively by cooperation with a guide integral with the motor vehicle and in which the variable-geometry structure comprises a support head which carries the primary inductor and which is movable in space with the primary inductor, the support head is configured to cooperate mechanically with the guide secured to the motor vehicle in such a way that, during a docking operation comprising a relative movement of rapprochement between the motor vehicle and the charging station, cooperation by mechanical contact between the support head and the guide causes a movement of the support head in space to bring the support head into a relative position predefined by report to the guide. In certain variants of such embodiments, the support head comprises at least three mechanical contact zones provided to cooperate mechanically with the guide, and the electromagnet is arranged inside a perimeter defined by the at least three zones of contact.
[0025] Dans certains modes de réalisation dans lesquels la structure à géométrie variable comporte une tête support qui porte l'inducteur primaire et qui est mobile dans l'espace avec l'inducteur primaire, la structure à géométrie variable comporte au moins un bras qui, par une extrémité proximale, pivote par rapport à une embase autour d'un axe horizontal de pivotement inférieur ; la tête support, qui porte l'inducteur primaire, est portée par une extrémité distale du bras, et la tête support pivote par rapport au bras autour d'un axe horizontal de pivotement supérieur ; et le bras est pivotant par rapport à l'embase autour d'un axe vertical d'azimut du bras. Dans certaines variantes de tels modes de
réalisation, le bras est monté sur l'embase par un double pivot comportant un pivot selon l'axe horizontal de pivotement inférieur et un pivot selon l'axe vertical d'azimut du bras. Dans certaines de ces variantes, le double pivot est formé par une tourelle qui est montée sur l’embase par le pivot selon l'axe vertical d'azimut du bras du double pivot, le bras étant, à son extrémité proximale, monté sur la tourelle par le pivot selon l'axe horizontal de pivotement inférieur du double pivot. [0025] In certain embodiments in which the variable-geometry structure comprises a support head which carries the primary inductor and which is movable in space with the primary inductor, the variable-geometry structure comprises at least one arm which , by a proximal end, pivots with respect to a base around a horizontal axis of lower pivoting; the support head, which carries the primary inductor, is carried by a distal end of the arm, and the support head pivots relative to the arm around a horizontal axis of upper pivoting; and the arm is pivotable with respect to the base around a vertical axis of azimuth of the arm. In some variants of such modes of embodiment, the arm is mounted on the base by a double pivot comprising a pivot along the lower horizontal pivot axis and a pivot along the vertical azimuth axis of the arm. In some of these variants, the double pivot is formed by a turret which is mounted on the base by the pivot along the vertical azimuth axis of the arm of the double pivot, the arm being, at its proximal end, mounted on the turret by the pivot along the lower horizontal pivot axis of the double pivot.
[0026] Dans certains modes de réalisation, la tête support pivote autour d'un axe d'azimut de tête par rapport à l'extrémité distale du bras. Dans certaines variantes de tels modes de réalisation, la tête support est rappelée autour de l'axe vertical d'azimut de tête vers une position de repos par rapport à l'extrémité distale du bras. [0026] In some embodiments, the support head pivots around a head azimuth axis relative to the distal end of the arm. In certain variants of such embodiments, the support head is biased around the vertical axis of head azimuth towards a position of rest relative to the distal end of the arm.
[0027] Dans certains modes de réalisation, l'embase comporte une glissière d'extension longitudinale par rapport à un socle de la structure à géométrie variable ; l'embase comporte un chariot qui coulisse sur la glissière selon la direction longitudinale d'extension de la glissière ; et le bras pivote, par son extrémité proximale, sur le chariot autour de l'axe horizontal de pivotement inférieur et autour de l'axe vertical d'azimut du bras. Dans certaines variantes de tels modes de réalisation, le dispositif comporte des moyens de rappel du chariot vers une position d'attente par rapport à la glissière. Dans certaines variations de tels modes de réalisation ou de telles variantes, la glissière comporte un rail fixe et au moins un rail intermédiaire qui coulisse sur le rail fixe selon la direction longitudinale d'extension de la glissière, et le chariot coulisse sur le rail intermédiaire de la glissière selon la direction longitudinale d'extension de la glissière. Dans certaines de ces variations, le rail intermédiaire coulisse sur le rail fixe entre une position nominale et une position de dégagement, et le dispositif comporte un butée escamotable qui maintient le rail intermédiaire dans la position nominale jusqu'à un premier seuil d'effort, et qui libère le rail intermédiaire au-delà de ce premier seuil d'effort pour lui permettre de coulisser sur le rail fixe vers la position de dégagement.
[0028] Dans certains modes de réalisation, le dispositif comporte des moyens de rappel élastique du bras vers une position de butée haute par rapport à l’embase, en rotation autour de l'axe horizontal de pivotement inférieur. In some embodiments, the base comprises a longitudinal extension slide relative to a base of the variable geometry structure; the base comprises a carriage which slides on the slide in the longitudinal direction of extension of the slide; and the arm pivots, via its proximal end, on the carriage around the lower horizontal pivot axis and around the vertical azimuth axis of the arm. In certain variants of such embodiments, the device comprises means for returning the carriage to a waiting position relative to the slide. In certain variations of such embodiments or such variants, the slide comprises a fixed rail and at least one intermediate rail which slides on the fixed rail according to the longitudinal direction of extension of the slide, and the carriage slides on the intermediate rail of the slide in the longitudinal direction of extension of the slide. In some of these variations, the intermediate rail slides on the fixed rail between a nominal position and a release position, and the device comprises a retractable stop which holds the intermediate rail in the nominal position up to a first force threshold, and which releases the intermediate rail beyond this first force threshold to allow it to slide on the fixed rail towards the release position. [0028] In some embodiments, the device comprises elastic return means of the arm towards a high stop position with respect to the base, in rotation around the horizontal axis of lower pivoting.
[0029] Dans certains modes de réalisation, la tête support présente un centre de gravité qui est décalé par rapport à l'axe horizontal de pivotement supérieur autour duquel elle pivote par rapport au bras, et, en l'absence d'effort externe appliqué à la tête support, la tête support est ramenée dans une position de butée d'attente autour de l'axe horizontal de pivotement supérieur par le seul effet de la gravité. [0029] In certain embodiments, the support head has a center of gravity which is offset with respect to the upper horizontal pivot axis around which it pivots with respect to the arm, and, in the absence of an external force applied at the support head, the support head is brought back into a waiting abutment position around the upper horizontal pivot axis by the sole effect of gravity.
[0030] L'invention concerne par ailleurs un procédé de recharge électrique par induction magnétique d'une batterie d'accumulateurs électriques d'un engin automobile comprenant les étapes suivantes : a- une opération d'accostage comportant un déplacement relatif de rapprochement entre l'engin automobile et une borne de recharge ayant une structure à géométrie variable ayant une tête support qui porte un inducteur primaire et qui est mobile dans l'espace avec l'inducteur primaire ; b- pendant l'opération d'accostage, une coopération par contact mécanique entre la tête support et un guide solidaire de l'engin automobile, la coopération mécanique provoquant un déplacement de la tête support dans l'espace pour amener la tête support dans une position relative prédéfinie par rapport au guide ; c- la commande d'un électroaimant dans un état d'attraction au moins lorsque l'inducteur primaire est dans une position relative de correspondance en vis-à-vis d'un inducteur secondaire qui est porté par l'engin automobile ; d- le maintien de l'électroaimant dans un état d'attraction pendant une étape de recharge durant laquelle un courant électrique de recharge de la batterie d'accumulateurs circule entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire. [0030] The invention also relates to a method of electric recharging by magnetic induction of an electric storage battery of a motor vehicle comprising the following steps: a- a docking operation comprising a relative movement of approach between the motor vehicle and a charging station having a structure with variable geometry having a support head which carries a primary inductor and which is movable in space with the primary inductor; b- during the docking operation, cooperation by mechanical contact between the support head and a guide integral with the motor vehicle, the mechanical cooperation causing movement of the support head in space to bring the support head into a predefined relative position with respect to the guide; c- the control of an electromagnet in a state of attraction at least when the primary inductor is in a relative position of correspondence vis-à-vis a secondary inductor which is carried by the motor vehicle; d- maintaining the electromagnet in a state of attraction during a recharging step during which an electric current for recharging the storage battery flows between the primary inductor and the secondary inductor.
[0031] Dans certaines variantes, le procédé comporte l'étape de détecter une position relative entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire, et l'électroaimant est commandé dans un état d'attraction en fonction d'une
information de position relative entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire. Selon une première alternative de telles variantes du procédé, le procédé comporte l'étape de désactiver l'électroaimant après un arrêt de la circulation de courant électrique de recharge de la batterie d'accumulateurs entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire. Selon une seconde alternative de telles variantes du procédé, le procédé comporte l'étape de maintenir l'électroaimant activé après un arrêt de la circulation de courant électrique de recharge de la batterie d'accumulateurs entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire, jusqu'à un moment suivant un déplacement de l'engin automobile par rapport à la borne de recharge. [0031] In some variants, the method comprises the step of detecting a relative position between the primary inductor and the secondary inductor, and the electromagnet is controlled in a state of attraction according to a relative position information between the primary inductor and the secondary inductor. According to a first alternative of such variants of the method, the method includes the step of deactivating the electromagnet after stopping the flow of electric current for recharging the storage battery between the primary inductor and the secondary inductor. According to a second alternative of such variants of the method, the method comprises the step of keeping the electromagnet activated after stopping the flow of electric current for recharging the storage battery between the primary inductor and the secondary inductor, until a moment following a movement of the motor vehicle relative to the charging station.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
[0032] La figure 1 est une vue en perspective d'une borne de recharge pour un dispositif de connexion électrique par induction magnétique selon l'invention, la figure comprenant un détail d'une portion de liaison d'un bras sur une embase d'une structure à géométrie variable de la borne de recharge. [0032] Figure 1 is a perspective view of a charging terminal for an electrical connection device by magnetic induction according to the invention, the figure comprising a detail of a connecting portion of an arm on a base of a variable geometry structure of the charging station.
[0033] La figure 2 est une vue schématique en perspective illustrant un exemple de réalisation d'un guide monté sur la face inférieure d'un engin automobile et prévu pour coopérer avec une borne de recharge dans un dispositif de connexion électrique par induction magnétique selon l'invention. [0033] Figure 2 is a schematic perspective view illustrating an embodiment of a guide mounted on the underside of a motor vehicle and provided to cooperate with a charging terminal in an electrical connection device by magnetic induction according to the invention.
[0034] La figure 3 est une vue schématique en perspective éclatée d'un exemple de réalisation d'une tête support pour un dispositif de connexion électrique par induction magnétique selon l'invention. Figure 3 is a schematic exploded perspective view of an embodiment of a support head for an electrical connection device by magnetic induction according to the invention.
[0035] La figure 4 est une vue schématique de dessus montrant une première phase d'approche dans une opération d'accostage d'un engin automobile avec une borne de recharge. Les éléments liés à l'engin automobile 12 sont illustrés en transparence. Figure 4 is a schematic top view showing a first approach phase in a docking operation of a motor vehicle with a charging station. The elements linked to the motor vehicle 12 are illustrated in transparency.
[0036] La figure 5 est une vue schématique de côté montrant la même première phase d'approche que celle de la figure 4.
[0037] La figure 6 est une vue identique à celle de la figure 4 montrant une phase intermédiaire de guidage dans une opération d'accostage d'un engin automobile avec une borne de recharge. [0036] Figure 5 is a schematic side view showing the same first approach phase as that of Figure 4. Figure 6 is a view identical to that of Figure 4 showing an intermediate phase of guidance in a docking operation of a motor vehicle with a charging station.
[0038] La figure 7 est une vue identique à celle de la figure 5 montrant la même phase intermédiaire de guidage que celle de la figure 6. [0038] Figure 7 is a view identical to that of Figure 5 showing the same intermediate guiding phase as that of Figure 6.
[0039] La figure 8 est une vue schématique identique à celle de la figure 4 montrant une phase finale dans une opération d'accostage d'un engin automobile avec une borne de recharge. Figure 8 is a schematic view identical to that of Figure 4 showing a final phase in a docking operation of a motor vehicle with a charging station.
[0040] La figure 9 est une vue schématique identique à celle de la figure 5 montrant la même phase finale que celle de la figure 8. Figure 9 is a schematic view identical to that of Figure 5 showing the same final phase as that of Figure 8.
[0041] La figure 10 est une vue schématique de côté montrant une phase de recul du bras et de la tête support d'une borne de recharge en cas de rapprochement excédentaire entre l'engin automobile et la borne de recharge. [0041] Figure 10 is a schematic side view showing a phase of recoil of the arm and of the support head of a charging station in the event of excessive rapprochement between the motor vehicle and the charging station.
[0042] La figure 11 est une vue schématique de côté montrant une phase de dégagement du bras et de la tête support d'une borne de recharge en cas de rapprochement excessif entre l'engin automobile et la borne de recharge. [0042] Figure 11 is a schematic side view showing a release phase of the arm and the support head of a charging station in the event of excessive proximity between the motor vehicle and the charging station.
Description des modes de réalisation Description of embodiments
[0043] L'invention concerne un dispositif de connexion électrique 10 par induction magnétique pour la recharge électrique d'une batterie d'accumulateurs électriques d'un engin automobile 12. The invention relates to an electrical connection device 10 by magnetic induction for the electrical charging of an electric storage battery of a motor vehicle 12.
[0044] De manière générale, le dispositif comporte une borne de recharge 14 qui, comme on peut le voir sur la figure 1, est par exemple reliée électriquement à un réseau électrique 15 domestique ou industriel. La borne de recharge 14 comporte une structure à géométrie variable 16 qui porte un inducteur primaire 18 qui est destiné à coopérer avec un inducteur secondaire 20 porté par l'engin automobile 12, tel qu'illustré sur la figure 2. La structure à géométrie variable qui porte l'inducteur primaire 18 pourrait par exemple être identique ou similaire à l'une ou l'autre de celles décrites dans les documents EP-2.739.501 et FR-2.740.921.
Toutefois, il sera décrit ci-après, en référence aux dessins, un mode de réalisation particulièrement avantageux d'une structure à géométrie variable. L'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 sont destinés à être amenés dans une position relative en correspondance l'un avec l'autre, en vis-à-vis, pour permettre, par couplage magnétique, la transmission d'une puissance électrique d'un inducteur vers l'autre. Une telle position relative de correspondance en vis- à-vis de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire 20 est illustré sur les figures 8 et 9. Cette transmission de puissance électrique sera donc utilisée notamment pour recharger la batterie d'accumulateurs de l'engin automobile 12 avec une puissance électrique fournie par le réseau électrique via la borne de recharge 14. In general, the device comprises a charging terminal 14 which, as can be seen in Figure 1, is for example electrically connected to a domestic or industrial electrical network. The charging station 14 comprises a variable geometry structure 16 which carries a primary inductor 18 which is intended to cooperate with a secondary inductor 20 carried by the motor vehicle 12, as illustrated in FIG. 2. The variable geometry structure which carries the primary inductor 18 could for example be identical or similar to one or the other of those described in the documents EP-2,739,501 and FR-2,740,921. However, there will be described below, with reference to the drawings, a particularly advantageous embodiment of a structure with variable geometry. The primary inductor 18 and the secondary inductor 20 are intended to be brought into a relative position in correspondence with each other, facing each other, to allow, by magnetic coupling, the transmission of a power electricity from one inductor to the other. Such a relative position of correspondence vis-à-vis the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 is illustrated in Figures 8 and 9. This transmission of electrical power will therefore be used in particular to recharge the battery of accumulators of the motor vehicle 12 with electrical power supplied by the electrical network via the charging station 14.
[0045] L'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 pourront être réalisés de toute manière connue dans le domaine des connexions électriques par induction magnétique. Typiquement, l'inducteur primaire 18 et/ou 20 pourront chacun être réalisés sous la forme d'une bobine de conducteur(s) électrique(s), par exemple en cuivre, ou en aluminium, ou en aluminium recouvert de cuivre appelé CCA, etc. Chaque bobine pourra se présenter sous la forme d'un enroulement hélicoïdal à plat autour d'un axe central A18, A20 et pourra par exemple présenter un diamètre compris entre 100 et 300 millimètres, avec ainsi une épaisseur selon la direction de l'axe central A18, A20 de la bobine comprise par exemple entre 5 et 50 millimètres, de préférence entre 5 et 20 millimètres. Bien entendu, d'autres géométries de bobine pourraient être utilisées, telles que par exemple des bobines présentant des faces concaves ou convexes. On peut noter que la bobine est généralement assemblée sur un circuit magnétique formé généralement de ferrites ou autre matériau a forte perméabilité magnétique et faible conductivité électrique, permettant d'augmenter le couplage magnétique entre les bobines en vis-à-vis et donc permettant de limiter les pertes magnétiques du transformateur équivalent formé par les deux bobines en regard. The primary inductor 18 and the secondary inductor 20 can be made in any manner known in the field of electrical connections by magnetic induction. Typically, the primary inductor 18 and/or 20 can each be made in the form of a coil of electrical conductor(s), for example made of copper, or aluminum, or aluminum covered with copper called CCA, etc Each coil may be in the form of a flat helical winding around a central axis A18, A20 and may for example have a diameter of between 100 and 300 millimeters, thus with a thickness in the direction of the central axis. A18, A20 of the coil comprised for example between 5 and 50 millimeters, preferably between 5 and 20 millimeters. Of course, other coil geometries could be used, such as for example coils having concave or convex faces. It can be noted that the coil is generally assembled on a magnetic circuit generally formed of ferrites or other material with high magnetic permeability and low electrical conductivity, making it possible to increase the magnetic coupling between the facing coils and therefore making it possible to limit the magnetic losses of the equivalent transformer formed by the two facing coils.
[0046] De manière connue, comme illustré sur la figure 1, l'inducteur primaire 18 pourra être alimenté électriquement, par exemple par l'intermédiaire d'un ou plusieurs câbles électriques 17, par une alimentation électrique 22 de la borne de
recharge 14. Bien entendu l'alimentation électrique 22 sera adaptée à la nature du courant électrique fourni par le réseau 15, qui généralement un courant sous tension alternative. Dans ce cas, l'alimentation électrique 22 pourra typiquement comporter au moins un redresseur, par exemple un redresseur de type « PFC »In known manner, as illustrated in Figure 1, the primary inductor 18 may be electrically powered, for example via one or more electric cables 17, by a power supply 22 of the terminal of recharge 14. Of course the power supply 22 will be adapted to the nature of the electric current supplied by the network 15, which generally a current under alternating voltage. In this case, the power supply 22 may typically include at least one rectifier, for example a "PFC" type rectifier
(« Power Factor Corrector » - donc à correction du facteur de puissance), suivi d'un onduleur, par exemple de type onduleur à résonance. Cette alimentation électrique 22 pourra être contenue dans un boîtier d'alimentation 24 appartenant à la borne de recharge 14, et elle sera reliée électriquement au réseau électrique 15. L'invention pourra être utilisée en prélevant l'énergie électrique sur un réseau électrique 15 domestique, par exemple, en Europe, sous une tension alternative de l'ordre de 230 V monophasée ou 400 V triphasée, avec des courants dont l'intensité peut être inférieure à 32 A, voire inférieure à 16 A. ("Power Factor Corrector" - therefore with power factor correction), followed by an inverter, for example of the resonant inverter type. This power supply 22 may be contained in a power supply box 24 belonging to the charging station 14, and it will be electrically connected to the electrical network 15. The invention may be used by taking electrical energy from a domestic electrical network 15 , for example, in Europe, under an alternating voltage of the order of 230 V single-phase or 400 V three-phase, with currents whose intensity may be less than 32 A, or even less than 16 A.
[0047] La borne recharge 14 peut avantageusement comprendre une unité électronique de commande 23, qui peut par exemple être logée elle aussi dans le boîtier d'alimentation 24. L'unité électronique de commande 23 peut ainsi piloter notamment l'alimentation électrique 22 en fonction notamment d'informations reçues de différents capteurs et/ou d'un organe d'interface homme-machine (clavier, écran tactile, capteur lumineux ou sonore,... ) par lequel un utilisateur pourra commander la borne de recharge 14. On notera que la borne de recharge 14 pourra de préférence, par exemple par l'intermédiaire de l'unité électronique de commande 23, échanger des informations de contrôle et de commande avec l'engin automobile 12, soit par une connexion à distance (ondes radio type HF 433 Mhz, Bluetooth ®, Wi-Fi ®, infrarouge , ...) soit par une connexion filaire comportant éventuellement une interface de connexion qui peut elle aussi être par induction magnétique. On note que l'on peut aussi utiliser, comme canal d'échange d'informations de contrôle et de commande entre la borne de recharge 14 et l'engin automobile 12, une connexion par courants porteurs en ligne (« CPL ») au travers de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire lorsqu'ils sont en regard l'un de l'autre. On note que l'on peut prévoir plusieurs canaux d'information, reposant éventuellement sur des technologies différentes.
