WO2024094935A1 - Dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule - Google Patents
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Definitions
- the subject of the invention is a device for loading/discharging vehicle battery modules. It also relates to a vehicle and a terminal integrating such a device.
- Hybrid or electric vehicle batteries generally include several modules connected together so that they can together deliver the required electrical power. There are currently many problems associated with recharging these batteries. First of all, there are few charging stations in public spaces. Additionally, it takes a relatively long time (up to several hours) to fully recharge the battery.
- Patent document US10232722 discloses for example a device for loading/unloading battery modules in which the modules are cylindrical. These cylindrical modules can roll, but without real control of their movement.
- Patent document US10981465 discloses the modules are robotic to move autonomously.
- Patent document DE102005053305 discloses another device in which the entire battery is charged/discharged from the vehicle. Also, it is necessary to fit a relatively bulky access hatch on the vehicle, so that in practice, this solution can hardly be adapted to conventional vehicles.
- the invention aims to remedy all or part of the aforementioned drawbacks.
- an objective of the invention is to propose a device for loading/unloading of battery modules which is simple in design, inexpensive and easy to install.
- Another objective of the invention is to provide a device for loading/discharging battery modules which are suitable for existing battery modules, with a minimum of modifications.
- the solution proposed by the invention is a device for loading/unloading vehicle battery modules, said device comprising a housing delimited by walls and configured to receive several modules of a battery, which housing is provided with an access hatch and in which the modules have a capacity to move in said housing between a position of use in which they are installed in said housing and a loading/unloading position in which they are graspable from the access hatch . And in which:
- the housing includes one or more guide rails
- each module is equipped with one or more rolling or sliding elements which cooperate with the rail(s) so that the walls of said module are not in contact with the walls of the housing during its movement between the position of use and loading/unloading position.
- each module is of parallelepiped shape and has an upper wall, a lower wall and side walls; the access hatch conforms to the dimensions of the wall of the module whose surface area is the smallest.
- the guide rail(s) are arranged or shaped so that the movement of the modules presents at least one change of direction, so as to place the wall of the module which has the smallest surface opposite the access hatch when said module is in the loading/unloading position.
- the guide rail(s) are installed at an upper wall of the housing; the rolling or sliding elements are installed on an upper wall of each module so that the modules are suspended in said housing.
- the guide rail(s) are installed at a lower wall of the housing; the rolling or sliding elements are installed on a bottom wall of each module.
- one or more guide rails are installed at the side walls of the housing; rolling or sliding elements are installed on side walls of each module.
- each module may also comprise one or more other rolling or sliding elements installed on an upper or lower wall of said module, which other elements are adapted to cooperate with one or more transverse rails) installed at the level of 'an upper or lower wall of the housing.
- the device comprises a drawer accessible from the hatch and in which each module is placed in the loading/unloading position.
- Another aspect of the invention relates to a vehicle integrating a loading/unloading device according to one of the preceding characteristics.
- the vehicle comprises a chassis, said vehicle comprising one of the following characteristics:
- the housing is installed above the chassis and the hatch is fitted above the chassis, or
- the housing is installed at the same level as the chassis and the hatch is arranged below or above said chassis, the rails (being arranged to lower or raise the modules at the level of said hatch.
- Yet another aspect of the invention relates to a battery module charging/discharging terminal, which terminal integrates a loading/unloading device according to one of the preceding characteristics.
- FIG. 1 is a schematic view of a battery.
- FIG. 2 is a schematic view of a battery module.
- FIG. 3 is a schematic view of a device according to the invention installed in a vehicle.
- FIG. 4A is a schematic top view of a device according to the invention installed in a vehicle.
- FIG. 4B is a schematic sectional view along A-A of the device of Figure 4A.
- FIG. 4C is a schematic sectional view along B-B of the device of Figure 4A.
- FIG. 4D is a schematic sectional view along B-B of the device of Figure 4A according to an alternative embodiment.
- FIG. 5 is a schematic top view of a device according to the invention installed in a vehicle, in an alternative embodiment.
- FIG. 6A is a schematic view in longitudinal section of a device according to the invention in an alternative embodiment.
- FIG. 6B is a schematic cross-sectional view of a device according to the invention in an alternative embodiment.
- FIG. 7A is a schematic top view of a device according to the invention installed in a vehicle, according to an alternative embodiment.
- FIG. 7B is a schematic sectional view along A-A of the device of Figure 7A.
- FIG. 7C is a schematic sectional view along B-B of the device of Figure 7A.