[0048] Du côté de la borne de recharge 14, l'alimentation électrique 22 comportera de préférence un générateur à haute fréquence pour alimenter l'inducteur primaire 18 avec un courant alternatif à haute fréquence, avec une fréquence par exemple comprise entre 10 kilohertz et 200 kilohertz, de préférence comprise entre 20 kilohertz et 50 kilohertz. En choisissant une haute fréquence supérieure ou égale à 20 kilohertz, on se place en dehors de la plage de l'audition humaine, ce qui fait que l'être humain ne peut plus percevoir de bruit lié au couplage par induction. En choisissant une haute fréquence inférieure ou égale 50 kilohertz, on facilite le respect des normes de compatibilité électromagnétiques. The charging station 14 can advantageously comprise an electronic control unit 23, which can for example also be housed in the power supply box 24. The electronic control unit 23 can thus control the power supply 22 in particular by function in particular of information received from various sensors and/or from a man-machine interface device (keyboard, touch screen, light or sound sensor, etc.) by which a user can control the charging terminal 14. note that the charging station 14 can preferably, for example via the electronic control unit 23, exchange control and command information with the motor vehicle 12, either by a remote connection (radio waves type HF 433 Mhz, Bluetooth ®, Wi-Fi ®, infrared, etc. or by a wired connection possibly comprising a connection interface which can also be by magnetic induction. It is noted that it is also possible to use, as a channel for exchanging control and command information between the charging station 14 and the motor vehicle 12, a connection by line carrier currents ("PLC") through of the primary inductor 18 and of the secondary inductor when they face each other. It should be noted that several information channels can be provided, possibly based on different technologies. On the side of the charging terminal 14, the power supply 22 will preferably include a high-frequency generator to supply the primary inductor 18 with a high-frequency alternating current, with a frequency for example between 10 kilohertz and 200 kilohertz, preferably between 20 kilohertz and 50 kilohertz. By choosing a high frequency greater than or equal to 20 kilohertz, we place ourselves outside the range of human hearing, which means that the human being can no longer perceive any noise linked to the inductive coupling. By choosing a high frequency less than or equal to 50 kilohertz, compliance with electromagnetic compatibility standards is facilitated.
[0049]Typiquement, le dispositif de connexion électrique par induction magnétique 10 est dimensionné pour délivrer une puissance électrique maximale en sortie d'inducteur secondaire 20, c'est-à-dire en direction de la batterie d'accumulateurs électriques de l'engin automobile, comprise entre 1 kW et 100 kW, de préférence comprise entre 3 kW et 25 kW, compatible avec un réseau électrique domestique. Bien entendu, à un instant donné au cours d'une opération de recharge, la puissance électrique qui transite entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 pourra être inférieure à la puissance électrique maximale pour laquelle est dimensionné le dispositif de connexion électrique par induction magnétique 10. [0049] Typically, the electrical connection device by magnetic induction 10 is sized to deliver maximum electrical power at the output of secondary inductor 20, that is to say in the direction of the electric storage battery of the vehicle. automotive, between 1 kW and 100 kW, preferably between 3 kW and 25 kW, compatible with a domestic electrical network. Of course, at a given instant during a recharging operation, the electrical power which passes between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 may be less than the maximum electrical power for which the electrical connection device is dimensioned. by magnetic induction 10.
[0050] Du côté de l'engin automobile 12, l'inducteur secondaire sera typiquement relié à un circuit électrique de l'engin automobile qui pourra notamment comprendre un redresseur permettant de convertir le courant alternatif reçu au niveau de l'inducteur secondaire 20 en courant continu à destination de la batterie d'accumulateurs électriques à recharger. Le circuit électrique de l'engin automobile, auquel sont reliés l'inducteur secondaire 20 et la batterie d'accumulateurs électriques, pourra aussi être relié à un réseau informatique de bord de l'engin automobile 12 pour échanger des informations de contrôle et de commande avec différents organes de l'engin automobile, y compris avec un organe d'interface homme/machine permettant à l'utilisateur de visualiser, contrôler et/ou commander le fonctionnement du dispositif de connexion électrique par induction magnétique 10.
[0051]0n note que l'on s'intéresse ci-dessus principalement au cas d'un flux de puissance électrique allant de la borne de recharge 14 vers l'engin automobile 12 pour permettre le rechargement de la batterie d'accumulateurs électriques de l'engin automobile. Toutefois, le dispositif de connexion électrique par induction magnétique 10 pourra être conçu pour permettre un flux de puissance électrique en sens inverse, pour transférer de l'énergie électrique depuis l'engin automobile 12 vers la borne de recharge 14, en adaptant bien entendu le circuit électrique de l'engin automobile 12 et l'alimentation électrique 22 de la borne de recharge 14. [0050] On the side of the motor vehicle 12, the secondary inductor will typically be connected to an electrical circuit of the motor vehicle which may in particular include a rectifier making it possible to convert the alternating current received at the level of the secondary inductor 20 into direct current to the battery of electric accumulators to be recharged. The electrical circuit of the motor vehicle, to which the secondary inductor 20 and the electric storage battery are connected, may also be connected to an on-board computer network of the motor vehicle 12 to exchange control and command information. with various components of the motor vehicle, including with a human/machine interface component allowing the user to view, check and/or command the operation of the electrical connection device by magnetic induction 10. [0051]0n note that we are mainly interested above in the case of a flow of electric power going from the charging station 14 to the motor vehicle 12 to allow the recharging of the battery of electric accumulators of the motor vehicle. However, the electrical connection device by magnetic induction 10 may be designed to allow a flow of electrical power in the opposite direction, to transfer electrical energy from the motor vehicle 12 to the charging station 14, of course by adapting the electrical circuit of the motor vehicle 12 and the power supply 22 of the charging station 14.
[0052] Pour permettre la mise en position relative de correspondance en vis-à-vis de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire 20, la structure à géométrie variable 16 de la borne de recharge 14 permet un déplacement de l'inducteur primaire 18 dans l'espace, par rapport à une embase de la structure à géométrie variable 16 de la borne de recharge 14. De préférence, ce déplacement dans l'espace de la tête support 26 de la borne de recharge 14 se traduit par une possibilité de déplacement de la tête support 26, et donc de l'inducteur primaire 18, selon trois dimensions orthogonales de l'espace en termes de mouvement relatif par rapport à l'inducteur secondaire 20. Comme on le comprendra plus loin, cette possibilité de déplacement de la tête support 26, et donc de l'inducteur primaire 18, selon trois dimensions orthogonales de l'espace en termes de mouvement relatif par rapport à l'inducteur secondaire 20 peut être obtenu en prenant en compte un mouvement de rapprochement l'engin automobile 12 vers la borne de recharge. Dans une mise en correspondance idéale, comme illustré sur les figures 8 et 9, l'axe central A18 de l'inducteur primaire 18 sera confondu avec l'axe central A20 de l'inducteur secondaire 20. Bien entendu, la mise en correspondance de l'inducteur primaire 18 avec l'inducteur secondaire 20 sera considérée comme acquise y compris avec un décalage radial admissible entre l'axe central A18 de l'inducteur primaire 18 et l'axe central A20 de l'inducteur secondaire 20, la direction radiale étant ici considérée comme perpendiculaire à l'axe central A18 de l'inducteur primaire 18 et à l'axe central A20 de l'inducteur secondaire 20. Le décalage radial admissible est par exemple ou égal à 50
millimètres, de préférence inférieur ou égal à 25 millimètres, plus préférentiellement inférieur ou égal à 10 millimètres. [0052] To allow the relative position of correspondence vis-à-vis the primary inductor 18 and the secondary inductor 20, the variable geometry structure 16 of the charging terminal 14 allows movement of the primary inductor 18 in space, relative to a base of the variable-geometry structure 16 of the charging station 14. Preferably, this displacement in space of the support head 26 of the charging station 14 results in a possibility of movement of the support head 26, and therefore of the primary inductor 18, along three orthogonal dimensions of space in terms of relative movement with respect to the secondary inductor 20. As will be understood later, this possibility displacement of the support head 26, and therefore of the primary inductor 18, along three orthogonal dimensions of space in terms of relative movement with respect to the secondary inductor 20 can be obtained by taking into account a movement of approach l 'engi n automobile 12 to the charging station. In an ideal mapping, as illustrated in Figures 8 and 9, the central axis A18 of the primary inductor 18 will coincide with the central axis A20 of the secondary inductor 20. Of course, the mapping of the primary inductor 18 with the secondary inductor 20 will be considered acquired including with an admissible radial offset between the central axis A18 of the primary inductor 18 and the central axis A20 of the secondary inductor 20, the radial direction being considered here as perpendicular to the central axis A18 of the primary inductor 18 and to the central axis A20 of the secondary inductor 20. The permissible radial offset is for example or equal to 50 millimeters, preferably less than or equal to 25 millimeters, more preferably less than or equal to 10 millimeters.
[0053] De préférence, le dispositif est conçu de telle sorte que dans une configuration de recharge, l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 sont mis en position relative de correspondance en vis-à-vis avec une distance les séparant selon la direction de leur axe central qui sera de préférence inférieure à un cinquième du diamètre des inducteurs. Dans le cadre de deux inducteurs primaires et secondaires dont le diamètre serait compris entre 100 mm et 300 mm, la distance séparant l'inducteur primaire 18 de l'inducteur secondaire 20 sera ainsi de préférence inférieure à 20 millimètres (mm), de préférence inférieure à 10 millimètres (mm) entre les faces en regard de chacune des bobines formant chacun des inducteurs. Avec de telles valeurs, on considère que la connexion électrique par induction magnétique est réalisé avec un entrefer faible, qui laisse présager un rendement supérieur à 90 % pour la chaîne complète de transmission de puissance électrique entre la puissance électrique prélevée par l'alimentation électrique 22 sur le réseau 15 et la puissance électrique délivrée à la batterie d'accumulateurs électriques de l'engin automobile 12. Dans l'exemple qui sera décrit plus loin, la distance minimale entre les bobines selon la direction de leur axe central sera impactée par les composants dans lesquels les bobines sont intégrées, notamment en vue de leur protection. Notamment, dans l'exemple qui sera décrit plus en détail, l'épaisseur de la paroi supérieure du boîtier de la tête de connexion 26 et l'épaisseur de la plaque de guidage 38 viendront s'interposer entre les faces en regard de chacune des bobines formant chacun des inducteurs, imposant donc une certaine distance entre ces deux faces selon la direction de l'axe central des inducteurs 18, 20.[0053] Preferably, the device is designed such that in a charging configuration, the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 are placed in a relative position of correspondence facing each other with a distance separating them according to the direction of their central axis which will preferably be less than one fifth of the diameter of the inductors. In the context of two primary and secondary inductors whose diameter would be between 100 mm and 300 mm, the distance separating the primary inductor 18 from the secondary inductor 20 will thus preferably be less than 20 millimeters (mm), preferably less 10 millimeters (mm) between the facing faces of each of the coils forming each of the inductors. With such values, it is considered that the electrical connection by magnetic induction is made with a small air gap, which suggests an efficiency greater than 90% for the complete electrical power transmission chain between the electrical power drawn by the electrical power supply 22 on the network 15 and the electric power delivered to the battery of electric accumulators of the motor vehicle 12. In the example which will be described later, the minimum distance between the coils according to the direction of their central axis will be impacted by the components in which the coils are integrated, in particular for their protection. In particular, in the example which will be described in more detail, the thickness of the upper wall of the housing of the connection head 26 and the thickness of the guide plate 38 will be interposed between the facing faces of each of the coils forming each of the inductors, thus imposing a certain distance between these two faces in the direction of the central axis of the inductors 18, 20.
Dans un exemple de réalisation, ces deux épaisseurs, d'environ 2 millimètres chacune, permettent d'obtenir, lorsque les deux inducteurs sont plaqués l'un en direction de l'autre en position relative de correspondance en vis-à-vis, une distance inférieure à 5 millimètres (mm) entre les faces en regard des bobines, selon la direction de leur axe central.
[0054] De même, la mise en correspondance de l'inducteur primaire 18 avec l'inducteur secondaire 20 sera considérée comme acquise y compris en cas d'un décalage angulaire admissible entre les deux axes. Le décalage angulaire admissible est par exemple inférieur ou égal à 10 degrés d'angle, de préférence inférieur ou égal à 5 degrés d'angle. In an exemplary embodiment, these two thicknesses, of approximately 2 millimeters each, make it possible to obtain, when the two inductors are pressed towards each other in a relative position of correspondence opposite each other, a distance of less than 5 millimeters (mm) between the facing faces of the coils, in the direction of their central axis. Similarly, the matching of the primary inductor 18 with the secondary inductor 20 will be taken for granted, including in the event of an admissible angular offset between the two axes. The admissible angular offset is for example less than or equal to 10 degrees of angle, preferably less than or equal to 5 degrees of angle.
[0055] De la sorte, le déplacement relatif de l'inducteur primaire 18 par rapport à l'inducteur secondaire 20 selon trois dimensions orthogonales de l'espace, qui est permis par la structure à géométrie variable 16 de la borne de recharge 14 éventuellement en combinaison avec un mouvement relatif de l'inducteur secondaire par rapport à la borne 14 correspondant par exemple à un mouvement de rapprochement de l'engin automobile vers la borne de recharge 14, est avant tout une possibilité déplacement d'un point de référence de l'inducteur primaire 18, par exemple le centre de la bobine de l'inducteur primaire 18, par rapport à l'inducteur secondaire, qui peut être décomposé selon trois translation distinctes, chacune selon l'une des trois directions orthogonales de l'espace. Ceci permettra donc d'une part de garantir un décalage radial réduit entre les axe centraux respectifs A18, A20 de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire 20, et d'autre part d'obtenir une distance la plus réduite possible entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 selon la direction de leurs axes respectifs. [0055] In this way, the relative movement of the primary inductor 18 with respect to the secondary inductor 20 along three orthogonal dimensions of space, which is permitted by the variable geometry structure 16 of the charging terminal 14 possibly in combination with a relative movement of the secondary inductor with respect to the terminal 14 corresponding for example to a movement of approach of the motor vehicle towards the charging terminal 14, is above all a possibility of displacement of a reference point of the primary inductor 18, for example the center of the coil of the primary inductor 18, with respect to the secondary inductor, which can be decomposed according to three distinct translations, each according to one of the three orthogonal directions of space . This will therefore make it possible on the one hand to guarantee a reduced radial offset between the respective central axes A18, A20 of the primary inductor 18 and of the secondary inductor 20, and on the other hand to obtain the smallest possible distance between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 along the direction of their respective axes.
[0056] Par ailleurs, la mise en correspondance de l'inducteur primaire 18 avec l'inducteur secondaire 20 pourra être optimisée en minimisant le décalage angulaire entre les axe centraux respectifs A18, A20 de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire 20. Pour cela le déplacement de l'inducteur primaire 18 l'espace permis la structure à géométrie variable 16 de la borne de recharge 14 pourra comprendre au moins une possibilité de rotation de l'axe central 18 de l'inducteur primaire 18 autour d'un axe, par exemple autour d'un axe longitudinal ou d'un axe transversal. Le déplacement de l'inducteur primaire 18 dans l'espace, permis par la structure à géométrie variable 16 de la borne de recharge 14, pourra comprendre la possibilité de rotation de l'axe central 18 de l'inducteur primaire 18 autour de deux axes orthogonaux, par exemple autour d'un axe
longitudinal et d'un axe transversal, par rapport à une embase de la borne de recharge. Furthermore, the matching of the primary inductor 18 with the secondary inductor 20 can be optimized by minimizing the angular offset between the respective central axes A18, A20 of the primary inductor 18 and of the secondary inductor 20. For this the movement of the primary inductor 18 the space allowed the variable geometry structure 16 of the charging station 14 may include at least one possibility of rotation of the central axis 18 of the primary inductor 18 around an axis, for example around a longitudinal axis or a transverse axis. The movement of the primary inductor 18 in space, permitted by the variable geometry structure 16 of the charging station 14, may include the possibility of rotation of the central axis 18 of the primary inductor 18 around two axes orthogonal, for example around an axis longitudinal and a transverse axis, relative to a base of the charging station.
[0057] Une des clés pour obtenir un tel rendement réside dans un positionnement relatif de l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 qui corresponde le mieux possible avec une mise en correspondance telle que définie ci-dessus.One of the keys to obtaining such efficiency resides in a relative positioning of the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 which corresponds as best as possible with a mapping as defined above.
Cette mise en correspondance en vis-à-vis est de préférence assurée et maintenue pendant toute la durée de l'opération de recharge au cours de laquelle de la puissance électrique est transmise par la borne de recharge 14 vers la batterie d'accumulateurs électriques de l'engin automobile 12. This face-to-face correspondence is preferably ensured and maintained throughout the duration of the recharging operation during which electrical power is transmitted by the charging terminal 14 to the battery of electric accumulators of motor vehicle 12.
[0058]Selon un aspect de l'invention, le dispositif de connexion électrique 10 comporte au moins un électroaimant 28 qui est capable d'être commandé dans un état d'attraction pour plaquer l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 l'un en direction de l'autre en vis-à-vis. De préférence, l'électroaimant 28 génère, dans son état d'attraction, une force d'attraction magnétique selon une direction A28 qui est parallèle à l'axe central des bobines de l'inducteur primaire 18 et/ou de l'inducteur secondaire 20. L'électroaimant 28 est commandé dans son état d'attraction en étant alimenté électriquement. Bien entendu, l'électroaimant est capable d'être commandé dans un état désactivé dans lequel il ne génère pas de force d'attraction magnétique, même s'il peut persister une force d'attraction magnétique résiduelle négligeable. Cet état désactivé est par exemple obtenu en interrompant l'alimentation électrique de l'électroaimant 28. [0058] According to one aspect of the invention, the electrical connection device 10 comprises at least one electromagnet 28 which is able to be controlled in an attraction state to press the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 one in the direction of the other opposite. Preferably, the electromagnet 28 generates, in its state of attraction, a magnetic attraction force along a direction A28 which is parallel to the central axis of the coils of the primary inductor 18 and/or of the secondary inductor 20. The electromagnet 28 is controlled in its state of attraction by being electrically powered. Of course, the electromagnet is capable of being driven into a deactivated state in which it generates no magnetic attractive force, although a negligible residual magnetic attractive force may persist. This deactivated state is for example obtained by interrupting the power supply to the electromagnet 28.
[0059]0n pourrait prévoir que l'électroaimant 28, prévu pour exercer une force d'attraction telle que l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 sont attirés l'un en direction de l'autre en vis-à-vis, soit solidaire de l'engin automobile 12. Dans ce cas, on pourrait prévoir que l'inducteur primaire 18 soit associé à une masse ferromagnétique, par exemple portée par une tête support 26 de la borne de recharge 14 telle que décrite ci-après. Dans un tel cas, l'électroaimant 28 sera alimenté électriquement et commandé par le circuit électrique et le réseau de contrôle et de commande de l'engin automobile. [0059]0n could provide that the electromagnet 28, provided to exert a force of attraction such that the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 are attracted towards each other in vis-à-vis , or integral with the motor vehicle 12. In this case, provision could be made for the primary inductor 18 to be associated with a ferromagnetic mass, for example carried by a support head 26 of the charging terminal 14 as described below . In such a case, the electromagnet 28 will be electrically powered and controlled by the electrical circuit and the control and command network of the motor vehicle.
[0060]Toutefois, dans l'exemple illustré, on prévoit avantageusement que l'électroaimant 28 fait partie de la borne de recharge 14. Dans l'exemple illustré,
on prévoit que l'électroaimant 28 est solidaire d'une tête support 26 de la structure à géométrie variable 14 qui sera décrite ci-après. Le positionnement de l'électroaimant 28 du côté de la borne de recharge 14 plutôt que du côté de l'engin automobile 12 permet de simplifier l'ensemble qui doit être embarqué dans l'engin automobile 12. De plus, comme une borne de recharge 14 a vocation à être utilisée avec différents engin automobile, on peut, pour un parc donné d'engins automobiles, réduire le nombre d'électroaimants donc le coût global du système. L'électroaimant 28 pourra dans ce cas être alimenté électriquement par l'alimentation électrique 22 de la borne de recharge 14 et pourra être contrôlé / commandé par l'unité électronique de commande 23 de la borne de recharge 14. [0060]However, in the example illustrated, provision is advantageously made for the electromagnet 28 to be part of the charging terminal 14. In the example illustrated, provision is made for the electromagnet 28 to be secured to a support head 26 of the variable-geometry structure 14 which will be described below. The positioning of the electromagnet 28 on the side of the charging station 14 rather than on the side of the motor vehicle 12 makes it possible to simplify the assembly which must be on board the motor vehicle 12. Moreover, as a charging terminal 14 is intended to be used with different motor vehicles, it is possible, for a given fleet of motor vehicles, to reduce the number of electromagnets and therefore the overall cost of the system. The electromagnet 28 can in this case be electrically powered by the power supply 22 of the charging station 14 and can be controlled / controlled by the electronic control unit 23 of the charging station 14.
[0061] Bien entendu, on pourra prévoir que le dispositif de connexion électrique 10 comporte plusieurs électroaimants capables d'être commandés dans un état d'attraction pour plaquer l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 l'un en direction de l'autre en vis-à-vis. On pourra dans ce cas prévoir plusieurs électroaimants solidaires de l'engin automobile 12, ou plusieurs électroaimants faisant partie de la borne de recharge 14. On pourra prévoir que le dispositif de connexion électrique 10 comporte au moins un électroaimant solidaire de l'engin automobile 12 et au moins un électroaimant faisant partie de la borne de recharge 14. La disposition de plusieurs électroaimants permettra notamment de répartir la disposition des forces d'attraction magnétiques générées, par exemple en disposant des électroaimants de part et d'autre de l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 selon une direction radiale perpendiculaire à l'axe A18 de l'inducteur primaire 18. Of course, provision could be made for the electrical connection device 10 to comprise several electromagnets capable of being controlled in a state of attraction to press the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 towards each other. other opposite. In this case, it is possible to provide several electromagnets integral with the motor vehicle 12, or several electromagnets forming part of the charging terminal 14. Provision may be made for the electrical connection device 10 to comprise at least one electromagnet integral with the motor vehicle 12 and at least one electromagnet forming part of the charging terminal 14. The arrangement of several electromagnets will make it possible in particular to distribute the arrangement of the magnetic attraction forces generated, for example by arranging electromagnets on either side of the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 in a radial direction perpendicular to the axis A18 of the primary inductor 18.
[0062] L'électroaimant 28 est par exemple dimensionné pour générer, sur une masse ferromagnétique se présentant en regard de l'électroaimant 28, une force d'attraction, selon une direction parallèle à l'axe central de l'inducteur auquel il est associé, ici l'inducteur primaire 18, qui est par exemple comprise entre 50 et 300 Newton lorsque la tête support 26 est au contact. On peut prévoir de moduler la force d'attraction de l'électroaimant en fonction de différents paramètres, en modulant le courant d'alimentation de l'électroaimant.
Notamment, on peut moduler la force d'attraction de l'électroaimant pour appliquer celle-ci de manière progressive, en appliquant d'abord une force d'attraction magnétique faible ou modérée lorsqu'on s'approche de la position relative de mise en correspondance en vis-à-vis des deux inducteurs, puis en appliquant une force d'attraction magnétique plus forte lorsqu'on a atteint la position relative de mise en correspondance en vis-à-vis. Ceci permet d'éviter un verrouillage en position des deux inducteurs avant qu'ils n'aient atteint la position relative de mise en correspondance en vis-à-vis. The electromagnet 28 is for example sized to generate, on a ferromagnetic mass facing the electromagnet 28, an attraction force, in a direction parallel to the central axis of the inductor to which it is associated, here the primary inductor 18, which is for example between 50 and 300 Newton when the support head 26 is in contact. It is possible to modulate the force of attraction of the electromagnet according to various parameters, by modulating the supply current of the electromagnet. In particular, one can modulate the force of attraction of the electromagnet to apply it progressively, by first applying a weak or moderate magnetic force of attraction when approaching the relative position of setting. correspondence vis-à-vis the two inductors, then by applying a stronger magnetic force of attraction when the relative position of correspondence vis-à-vis has been reached. This makes it possible to avoid a locking in position of the two inductors before they have reached the relative position of matching facing each other.
[0063] Dans l'exemple illustré, on prévoira donc que l'engin automobile 12 soit muni d'une masse ferromagnétique 27 disposée à proximité de l'inducteur secondaire 20, mais à une distance toute de même suffisante pour ne pas se trouver dans la portée du champ magnétique créé lors de la recharge entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20, avec un positionnement relatif par rapport à cet inducteur secondaire 20 qui est identique au positionnement relatif entre l'électroaimant 28 et l'inducteur primaire 18. Cette masse ferromagnétique27 peut par exemple être constituée par un élément de châssis de l'engin automobile 12. Avantageusement, cette masse ferromagnétique 27 pourra présenter une forme cylindrique de révolution, par exemple un disque, pour augmenter la précision de centrage entre l'électroaimant et la masse ferromagnétique 27 lorsque l'électroaimant est activé. In the example shown, provision will therefore be made for the motor vehicle 12 to be provided with a ferromagnetic mass 27 placed close to the secondary inductor 20, but at a distance all the same sufficient not to be in the range of the magnetic field created during recharging between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20, with a relative positioning with respect to this secondary inductor 20 which is identical to the relative positioning between the electromagnet 28 and the primary inductor 18. This ferromagnetic mass 27 can for example be constituted by a frame element of the motor vehicle 12. Advantageously, this ferromagnetic mass 27 can have a cylindrical shape of revolution, for example a disk, to increase the centering precision between the electromagnet and the ferromagnetic mass 27 when the electromagnet is activated.
[0064]0n note que, de préférence, l'électroaimant 28 est distinct de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire 20. [0064] We note that, preferably, the electromagnet 28 is separate from the primary inductor 18 and from the secondary inductor 20.
[0065]Toutefois, dans certaines applications, l'un et/ou l'autre de l'inducteur primaire 18 et/ou de l'inducteur secondaire 20 pourrait faire office d'électroaimant. En effet, il suffirait d'appliquer à l'un et/ou l'autre de l'inducteur primaire 18 ou de l'inducteur secondaire 20 un courant continu dans un sens approprié pour générer un champ magnétique propre à générer une telle force d'attraction. Toutefois, une telle disposition empêcherait que soit exercée une force d'attraction pendant une opération de recharge lorsque une puissance électrique doit être transmise de l'inducteur primaire 18 vers l'inducteur secondaire 20, puisque cette transmission de puissance suppose l'alimentation de
l'inducteur primaire 18 avec un courant sous tension alternative. Dans certaines applications, on pourra choisir d'utiliser l'un et/ou l'autre de l'inducteur primaire 18 et/ou de l'inducteur secondaire 20 pour faire office d'électroaimant pour garantir un placage parfait au moment de l'accostage, puis de maintenir ce placage pendant l'opération de recharge grâce à un électroaimant distinct de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire 20, l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 retrouvant leur fonction première de transfert de puissance électrique entre la borne de recharge 14 et l'engin automobile 12. However, in certain applications, one and/or the other of the primary inductor 18 and/or of the secondary inductor 20 could act as an electromagnet. Indeed, it would suffice to apply to one and/or the other of the primary inductor 18 or of the secondary inductor 20 a direct current in an appropriate direction to generate a magnetic field capable of generating such a force of 'attraction. However, such an arrangement would prevent a force of attraction from being exerted during a recharging operation when an electric power must be transmitted from the primary inductor 18 to the secondary inductor 20, since this power transmission supposes the supply of the primary inductor 18 with a current under alternating voltage. In certain applications, it will be possible to choose to use one and/or the other of the primary inductor 18 and/or of the secondary inductor 20 to act as an electromagnet to guarantee perfect plating at the time of docking, then to maintain this plating during the recharging operation thanks to an electromagnet separate from the primary inductor 18 and from the secondary inductor 20, the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 returning to their primary function of transfer of electrical power between the charging station 14 and the motor vehicle 12.
[0066] Dans l'exemple d'un électroaimant 28 porté par la tête support de la borne de recharge, et distinct de l'inducteur primaire 18, l'électroaimant 28 est décalé par rapport à l'inducteur primaire 18 selon une direction radiale perpendiculaire à l'axe A18 de l'inducteur primaire 18. La position de l'électroaimant 28 sur la tête support 26 peut être représentée par l'axe A28 selon lequel s'exerce la résultante de la force d'attraction magnétique générée par l'électroaimant, et qu'on peut appeler axe A28 de l'électroaimant. Généralement, l'électroaimant 28 comporte une bobine dont l'axe est justement l'axe A28 de l'électroaimant 28. On a vu que l'axe A28 de l'électroaimant 28 est de préférence parallèle à l'axe A18 de l'inducteur primaire 18. On observe donc une distance entre l'axe A28 de l'électroaimant 28 et l'axe A18 de l'inducteur primaire 18 selon une direction radiale à l'axe A18 de l'inducteur primaire 18, direction qui sera appelée direction radiale d'entre-axe entre l'électroaimant 28 et l'inducteur primaire 18. In the example of an electromagnet 28 carried by the support head of the charging station, and separate from the primary inductor 18, the electromagnet 28 is offset with respect to the primary inductor 18 in a radial direction. perpendicular to the axis A18 of the primary inductor 18. The position of the electromagnet 28 on the support head 26 can be represented by the axis A28 along which the resultant of the magnetic attraction force generated by the electromagnet, and which can be called axis A28 of the electromagnet. Generally, the electromagnet 28 comprises a coil whose axis is precisely the axis A28 of the electromagnet 28. We have seen that the axis A28 of the electromagnet 28 is preferably parallel to the axis A18 of the primary inductor 18. There is therefore a distance between the axis A28 of the electromagnet 28 and the axis A18 of the primary inductor 18 in a direction radial to the axis A18 of the primary inductor 18, direction which will be called radial direction between the axes between the electromagnet 28 and the primary inductor 18.
[0067] Dans l'exemple qui sera décrit en référence aux dessins, l'invention est présentée dans le cadre d'un dispositif 10 dans lequel le déplacement de l'inducteur primaire 18 dans l'espace est assuré de manière passive par coopération avec un guide 36 solidaire de l'engin automobile 12. Le déplacement de l'inducteur primaire est assuré de manière passive en ce qu'il ne met en œuvre aucun moyen motorisé sur la borne de recharge 14, c'est-à-dire aucun moteur ni actionneur commandé. Dans l'exemple, on verra en effet que seuls des moyens de rappel et des moyens de guidage mécanique sont utilisés, le déplacement étant généré par le déplacement relatif entre le guide 36 solidaire de l'engin automobile et une tête support 26 qui s'appuie sur le guide 36.
Cependant, certains aspects de l'invention, et notamment la présence de l'électroaimant 28, pourront être mis en œuvre dans le cadre d'un dispositif de connexion électrique mettant en œuvre un déplacement de l'inducteur primaire 18 qui serait partiellement ou intégralement robotisé, au sens que le déplacement serait commandé par un ou plusieurs moteurs ou actionneurs commandés tels qu'un moteur ou un vérin, électrique, pneumatique ou hydraulique. In the example which will be described with reference to the drawings, the invention is presented in the context of a device 10 in which the movement of the primary inductor 18 in space is ensured passively by cooperation with a guide 36 secured to the motor vehicle 12. The movement of the primary inductor is provided passively in that it does not implement any motorized means on the charging terminal 14, that is to say no motor or actuator controlled. In the example, it will indeed be seen that only return means and mechanical guide means are used, the displacement being generated by the relative displacement between the guide 36 secured to the motor vehicle and a support head 26 which is presses guide 36. However, certain aspects of the invention, and in particular the presence of the electromagnet 28, could be implemented within the framework of an electrical connection device implementing a movement of the primary inductor 18 which would be partially or entirely robotized, in the sense that the movement would be controlled by one or more controlled motors or actuators such as a motor or a cylinder, electric, pneumatic or hydraulic.
[0068] Plus particulièrement, dans l'exemple de réalisation illustré, le dispositif de connexion électrique 10 est conçu pour que l'inducteur secondaire 20, porté par l'engin automobile, soit agencé au niveau d'une face inférieure de l'engin automobile 12, en retrait vers l'intérieur selon la direction longitudinale de l'engin automobile 12 par rapport à une extrémité avant ou arrière de l'engin. Typiquement, l'axe central A20 de l'inducteur secondaire 20 sera agencé en retrait vers l'intérieur selon la direction longitudinale de l'engin automobile 12, par exemple à une distance comprise dans la gamme allant de 10 cm à 150 cm par rapport à l'extrémité la plus proche parmi les extrémités avant et arrière de l'engin automobile 12. De préférence, l'axe central A20 de l'inducteur secondaire 20 sera agencé en retrait vers l'intérieur selon la direction longitudinale de l'engin automobile 12, par exemple à une distance d'au moins 40 cm par rapport à l'extrémité la plus proche parmi les extrémités avant et arrière de l'engin automobile 12 pour donner une distance de guidage suffisante pour absorber un décalage transversal important, au moment du début de l'accostage, entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20. Une configuration en position centrale selon la direction longitudinale de l'engin automobile est aussi possible. Dans une telle disposition au niveau d'une face inférieure de l'engin automobile 12, l'accès à l'inducteur secondaire 20 se fait «par en dessous ». De ce fait, il sera avantageux de disposer l'inducteur secondaire 20 sur l'engin automobile 20 de telle sorte que son axe central A20 soit vertical ou sensiblement vertical. On considérera que l'axe central A20 est sensiblement vertical s'il forme avec la direction verticale un angle inférieur à 30 degrés d'angle.
[0069] Dans l'exemple illustré, on prendra l'hypothèse que l'engin automobile présente un axe longitudinal médian qui s'étend selon une direction longitudinale horizontale correspondant à sa trajectoire de déplacement en ligne droite, et qui est donc situé transversalement au milieu de l'engin automobile 12 selon une direction transversale horizontale perpendiculaire à l'axe longitudinal médian. L'engin automobile 12 présente aussi un axe longitudinal de référence X' qui est parallèle à l'axe longitudinal médian mais qui passe par l'axe central A20 de l'inducteur secondaire 20. Si l'inducteur secondaire 20 est situé transversalement au centre du véhicule, l'axe longitudinal de référence X' et l'axe longitudinal médian de l'engin automobile sont confondus. Aussi, on prendra l'hypothèse que l'engin automobile présente une extrémité longitudinale avant et une extrémité longitudinale arrière (qui, pour certains engins automobile, tels que des chariots de transport, peuvent être arbitraires). On prendra plus particulièrement l'hypothèse que l'inducteur secondaire 20 est agencé longitudinalement du côté arrière du véhicule et que, dans une opération d'accostage de l'engin automobile avec la borne de recharge 14, l'engin automobile se déplace en « marche arrière », l'engin automobile se présentant donc avec son extrémité longitudinale arrière en vis-à-vis de la borne de recharge 14 et se déplaçant de manière que l'extrémité longitudinale arrière se rapproche de la borne de recharge 14 lors de l'opération d'accostage. Bien entendu, on pourrait prévoir que l'inducteur secondaire 20 soit agencé du côté avant de l'engin automobile 12, ou encore en position centrale longitudinalement par rapport à l'engin mobile 12, et/ou que l'opération d'accostage soit opérée avec l'engin automobile 12 se déplaçant en « marche avant ». More particularly, in the illustrated embodiment, the electrical connection device 10 is designed so that the secondary inductor 20, carried by the motor vehicle, is arranged at the level of an underside of the vehicle. car 12, set back inwards in the longitudinal direction of the motor vehicle 12 with respect to a front or rear end of the vehicle. Typically, the central axis A20 of the secondary inductor 20 will be set back inwards in the longitudinal direction of the motor vehicle 12, for example at a distance in the range from 10 cm to 150 cm with respect to at the nearest end among the front and rear ends of the motor vehicle 12. Preferably, the central axis A20 of the secondary inductor 20 will be set back inwards in the longitudinal direction of the vehicle motor vehicle 12, for example at a distance of at least 40 cm from the nearest end among the front and rear ends of the motor vehicle 12 to provide sufficient guidance distance to absorb a significant transverse shift, at the moment of the start of docking, between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20. A configuration in a central position in the longitudinal direction of the motor vehicle is also possible. In such an arrangement at the level of an underside of the motor vehicle 12, access to the secondary inductor 20 is “from below”. Therefore, it will be advantageous to arrange the secondary inductor 20 on the motor vehicle 20 such that its central axis A20 is vertical or substantially vertical. It will be considered that the central axis A20 is substantially vertical if it forms an angle with the vertical direction of less than 30 degrees. In the example illustrated, it will be assumed that the motor vehicle has a median longitudinal axis which extends in a horizontal longitudinal direction corresponding to its straight line travel path, and which is therefore located transversely to the middle of the motor vehicle 12 in a horizontal transverse direction perpendicular to the median longitudinal axis. Motor vehicle 12 also has a longitudinal reference axis X′ which is parallel to the median longitudinal axis but which passes through central axis A20 of secondary inductor 20. If secondary inductor 20 is located transversely to the center of the vehicle, the longitudinal axis of reference X' and the median longitudinal axis of the motor vehicle coincide. Also, the assumption will be made that the motor vehicle has a front longitudinal end and a rear longitudinal end (which, for certain motor vehicles, such as transport trolleys, can be arbitrary). The assumption will be made more particularly that the secondary inductor 20 is arranged longitudinally on the rear side of the vehicle and that, in a docking operation of the motor vehicle with the charging terminal 14, the motor vehicle moves in "reverse", the motor vehicle therefore presenting itself with its rear longitudinal end facing the charging terminal 14 and moving so that the rear longitudinal end approaches the charging terminal 14 during the docking operation. Of course, provision could be made for the secondary inductor 20 to be arranged on the front side of the motor vehicle 12, or even in a longitudinally central position with respect to the mobile machine 12, and/or for the docking operation to be operated with the motor vehicle 12 moving in “forward gear”.
[0070] La description qui va suivre est faite en référence notamment à une direction longitudinale nominale pour la borne de recharge 14 qui est la direction longitudinale de l'engin automobile lorsque l'engin automobile se présente dans une orientation optimale par rapport à la borne de recharge 14 lorsque l'engin automobile 12 effectue une opération d'accostage, et donc par rapport à un axe longitudinal nominal X pour la borne de recharge 14 qui serait contenu dans un même plan vertical que l'axe longitudinal de référence X' de l'engin automobile se présentant dans une orientation et une position optimale par rapport à la borne
de recharge 14 lorsque l'engin automobile 12 effectue une opération d'accostage sur la borne de recharge 14. En effet, on part du principe que la structure à géométrie variable 16 de la borne de recharge 14 comporte une embase 50 qui est fixe lors d'une opération d'accostage de l'engin automobile sur la borne de recharge 14. Bien entendu, dans un cas d'accostage réel, le véhicule automobile ne se présentera quasiment jamais selon la direction longitudinale nominale, et encore moins avec son axe longitudinal de référence X' aligné avec l'axe longitudinal nominal X. La structure à géométrie variable 16 de la borne de recharge 14 permet d'assurer un mise en position relative de correspondance en vis-à-vis de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire 20 malgré cette situation défavorable, tant qu'elle reste dans une plage prédéfinie d'écart angulaire entre l'axe longitudinal de référence X' de l'engin automobile 12 et l'axe longitudinal nominal X pour la borne de recharge 14, et dans une plage prédéfinie de décalage transversal entre ces deux axes. The following description is made with reference in particular to a nominal longitudinal direction for the charging terminal 14 which is the longitudinal direction of the motor vehicle when the motor vehicle is in an optimal orientation with respect to the terminal. charging station 14 when the motor vehicle 12 performs a docking operation, and therefore relative to a nominal longitudinal axis X for the charging station 14 which would be contained in the same vertical plane as the reference longitudinal axis X' of the motor vehicle being presented in an orientation and an optimal position with respect to the terminal charging station 14 when the motor vehicle 12 performs a docking operation on the charging station 14. Indeed, it is assumed that the variable geometry structure 16 of the charging station 14 comprises a base 50 which is fixed during a docking operation of the motor vehicle on the charging station 14. Of course, in a case of real docking, the motor vehicle will almost never present itself in the nominal longitudinal direction, and even less with its axis longitudinal reference X' aligned with the nominal longitudinal axis X. The structure with variable geometry 16 of the charging terminal 14 makes it possible to ensure a positioning in relative correspondence position vis-à-vis the primary inductor 18 and of the secondary inductor 20 despite this unfavorable situation, as long as it remains within a predefined range of angular difference between the reference longitudinal axis X' of the motor vehicle 12 and the nominal longitudinal axis X for the terminal of refill 14, and within a predefined range of transverse offset between these two axes.
[0071] Dans l'exemple illustré, on peut voir que la structure à géométrie variable 16 comporte une embase 50 et une tête support 26 qui porte l'inducteur primaire 18 et qui est mobile dans l'espace avec l'inducteur primaire 18, notamment par rapport à son embase 50. Plus précisément, la tête support 26 présente, par rapport à son embase 50, au moins un degré de liberté en translation selon une direction horizontale transversale par rapport à l'axe longitudinal de référence X' de l'engin automobile. Elle présente de préférence, par rapport à son embase 50, un degré de liberté en translation selon une direction verticale. Nous verrons qu'elle peut aussi présenter, par rapport à un socle de son embase 50, un degré de liberté en translation selon une direction longitudinale parallèle à l'axe longitudinal de référence X' de l'engin automobile. In the example shown, it can be seen that the variable geometry structure 16 comprises a base 50 and a support head 26 which carries the primary inductor 18 and which is movable in space with the primary inductor 18, in particular with respect to its base 50. More specifically, the support head 26 has, with respect to its base 50, at least one degree of freedom in translation in a horizontal direction transverse to the longitudinal reference axis X′ of the motor vehicle. It preferably has, with respect to its base 50, a degree of freedom in translation in a vertical direction. We will see that it can also present, with respect to a base of its base 50, a degree of freedom in translation along a longitudinal direction parallel to the longitudinal reference axis X′ of the motor vehicle.
[0072] La tête support 28 peut par ailleurs présenter, par rapport à son embase 50, au moins un degré de liberté en rotation, notamment autour d'un axe transversal et/ou d'un axe longitudinal. The support head 28 may also have, relative to its base 50, at least one degree of freedom in rotation, in particular around a transverse axis and/or a longitudinal axis.
[0073] Dans l'exemple illustré, le mouvement relatif de l'engin automobile par rapport à la borne de recharge 14 correspond à un degré de liberté de mouvement entre d'une part la tête support 26 et l'inducteur primaire 18, et
d'autre part l'inducteur secondaire 20, ce degré de liberté étant en translation selon la direction longitudinale. In the example shown, the relative movement of the motor vehicle with respect to the charging terminal 14 corresponds to a degree of freedom of movement between on the one hand the support head 26 and the primary inductor 18, and secondly the secondary inductor 20, this degree of freedom being in translation in the longitudinal direction.
[0074]Comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 3, dans l'exemple illustré, la tête de support 26 se présente sous la forme d'un boîtier qui présente une face supérieure 25 sensiblement plane, perpendiculaire à l'axe central A18 de l'inducteur primaire 18 et qui, dans un plan perpendiculaire à l'axe central A18 de l'inducteur primaire 18, présente un contour en forme de flèche, en l'occurrence de forme triangulaire, avec une pointe longitudinale avant 29, un bord arrière 30 opposé à la pointe longitudinale avant 29, et deux bords latéraux 32 reliant la pointe longitudinale avant 29 au bord arrière 30. La pointe longitudinale avant 29 est celle qui, lors d'une opération d'accostage d'un engin automobile sur la borne de recharge, est tournée en direction de l'engin automobile 12. As can be seen more particularly in Figure 3, in the example shown, the support head 26 is in the form of a box which has a substantially flat upper face 25, perpendicular to the central axis A18 of the primary inductor 18 and which, in a plane perpendicular to the central axis A18 of the primary inductor 18, has an arrow-shaped outline, in this case triangular in shape, with a front longitudinal point 29, a rear edge 30 opposite the front longitudinal point 29, and two lateral edges 32 connecting the front longitudinal point 29 to the rear edge 30. The front longitudinal point 29 is that which, during a docking operation of a motor vehicle on the charging station, is turned in the direction of the motor vehicle 12.