- FIG. 8A is a schematic top view of a device according to the invention installed in a vehicle, according to an alternative embodiment.
- FIG. 8B is a schematic sectional view along B-B of the device of Figure 8A.
- FIG. 9 is a schematic view of an installation comprising a terminal and a vehicle conforming to the invention.
- the device according to the invention can be used for loading and/or unloading battery modules from a vehicle or from a charging terminal or station.
- vehicle we mean any type of vehicle using batteries, whether this vehicle is electric or hybrid powered: rolling vehicle (car, truck, motorcycle, bicycle, scooter, etc.), flying vehicle ( plane, helicopter, etc.), marine vehicle (boat, jet-ski, etc.).
- rolling vehicle car, truck, motorcycle, bicycle, scooter, etc.
- flying vehicle plane, helicopter, etc.
- marine vehicle boat, jet-ski, etc.
- battery we mean a lithium-ion type electric battery, a hydrogen battery and in general any type of battery capable of storing electrical energy for the operation of the vehicle.
- the battery 1 is made up of several interchangeable 10i -1 Ck modules (for example from 2 to 10 modules). These modules are physically independent of each other, but, when connected together, together deliver the electrical power required for the operation of the vehicle.
- the modules I O1- 4 are identical, each module 10i being of parallelepiped shape and having an upper wall 100, a lower wall 101 and side walls 102, 103.
- the module 10 has two end side walls 102 and two longitudinal side walls 103, said end side walls 102 having the smallest surface area. The smallest surface could however be that of another wall, for example that of the upper wall 100 or the lower wall 101.
- each module 10i has a length of between 10 cm and 50 cm, a width between 5 cm and 30 cm and a height between 5 cm and 20 cm.
- the modules are not limited to these dimensions.
- each 10i module has an envelope (or casing in English) allowing individual operation and notably integrating a cooling system.
- FIG. 3 different modules 10i-107 are installed in a housing 2.
- This housing can be integrated into a vehicle V or into a charging terminal or station as explained further in the description.
- the vehicle V also includes a control unit 3 adapted to regulate the electrical power (voltage and/or current) delivered to one or more components, accessories and/or actuators such as an electric drive motor of said vehicle.
- Housing 2 is delimited by walls 20, its shape being complementary to the battery 1.
- housing 2 is preferably located above the chassis C. It can however be located at the same level as the chassis C or below depending on the type and/or model of the vehicle V. According to a preferred embodiment making it possible to avoid any major modification of the vehicle V, this housing 2 is the one initially provided for the battery 1. According to an alternative embodiment, it may be a dedicated housing attached to the vehicle V.
- Housing 2 is provided with an access hatch 21 allowing the loading and unloading of modules I O1- 7.
- This hatch 21 is preferably fitted on the bodywork of vehicle V, on one side of it.
- the hatch 21 can however be located elsewhere, for example at the front, at the rear or under the vehicle V.
- This hatch 21 can open manually (fuel tank access hatch type or access hatch to an electric fuel outlet) or automatically, for example from a dedicated control installed in the passenger compartment of the vehicle. vehicle V or by a control signal emitted remotely, for example from a terminal as explained further in the description.
- the access hatch 21 is conformed to the dimensions of the wall 102 of the module which has the smallest surface area.
- the bulk of the hatch 21 is thus reduced to a minimum, so that it can be easily integrated into an existing commercial vehicle, in particular on one side of said vehicle.
- the modules 10i-107 have a capacity to move in housing 2 between a position of use in which they are installed in said housing and a loading/unloading position in which they can be grasped from the access hatch 21 .
- modules 10i-10e are in the use position and module W7 is in the loading/unloading position.
- housing 2 includes one or more guide rails. This or these rails can be fixed on the internal walls of housing 2 or on its external walls. Fixing on the external walls has the advantage of not taking up space in the internal space of housing 2.
- housing 2 comprises two longitudinal rails 22a connected to a transverse rail 22b.
- the longitudinal rails 22a ensure the guidance of the modules in the length of the housing 2.
- the transverse rail 22b ensures the guidance of the modules in the width of the housing, towards the hatch 21.
- the guide rail(s) are arranged or shaped in such a way that the movement of the modules presents at least one change of direction. , so as to place the wall 102 which has the smallest surface area opposite the hatch 21 when said module is in the loading/unloading position.
- This characteristic makes it possible to have a hatch 21 whose bulk is reduced to a minimum, so that it can be easily installed in a chosen area of the vehicle V.