[0075] Dans cet exemple, la tête support 26 comporte, en excroissance par rapport à chaque bord latéral 32 dans le plan perpendiculaire à l'axe central A18 de l'inducteur primaire 18, un patin de guidage latéral 34. Dans l'exemple illustré, chaque patin de guidage latéral 34 est réalisé sous la forme d'une roulette rotative autour d'un axe parallèle à l'axe central A18 de l'inducteur primaire 18. Dans cet exemple, la tête support 26 présente ainsi deux profils latéraux 35 qui, dans un plan perpendiculaire à l'axe central A18 de l'inducteur primaire 18, présente un profil en V en excroissance convexe chacun d'un des bords latéraux 32 du boîtier triangulaire de la tête support. Chaque profil latéral 35 présente ainsi un segment avant 35a, qui s'étend depuis l'extrémité longitudinale avant 29, et un segment arrière 35b, qui s'étend jusqu'au bord arrière 30 de la tête support 26. Le segment avant 35a et le segment arrière 35b se rejoignent ainsi sensiblement au niveau du milieu du bord latéral 32 correspondant du boîtier, au niveau de la pointe du profil en V du profil latéral 35 correspondant. Chaque patin de guidage latéral 34 est agencé au niveau de la pointe du profil en V du profil latéral 35 correspondant. Ainsi, la tête support 26 de l'exemple illustré présente un contour pentagonal convexe qui reste en forme de flèche pointée vers la pointe longitudinale avant 29.
[0076] Dans l'exemple illustré, l'inducteur primaire 18 est fixe sur la tête support 26. Par exemple, l'inducteur primaire 18 est agencé sensiblement au centre de la tête support 26 selon une vue selon l'axe central A18 de l'inducteur primaire. Par exemple, l'inducteur primaire 18 est reçu à l'intérieur du boîtier de la tête support 26, si possible à proximité immédiate de la face supérieure 25 du boîtier de la tête support 26. In this example, the support head 26 comprises, protruding from each side edge 32 in the plane perpendicular to the central axis A18 of the primary inductor 18, a side guide pad 34. In the example illustrated, each lateral guide pad 34 is made in the form of a roller rotating around an axis parallel to the central axis A18 of the primary inductor 18. In this example, the support head 26 thus has two lateral profiles 35 which, in a plane perpendicular to the central axis A18 of the primary inductor 18, has a V-shaped profile in each convex protuberance of one of the side edges 32 of the triangular housing of the support head. Each side profile 35 thus has a front segment 35a, which extends from the front longitudinal end 29, and a rear segment 35b, which extends to the rear edge 30 of the support head 26. The front segment 35a and the rear segment 35b thus meet substantially at the level of the middle of the corresponding side edge 32 of the housing, at the level of the tip of the V-shaped profile of the corresponding side profile 35. Each side guide pad 34 is arranged at the tip of the V profile of the side profile 35 corresponding. Thus, the support head 26 of the example shown has a convex pentagonal outline which remains in the shape of an arrow pointing towards the front longitudinal point 29. In the example illustrated, the primary inductor 18 is fixed on the support head 26. For example, the primary inductor 18 is arranged substantially at the center of the support head 26 according to a view along the central axis A18 of the primary inductor. For example, the primary inductor 18 is received inside the housing of the support head 26, if possible in the immediate vicinity of the upper face 25 of the housing of the support head 26.
[0077] Dans le cas où l'électroaimant fait partie de la borne de recharge 24, tel que dans l'exemple de réalisation illustré, l'électroaimant 28 peut avantageusement être contenu à l'intérieur du boîtier de la tête support 26, de préférence à proximité immédiate de la face supérieure 25 de celui-ci. Dans l'exemple, l'électroaimant est agencé entre l'inducteur primaire 18 et la pointe longitudinale avant 29 de la tête support 26. In the case where the electromagnet is part of the charging terminal 24, as in the illustrated embodiment, the electromagnet 28 can advantageously be contained inside the housing of the support head 26, preferably in the immediate vicinity of the upper face 25 thereof. In the example, the electromagnet is arranged between the primary inductor 18 and the front longitudinal tip 29 of the support head 26.
[0078] Dans l'exemple qui est illustré, la tête support 26 est configurée pour coopérer mécaniquement avec un guide 36 qui est solidaire de l'engin automobile 12 de telle sorte que, lors d'une opération d'accostage comportant un déplacement relatif de rapprochement entre l'engin automobile 12 et la borne de recharge 14, une coopération par contact mécanique entre la tête support 26 et le guide 36 provoque un déplacement de la tête support 26 dans l'espace pour amener la tête 26 support dans une position relative prédéfinie par rapport au guide 36. In the example which is illustrated, the support head 26 is configured to cooperate mechanically with a guide 36 which is integral with the motor vehicle 12 so that, during a docking operation comprising a relative displacement approach between the motor vehicle 12 and the charging station 14, cooperation by mechanical contact between the support head 26 and the guide 36 causes a movement of the support head 26 in space to bring the support head 26 into a position relative to guide 36.
[0079] Dans l'exemple illustré, comme on peut le voir plus particulièrement à la figure 2, le guide 36 est aménagé sous la forme d'une plaque de guidage 38 qui est apposée sous l'engin automobile 12, recouvrant donc par en dessous une face inférieure de celui-ci qui est tournée en vis-à-vis du sol. Dans l'exemple illustré, l'inducteur secondaire 20 porté par l'engin automobile est agencé juste au-dessus de la plaque de guidage 38, laquelle présente une épaisseur la plus faible possible pour réduire l'entrefer entre l'inducteur secondaire 20 et l'inducteur primaire 18 lorsqu'ils sont en position relative de correspondance en vis-à-vis. La plaque de guidage 38, peut présenter une épaisseur réduite au l'inducteur secondaire 20. Dans l'exemple illustré, l'inducteur secondaire 20 porté par l'engin automobile est agencé du côté arrière de l'engin automobile selon la
direction longitudinale de l'engin automobile 12, de sorte que la plaque de guidage 38 s'étend de préférence depuis une extrémité arrière de la face inférieure du véhicule. Par exemple, si l'engin automobile est un véhicule particulier dont l'extrémité longitudinale arrière comporte un pare-chocs ou une jupe inférieure, la plaque de guidage 38 présent un bord arrière 40 qui vient dans le prolongement du bord inférieur du pare-chocs ou de la jupe inférieure du véhicule. La plaque de guidage 38 s'étend longitudinalement vers le centre du véhicule, de préférence au moins jusqu'à la zone dans laquelle est agencé l'inducteur secondaire 20. Au moins au niveau de son bras arrière, la plaque de guidage 38 s'étend selon une largeur transversale qui est au moins égale à la tolérance de décalage autoriser au moment de l'opération d'accostage entre l'axe longitudinal de référence X' de l'engin automobile 12 et l'axe longitudinal nominal X de la bande recharge 14. On comprendra par la suite que la structure à géométrie variable 16 de la borne de de recharge 14 est configurée pour venir plaquer, du bas vers le haut, la face supérieure 25 de la tête support 26 contre la face inférieure de la plaque de guidage 38. La plaque de guidage 38 présente donc une orientation générale sensiblement horizontale, avec toutefois de préférence une inclinaison générale, par exemple comprise dans la gamme allant de 3 à 20 degrés d'angle, l'extrémité arrière de la plaque de guidage, correspondant ici à son bord arrière 40, étant verticalement plus haute que son extrémité avant. La plaque de guidage peut être sensiblement plane, mais peut être légèrement bombée, sa face inférieure en regard du sol S pouvant présenter une courbure convexe ou concave. In the example illustrated, as can be seen more particularly in Figure 2, the guide 36 is arranged in the form of a guide plate 38 which is affixed under the motor vehicle 12, therefore covering by below a lower face thereof which is turned vis-à-vis the ground. In the example illustrated, the secondary inductor 20 carried by the motor vehicle is arranged just above the guide plate 38, which has the smallest possible thickness to reduce the air gap between the secondary inductor 20 and the primary inductor 18 when they are in relative position of correspondence vis-à-vis. The guide plate 38 may have a reduced thickness compared to the secondary inductor 20. In the example illustrated, the secondary inductor 20 carried by the motor vehicle is arranged on the rear side of the motor vehicle according to the longitudinal direction of the motor vehicle 12, so that the guide plate 38 preferably extends from a rear end of the underside of the vehicle. For example, if the motor vehicle is a private vehicle whose rear longitudinal end comprises a bumper or a lower skirt, the guide plate 38 has a rear edge 40 which comes in the extension of the lower edge of the bumper or lower valance of the vehicle. The guide plate 38 extends longitudinally towards the center of the vehicle, preferably at least as far as the zone in which the secondary inductor 20 is arranged. extends along a transverse width which is at least equal to the offset tolerance authorized at the time of the docking operation between the reference longitudinal axis X' of the motor vehicle 12 and the nominal longitudinal axis X of the strip 14. It will be understood later that the variable geometry structure 16 of the charging terminal 14 is configured to press, from the bottom upwards, the upper face 25 of the support head 26 against the lower face of the plate guide 38. The guide plate 38 therefore has a substantially horizontal general orientation, with however preferably a general inclination, for example comprised in the range going from 3 to 20 degrees of angle, the rear end of the guide plate , corresponding here to its rear edge 40, being vertically higher than its front end. The guide plate may be substantially flat, but may be slightly curved, its underside facing the ground S possibly having a convex or concave curvature.
[0080] Le guide 36 comporte deux rebords de guidage 42 de part et d'autre d'un axe longitudinal de référence X' du guide 36 qui est de préférence confondu avec l'axe longitudinal de référence de l'engin automobile 12, donc passant par l'axe central A20 de l'inducteur secondaire. Les rebords de guidage 42 sont en relief par rapport à la plaque de guidage 38, vers le bas, de telle sorte que la tête de support 26, lorsqu'elle est plaquée vers le haut contre la plaque de guidage 38, est amenée à s'appuyer transversalement sur l'un ou l'autre des rebords de guidage 42 si elle n'est pas centrée transversalement par rapport à l'axe longitudinal de référence X' du guide 36. Les deux rebords de guidage 42 sont
orientés selon une direction oblique par rapport à l'axe longitudinal de référence X' du guide 36 et ils sont convergents lorsqu'on parcourt le guide 36 depuis son bord arrière 40 vers son extrémité avant. À l'extrémité avant du guide 36, les extrémités avant des rebords de guidage 42 sont rapprochées l'une de l'autre de manière que la tête de guidage puisse venir transversalement en contact avec les deux rebords de guidage 42 simultanément, de manière à définir une position transversale précise de la tête support 26 lorsqu'elle se trouve ainsi simultanément au contact des deux rebords de guidage 42. The guide 36 comprises two guide flanges 42 on either side of a longitudinal reference axis X′ of the guide 36 which preferably coincides with the longitudinal reference axis of the motor vehicle 12, therefore passing through the central axis A20 of the secondary inductor. The guide flanges 42 are raised relative to the guide plate 38, downwards, so that the support head 26, when it is pressed upwards against the guide plate 38, is brought to s 'press transversely on one or the other of the guide flanges 42 if it is not centered transversely with respect to the longitudinal reference axis X' of the guide 36. The two guide flanges 42 are oriented in an oblique direction with respect to the longitudinal reference axis X' of the guide 36 and they converge when the guide 36 is traversed from its rear edge 40 towards its front end. At the front end of the guide 36, the front ends of the guide flanges 42 are brought closer to each other so that the guide head can come transversely into contact with the two guide flanges 42 simultaneously, so as to define a precise transverse position of the support head 26 when it is thus simultaneously in contact with the two guide flanges 42.
[0081] Les rebords de guidage 42 du guide 36 définissent donc un entonnoir de guidage transversal qui est évasé à l'arrière et resserré à l'avant, la zone arrière de l'entonnoir de guidage formant une zone d'entrée pour la tête support 26, et la zone avant de l'entonnoir de guidage formant une zone dans laquelle la tête support 26 est centrée par rapport à l'axe longitudinal de référence X' du guide 36. The guide flanges 42 of the guide 36 therefore define a transverse guide funnel which is flared at the rear and narrowed at the front, the rear zone of the guide funnel forming an entry zone for the head. support 26, and the front zone of the guide funnel forming a zone in which the support head 26 is centered with respect to the longitudinal reference axis X' of the guide 36.
[0082]0n comprend donc que, lors d'une opération d'accostage, l'engin automobile 12 reculant en marche arrière en direction de la borne, la tête support 26 vient en appui vers le haut contre la face inférieure de la plaque de guidage 38 et, si elle n'est pas centrée transversalement par rapport à l'axe longitudinal de référence X' du guide 36, vient s'appuyer transversalement sur l'un ou l'autre des rebords de guidage 42, le rebord de guidage correspondant provoquant un déplacement transversal de la tête support 26 vers l'axe longitudinal de référence X' du guide 36. Cette phase de guidage de l'opération d'accostage est plus particulièrement illustrée par les figures 6 et 7. [0082] 0n therefore understands that, during a docking operation, the motor vehicle 12 moving backwards in the direction of the bollard, the support head 26 comes to bear upwards against the underside of the base plate. guide 38 and, if it is not centered transversely with respect to the longitudinal reference axis X' of the guide 36, comes to rest transversely on one or the other of the guide flanges 42, the guide flange corresponding causing a transverse displacement of the support head 26 towards the longitudinal reference axis X′ of the guide 36. This guiding phase of the docking operation is more particularly illustrated by FIGS. 6 and 7.
[0083] Dans l'exemple illustré sur les figures, l'entonnoir de guidage formé par les rebords de guidage 42 est fermé à son extrémité avant, au sens que les rebords de guidage 42 forment une butée longitudinale vers l'avant pour la tête support lors de l'opération d'accostage. Ainsi, le guide 36 forme une butée longitudinale pour la tête support 26 lors de l'opération d'accostage. Cette butée longitudinale est de préférence comprise dans la zone avant de l'entonnoir de guidage dans laquelle la tête de support 26 est centrée par rapport à l'axe longitudinal médian du guide 36 par les rebords de guidage 42. Cette phase finale de l'opération
d'accostage est plus particulièrement illustrée par les figures 8 et 9. Dans ces conditions, la butée longitudinale définie par le guide 36 pour la tête support 26 correspond de préférence avec la position relative de correspondance en vis-à-vis de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire 20. Ainsi, comme dans l'exemple illustré, l'inducteur secondaire 20 est agencé sur le véhicule de manière à correspondre avec l'extrémité avant de l'entonnoir de guidage formé par les rebords de guidage 42. In the example illustrated in the figures, the guide funnel formed by the guide flanges 42 is closed at its front end, in the sense that the guide flanges 42 form a forward longitudinal stop for the head. support during the docking operation. Thus, the guide 36 forms a longitudinal stop for the support head 26 during the docking operation. This longitudinal stop is preferably included in the front zone of the guide funnel in which the support head 26 is centered with respect to the median longitudinal axis of the guide 36 by the guide edges 42. This final phase of the operation docking is more particularly illustrated by Figures 8 and 9. Under these conditions, the longitudinal stop defined by the guide 36 for the support head 26 preferably corresponds with the relative position of correspondence vis-à-vis the inductor primary 18 and the secondary inductor 20. Thus, as in the example illustrated, the secondary inductor 20 is arranged on the vehicle so as to correspond with the front end of the guide funnel formed by the guide flanges 42.
[0084] Par ailleurs, dans l'exemple illustré, l'angle formé entre les segments avant 35a des deux profils latéraux 35 qui portent chacun un des patins de guidages latéraux 34, est égal à l'angle formé par les deux rebords de guidage 42, tout du moins dans la zone avant du guide 36 qui détermine la position relative de correspondance en vis-à-vis de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire 20. De manière générale, le profil externe de la tête qui est défini par les deux profils latéraux 35 sera avantageusement choisi pour correspondre au profil formé par les deux rebords de guidage 42 du guide 36. De ce fait, dans le cas, tel que celui illustré, où la tête de support 26 présente un nombre de degrés de liberté suffisant, notamment en rotation autour d'un axe vertical, la coopération de la tête support 26 avec le guide 36 détermine une position angulaire prédéfinie pour la tête support 26 autour d'un axe vertical. Furthermore, in the example shown, the angle formed between the front segments 35a of the two side profiles 35 which each carry one of the side guide pads 34, is equal to the angle formed by the two guide flanges 42, at least in the front zone of the guide 36 which determines the relative position of correspondence vis-à-vis the primary inductor 18 and the secondary inductor 20. In general, the external profile of the head which is defined by the two side profiles 35 will advantageously be chosen to correspond to the profile formed by the two guide flanges 42 of the guide 36. Therefore, in the case, such as that illustrated, where the support head 26 has a number of sufficient degrees of freedom, in particular in rotation around a vertical axis, the cooperation of the support head 26 with the guide 36 determines a predefined angular position for the support head 26 around a vertical axis.
[0085] Cependant, dans une variante de réalisation, on pourrait prévoir que l'entonnoir de guidage formé par les rebords de guidage 42 ne soit pas fermé à son extrémité avant et débouche au contraire par exemple dans un couloir de guidage du guide 36 qui prolongerait l'entonnoir de guidage longitudinalement vers l'avant. Dans ce cas, le guide 36 ne formerait pas de butée longitudinale avant pour la tête support 26 lors de l'opération d'accostage. Dans un tel cas, on pourra prévoir que l'inducteur secondaire 20 soit agencé sur l'engin automobile au niveau d'une position longitudinale dans ce couloir de guidage du guide 36. Dans ce cas, l'électroaimant 28 pourra être utilisé pour verrouiller, selon la direction longitudinale, la position relative de correspondance en vis-à-vis de l'inducteur primaire 18 avec l'inducteur secondaire 20.
[0086] Dans l'exemple illustré, la tête support 26 comporte au moins trois zones de contact mécanique 33, 34 distinctes prévues pour coopérer mécaniquement avec le guide 36. Ceci permet de définir parfaitement la position relative dans l'espace de la tête support 26, et donc de l'inducteur primaire 18, par rapport au guide 36, et donc par rapport à l'inducteur secondaire 20. Dans l'exemple, la tête support 26 comporte trois calottes sphériques 33, qui sont agencées aux trois angles du triangle formé par le boîtier de la tête support 26, et qui forment chacune une telle zone de contact mécanique. Les calottes sphériques 33 sont donc en excroissance vers le haut par rapport à la face supérieure 25 du boîtier de la tête support 26. Chaque calotte sphérique 33 est avantageusement réalisée ou recouverte d'un matériau à faible coefficient de frottement, par exemple d'un matériau à base de nylon et/ou de polytretrafluoro-ethylène (PTFE). Cependant, une ou plusieurs de ces zones de contact mécanique pourrai(en)t avantageusement être réalisée(s) sous la forme d'une roulette ou d'une bille rotative. Dans l'exemple, les trois calottes sphériques 33 assurent principalement le positionnement de la tête support selon la direction verticale en étant plaquées vers le haut contre la face inférieure de la plaque de guidage 38 du guide 36 qui est tournée vers le sol. On a vu par ailleurs que la tête support 26 comporte aussi des patins de guidage latéraux 34 qui sont plus particulièrement configurés pour coopérer avec les rebords de guidage 42 du guide 36. [0085] However, in an alternative embodiment, provision could be made for the guide funnel formed by the guide flanges 42 not to be closed at its front end and, on the contrary, to open out, for example, into a guide passage of the guide 36 which would extend the guide funnel longitudinally forward. In this case, the guide 36 would not form a front longitudinal stop for the support head 26 during the docking operation. In such a case, provision may be made for the secondary inductor 20 to be arranged on the motor vehicle at the level of a longitudinal position in this guide passage of the guide 36. In this case, the electromagnet 28 may be used to lock , in the longitudinal direction, the relative position of correspondence vis-à-vis the primary inductor 18 with the secondary inductor 20. In the example shown, the support head 26 comprises at least three distinct mechanical contact zones 33, 34 provided to cooperate mechanically with the guide 36. This makes it possible to perfectly define the relative position in space of the support head. 26, and therefore of the primary inductor 18, with respect to the guide 36, and therefore with respect to the secondary inductor 20. In the example, the support head 26 comprises three spherical caps 33, which are arranged at the three angles of the triangle formed by the housing of the support head 26, and which each form such a mechanical contact zone. The spherical caps 33 therefore protrude upwards relative to the upper face 25 of the housing of the support head 26. Each spherical cap 33 is advantageously made of or covered with a material with a low coefficient of friction, for example a material based on nylon and/or polytretrafluoro-ethylene (PTFE). However, one or more of these mechanical contact zones could advantageously be made in the form of a wheel or a rotating ball. In the example, the three spherical caps 33 mainly ensure the positioning of the support head in the vertical direction by being pressed upwards against the lower face of the guide plate 38 of the guide 36 which is turned towards the ground. We have also seen that the support head 26 also comprises lateral guide pads 34 which are more particularly configured to cooperate with the guide flanges 42 of the guide 36.
[0087] Dans l'exemple illustré, comme on peut le voir par exemple sur les figures 2,In the example illustrated, as can be seen for example in Figures 2,
4 et 9, la plaque de guidage 38 comprend des évidements de centrage 44 qui sont aménagés dans la face inférieure de la plaque de guidage 38, et qui sont prévus pour accueillir les zones de contact mécanique 33 de la tête support 26 lorsque celle-ci arrive dans sa position correspondant à la position relative de correspondance en vis-à-vis de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire 20. Ces évidements de centrage 44 viennent en complément du centrage effectué par les rebords de guidage 42. Ils peuvent définir une position plus précise. Etant réalisés sous la forme d'évidements, donc en creux par rapport à la face inférieure de la plaque de guidage 38, de tels évidements permettent à la face supérieure 25 du boîtier de la tête support 26 de venir parfaitement en appui contre la face inférieure de la plaque de guidage 38. Ainsi,
la distance relative entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20, selon la direction de leur axe central respectif, peut être minimisée. Les formes des calottes sphériques 33 et des évidements 44 de la plaque de guidage 38 sont étudiées pour un engagement aisé lors d'une opération d'accostage, et pour un dégagement facilité lors du dé-accostage. 4 and 9, the guide plate 38 comprises centering recesses 44 which are arranged in the underside of the guide plate 38, and which are provided to accommodate the mechanical contact zones 33 of the support head 26 when the latter arrives in its position corresponding to the relative position of correspondence vis-à-vis the primary inductor 18 and the secondary inductor 20. These centering recesses 44 come in addition to the centering carried out by the guide edges 42. They can set a more precise position. Being made in the form of recesses, therefore recessed with respect to the lower face of the guide plate 38, such recesses allow the upper face 25 of the housing of the support head 26 to come to bear perfectly against the lower face of the guide plate 38. Thus, the relative distance between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20, according to the direction of their respective central axis, can be minimized. The shapes of the spherical caps 33 and of the recesses 44 of the guide plate 38 are designed for easy engagement during a docking operation, and for easy release when undocking.
[0088] De préférence, les au moins trois zones de contact mécanique sont disposées sur la tête support 26 de telle sorte que l'inducteur primaire 18, ou tout du moins son axe central A18, soit agencé à l'intérieur d'un périmètre défini par les au moins trois zones de contact. Cette disposition permet de mieux assurer une bonne orientation de l'inducteur primaire 18. Preferably, the at least three mechanical contact zones are arranged on the support head 26 such that the primary inductor 18, or at least its central axis A18, is arranged inside a perimeter defined by the at least three contact areas. This arrangement makes it possible to better ensure correct orientation of the primary inductor 18.
[0089]Comme vu plus haut sujet de l'inducteur primaire 18, pour le cas où l'électroaimant 28 est porté par la tête support 26, on pourra avantageusement disposer l'électroaimant 28 de telle sorte qu'il soit agencé à l'intérieur d'un périmètre défini par les au moins trois zones de contact mécanique 33. Ceci sera notamment avantageux dans le cas où les zones de contact mécanique seraient prévues pour être reçues dans des évidements comme décrit ci-dessus. Ainsi, la force d'attraction magnétique générée par l'électroaimant 28 s'exercerait à l'intérieur de ce périmètre, évitant ainsi toute situation de porte-à-faux, ce qui favorisera la qualité du centrage, si ce centrage est assuré au moins en partie par la coopération entre les zones de contact mécanique 33 et les évidements 44. Dans tous les cas, l'électroaimant 28 sera de préférence agencé à proximité de l'inducteur primaire 18 pour favoriser la qualité du placage de la tête support 26 contre la plaque de guidage 38 à ce niveau-là, favorisant ainsi un entrefer minimal entre les deux inducteurs primaire 18 et secondaire 20. [0089]As seen above about the primary inductor 18, in the case where the electromagnet 28 is carried by the support head 26, the electromagnet 28 can advantageously be arranged so that it is arranged at the inside a perimeter defined by the at least three mechanical contact zones 33. This will be particularly advantageous in the case where the mechanical contact zones are intended to be received in recesses as described above. Thus, the magnetic attraction force generated by the electromagnet 28 would be exerted inside this perimeter, thus avoiding any cantilever situation, which will favor the quality of the centering, if this centering is ensured at the less in part by the cooperation between the mechanical contact zones 33 and the recesses 44. In all cases, the electromagnet 28 will preferably be arranged close to the primary inductor 18 to promote the quality of the plating of the support head 26 against the guide plate 38 at this level, thus promoting a minimum air gap between the two primary 18 and secondary 20 inductors.
[0090] De ce qui précède, on aura compris que l'électroaimant 28 est avantageusement commandé dans un état d'attraction, dans lequel il génère une force d'attraction magnétique qui attire l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire l'un vers l'autre, au moins lorsque l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 sont dans leur position relative de correspondance en vis-à-vis.
[0091] De préférence, l'électroaimant 28 est commandé dans un état d'attraction, dans lequel il génère une force d'attraction magnétique qui attire l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 l'un vers l'autre, seulement lorsque l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 sont dans leur position relative de correspondance en vis-à-vis, ou lorsque l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 sont écartés l'un de l'autre, par rapport à leur position relative de correspondance en vis-à-vis, d'une distance inférieure à une distance d'activation prédéfinie. La distance d'activation prédéfinie est par exemple définie comme étant un décalage radial prédéfini entre l'axe central A18 de l'inducteur primaire 18 et l'axe central A20 de l'inducteur secondaire 20, la direction radiale étant ici considérée comme perpendiculaire à l'axe central A18 de l'inducteur primaire 18 et à l'axe central A20 de l'inducteur secondaire 20. La distance d'activation prédéfinie est dans ce cas par exemple comprise dans la gamme allant de 2 centimètres à 150 centimètres. Dans les autres situations de positionnement relatif entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20, lorsque l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 sont écartés l'un de l'autre, par rapport à leur position relative de correspondance en vis-à-vis, d'une distance supérieure à la distance d'activation prédéfinie, l'électroaimant 28 est de préférence commandé dans son état désactivé. Cela permet d'éviter que des particules ou autre éléments ferromagnétiques soient attirés intempestivement par l'électroaimant tant que la position relative de correspondance en vis-à-vis n'est pas atteinte, ou tout du moins, dans l'exemple illustré, tant que la tête de support n'est pas venue en appui sur la plaque de guidage 38. Cela permet aussi d'éviter un blocage intempestif du déplacement relatif l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 avant que la position relative de correspondance en vis- à-vis n'ait été atteinte, par exemple du fait de la présence d'autres masses ferromagnétiques. From the foregoing, it will be understood that the electromagnet 28 is advantageously controlled in a state of attraction, in which it generates a magnetic attraction force which attracts the primary inductor 18 and the secondary inductor 1 towards each other, at least when the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 are in their relative position of correspondence vis-à-vis. [0091] Preferably, the electromagnet 28 is controlled in a state of attraction, in which it generates a magnetic attraction force which attracts the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 towards each other, only when the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 are in their relative position of correspondence vis-à-vis, or when the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 are separated from each other, with respect to their relative position of correspondence vis-à-vis, by a distance less than a predefined activation distance. The predefined activation distance is for example defined as being a predefined radial offset between the central axis A18 of the primary inductor 18 and the central axis A20 of the secondary inductor 20, the radial direction here being considered as perpendicular to the central axis A18 of the primary inductor 18 and to the central axis A20 of the secondary inductor 20. The predefined activation distance is in this case for example included in the range going from 2 centimeters to 150 centimeters. In the other situations of relative positioning between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20, when the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 are separated from each other, with respect to their relative position of correspondence facing each other, by a distance greater than the predefined activation distance, the electromagnet 28 is preferably controlled in its deactivated state. This makes it possible to prevent particles or other ferromagnetic elements from being untimely attracted by the electromagnet as long as the relative position of correspondence vis-à-vis is not reached, or at least, in the example illustrated, as long as that the support head has not come to rest on the guide plate 38. This also makes it possible to avoid untimely blocking of the relative movement of the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 before the relative position of correspondence in vis-à-vis has been reached, for example due to the presence of other ferromagnetic masses.
[0092] En pratique, on prévoira avantageusement que le dispositif comporte au moins un capteur de position qui détecte une position relative entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20, et que l'électroaimant 28 soit commandé dans son état d'attraction en fonction d'une information de position
relative entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20, délivrée par le capteur de position. In practice, provision will advantageously be made for the device to comprise at least one position sensor which detects a relative position between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20, and for the electromagnet 28 to be controlled in its state of attraction based on position information relative between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20, delivered by the position sensor.
[0093] Dans certains modes de réalisation, on pourra prévoir que l'un au moins parmi l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 forme un capteur de position relative entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20. En effet, chacun de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire 20 comportant une bobine, il est possible d'utiliser une telle bobine en tant que capteur inductif capable de détecter des variations d'induction, et donc de détecter la présence par exemple de marqueurs ferromagnétique disposés en des endroits prédéfinis sur la pièce opposée à celle qui porte l'inducteur utilisé en tant que capteur. In some embodiments, provision may be made for at least one of the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 to form a relative position sensor between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20. Indeed, each of the primary inductor 18 and of the secondary inductor 20 comprising a coil, it is possible to use such a coil as an inductive sensor capable of detecting variations in induction, and therefore of detecting the presence by example of ferromagnetic markers arranged in predefined places on the part opposite to that which carries the inductor used as a sensor.
[0094] En complément, ou en alternative, on peut, par analyse d'impédance des inducteurs en vis-à-vis, connaître le positionnement relatif des inducteurs primaire 18 et secondaire 20. En effet, en analysant les signaux de puissance du générateur haute fréquence qui alimente l'inducteur primaire 18, notamment en analysant le courant de crête fourni effectivement à l'inducteur primaire 18, la phase de ce courant d'alimentation fourni effectivement à l'inducteur primaire 18, et sa fréquence, on peut déterminer une image de l'impédance de l'inducteur primaire 18 en charge, et donc l'analyse des points de fonctionnement de l'onduleur de puissance permet de connaître le décentrage des inducteurs primaires et secondaires l'un par rapport à l'autre. Ainsi, la combinaison de l'inducteur primaire et de l'inducteur secondaire peut former un capteur de position relative entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 In addition, or alternatively, it is possible, by impedance analysis of the facing inductors, to know the relative positioning of the primary 18 and secondary 20 inductors. Indeed, by analyzing the power signals from the generator high frequency which supplies the primary inductor 18, in particular by analyzing the peak current actually supplied to the primary inductor 18, the phase of this supply current actually supplied to the primary inductor 18, and its frequency, it is possible to determine an image of the impedance of the primary inductor 18 under load, and therefore the analysis of the operating points of the power inverter makes it possible to know the offset of the primary and secondary inductors with respect to each other. Thus, the combination of the primary inductor and the secondary inductor can form a relative position sensor between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20
[0095] Cependant, de préférence, on prévoira que, en plus ou en alternative de l'utilisation de l'inducteur primaire 18 et/ou de l'inducteur secondaire 20 en tant que capteur de position relative entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20, le dispositif comporte au moins un capteur de position relative entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20 qui soit distinct de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire 20. Un tel capteur de position pourra être de toute technologie appropriée, avec contact ou sans contact. Un tel capteur pourra être porté par la borne de recharge 14, par exemple porté par la
tête support 26, ou par l'engin automobile 12 par exemple en étant disposé sur le guide 36. Un tel capteur pourra être en deux parties, l'une des parties étant portée par la borne de recharge, par exemple par la tête support 26, l'autre partie étant portée par l'engin automobile 12, par exemple par le guide 36. However, preferably, it will be provided that, in addition to or as an alternative to the use of the primary inductor 18 and/or of the secondary inductor 20 as a relative position sensor between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20, the device comprises at least one relative position sensor between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 which is distinct from the primary inductor 18 and from the secondary inductor 20. Such a position sensor may be of any appropriate technology, with contact or without contact. Such a sensor could be carried by the charging terminal 14, for example carried by the support head 26, or by the motor vehicle 12, for example by being placed on the guide 36. Such a sensor may be in two parts, one of the parts being carried by the charging terminal, for example by the support head 26 , the other part being carried by the motor vehicle 12, for example by the guide 36.
[0096] Dans l'exemple, la tête support 26 comporte deux capteurs de position 45 réalisés chacun sous la forme d'un capteur par contact. Comme on peut le voir par exemple sur la figure 3, les capteurs de position 45 sont agencés chacun sur un profil latéral 35 de la tête support, plus précisément sur le segment avant 35a du profil latéral 35 correspondant. In the example, the support head 26 comprises two position sensors 45 each made in the form of a contact sensor. As can be seen for example in Figure 3, the position sensors 45 are each arranged on a side profile 35 of the support head, more precisely on the front segment 35a of the side profile 35 corresponding.
[0097] Dans l'exemple, l'angle formé entre les segments avant 35a des deux profils latéraux 35 est égal à l'angle formé par les deux rebords de guidage 42, tout du moins dans la zone avant du guide 36 qui détermine la position relative de correspondance en vis-à-vis de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire 20. De la sorte, quand cette position relative de correspondance est atteinte, les capteurs de position 45 entrent tous les deux en contact avec le rebord de guidage 42 correspondant, ce qui témoigne de l'arrivée dans cette position relative de correspondance. In the example, the angle formed between the front segments 35a of the two side profiles 35 is equal to the angle formed by the two guide flanges 42, at least in the front zone of the guide 36 which determines the relative position of correspondence vis-à-vis the primary inductor 18 and the secondary inductor 20. In this way, when this relative position of correspondence is reached, the position sensors 45 both come into contact with the corresponding guide rim 42, which testifies to the arrival in this relative position of correspondence.
[0098]0n comprend qu'il sera avantageux de prévoir que l'électroaimant 28 soit maintenu commandé dans un état d'attraction pendant une étape de recharge durant laquelle un courant électrique de recharge de la batterie d'accumulateurs circule entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire. En d'autres termes, la durée d'application de la force d'attraction magnétique générée par l'électroaimant 28 correspondra au moins à la durée pendant laquelle la puissance électrique de recharge est transmise au travers de la connexion électrique par induction magnétique assurée par l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20. [0098]0n understands that it will be advantageous to provide that the electromagnet 28 is kept controlled in a state of attraction during a recharging step during which an electric current for recharging the storage battery flows between the primary inductor and the secondary inductor. In other words, the duration of application of the magnetic attraction force generated by the electromagnet 28 will correspond at least to the duration during which the electric power of recharge is transmitted through the electric connection by magnetic induction ensured by the primary inductor 18 and the secondary inductor 20.
[0099]0n décrira maintenant plus en détail un mode de réalisation de la borne de recharge 14, et notamment de sa structure à géométrie variable 16 qui porte l'inducteur primaire 18, ce mode de réalisation étant particulièrement avantageux, notamment pour un dispositif de connexion électrique par induction magnétique dans lequel l'inducteur secondaire 20 est porté par l'engin
automobile au niveau d'une face inférieure de celui-ci, tournée vers le sol, et à une certaine distance d'une des extrémités longitudinales de l'engin automobile. On note que ce mode de réalisation de la structure à géométrie variable 16 pourra être mis en œuvre avec un dispositif de connexion électrique par induction magnétique ayant l'électroaimant 28 tels que décrit ci-dessus. Cependant, une telle structure à géométrie variable 16 pourra aussi être mise en œuvre avec un dispositif de connexion électrique par induction magnétique n'ayant pas d'électroaimant pour plaquer l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire l'un en direction de l'autre en vis-à-vis. We will now describe in greater detail an embodiment of the charging station 14, and in particular of its structure with variable geometry 16 which carries the primary inductor 18, this embodiment being particularly advantageous, in particular for a device for electrical connection by magnetic induction in which the secondary inductor 20 is carried by the machine automobile at the level of an underside thereof, facing the ground, and at a certain distance from one of the longitudinal ends of the motor vehicle. It is noted that this embodiment of the variable geometry structure 16 could be implemented with an electrical connection device by magnetic induction having the electromagnet 28 as described above. However, such a structure with variable geometry 16 could also be implemented with an electrical connection device by magnetic induction having no electromagnet to press the primary inductor and the secondary inductor towards one another. other opposite.
[0100]Ainsi, dans le mode de réalisation décrit dans les figures, la structure à géométrie variable 16 comporte au moins un bras 46 qui, par une extrémité proximale 48, pivote, par rapport à l'embase 50 de la structure à géométrie variable 16 de la borne de recharge 14, autour d'un axe horizontal de pivotement inférieur A0 qui est donc situé au niveau de l'extrémité proximale 48 du bras 46. L'embase 50 est destinée à reposer sur le sol, de préférence en étant fixée sur le sol, éventuellement de manière démontable. Thus, in the embodiment described in the figures, the variable-geometry structure 16 comprises at least one arm 46 which, via a proximal end 48, pivots relative to the base 50 of the variable-geometry structure 16 of the charging terminal 14, around a lower horizontal pivot axis A0 which is therefore located at the level of the proximal end 48 of the arm 46. The base 50 is intended to rest on the ground, preferably by being fixed to the ground, possibly in a removable manner.
[0101] La tête support 26, qui porte l'inducteur primaire 18, est portée par une extrémité distale 52 du bras 46, et pivote par rapport au bras 46 autour d'un axe horizontal de pivotement supérieur Al qui est agencé à l'extrémité distale 52 du bras 46. [0101] The support head 26, which carries the primary inductor 18, is carried by a distal end 52 of the arm 46, and pivots with respect to the arm 46 around an upper horizontal pivot axis Al which is arranged at the distal end 52 of arm 46.
[0102] La capacité de pivotement du bras 46 autour de l'axe horizontal de pivotement inférieur A0 procure à la tête support 26, et donc à l'inducteur primaire 18, un premier degré de liberté par rapport à l'embase 50, donc par rapport au sol, en translation selon la direction verticale. [0102] The pivoting capacity of the arm 46 around the lower horizontal pivot axis A0 gives the support head 26, and therefore the primary inductor 18, a first degree of freedom with respect to the base 50, therefore relative to the ground, in translation in the vertical direction.
[0103] La capacité de pivotement du bras 46 autour de l'axe horizontal de pivotement supérieur Al procure à la tête support 26, et donc à l'inducteur primaire 18, un autre degré de liberté par rapport à l'embase 50, donc par rapport au sol, en rotation selon une direction horizontale, notamment selon la direction transversale si on prend en compte l'orientation préférentielle du bras telle qu'elle sera discutée plus bas.
[0104]Selon un aspect particulièrement avantageux, le bras 46 de la structure à géométrie variable 16 est pivotant par rapport à l'embase 50 autour d'un axe vertical d'azimut du bras A2. Cette capacité de pivotement du bras 46 autour de l'axe vertical d'azimut du bras A2 procure à la tête support 26, et donc à l'inducteur primaire 18, un autre degré de liberté par rapport à l'embase 50, donc par rapport au sol, en translation selon une direction horizontale, notamment selon la direction transversale si on prend en compte l'orientation préférentielle du bras telle qu'elle sera discutée plus bas. [0103] The pivoting capacity of the arm 46 around the upper horizontal pivot axis Al gives the support head 26, and therefore the primary inductor 18, another degree of freedom with respect to the base 50, therefore relative to the ground, in rotation in a horizontal direction, in particular in the transverse direction if the preferential orientation of the arm as will be discussed below is taken into account. [0104] According to a particularly advantageous aspect, the arm 46 of the variable geometry structure 16 is pivotable with respect to the base 50 around a vertical axis of azimuth of the arm A2. This ability to pivot the arm 46 around the vertical azimuth axis of the arm A2 provides the support head 26, and therefore the primary inductor 18, with another degree of freedom relative to the base 50, therefore by relative to the ground, in translation in a horizontal direction, in particular in the transverse direction if the preferential orientation of the arm as will be discussed below is taken into account.
[0105]Avec la disposition ci-dessus, on obtient avantageusement que la tête support 26 présente une grande capacité de mouvement notamment selon la direction transversale, perpendiculaire à la direction longitudinale nominale, par rotation autour de l'axe vertical d'azimut de bras A2. Par ailleurs, la disposition ci-dessus permet aussi d'atteindre aisément une grande capacité de mouvement de la tête support selon la direction verticale, par pivotement du bras 46 autour de l'axe horizontal de pivotement inférieur A0. [0105] With the above arrangement, it is advantageously obtained that the support head 26 has a large capacity for movement, in particular in the transverse direction, perpendicular to the nominal longitudinal direction, by rotation around the vertical arm azimuth axis A2. Moreover, the above arrangement also makes it easy to achieve a large capacity for movement of the support head in the vertical direction, by pivoting the arm 46 about the lower horizontal pivot axis A0.
[0106] De préférence, l'axe vertical d'azimut de bras A2 est positionné de manière à être situé sur l'axe longitudinal nominal X. Avantageusement, on pourra prévoir des moyens de rappel qui ramènent le bras selon une orientation azimutale préférentielle parallèle à l'axe longitudinal nominal X, l'orientation azimutale du bras étant déterminée par la projection perpendiculaire sur un plan horizontal d'une direction passant par l'extrémité proximale 48 et l'extrémité distale 52 du bras 46. Comme cela est visible plus particulièrement sur le détail de la figure 1 et sur la figure 6, les moyens de rappel peuvent comporter un ou plusieurs ressorts 57. [0106] Preferably, the vertical arm azimuth axis A2 is positioned so as to be located on the nominal longitudinal axis X. to the nominal longitudinal axis X, the azimuthal orientation of the arm being determined by the perpendicular projection on a horizontal plane of a direction passing through the proximal end 48 and the distal end 52 of the arm 46. As can be seen more particularly in the detail of Figure 1 and in Figure 6, the return means may comprise one or more springs 57.
[0107] De préférence, le bras 46 est capable de pivoter autour de l'axe vertical d'azimut de bras A2 sur une plage angulaire d'azimut de bras qui s'étend de part et d'autre de l'axe longitudinal nominal X. La plage angulaire d'azimut de bras, qui correspond à la plage angulaire de l'orientation azimutale du bras 46, est par exemple limitée par des butées 59, dont un exemple de réalisation est visible sur le détail de la figure 1. La plage angulaire d'azimut de bras est par exemple répartie de manière égale de chaque côté de l'axe longitudinal nominal X.