- Each module 10i -10? is equipped with one or more rolling or sliding elements 122 which cooperate with the rail(s) 22a, 22b so that the walls 101, 102, 103 of said module are not in contact with the walls of the housing 20 during its movement between the use position and the loading/unloading position.
- the elements 122 can be in the form of wheels with a fixed or multidirectional axis, rolling rollers, sliding pads, multidirectional balls, or in any other form suitable to those skilled in the art. They can be easily attached to existing battery modules without the need to modify their design.
- the rails 22a, 22b are installed at an upper wall of the housing 2 and the elements 122 are installed on the upper walls of the modules I O1- 7.
- the modules are thus suspended in housing 2.
- the elements 122 are here installed inside the rails 22a, 22b.
- housing 2 is installed above chassis C. Hatch 21 can then be fitted without difficulty at the same level as housing 2, that is to say above the chassis C, the physical integrity of the latter being preserved.
- modules 10i -10 For unloading the modules 10i -10?, they are first moved along the longitudinal rails 22a until they reach the transverse rail 22b. As soon as the elements 122 engage with the transverse rail 22b, each module is moved transversely until reaching the hatch 21.
- modules 10i-107 For loading the modules 10i-107, they are inserted through the hatch 21 so that their elements 122 engage with the transverse rail 22b. They are then moved along the transverse rail 22b until the elements 122 engage in the longitudinal rails 22a. Each module is then moved longitudinally until it reaches its position of use.
- the movement of the modules 10i-107 can be carried out manually or preferably automatically.
- the elements 122 can be motorized so that the modules 10i-107 can move autonomously.
- the housing 2 and/or the rails 22a, 22b integrate actuators of the cylinder or conveyor type adapted to move the modules IO1- 7.
- the automatic movement of the modules I O1- 7 is advantageously controlled by a unit control, for example of the computer type, processor, microprocessors, CPU (for Central Processing Unit).
- housing 2 is installed at the same level as chassis C.
- hatch 21 is here fitted below said chassis.
- the rails 22a and 22b can then be connected by a ramp 22c adapted to lower the modules to the level of the hatch 21.
- the ramp 22c can for example be in the form of an inclined rail.
- the hatch 21 can be arranged above the chassis C, the ramp 22c being adapted to raise the modules to the level of said hatch.
- housing 2 comprises a single longitudinal rail 22a.
- This configuration is suitable for I O1-7 modules of reduced length while a configuration with two or more longitudinal rails as illustrated in Figure 4A is more suitable for 10i-107 modules whose length is significant and which require better balancing in their guidance.
- the longitudinal rail 22a and the transverse rail 22b can only be shaped by a single rail having a change of direction at 90°.
- the rails 22a, 22b are installed at a lower wall of the housing 2 and the elements 122 are installed on the lower walls of the modules I O1- 7.
- This constructive solution is particularly advantageous when particular installation constraints (for example reduced space) appear above housing 2, but without particular constraints below said housing.
- each module 10i-107 can also include a or several other rolling or sliding elements 1220 installed on an upper (or lower) wall of said module.
- These other elements 1220 are of the aforementioned type. They make it possible to simply change the direction of the modules. They are adapted to cooperate with the transverse rail 22b which is installed at an upper (or lower) wall of the housing 2. When a module 7 reaches the transverse rail 22b, the element 1220 engages with the transverse rail 22b so that said module can be moved transversely until reaching the hatch 21.
- the transverse rail 22b can be replaced by a drawer accessible from the hatch 21 and in which each module is placed in the loading/unloading position.
- the embodiment of Figures 8A and 8B is similar to that of Figures 7A, 7B and 7C, the housing 2 however having no transverse rail.
- the modules I O1-7 are thus only guided longitudinally by the rails 22a, without change of direction.
- the hatch 21 is located in the extension of the longitudinal rails 22a and is conformed to the dimensions of the wall 103 of the module 10 which has the largest surface area.
- One or more longitudinal rails 22a can be provided, installed at the level of the upper or lower or side walls of the housing 2, which rails can complement or replace the rails installed at the level of the side walls of said housing.
- FIG 9 illustrates an installation comprising a loading/unloading terminal or station B (the two terms being synonymous within the meaning of the invention).
- Terminal B is equipped with a loading/unloading device similar to that described previously.
- this loading/unloading device corresponds to that of Figure 4A but all the other aforementioned embodiments can be suitable.
- the elements of the terminal device bear the same numerical references as those of the vehicle device, however being assigned a typographical bonus “' >>.