[0108] De manière similaire, on peut prévoir de limiter le débattement angulaire du bras 46 autour de l'axe horizontal de pivotement inférieur A0, notamment en prévoyant une butée haute par rapport à l'embase. Le dispositif peut comporter des moyens de rappel, par exemple un ou plusieurs ressorts, par exemple les ressorts de traction 61 visibles sur la figure 1, qui rappellent le bras vers la position de butée haute par rapport à l’embase. Cette butée haute sera avantageusement déterminée pour que la tête support 26 se présente à hauteur favorable par rapport au guide 36 au moment de leur mise en contact. Typiquement, comme illustré particulièrement à la figure 5, le guide 36 pourra comporter un plan incliné d'entrée 37 agencé à la hauteur de la tête support 26 lorsque le bras est en position de butée haute par rapport à l'embase 50, le plan incliné étant configuré pour guider la tête support 26 afin qu'elle passe de sous la plaque de guidage 38 lors de la première phase d'approche de l'opération d'accostage. [0107] Preferably, the arm 46 is capable of pivoting around the vertical axis of arm azimuth A2 over an angular range of arm azimuth which extends on either side of the nominal longitudinal axis X. The arm azimuth angular range, which corresponds to the angular range of the azimuthal orientation of the arm 46, is for example limited by stops 59, an embodiment of which can be seen in the detail of FIG. 1. The arm azimuth angular range is for example distributed equally on each side of the nominal longitudinal axis X. [0108]Similarly, it is possible to limit the angular movement of the arm 46 around the lower horizontal pivot axis A0, in particular by providing an upper stop relative to the base. The device may comprise return means, for example one or more springs, for example the tension springs 61 visible in FIG. 1, which return the arm to the upper stop position with respect to the base. This high stop will advantageously be determined so that the support head 26 is at a favorable height relative to the guide 36 when they are brought into contact. Typically, as particularly illustrated in Figure 5, the guide 36 may include an inclined entry plane 37 arranged at the height of the support head 26 when the arm is in the upper stop position with respect to the base 50, the plane inclined being configured to guide the support head 26 so that it passes from under the guide plate 38 during the first approach phase of the docking operation.
[0109] Pour faciliter l'accostage au moment de l'entrée en contact de la tête support 26 avec le guide 36, on peut prévoir que la tête support 26 présente une inclinaison favorable autour de l'axe horizontal de pivotement supérieur Al. Pour cela, on peut prévoir une position de butée d'attente pour la tête support 26, tel que cela est représenté par exemple sur la figure 5, et que cette position de butée d'attente soit déterminée par une butée mécanique. Dans l'exemple illustré, la position de butée d'attente est telle que l'extrémité longitudinale avant 29 de la tête support se trouve verticalement à un niveau inférieur à celui de son bord arrière, la tête support étant ainsi inclinée vers l'avant. L'angle d'inclinaison de la tête support en position de butée d'attente peut par exemple être compris dans la gamme allant de 5 degrés d'angle à 30 degrés d'angle par rapport à l'horizontale. Avantageusement, on peut prévoir que la tête support présente un centre de gravité qui est décalé par rapport à l'axe horizontal de pivotement supérieur Al autour duquel elle pivote par rapport au bras, de telle sorte que, en l'absence d'effort externe appliqué à la tête support 26, la tête support 26 est ramenée dans sa position de butée d'attente autour de l'axe horizontal de pivotement supérieur Al par le seul effet de la gravité. Une telle disposition
forme un moyen de rappel de la tête support 26 vers sa position de butée d'attente qui ne nécessite pas de ressort. To facilitate docking when the support head 26 comes into contact with the guide 36, provision can be made for the support head 26 to have a favorable inclination around the upper horizontal pivot axis Al. that, one can provide a standby stop position for the support head 26, as shown for example in Figure 5, and that this standby stop position is determined by a mechanical stop. In the example illustrated, the waiting abutment position is such that the front longitudinal end 29 of the support head is vertically at a level lower than that of its rear edge, the support head thus being inclined forwards . The angle of inclination of the support head in the standby abutment position can for example be comprised in the range going from 5 degrees of angle to 30 degrees of angle with respect to the horizontal. Advantageously, provision can be made for the support head to have a center of gravity which is offset with respect to the upper horizontal pivot axis Al around which it pivots with respect to the arm, so that, in the absence of external force applied to the support head 26, the support head 26 is returned to its standby abutment position around the upper horizontal pivot axis Al solely by the effect of gravity. Such a provision forms a return means for the support head 26 towards its waiting abutment position which does not require a spring.
[0110] Dans l'exemple illustré, le bras 46 s'étend de manière générale vers l'avant par rapport à l'axe vertical d'azimut du bras A2. En ce sens, la plage angulaire d'azimut du bras est donc agencée sur un côté de l'axe vertical d'azimut du bras A2 qui est tourné vers l'avant, donc vers l'engin automobile 12. Dans ce cas, les moyens de rappel 57 qui ramènent bras selon l'orientation azimutale préférentielle parallèle à l'axe longitudinal nominal X seront configurés pour que le bras 46 soit ramené dans une orientation azimutale longitudinale en étant dirigé vers l'avant par rapport à l'axe vertical d'azimut du bras A2. Cependant, une configuration opposée est aussi envisageable, avec un bras 46 s'étendant de manière générale vers l'arrière par rapport à l'axe vertical d'azimut du bras A2. In the example shown, the arm 46 extends generally forward relative to the vertical azimuth axis of the arm A2. In this sense, the angular azimuth range of the arm is therefore arranged on one side of the vertical azimuth axis of the arm A2 which is turned forwards, therefore towards the motor vehicle 12. In this case, the return means 57 which bring back the arm according to the preferential azimuthal orientation parallel to the nominal longitudinal axis X will be configured so that the arm 46 is brought back into a longitudinal azimuthal orientation while being directed forwards with respect to the vertical axis d azimuth of arm A2. However, an opposite configuration is also possible, with an arm 46 extending generally rearward with respect to the vertical azimuth axis of the arm A2.
[0111] La longueur du bras 46 de la structure à géométrie variable 16, mesurée comme étant la distance qui sépare l'axe horizontal de pivotement inférieur A0 de l'axe horizontal de pivotement supérieur Al, est choisie pour permettre un débattement important de la tête support 26, notamment selon la direction transversale. Typiquement, la longueur du bras 46 est supérieure ou égale à 50 cm, de préférence supérieure ou égale à 70 cm. On comprend en effet que plus le bras 46 présente une longueur importante, plus cela permet d'augmenter, pour un débattement angulaire donné, le débattement transversal de la tête support 26 lorsque le bras 46 pivote autour de l'axe vertical d'azimut de bras A2 sur toute sa course angulaire autour de cet axe vertical d'azimut de bras A2. De même, plus la longueur du bras 46 est importante, plus cela permet d'augmenter le débattement vertical de la tête support 26 lorsque le bras 46 pivote autour de l'axe horizontal de pivotement inférieur A0. [0111] The length of the arm 46 of the variable geometry structure 16, measured as being the distance which separates the horizontal axis of lower pivoting A0 from the horizontal axis of upper pivoting Al, is chosen to allow a significant movement of the support head 26, in particular in the transverse direction. Typically, the length of the arm 46 is greater than or equal to 50 cm, preferably greater than or equal to 70 cm. It is in fact understood that the longer the arm 46 has, the more this makes it possible to increase, for a given angular deflection, the transverse deflection of the support head 26 when the arm 46 pivots around the vertical azimuth axis of arm A2 over its entire angular travel around this vertical axis of arm A2 azimuth. Similarly, the greater the length of the arm 46, the more it makes it possible to increase the vertical movement of the support head 26 when the arm 46 pivots around the lower horizontal pivot axis A0.
[0112] La position verticale de l'axe horizontal de pivotement inférieur A0 du bras 46, par rapport à un sol S horizontal sur lequel repose l'embase 50 de la structure à géométrie variable 16, est de préférence choisie de manière à être inférieure à la garde au sol de l'engin automobile ou de la gamme d'engins automobiles 12 pour lequel/laquelle la borne de recharge 14 est conçue. Cela permet de s'assurer que l'intégralité du bras 16 reste en dessous du niveau de garde au sol de l'engin
automobile lors de l'opération d'accostage et lors de l'opération de recharge. Cela permet de concevoir une embase 50 de hauteur suffisamment faible pour ne pas interférer avec la face inférieure du véhicule si jamais le véhicule vient à rouler au-dessus de la structure à géométrie variable 16 et de son embase 50. The vertical position of the lower horizontal pivot axis A0 of the arm 46, relative to a horizontal ground S on which the base 50 of the variable geometry structure 16 rests, is preferably chosen so as to be lower to the ground clearance of the motor vehicle or of the range of motor vehicles 12 for which the charging station 14 is designed. This ensures that the entire arm 16 remains below the ground clearance level of the machine. automobile during the docking operation and during the recharging operation. This makes it possible to design a base 50 of sufficiently low height not to interfere with the underside of the vehicle if the vehicle ever rolls over the variable geometry structure 16 and its base 50.
[0113] Pour la détermination de la longueur du bras 46, on prendra aussi avantageusement en compte une plage de hauteur nominale de la tête support en configuration de recharge lorsqu'elle est plaquée contre l'engin automobile avec l'inducteur primaire 18 en position relative de correspondance en vis-à-vis de l'inducteur secondaire 20. Cette plage de hauteur nominale, mesurée par rapport à un sol S horizontal sur lequel repose l'embase 50 de la structure à géométrie variable, dépend donc de l'engin automobile 12 et de l'implantation de l'inducteur secondaire 20 sur cet engin automobile 12. Cette plage de hauteur nominale sera, suivant l'engin automobile, par exemple comprise dans la gamme à allant de 20 à 50 centimètres au-dessus du sol. Typiquement, pour un véhicule automobile particulier, cette plage de hauteur nominale pourra être comprise dans la gamme allant de 20 à 35 cm par rapport au sol. To determine the length of the arm 46, a nominal height range of the support head in the recharging configuration will also advantageously be taken into account when it is pressed against the motor vehicle with the primary inductor 18 in position relative correspondence vis-à-vis the secondary inductor 20. This nominal height range, measured relative to a horizontal ground S on which the base 50 of the variable geometry structure rests, therefore depends on the machine motor vehicle 12 and the location of the secondary inductor 20 on this motor vehicle 12. This nominal height range will be, depending on the motor vehicle, for example included in the range from 20 to 50 centimeters above the ground . Typically, for a particular motor vehicle, this range of nominal height may be comprised in the range extending from 20 to 35 cm with respect to the ground.
[0114] En fonction de la position verticale de l'axe horizontal de pivotement inférieur A0, et de la plage de hauteur nominale de la tête support 26 en configuration de recharge, on choisit de préférence la longueur du bras 46 de telle sorte que l'angle formé par le bras 46 par rapport au sol, mesuré comme étant l'angle entre l'horizontale et une droite qui coupe orthogonalement à la fois l'axe horizontal de pivotement inférieur A0 et l'axe horizontal de pivotement supérieur Al, soit inférieur à 60 degrés d'angle en configuration de recharge, de préférence inférieure à 45 degrés d'angle en configuration de recharge, plus préférentiellement inférieur ou égal à 30 degrés d'angle en configuration de recharge. En effet, plus cet angle sera proche de zéro, plus un débattement angulaire donné du bras 46 autour de l'axe vertical d'azimut A2 se traduira par un débattement transversal important de la tête support, et donc de l'inducteur primaire 18. En pratique, on déterminera la longueur du bras de telle sorte que le débattement angulaire du bras 46 autour de l'axe vertical d'azimut A2 soit limité dans une plage angulaire d'azimut du bras tout en autorisant un débattement
transversal prédéfini de la tête support 26. Avantageusement, le débattement transversal prédéfini de la tête support 26 sera, pour un pivotement du bras 46 sur toute sa course angulaire autour de l'axe vertical d'azimut de bras A2, supérieur à 50 centimètres, de préférence supérieur à 80 centimètres, plus préférentiellement supérieur ou égal à 100 centimètres selon la direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale de l'engin automobile. Avantageusement, le débattement angulaire du bras 46 autour de l'axe vertical d'azimut A2 pour obtenir un tel débattement transversal sera inférieur à 90 degrés d'angle, de préférence inférieur ou égal à 60 degrés d'angle. En limitant le débattement angulaire, on évitera des angles d'azimut extrêmes pour le bras qui pourraient induire des efforts trop importants de contact entre les rebords de guidage 42 du guide 36 et la tête support 26 dans la phase de guidage de l'opération d'accostage. [0114] Depending on the vertical position of the lower horizontal pivot axis A0, and the nominal height range of the support head 26 in the recharging configuration, the length of the arm 46 is preferably chosen so that the angle formed by the arm 46 with respect to the ground, measured as being the angle between the horizontal and a straight line which intersects orthogonally both the lower horizontal pivot axis A0 and the upper horizontal pivot axis Al, or less than 60 degrees of angle in the recharging configuration, preferably less than 45 degrees of angle in the recharging configuration, more preferably less than or equal to 30 degrees of angle in the recharging configuration. Indeed, the closer this angle is to zero, the more a given angular movement of the arm 46 around the vertical axis of azimuth A2 will result in a significant transverse movement of the support head, and therefore of the primary inductor 18. In practice, the length of the arm will be determined so that the angular movement of the arm 46 around the vertical axis of azimuth A2 is limited in an angular range of azimuth of the arm while allowing a movement predefined transverse movement of the support head 26. Advantageously, the predefined transverse displacement of the support head 26 will be, for a pivoting of the arm 46 over its entire angular travel around the vertical arm azimuth axis A2, greater than 50 centimeters, preferably greater than 80 centimeters, more preferably greater than or equal to 100 centimeters in the transverse direction perpendicular to the longitudinal direction of the motor vehicle. Advantageously, the angular displacement of the arm 46 around the vertical axis of azimuth A2 to obtain such a transverse displacement will be less than 90 degrees of angle, preferably less than or equal to 60 degrees of angle. By limiting the angular movement, extreme azimuth angles for the arm will be avoided, which could induce excessive contact forces between the guide edges 42 of the guide 36 and the support head 26 in the guide phase of the operation. docking.
[0115]Ainsi, il est avantageux de prévoir que le bras 46 de la structure à géométrie variable 16 est monté sur l'embase 50 par un double pivot comportant un pivot selon l'axe horizontal de pivotement inférieur A0 et un pivot selon l'axe vertical d'azimut du bras Al. [0115] Thus, it is advantageous to provide that the arm 46 of the variable geometry structure 16 is mounted on the base 50 by a double pivot comprising a pivot along the lower horizontal pivot axis A0 and a pivot along the vertical azimuth axis of arm Al.
[0116] Dans un mode de réalisation avantageux, le double pivot est formé par une tourelle 56 qui est montée sur l’embase par le pivot selon l'axe vertical d'azimut A2 du bras du double pivot, de manière à ce que la tourelle 56 puisse donc pivoter autour de cet axe vertical d'azimut A2 par rapport à l'embase 50. Le bras 46 est, à son extrémité proximale 48, monté sur la tourelle 56 par le pivot selon l'axe horizontal de pivotement inférieur A0 du double pivot de manière à ce que le bras puisse pivoter autour de cet axe horizontal de pivotement inférieur A0 par rapport à la tourelle 56, et donc par rapport à l'embase 50. In an advantageous embodiment, the double pivot is formed by a turret 56 which is mounted on the base by the pivot along the vertical azimuth axis A2 of the arm of the double pivot, so that the turret 56 can therefore pivot around this vertical axis of azimuth A2 relative to the base 50. The arm 46 is, at its proximal end 48, mounted on the turret 56 by the pivot along the lower horizontal pivot axis A0 of the double pivot so that the arm can pivot around this lower horizontal pivot axis A0 with respect to the turret 56, and therefore with respect to the base 50.
[0117] Pour compenser les variations d'orientation du bras 46 autour de l'axe vertical d'azimut du bras A2, on peut avantageusement prévoir que la tête support 26 pivote autour d'un axe d'azimut de tête A3 par rapport à l'extrémité distale du bras. Ceci sera notamment avantageux dans les cas où la tête support n'est pas symétrique de révolution, comme dans l'exemple illustré, et notamment dans le cas où la tête support 26 porte l'électroaimant 28, celui-ci étant distinct de
l'inducteur primaire 18. L'axe d'azimut de tête A3 est d'orientation générale sensiblement parallèle à celle de l'axe vertical d'azimut de bras A2, donc d'orientation générale sensiblement verticale, tout en prenant en compte le fait que le bras 46 est capable de pivoter autour de l'axe horizontal de pivotement inférieur AO et que la tête support 26 est capable de pivoter autour de l'axe horizontal de pivotement supérieur Al, de sorte que l'axe d'azimut de tête A3 de la tête support 26 peut avoir une orientation absolue qui est variable par rapport à la verticale. La possibilité de pivotement de la tête support 26 autour d'un axe d'azimut de tête A3 par rapport à l'extrémité distale du bras 46, lui-même pivotant autour d'un axe vertical d'azimut du bras A2, sera particulièrement avantageuse pour le cas, tel que celui illustré, où l'électroaimant 28 est décalé de l'inducteur primaire 18 sur la tête support 28. En effet, cette possibilité permet à la tête support d'être orientée, en configuration de recharge, de telle sorte que l'on obtienne, pour une même position de la tête support 26 par rapport au guide 26, à la fois l'inducteur primaire 18 en vis-à-vis de l'inducteur secondaire 20, et l'électroaimant 28 en regard de la masse ferromagnétique 27. Dans l'exemple illustré, l'angle formé entre les segments avant 35a des deux profils latéraux 35, qui portent chacun un des patins de guidages latéraux 34, est égal à l'angle formé par les deux rebords de guidage 42, tout du moins dans la zone avant du guide 36 qui détermine la position relative de correspondance en vis-à-vis de l'inducteur primaire 18 et de l'inducteur secondaire 20. De ce fait, en combinaison avec la possibilité pour la tête support 26 de pivoter autour de l'axe d'azimut de tête A3, la tête support 26 est également orientée dans une position prédéfinie autour de l'axe d'azimut de tête A3 lorsque, ayant atteint la position longitudinale de butée, les deux patins de guidages latéraux 34 sont simultanément chacun en contact avec le rebord de guidage 42. To compensate for variations in the orientation of the arm 46 around the vertical azimuth axis of the arm A2, provision can advantageously be made for the support head 26 to pivot around a head azimuth axis A3 with respect to the distal end of the arm. This will be particularly advantageous in cases where the support head is not rotationally symmetrical, as in the example illustrated, and in particular in the case where the support head 26 carries the electromagnet 28, the latter being distinct from the primary inductor 18. The head azimuth axis A3 is of general orientation substantially parallel to that of the vertical arm azimuth axis A2, therefore of substantially vertical general orientation, while taking into account the that the arm 46 is capable of pivoting around the lower horizontal pivot axis AO and that the support head 26 is capable of pivoting around the upper horizontal pivot axis Al, so that the azimuth axis of head A3 of the support head 26 can have an absolute orientation which is variable with respect to the vertical. The possibility of pivoting of the support head 26 around a head azimuth axis A3 relative to the distal end of the arm 46, itself pivoting around a vertical azimuth axis of the arm A2, will be particularly advantageous for the case, such as that illustrated, where the electromagnet 28 is offset from the primary inductor 18 on the support head 28. Indeed, this possibility allows the support head to be oriented, in the charging configuration, to such that one obtains, for the same position of the support head 26 relative to the guide 26, both the primary inductor 18 facing the secondary inductor 20, and the electromagnet 28 in ferromagnetic mass 27. In the example shown, the angle formed between the front segments 35a of the two side profiles 35, which each carry one of the side guide pads 34, is equal to the angle formed by the two flanges guide 42, at least in the front zone of the guide 36 which determines the relative position of cor responsiveness vis-à-vis the primary inductor 18 and the secondary inductor 20. Therefore, in combination with the possibility for the support head 26 to pivot around the head azimuth axis A3, the support head 26 is also oriented in a predefined position around the head azimuth axis A3 when, having reached the longitudinal abutment position, the two lateral guide pads 34 are simultaneously each in contact with the guide rim 42.
[0118] L'axe d'azimut de tête A3 peut avantageusement être confondu avec l'axe A18 de l'inducteur primaire 18. The head azimuth axis A3 can advantageously be coincident with the axis A18 of the primary inductor 18.
[0119] De préférence, la tête support 26 est rappelée autour de l'axe vertical d'azimut de tête A3 vers une position de repos par rapport à l'extrémité distale 52 du bras 46. Ce rappel peut être mis en œuvre à l'aide de ressorts. Cette
caractéristique permet de conserver une orientation favorable connue de la tête support 26 pour le cas où, comme dans l'exemple illustré, la tête n'est pas un objet symétrique de révolution. De même, il est possible de prévoir une limitation du débattement angulaire de la tête support 26 autour de l'axe vertical d'azimut de tête A3 par rapport au bras 46. Cela peut être réalisé par des butées mécaniques entre la tête support 26 et le bras 46 ou une pièce liée au bras 46.[0119] Preferably, the support head 26 is biased around the vertical head azimuth axis A3 towards a rest position with respect to the distal end 52 of the arm 46. This bias can be implemented at the using springs. This characteristic makes it possible to maintain a known favorable orientation of the support head 26 in the case where, as in the example illustrated, the head is not a rotationally symmetrical object. Similarly, it is possible to provide a limitation of the angular displacement of the support head 26 around the vertical axis of head azimuth A3 relative to the arm 46. This can be achieved by mechanical stops between the support head 26 and the arm 46 or a part linked to the arm 46.
La limitation du débattement angulaire peut aussi contribuer à conserver une orientation favorable connue de la tête support 26 si elle n'est pas un objet symétrique de révolution. La limitation du débattement angulaire autour de l'axe vertical d'azimut de tête A3 par rapport au bras 46 permet aussi de limiter les débattements des câblages électriques au niveau de la liaison entre le bras et la tête support 26, donc de limiter le risque de leur endommagement. Limiting the angular movement can also contribute to maintaining a known favorable orientation of the support head 26 if it is not a rotationally symmetrical object. The limitation of the angular displacement around the vertical axis of head azimuth A3 with respect to the arm 46 also makes it possible to limit the displacements of the electrical wiring at the level of the connection between the arm and the support head 26, therefore to limit the risk of their damage.
[0120] De manière avantageuse, on peut prévoir que la tête support 26 soit aussi mobile dans l'espace en rotation autour d'un axe longitudinal, ceci afin de pouvoir éventuellement s'adapter à une inclinaison latérale du guide 36, et donc éventuellement de l'inducteur secondaire 20. Cette capacité de rotation procure à la tête support 26, et donc à l'inducteur primaire 18, un autre degré de liberté par rapport à l'embase 50, donc par rapport au sol, en rotation selon une direction horizontale longitudinale. Généralement, le besoin d'adaptation en rotation autour d'un axe longitudinal sera faible, par exemple d'un angle inférieur à 10° d'angle. Au total, on peut ainsi prévoir que la tête support 26 soit liée à l'extrémité distale 52 du bras 46 par une liaison assurant 3 degrés de liberté en rotation autour de trois axes perpendiculaire, assurant ainsi une liaison de type rotule (i.e. pivot sphérique). On permettra ainsi à la tête support 26 de se plaquer le plus parfaitement possible contre le guide 26 de manière à minimiser l'entrefer entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20. [0120] Advantageously, it is possible to provide that the support head 26 is also mobile in space in rotation around a longitudinal axis, in order to be able to possibly adapt to a lateral inclination of the guide 36, and therefore possibly of the secondary inductor 20. This ability to rotate gives the support head 26, and therefore the primary inductor 18, another degree of freedom relative to the base 50, therefore relative to the ground, in rotation according to a longitudinal horizontal direction. Generally, the need for adaptation in rotation around a longitudinal axis will be low, for example at an angle of less than 10°. In total, it is thus possible to provide that the support head 26 is linked to the distal end 52 of the arm 46 by a link ensuring 3 degrees of freedom in rotation around three perpendicular axes, thus ensuring a ball-and-socket type link (i.e. spherical pivot ). This will allow the support head 26 to press against the guide 26 as perfectly as possible so as to minimize the air gap between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20.
[0121]On a vu plus haut que, dans l'exemple illustré, le guide 36 forme une butée longitudinale pour la tête support 26 lors de l'opération d'accostage. Ceci est favorable car cela permet de déterminer facilement, de manière mécanique, une position prédéfinie relative entre la tête support et le guide 36, donc entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20.
[0122]Toutefois, dans ce cas, il est nécessaire de prévoir le cas où, lors de l'accostage, le mouvement de rapprochement relatif entre l'engin automobile 12 et la borne de recherche 14 se poursuive après que la tête support 26 a atteint cette position de butée. En effet, il faut dans ce cas éviter d'endommager le système. We have seen above that, in the example illustrated, the guide 36 forms a longitudinal stop for the support head 26 during the docking operation. This is favorable because it makes it possible to easily determine, mechanically, a relative predefined position between the support head and the guide 36, therefore between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20. [0122]However, in this case, it is necessary to provide for the case where, during docking, the relative approach movement between the motor vehicle 12 and the search terminal 14 continues after the support head 26 has reaches this stop position. Indeed, it is necessary in this case to avoid damaging the system.
[0123] Pour cela, dans le mode de réalisation illustré, l'embase 50 comporte une glissière 58, d'extension longitudinale par rapport à un socle 60 de l'embase 50 de la structure à géométrie variable 16. L'embase 50 comporte par ailleurs un chariot 62 qui coulisse sur la glissière 58 selon la direction longitudinale d'extension de la glissière. Enfin, la structure à géométrie variable est configurée de telle sorte que le bras 46 pivote, par son extrémité proximale 48, sur le chariot 62 autour de l'axe horizontal de pivotement inférieur A0 et autour de l'axe vertical d'azimut du bras A2. Ainsi, dans l'exemple illustré, la tourelle 56 est montée sur le chariot 62 et peut pivoter sur ce chariot 62 autour de l'axe vertical d'azimut du bras A2. Autrement dit, le bras 46 est monté sur l'embase 50 par l'intermédiaire du chariot 62 qui peut coulisser par rapport au socle 60 de l'embase 50 entre une position longitudinale avant, illustré par exemple sur les figures 1 et 5, et une position longitudinale arrière, illustré par exemple à la figure 10. For this, in the illustrated embodiment, the base 50 comprises a slide 58, of longitudinal extension with respect to a base 60 of the base 50 of the variable geometry structure 16. The base 50 comprises furthermore a carriage 62 which slides on the slide 58 in the longitudinal direction of extension of the slide. Finally, the variable geometry structure is configured such that the arm 46 pivots, via its proximal end 48, on the carriage 62 around the lower horizontal pivot axis A0 and around the vertical azimuth axis of the arm A2. Thus, in the example illustrated, the turret 56 is mounted on the carriage 62 and can pivot on this carriage 62 around the vertical azimuth axis of the arm A2. In other words, the arm 46 is mounted on the base 50 via the carriage 62 which can slide relative to the base 60 of the base 50 between a front longitudinal position, illustrated for example in Figures 1 and 5, and a rear longitudinal position, illustrated for example in Figure 10.
[0124] De préférence, le dispositif 10 comporte des moyens de rappel du chariot 62 vers une position d'attente par rapport à la glissière, ici sa position longitudinale avant. Pour cela, on pourra prévoir un ou plusieurs ressorts, soit sous la forme d'un ou plusieurs ressorts hélicoïdaux de traction ou de compression, soit sous la forme d'un ressort à ruban enroulé. [0124] Preferably, the device 10 comprises means for returning the carriage 62 to a waiting position with respect to the slide, here its front longitudinal position. For this, it is possible to provide one or more springs, either in the form of one or more helical tension or compression springs, or in the form of a wound ribbon spring.
[0125] Ainsi, dans une configuration d'attente, le chariot 62 se trouve dans sa position longitudinale avant par rapport au socle 60 et le bras 46 s'étend vers l'avant par rapport au chariot 62. Lorsque la tête support 26 arrive en butée longitudinale au fond de l'entonnoir de guidage du guide 36, l'ensemble de la tête support et du bras 46 peut alors reculer longitudinalement par rapport au socle 60 de l'embase 50 afin d'absorber une éventuelle poursuite du mouvement
de rapprochement de l'engin automobile 12 en direction de la borne 14, ce qui est par exemple illustré sur les figures 8 et 9. Thus, in a standby configuration, the carriage 62 is in its front longitudinal position relative to the base 60 and the arm 46 extends forward relative to the carriage 62. When the support head 26 arrives in longitudinal abutment at the bottom of the guide funnel of the guide 36, the assembly of the support head and of the arm 46 can then move back longitudinally with respect to the base 60 of the base 50 in order to absorb a possible continuation of the movement approach of the motor vehicle 12 in the direction of the terminal 14, which is for example illustrated in Figures 8 and 9.
[0126] Pour augmenter la course disponible pour le chariot 62 par rapport au socle 60, on peut prévoir que la glissière 58 comporte un rail fixe, par exemple solidaire du socle 60, et au moins un rail intermédiaire 64 qui, tel qu'on peut le voir à la figure 11, coulisse sur le rail fixe selon la direction longitudinale d'extension de la glissière 58, et prévoir que le chariot 62 coulisse sur le rail intermédiaire 64 de la glissière 58 selon la direction longitudinale d'extension de la glissière 58. [0126] To increase the stroke available for the carriage 62 relative to the base 60, provision may be made for the slide 58 to comprise a fixed rail, for example integral with the base 60, and at least one intermediate rail 64 which, as can see in Figure 11, slides on the fixed rail in the longitudinal direction of extension of the slide 58, and provide that the carriage 62 slides on the intermediate rail 64 of the slide 58 in the longitudinal direction of extension of the slide 58.
[0127]Ainsi on peut prévoir que le rail intermédiaire 64 coulisse sur le rail fixe entre une position nominale et une position de dégagement, selon une course qui vient s'ajouter à la course disponible pour le chariot sur le rail intermédiaire 64. Bien entendu, on pourrait prévoir un rail supplémentaire entre le rail fixe et le rail intermédiaire 64 sur lequel coulisse chariot 62. [0127] Thus it is possible to provide that the intermediate rail 64 slides on the fixed rail between a nominal position and a release position, according to a stroke which is added to the stroke available for the carriage on the intermediate rail 64. Of course , an additional rail could be provided between the fixed rail and the intermediate rail 64 on which the carriage slides 62.
[0128] Le dispositif peut par exemple comporter un butée escamotable qui maintient le rail intermédiaire 64 dans la position nominale jusqu'à un premier seuil d'effort exercé selon la direction longitudinale vers l'arrière, et qui libère le rail intermédiaire 64 au-delà de ce premier seuil d'effort pour lui permettre de coulisser sur le rail fixe vers la position de dégagement. Dans ce cas, lorsque le bras 46 la structure géométrie variable 16 est amené à reculer par rapport au socle 60, cela se fait d'abord par coulissement du chariot 62 sur le rail intermédiaire 64 qui, dans un premier temps, reste fixe par rapport au socle 60.The device may for example comprise a retractable stop which holds the intermediate rail 64 in the nominal position up to a first force threshold exerted in the longitudinal direction towards the rear, and which releases the intermediate rail 64 above beyond this first force threshold to enable it to slide on the fixed rail towards the release position. In this case, when the arm 46 the variable geometry structure 16 is caused to move back relative to the base 60, this is done first by sliding the carriage 62 on the intermediate rail 64 which, initially, remains fixed relative at base 60.
Si le mouvement relatif du bras se poursuit, la butée escamotable libère le rail intermédiaire 64, permettant le recul du rail intermédiaire 64 vers sa position de dégagement. Dans ce cas on peut prévoir un capteur, par exemple de type contacteur, pour détecter le recul du rail intermédiaire 64 hors de sa position nominale vers sa position de dégagement, et on peut prévoir d'envoyer à l'utilisateur un signal indiquant cette situation. On note que l'on peut prévoir des moyens de rappel du rail intermédiaire 64 vers sa position nominale, mais que cela n'est pas obligatoire.
[0129]Au-delà et indépendamment de la forme particulière de la structure à géométrie variable qui est décrite ci-dessus, on déduit de la description qui précède qu'un aspect de l'invention concerne un procédé de recharge électrique par induction magnétique d'une batterie d'accumulateurs électriques d'un engin automobile comprenant les étapes suivantes : a- une opération d'accostage comportant un déplacement relatif de rapprochement entre l'engin automobile 12 et une borne de recharge 14 ayant une structure à géométrie variable 16 ayant une tête support 26 qui porte un inducteur primaire 18 et qui est mobile dans l'espace avec l'inducteur primaire ; b- pendant l'opération d'accostage, une coopération par contact mécanique entre la tête support 26 et un guide 36 solidaire de l'engin automobile 12, la coopération mécanique provoquant un déplacement de la tête support 26 dans l'espace pour amener la tête support 26 dans une position relative prédéfinie par rapport au guide 36 ; c- la commande d'un électroaimant 28 dans un état d'attraction au moins lorsque l'inducteur primaire 18 est dans une position relative de correspondance en vis-à-vis d'un inducteur secondaire 20 qui est porté par l'engin automobile 12 ; d- le maintien de l'électroaimant dans un état d'attraction pendant une étape de recharge durant laquelle un courant électrique de recharge de la batterie d'accumulateurs circule entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20. If the relative movement of the arm continues, the retractable stop releases the intermediate rail 64, allowing the intermediate rail 64 to move back towards its release position. In this case, a sensor can be provided, for example of the contactor type, to detect the retreat of the intermediate rail 64 out of its nominal position towards its disengaged position, and it can be provided to send the user a signal indicating this situation. . Note that it is possible to provide means for returning the intermediate rail 64 to its nominal position, but that this is not compulsory. [0129] Beyond and independently of the particular shape of the variable geometry structure which is described above, it is deduced from the preceding description that one aspect of the invention relates to a method of electrical charging by magnetic induction of a battery of electric accumulators of a motor vehicle comprising the following steps: a- a docking operation comprising a relative movement of approach between the motor vehicle 12 and a charging station 14 having a structure with variable geometry 16 having a support head 26 which carries a primary inductor 18 and which is movable in space with the primary inductor; b- during the docking operation, cooperation by mechanical contact between the support head 26 and a guide 36 secured to the motor vehicle 12, the mechanical cooperation causing a movement of the support head 26 in space to bring the support head 26 in a predefined relative position with respect to the guide 36; c- the control of an electromagnet 28 in a state of attraction at least when the primary inductor 18 is in a relative position of correspondence vis-à-vis a secondary inductor 20 which is carried by the motor vehicle 12; d- maintaining the electromagnet in a state of attraction during a recharging step during which an electric current for recharging the storage battery flows between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20.
[0130]Ce maintien de l'électroaimant dans son état d'attraction permet de garantir un couplage magnétique optimal entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20, même en cas de mouvements parasites entre l'engin automobile 12 et la borne de recharge 14 pendant l'étape de recharge. De tels mouvements parasites peuvent par exemple survenir du fait d'un chargement ou d'un déchargement de l'engin automobile, notamment lorsque celui-ci est muni de suspensions. This maintenance of the electromagnet in its state of attraction makes it possible to guarantee optimal magnetic coupling between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20, even in the event of parasitic movements between the motor vehicle 12 and the terminal. recharge 14 during the recharge step. Such parasitic movements can for example arise due to loading or unloading of the motor vehicle, in particular when the latter is fitted with suspensions.
[0131]Un tel procédé comporte avantageusement l'étape de détecter une position relative entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 28, par exemple au moyen d'un ou plusieurs capteurs de position 45. Dans ce cas, l'électroaimant 28
peut être commandé dans un état d'attraction en fonction d'une information de position relative entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20. Such a method advantageously comprises the step of detecting a relative position between the primary inductor 18 and the secondary inductor 28, for example by means of one or more position sensors 45. In this case, the electromagnet 28 can be controlled in a state of attraction according to relative position information between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20.
[0132]Selon une première variante, le procédé comporte l'étape ultérieure de désactiver l'électroaimant 28 après un arrêt de la circulation de courant électrique de recharge de la batterie d'accumulateurs entre l'inducteur primaire 18 et l'inducteur secondaire 20. Cette étape ultérieure de désactivation de l'électroaimant peut être mise en œuvre avant tout déplacement de l'engin automobilel2. Dans ce cas, la borne de recharge 14 sera avantageusement munie de moyens de rappel, par exemple des ressorts ou des actionneurs, pour ramener les différents composants du dispositif de connexion, notamment la structure à géométrie variable, dans une configuration d'attente prête pour l'accueil d'un engin automobile suivant. According to a first variant, the method comprises the subsequent step of deactivating the electromagnet 28 after stopping the flow of electric current for recharging the storage battery between the primary inductor 18 and the secondary inductor 20 This subsequent step of deactivating the electromagnet can be implemented before any movement of the motor vehicle 12 . In this case, the charging terminal 14 will advantageously be provided with return means, for example springs or actuators, to return the various components of the connection device, in particular the structure with variable geometry, to a standby configuration ready for the reception of a following motor vehicle.
[0133]Selon une deuxième variante, le procédé comporte l'étape de maintenir l'électroaimant activé après un arrêt de la circulation de courant électrique de recharge de la batterie d'accumulateurs entre l'inducteur primaire et l'inducteur secondaire, jusqu'à un moment suivant un déplacement de l'engin automobile par rapport à la borne de recharge. Dans ce cas, on peut profiter de maintien de l'attraction entre la tête de support 26 et l'engin automobile 12, lors du déplacement de l'engin automobile lorsqu'il se sépare de la borne de recharge, pour ramener la tête support 26, voire l'ensemble de la structure à géométrie variable 16 dans une configuration d'attente prête pour l'accueil d'un engin automobile suivant. Cela permet soit de réduire le nombre des moyens de rappel évoqués ci-dessus, soit d'en diminuer la force, ce qui en diminue le coût et l'encombrement, et ce qui peut limiter les efforts de frottements lors de l'opération d'accostage. [0133]According to a second variant, the method comprises the step of keeping the electromagnet activated after stopping the flow of electric current for recharging the storage battery between the primary inductor and the secondary inductor, until at a time following a movement of the motor vehicle relative to the charging station. In this case, one can take advantage of maintaining the attraction between the support head 26 and the motor vehicle 12, during the movement of the motor vehicle when it separates from the charging station, to bring the support head 26, or even the whole of the variable geometry structure 16 in a standby configuration ready for the reception of a following motor vehicle. This makes it possible either to reduce the number of return means mentioned above, or to reduce their strength, which reduces their cost and size, and which can limit the friction forces during the operation of docking.
[0134] Par ailleurs, on a déjà évoqué ci-dessus que, au-delà et indépendamment de la présence ou pas d'un électroaimant tel que décrit ci-dessus, on déduit de ce qui précède une forme générale particulièrement avantageuse pour un dispositif de connexion électrique par induction magnétique pour la recharge électrique d'une batterie d'accumulateurs électriques d'un engin automobile
[0135] En effet, l'enseignement ci-dessus décrit un tel dispositif comprenant : Furthermore, it has already been mentioned above that, beyond and independently of the presence or not of an electromagnet as described above, one deduces from the above a particularly advantageous general shape for a device electric connection by magnetic induction for the electric recharging of an electric accumulator battery of a motor vehicle Indeed, the above teaching describes such a device comprising:
- une borne de recharge 14 ayant une structure à géométrie variable 16 qui porte un inducteur primaire 18 pour permettre un déplacement de l'inducteur primaire 18 dans l'espace ; - A charging station 14 having a structure with variable geometry 16 which carries a primary inductor 18 to allow movement of the primary inductor 18 in space;
- un inducteur secondaire 20 qui est porté par l'engin automobile 12. - a secondary inductor 20 which is carried by the motor vehicle 12.
[0136] Dans cette forme générale pour un dispositif de connexion électrique par induction magnétique, la structure à géométrie variable comporte : In this general form for an electrical connection device by magnetic induction, the variable geometry structure comprises:
- au moins un bras 46 qui, par une extrémité proximale 48, pivote par rapport à une embase 50 autour d'un axe horizontal de pivotement inférieur A0; - at least one arm 46 which, via a proximal end 48, pivots with respect to a base 50 around a lower horizontal pivot axis A0;
- une tête support 26 qui porte l'inducteur primaire 18, qui est portée par une extrémité distale 52 du bras 46. - a support head 26 which carries the primary inductor 18, which is carried by a distal end 52 of the arm 46.
[0137]Cette forme générale pour un dispositif 10 de connexion électrique par induction magnétique est caractérisée en ce que le bras 46 est pivotant par rapport à l'embase 50 autour d'un axe vertical d'azimut du bras A2. This general form for a device 10 for electrical connection by magnetic induction is characterized in that the arm 46 is pivotable with respect to the base 50 around a vertical axis of azimuth of the arm A2.
[0138] Dans certains modes de réalisation de la forme générale d'un tel dispositif, le bras 46 est monté sur l'embase par un double pivot comportant un pivot selon l'axe horizontal de pivotement inférieur A0 et un pivot selon l'axe vertical d'azimut A2 du bras 46. Dans certaines variantes de tels modes de réalisation, le double pivot est formé par une tourelle 56 qui est montée sur l'embase 50 par le pivot selon l'axe vertical d'azimut du bras A2, le bras 46 étant, à son extrémité proximale 48, monté sur la tourelle 56 par le pivot selon l'axe horizontal de pivotement inférieur A0. In certain embodiments of the general shape of such a device, the arm 46 is mounted on the base by a double pivot comprising a pivot along the horizontal axis of lower pivoting A0 and a pivot along the axis vertical azimuth A2 of the arm 46. In certain variants of such embodiments, the double pivot is formed by a turret 56 which is mounted on the base 50 by the pivot along the vertical azimuth axis of the arm A2, the arm 46 being, at its proximal end 48, mounted on the turret 56 by the pivot along the lower horizontal pivot axis A0.
[0139] Dans certains modes de réalisation de la forme générale ou des modes de réalisation évoqués au paragraphe précédent d'un tel dispositif, l'embase 50 comporte une glissière 58 d'extension longitudinale par rapport à un socle 50 de la structure à géométrie variable 16 ; l'embase 50 comporte un chariot 62 qui coulisse sur la glissière 58 selon la direction longitudinale d'extension de la glissière 58 ; et le bras 46 pivote, par son extrémité proximale 48, sur le chariot 62 autour de l'axe horizontal de pivotement inférieur A0 et autour de l'axe vertical d'azimut du bras A2, dans certains cas par le biais d'un double pivot,
voire d'une tourelle 56, tels qu'évoqués au paragraphe précédent. On peut avantageusement prévoir des moyens de rappel du chariot 62 vers une position d'attente par rapport à la glissière 58. Dans certaines variantes de tels modes de réalisation, la glissière 58 comporte un rail fixe et au moins un rail intermédiaire 64 qui coulisse sur le rail fixe selon la direction longitudinale d'extension de la glissière 58, et le chariot coulisse sur le rail intermédiaire 64 de la glissière 58 selon la direction longitudinale d'extension de la glissière. Dans certaines sous- variantes de ces variantes, le rail intermédiaire 64 coulisse sur le rail fixe entre une position nominale et une position de dégagement, et le dispositif comporte un butée escamotable qui maintient le rail intermédiaire 64 dans la position nominale jusqu'à un premier seuil d'effort, et qui libère le rail intermédiaire 64 au-delà de ce premier seuil d'effort pour lui permettre de coulisser sur le rail fixe vers la position de dégagement. In certain embodiments of the general shape or of the embodiments mentioned in the previous paragraph of such a device, the base 50 comprises a slide 58 extending longitudinally with respect to a base 50 of the structure with geometric variable 16; the base 50 comprises a carriage 62 which slides on the slide 58 in the longitudinal direction of extension of the slide 58; and the arm 46 pivots, by its proximal end 48, on the carriage 62 around the horizontal axis of lower pivoting A0 and around the vertical axis of azimuth of the arm A2, in certain cases by means of a double pivot, or even a turret 56, as mentioned in the previous paragraph. It is advantageously possible to provide means for returning the carriage 62 to a waiting position with respect to the slide 58. In certain variants of such embodiments, the slide 58 comprises a fixed rail and at least one intermediate rail 64 which slides on the fixed rail in the longitudinal direction of extension of the slide 58, and the carriage slides on the intermediate rail 64 of the slide 58 in the longitudinal direction of extension of the slide. In certain sub-variants of these variants, the intermediate rail 64 slides on the fixed rail between a nominal position and a release position, and the device comprises a retractable stop which maintains the intermediate rail 64 in the nominal position up to a first force threshold, and which releases the intermediate rail 64 beyond this first force threshold to allow it to slide on the fixed rail towards the release position.