- the housing 2' here comprises two zones: a first zone 2'A in which recharged modules 1 0I R-1 0?R are stored and a second zone 2'B in which the discharged modules I O1- are stored 7 coming from vehicle V. These two zones can be located in the same plane of housing 2' or at separate levels. Several other storage zones for recharged modules and/or discharged modules can be provided in terminal B. Each zone can consist of a separate housing. Terminal B can have different storage zones, each associated with a specific module model.
- Rails 22'aA, 22'b make it possible to guide the recharged modules 10IR-1 O7R from terminal B towards the vehicle V and rails 22'as, 22'b make it possible to guide the discharged modules 10i-107 of the vehicle V towards terminal B.
- the transverse rail 22'b is a rail forming an interface between the terminal B and the vehicle V and which is common to the two zones 2'A, 2'B.
- Each zone can, however, be provided with its own rail forming an interface between terminal B and vehicle V.
- the transverse rail 22'b is replaced by a conveyor arm or tunnel not requiring cooperation with the rolling or sliding elements 122. In the remainder of the description, it is done only reference to a rail, for the sake of clarity and brevity only.
- the rail 22'b is advantageously telescopic and/or retractable so as to be adapted to be placed opposite the hatch 21 of the vehicle V.
- This rail 22'b can in particular be retracted into the terminal B from hatch 2T.
- the rail 22'b is mounted adjustable in height and/or in length and/or in width so as to be able to adapt to the position of the hatch 21 of the vehicle V. This adjustment can be carried out manually by an operator, or preferably automatically as explained further in the description.
- Terminal B integrates all the IT resources enabling the functions described below to be performed.
- Vehicle V parks at terminal B, in a dedicated space.
- a recognition device 4' installed on terminal B makes it possible to detect the position of the hatch 21 of vehicle V.
- the device 4' can for example consist of a camera associated with object recognition software or an optical reader.
- the hatch 21 is advantageously associated with a marking element 210.
- the latter can for example consist of an identifiable symbol or a QR-Code.
- An advantage of using a QR-Code is that its reading by the device 4' allows terminal B to define the number of modules 10i - 10? to unload and load in the vehicle V, as well as the model of said modules, this information being previously stored in said QR-Code.
- the user of vehicle V provides information from a man-machine interface connected to terminal B to define the number and model of modules 10i-107 to unload and load, and possibly the position of the hatch 21.
- the user can enter the model of the vehicle V, terminal B then queries a database in which the characteristics (number and model) of the modules associated with this vehicle model are recorded, and possibly the position of the hatch 21.
- the rail 22'b When the position of the hatch 21 is determined by terminal B, the rail 22'b is placed opposite said hatch which is in the open position. According to a preferred embodiment, the rail 22'b fits into the hatch 21. Rail 22'b can be placed automatically in this position, or be placed manually by an operator.
- Module 107 is moved along the longitudinal rails 22a until reaching the transverse rail 22b, then is moved transversely until reaching the hatch 21. Module 107 is supported by rail 22'b to be extracted from vehicle V. It is then moved so that its elements
- a loading phase of the loaded modules 10’IR-10’7R is then initiated.
- a first module 10’7R is moved along the longitudinal rails 22’aA until reaching the transverse rail 22’b.
- the 10’7R module is then moved until it reaches the hatch 21.
- the module 10' 7R is supported by the rail 22b to be introduced into the vehicle V.
- the module 10' 7 is moved until said elements engage in the longitudinal rails 22a.
- the 10’ 7R module is then moved longitudinally until it reaches its position of use.
- the unloading/loading phases can be carried out in a few minutes, so that the user of the vehicle V does not have to wait for the actual recharging of the discharged modules I O1- 7, these being simply replaced by loaded modules 10'IR-10'7R.
- the rail(s) 22a, 22b, 22'aA, 22'as, 22'b can also serve as a power bus, or bus-bar.
- the rail(s) 22a, 22b, 22'aA, 22'as, 22'b can also serve as a power bus, or bus-bar.
- they allow for example to collect and distribute the electrical power of the 10i -10? in said vehicle, in particular through unit 3.
- terminal B they make it possible for example to distribute electrical power to each of the discharged modules 10i-107 for their recharging.
- the aforementioned rolling or sliding elements 122, 1220, 122' can then be used as electrical contacts.
- the modules are equipped with electrical contacts distinct from the rolling or sliding elements 122, 1220, 122'.