[0140] Dans certains modes de réalisation de la forme générale ou des modes de réalisation évoqués aux deux paragraphes précédents d'un tel dispositif, la tête support 26 pivote autour d'un axe vertical d'azimut de tête A3 par rapport à l'extrémité distale 52 du bras 46. Dans de tels modes de réalisation, la tête support 26 peut être rappelée autour de l'axe vertical d'azimut de tête A3 vers une position de repos par rapport à l'extrémité distale 52 du bras 46. In certain embodiments of the general shape or of the embodiments mentioned in the two preceding paragraphs of such a device, the support head 26 pivots around a vertical axis of head azimuth A3 with respect to the distal end 52 of arm 46. In such embodiments, support head 26 can be biased around vertical head azimuth axis A3 to a rest position relative to distal end 52 of arm 46.
[0141] Dans certains modes de réalisation de la forme générale ou des modes de réalisation évoqués aux trois paragraphes précédents d'un tel dispositif, le déplacement de l'inducteur primaire 18 dans l'espace, par rapport à une embase de la borne de recharge, est assuré de manière passive par coopération avec un guide 36 solidaire de l'engin automobile 12 lors d'un mouvement de rapprochement de l'engin automobile avec la borne de recharge 14. [0141] In certain embodiments of the general shape or of the embodiments mentioned in the three previous paragraphs of such a device, the displacement of the primary inductor 18 in space, relative to a base of the terminal of recharging, is ensured passively by cooperation with a guide 36 secured to the motor vehicle 12 during a movement of approach of the motor vehicle with the charging terminal 14.
[0142] Dans certains modes de réalisation de la forme générale ou des modes de réalisation évoqués aux quatre paragraphes précédents d'un tel dispositif, le dispositif comporte des moyens de rappel du bras 46 vers une position de butée haute par rapport à l'embase 50, en rotation autour de l'axe horizontal de pivotement inférieur A0.
[0143] Dans certains modes de réalisation de la forme générale ou des modes de réalisation évoqués aux cinq paragraphes précédents d'un tel dispositif, la tête support 26 pivote par rapport au bras 46 autour d'un axe horizontal de pivotement supérieur Al. Dans des variantes de tels dispositifs, la tête support 26 présente un centre de gravité qui est décalé par rapport à l'axe horizontal de pivotement supérieur Al autour duquel elle pivote par rapport au bras 46, et, en l'absence d'effort externe appliqué à la tête support 26, la tête support 26 est ramenée dans une position de butée d'attente autour de l'axe horizontal de pivotement supérieur Al par le seul effet de la gravité.
[0142] In certain embodiments of the general shape or of the embodiments mentioned in the four previous paragraphs of such a device, the device comprises means for biasing the arm 46 towards a high stop position with respect to the base. 50, in rotation around the lower horizontal pivot axis A0. In certain embodiments of the general shape or of the embodiments mentioned in the five previous paragraphs of such a device, the support head 26 pivots with respect to the arm 46 around a horizontal axis of upper pivoting Al. variants of such devices, the support head 26 has a center of gravity which is offset with respect to the upper horizontal pivot axis Al around which it pivots with respect to the arm 46, and, in the absence of an external force applied to the support head 26, the support head 26 is returned to a waiting abutment position around the upper horizontal pivot axis Al by the sole effect of gravity.
Claims
[Revendication 1] Dispositif (10) de connexion électrique par induction magnétique pour la recharge électrique d'une batterie d'accumulateurs électriques d'un engin automobile (12), comprenant : [Claim 1] Device (10) for electrical connection by magnetic induction for the electrical recharging of an electric storage battery of a motor vehicle (12), comprising:
- une borne de recharge (14) ayant une structure à géométrie variable (16) qui porte un inducteur primaire (18), la structure à géométrie variable (16) permettant un déplacement de l'inducteur primaire (18) dans l'espace ; - a charging station (14) having a variable-geometry structure (16) which carries a primary inductor (18), the variable-geometry structure (16) allowing movement of the primary inductor (18) in space;
- un inducteur secondaire (20) qui est porté par l'engin automobile (12) ; caractérisé en ce que le dispositif (10) de connexion comporte au moins un électroaimant (28) qui est commandé dans un état d'attraction pour plaquer l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20) l'un en direction de l'autre en vis-à-vis. - a secondary inductor (20) which is carried by the motor vehicle (12); characterized in that the connection device (10) comprises at least one electromagnet (28) which is controlled in an attraction state to press the primary inductor (18) and the secondary inductor (20) towards each other on the other opposite.
[Revendication 2] Dispositif de connexion électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement de l'inducteur primaire (18) dans l'espace est assuré de manière passive par coopération avec un guide (36) solidaire de l'engin automobile (12). [Claim 2] Electrical connection device according to claim 1, characterized in that the movement of the primary inductor (18) in space is provided passively by cooperation with a guide (36) integral with the motor vehicle (12).
[Revendication 3] Dispositif de connexion électrique, selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la structure à géométrie variable (16) comporte une tête support (26) qui porte l'inducteur primaire (18) et qui est mobile dans l'espace avec l'inducteur primaire. [Claim 3] Electrical connection device, according to any one of Claims 1 or 2, characterized in that the structure with variable geometry (16) comprises a support head (26) which carries the primary inductor (18) and which is mobile in space with the primary inductor.
[Revendication 4] Dispositif de connexion électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'inducteur primaire (18) est fixe sur la tête support (26). [Claim 4] Electrical connection device according to Claim 3, characterized in that the primary inductor (18) is fixed on the support head (26).
[Revendication 5] Dispositif de connexion électrique, selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'au moins un électroaimant (28) est solidaire de la tête support (26) de la structure à géométrie variable (16). [Claim 5] Electrical connection device, according to any one of claims 3 or 4, characterized in that the at least one electromagnet (28) is secured to the support head (26) of the variable geometry structure (16 ).
[Revendication 6] Dispositif de connexion électrique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'au moins un électroaimant (28) est solidaire de l'engin automobile (12). [Claim 6] Electrical connection device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one electromagnet (28) is integral with the motor vehicle (12).
[Revendication 7] Dispositif de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électroaimant (28) est distinct de l'inducteur primaire (18) et de l'inducteur secondaire (20).
[Claim 7] Electrical connection device according to any one of the preceding claims, characterized in that the electromagnet (28) is separate from the primary inductor (18) and from the secondary inductor (20).
[Revendication 8] Dispositif de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électroaimant (28) est commandé dans un état d'attraction au moins lorsque l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20) sont dans une position relative de correspondance en vis-à-vis. [Claim 8] Electrical connection device according to any one of the preceding claims, characterized in that the electromagnet (28) is controlled in a state of attraction at least when the primary inductor (18) and the secondary inductor (20) are in a relative position of correspondence vis-à-vis.
[Revendication 9] Dispositif de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif comporte au moins un capteur de position (45) qui détecte une position relative entre l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20), et en ce que l'électroaimant (28) est commandé dans un état d'attraction en fonction d'une information de position relative entre l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20), délivrée par le capteur de position (45). [Claim 9] Electrical connection device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device comprises at least one position sensor (45) which detects a relative position between the primary inductor (18) and the inductor secondary (20), and in that the electromagnet (28) is controlled in a state of attraction as a function of relative position information between the primary inductor (18) and the secondary inductor (20), delivered by the position sensor (45).
[Revendication 10] Dispositif de connexion électrique selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'un au moins parmi l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20) forme un capteur de position relative entre l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20). [Claim 10] Electrical connection device according to claim 9, characterized in that at least one of the primary inductor (18) and the secondary inductor (20) forms a relative position sensor between the primary inductor ( 18) and the secondary inductor (20).
[Revendication 11] Dispositif de connexion électrique selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le dispositif comporte au moins un capteur (45) de position relative entre l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20) qui est distinct de l'inducteur primaire (18) et de l'inducteur secondaire (20). [Claim 11] Electrical connection device according to claim 9 or 10, characterized in that the device comprises at least one relative position sensor (45) between the primary inductor (18) and the secondary inductor (20) which is separate from the primary inductor (18) and the secondary inductor (20).
[Revendication 12] Dispositif de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électroaimant (28) est maintenu commandé dans un état d'attraction pendant une étape de recharge durant laquelle un courant électrique de recharge de la batterie d'accumulateurs circule entre l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20). [Claim 12] Electrical connection device according to any one of the preceding claims, characterized in that the electromagnet (28) is kept controlled in a state of attraction during a recharging step during which an electric current for recharging the storage battery circulates between the primary inductor (18) and the secondary inductor (20).
[Revendication 13] Dispositif de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes prise en combinaison avec les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la tête support (26) est configurée pour coopérer mécaniquement avec le guide (36) solidaire de l'engin automobile (12) de telle sorte que, lors d'une opération d'accostage comportant un déplacement relatif de rapprochement entre l'engin automobile (12) et la borne de recharge (14), une coopération par contact mécanique entre la tête support (26) et le guide (36)
provoque un déplacement de la tête support (26) dans l'espace pour amener la tête support (26) dans une position relative prédéfinie par rapport au guide (36). [Claim 13] Electrical connection device according to any one of the preceding claims taken in combination with claims 2 and 3, characterized in that the support head (26) is configured to cooperate mechanically with the guide (36) integral with the motor vehicle (12) so that, during a docking operation comprising a relative movement of approach between the motor vehicle (12) and the charging station (14), cooperation by mechanical contact between the head bracket (26) and guide (36) causes a displacement of the support head (26) in space to bring the support head (26) into a predefined relative position with respect to the guide (36).
[Revendication 14] Dispositif de connexion électrique selon la revendication 13, caractérisé en ce que la tête support (26) comporte au moins trois zones de contact mécanique (33) prévues pour coopérer mécaniquement avec le guide (36), et en ce que l'électroaimant (28) est agencé à l'intérieur d'un périmètre défini par les au moins trois zones de contact (33). [Claim 14] Electrical connection device according to claim 13, characterized in that the support head (26) comprises at least three mechanical contact zones (33) provided to cooperate mechanically with the guide (36), and in that the electromagnet (28) is arranged inside a perimeter defined by the at least three contact zones (33).
[Revendication 15] Dispositif de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que la structure à géométrie variable (16) comporte au moins un bras (46) qui, par une extrémité proximale (48), pivote par rapport à une embase (62, 50) autour d'un axe horizontal de pivotement inférieur (AO) ; en ce que la tête support (26), qui porte l'inducteur primaire (18), est portée par une extrémité distale (52) du bras (46), et pivote par rapport au bras autour d'un axe horizontal de pivotement supérieur (Al); et en ce que le bras (46) est pivotant par rapport à l'embase autour d'un axe vertical d'azimut du bras (A2). [Claim 15] Electrical connection device according to any one of the preceding claims taken in combination with Claim 3, characterized in that the variable-geometry structure (16) comprises at least one arm (46) which, via a proximal end (48), pivots with respect to a base (62, 50) around a lower horizontal pivot axis (AO); in that the support head (26), which carries the primary inductor (18), is carried by a distal end (52) of the arm (46), and pivots relative to the arm around a horizontal axis of upper pivoting (Al); and in that the arm (46) is pivotable with respect to the base around a vertical axis of azimuth of the arm (A2).
[Revendication 16] Dispositif de connexion électrique selon la revendication 15, caractérisé en ce que le bras (46) est monté sur l'embase (50, 62) par un double pivot comportant un pivot selon l'axe horizontal de pivotement inférieur (AO) et un pivot selon l'axe vertical d'azimut du bras (A2). [Claim 16] Electrical connection device according to claim 15, characterized in that the arm (46) is mounted on the base (50, 62) by a double pivot comprising a pivot along the lower horizontal pivot axis (AO ) and a pivot along the vertical azimuth axis of the arm (A2).
[Revendication 17] Dispositif de connexion électrique selon la revendication 16, caractérisé en ce que le double pivot est formé par une tourelle (56) qui est montée sur l’embase (50, 62) par le pivot selon l'axe vertical d'azimut du bras (A2) du double pivot, le bras (46) étant, à son extrémité proximale (48), monté sur la tourelle (56) par le pivot selon l'axe horizontal de pivotement inférieur (AO) du double pivot. [Claim 17] Electrical connection device according to claim 16, characterized in that the double pivot is formed by a turret (56) which is mounted on the base (50, 62) by the pivot along the vertical axis of azimuth of the arm (A2) of the double pivot, the arm (46) being, at its proximal end (48), mounted on the turret (56) by the pivot along the lower horizontal pivot axis (AO) of the double pivot.
[Revendication 18] Dispositif de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que la tête support (26) pivote autour d'un axe d'azimut de tête (A3) par rapport à l'extrémité distale (52) du bras (46). [Claim 18] Electrical connection device according to any one of Claims 15 to 17, characterized in that the support head (26) pivots around a head azimuth axis (A3) with respect to the distal end (52) of the arm (46).
[Revendication 19] Dispositif de connexion électrique selon la revendication 18, caractérisé en ce que la tête support (26) est rappelée autour de l'axe vertical
d'azimut de tête (A3) vers une position de repos par rapport à l'extrémité distale du bras (46). [Claim 19] Electrical connection device according to Claim 18, characterized in that the support head (26) is biased around the vertical axis head azimuth (A3) to a rest position relative to the distal end of the arm (46).
[Revendication 20] Dispositif de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisé en ce que l'embase (50) comporte une glissière (58) d'extension longitudinale par rapport à un socle (60) de la structure à géométrie variable (16), en ce que l'embase (50) comporte un chariot (62) qui coulisse sur la glissière (58) selon la direction longitudinale d'extension de la glissière, et en ce que le bras (46) pivote, par son extrémité proximale (48), sur le chariot (62) autour de l'axe horizontal de pivotement inférieur (A0) et autour de l'axe vertical d'azimut du bras (A2). [Claim 20] Electrical connection device according to any one of claims 15 to 19, characterized in that the base (50) comprises a slide (58) extending longitudinally relative to a base (60) of the structure with variable geometry (16), in that the base (50) comprises a carriage (62) which slides on the slide (58) in the longitudinal direction of extension of the slide, and in that the arm (46) pivots, via its proximal end (48), on the carriage (62) around the lower horizontal pivot axis (A0) and around the vertical azimuth axis of the arm (A2).
[Revendication 21] Dispositif de connexion électrique la revendication 20, caractérisé en ce que le dispositif comporte des moyens de rappel du chariot (62) vers une position d'attente par rapport à la glissière (58). [Claim 21] Electrical connection device according to claim 20, characterized in that the device comprises means for returning the carriage (62) to a standby position with respect to the slide (58).
[Revendication 22] Dispositif de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications 20 ou 21, caractérisé en ce que la glissière (58) comporte un rail fixe et au moins un rail intermédiaire (64) qui coulisse sur le rail fixe selon la direction longitudinale d'extension de la glissière, et en ce que le chariot (62) coulisse sur le rail intermédiaire (64) de la glissière (58) selon la direction longitudinale d'extension de la glissière. [Claim 22] Electrical connection device according to any one of claims 20 or 21, characterized in that the slide (58) comprises a fixed rail and at least one intermediate rail (64) which slides on the fixed rail in the direction extension of the slide, and in that the carriage (62) slides on the intermediate rail (64) of the slide (58) in the longitudinal direction of extension of the slide.
[Revendication 23] Dispositif de connexion électrique selon la revendication 22, caractérisé en ce que le rail intermédiaire (64) coulisse sur le rail fixe entre une position nominale et une position de dégagement, et en ce que le dispositif comporte un butée escamotable qui maintient le rail intermédiaire (64) dans la position nominale jusqu'à un premier seuil d'effort, et qui libère le rail intermédiaire (64) au-delà de ce premier seuil d'effort pour lui permettre de coulisser sur le rail fixe vers la position de dégagement. [Claim 23] Electrical connection device according to Claim 22, characterized in that the intermediate rail (64) slides on the fixed rail between a nominal position and a disengaged position, and in that the device comprises a retractable stop which holds the intermediate rail (64) in the nominal position up to a first force threshold, and which releases the intermediate rail (64) beyond this first force threshold to allow it to slide on the fixed rail towards the release position.
[Revendication 24] Dispositif de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications 15 à 23, caractérisé en ce que le dispositif comporte des moyens de rappel élastique du bras vers une position de butée haute par rapport à l’embase, en rotation autour de l'axe horizontal de pivotement inférieur. [Claim 24] Electrical connection device according to any one of Claims 15 to 23, characterized in that the device comprises means for elastically returning the arm to an upper stop position relative to the base, in rotation around the lower horizontal pivot axis.
[Revendication 25] Dispositif de connexion électrique selon l'une quelconque des revendications 15 à 24, caractérisé en ce que la tête support (26) présente un centre de gravité qui est décalé par rapport à l'axe horizontal de pivotement
supérieur (Al) autour duquel elle pivote par rapport au bras (46), et en ce que, en l'absence d'effort externe appliqué à la tête support, la tête support (26) est ramenée dans une position de butée d'attente autour de l'axe horizontal de pivotement supérieur (Al) par le seul effet de la gravité. [Claim 25] Electrical connection device according to any one of Claims 15 to 24, characterized in that the support head (26) has a center of gravity which is offset with respect to the horizontal axis of pivoting upper (Al) around which it pivots relative to the arm (46), and in that, in the absence of external force applied to the support head, the support head (26) is returned to an abutment position of waiting around the horizontal axis of upper pivoting (Al) by the sole effect of gravity.
[Revendication 26] Procédé de recharge électrique par induction magnétique d'une batterie d'accumulateurs électriques d'un engin automobile comprenant les étapes suivantes : a- une opération d'accostage comportant un déplacement relatif de rapprochement entre l'engin automobile (12) et une borne de recharge (14) ayant une structure à géométrie variable (26) ayant une tête support (26) qui porte un inducteur primaire et qui est mobile dans l'espace avec l'inducteur primaire ; b- pendant l'opération d'accostage, une coopération par contact mécanique entre la tête support (26) et un guide (36) solidaire de l'engin automobile (12), la coopération mécanique provoquant un déplacement de la tête support (26) dans l'espace pour amener la tête support (26) dans une position relative prédéfinie par rapport au guide (36) ; c- la commande d'un électroaimant dans un état d'attraction au moins lorsque l'inducteur primaire (18) est dans une position relative de correspondance en vis- à-vis d'un inducteur secondaire (20) qui est porté par l'engin automobile (12) ; d- le maintien de l'électroaimant (28) dans un état d'attraction pendant une étape de recharge durant laquelle un courant électrique de recharge de la batterie d'accumulateurs circule entre l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20). [Claim 26] Method of electric recharging by magnetic induction of an electric storage battery of a motor vehicle comprising the following steps: a- a docking operation comprising a relative movement of approach between the motor vehicle (12) and a charging station (14) having a variable geometry structure (26) having a support head (26) which carries a primary inductor and which is movable in space with the primary inductor; b- during the docking operation, cooperation by mechanical contact between the support head (26) and a guide (36) secured to the motor vehicle (12), the mechanical cooperation causing a displacement of the support head (26 ) in space to bring the support head (26) into a predefined relative position with respect to the guide (36); c- the control of an electromagnet in a state of attraction at least when the primary inductor (18) is in a relative position of correspondence vis-à-vis a secondary inductor (20) which is carried by the motor vehicle (12); d- maintaining the electromagnet (28) in a state of attraction during a recharging step during which an electric current for recharging the storage battery flows between the primary inductor (18) and the secondary inductor ( 20).
[Revendication 27] Procédé de recharge selon la revendication 26, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape de détecter une position relative entre l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20), et en ce que l'électroaimant (28) est commandé dans un état d'attraction en fonction d'une information de position relative entre l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (28). [Claim 27] Recharging method according to claim 26, characterized in that it comprises the step of detecting a relative position between the primary inductor (18) and the secondary inductor (20), and in that the electromagnet (28) is driven into an attraction state based on relative position information between the primary inductor (18) and the secondary inductor (28).
[Revendication 28] Procédé de recharge selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape de désactiver l'électroaimant (28) après un arrêt de la circulation de courant électrique de recharge de la batterie d'accumulateurs entre l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20).
[Claim 28] Recharging method according to claim 27, characterized in that it includes the step of deactivating the electromagnet (28) after stopping the flow of electric current for recharging the storage battery between the primary inductor (18) and the secondary inductor (20).
[Revendication 29] Procédé de recharge selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape de maintenir l'électroaimant activé après un arrêt de la circulation de courant électrique de recharge de la batterie d'accumulateurs entre l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20), jusqu'à un moment suivant un déplacement de l'engin automobile (12) par rapport à la borne de recharge (14). [Claim 29] Recharging method according to claim 27, characterized in that it comprises the step of keeping the electromagnet activated after stopping the flow of electric current for recharging the storage battery between the primary inductor (18) and the secondary inductor (20), until a time following a movement of the motor vehicle (12) relative to the charging station (14).
[Revendication 30] Procédé de recharge selon l'une quelconque des revendications 26 à 29, caractérisé en ce que à l'étape c, l'électroaimant (28) est commandé dans un état d'attraction, dans lequel il génère une force d'attraction magnétique qui attire l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20) l'un vers l'autre, seulement lorsque l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20) sont dans leur position relative de correspondance en vis-à-vis, ou lorsque l'inducteur primaire (18) et l'inducteur secondaire (20) sont écartés l'un de l'autre, par rapport à leur position relative de correspondance en vis-à-vis, d'une distance inférieure à une distance d'activation prédéfinie.
[Claim 30] Recharging method according to any one of Claims 26 to 29, characterized in that in step c, the electromagnet (28) is controlled in a state of attraction, in which it generates a force d magnetic attraction which draws the primary inductor (18) and the secondary inductor (20) together only when the primary inductor (18) and the secondary inductor (20) are in their relative position face-to-face correspondence, or when the primary inductor (18) and the secondary inductor (20) are separated from each other, with respect to their relative position of face-to-face correspondence , from a distance less than a predefined activation distance.
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