- one or more features set forth only in one embodiment may be combined with one or more other features set forth only in another embodiment.
- one or more characteristics presented only in one embodiment can be generalized to other embodiments, even if this or these characteristics are described only in combination with other characteristics.
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule, ledit dispositif comprenant un logement délimité par des parois et configuré pour recevoir plusieurs modules d'une batterie, lequel logement est pourvu d'une trappe d'accès et dans lequel les modules ont une capacité de déplacement dans ledit logement entre une position d'utilisation dans laquelle ils sont installés dans ledit logement et une position de chargement/déchargement dans laquelle ils sont préhensiles depuis la trappe d'accès. Et dans lequel : le logement comprend un ou plusieurs rails de guidage, chaque module est équipé d'un ou plusieurs éléments de roulement ou de glissement qui coopèrent avec le ou les rails de sorte que les parois dudit module ne soient pas en contact avec les parois du logement lors de son déplacement entre la position d'utilisation et la position de chargement/déchargement.
Description
Description
Titre : Dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule
Domaine technique
[1] L'invention a pour objet un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule. Elle concerne également un véhicule et une borne intégrant un tel dispositif.
[2] Elle concerne le domaine technique des dispositifs permettant un changement rapide de modules de batterie embarqués dans un véhicule.
État de la technique
[3] Les batteries de véhicule hybrides ou électriques comprennent généralement plusieurs modules connectés entre eux de manière à pouvoir délivrer ensemble une puissance électrique requise. De nombreux problèmes sont actuellement associés à la recharge de ces batteries. Tout d’abord, il existe peu de bornes de recharges dans l’espace public. En outre, il faut un temps relativement important (pouvant atteindre plusieurs heures) pour recharger complètement la batterie.
[4] L’art antérieur divulgue des solutions aux problèmes susmentionnés. Certaines de ces solutions consistent non pas à recharger les batteries, mais à la remplacer aisément. Le document brevet US10232722 divulgue par exemple un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie dans lequel les modules sont cylindriques. Ces modules cylindriques peuvent rouler, mais sans réel contrôle de leur déplacement. Dans le document brevet US10981465, les modules sont robotisés pour se déplacer de manière autonome. Il s’agit toutefois davantage de dispositifs expérimentaux qui sont particulièrement complexes à réaliser et très onéreux. Le document brevet DE102005053305 divulgue un autre dispositif dans lequel la batterie entière est chargée/déchargée du véhicule. Aussi, il est nécessaire d’aménager une trappe d’accès relativement encombrante sur le véhicule, de sorte qu’en pratique, cette solution peut difficilement être adaptée à des véhicules classiques.
[5] L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients précités. En particulier, un objectif de l’invention est de proposer un dispositif de
chargement/déchargement de modules de batterie qui soit de conception simple, peu onéreuse et dont l’installation soit aisée. Un autre objectif de l’invention est de proposer un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie qui conviennent à des modules de batteries existants, avec un minimum de modifications.
Présentation de l’invention
[6] La solution proposée par l’invention est un dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule, ledit dispositif comprenant un logement délimité par des parois et configuré pour recevoir plusieurs modules d’une batterie, lequel logement est pourvu d’une trappe d’accès et dans lequel les modules ont une capacité de déplacement dans ledit logement entre une position d’utilisation dans laquelle ils sont installés dans ledit logement et une position de chargement/déchargement dans laquelle ils sont préhensiles depuis la trappe d’accès. Et dans lequel :
- le logement comprend un ou plusieurs rails de guidage,
- chaque module est équipé d’un ou plusieurs éléments de roulement ou de glissement qui coopèrent avec le ou les rails de sorte que les parois dudit module ne soient pas en contact avec les parois du logement lors de son déplacement entre la position d’utilisation et la position de chargement/déchargement.
[7] Le déplacement des modules est maintenant contrôlé de manière très précise par le ou les rails de guidage. L’installation de ce ou ces rails dans un logement de batterie de véhicule ou dans un logement de batterie d’une borne ou station de recharge peut être réalisée de manière aisée. Il en est de même pour l’installation d’éléments de roulement ou de glissement sur des modules de batterie existants. En outre, dans la mesure où les parois des modules ne sont pas en contact avec les parois du logement lors de leur déplacement, les frottements entre lesdits modules et ledit logement sont réduits, voire nuis. Les modules peuvent ainsi être très facilement déplacés, sans qu’il soit nécessaire d’utiliser des actionneurs puissants et/ou encombrants.
[8] D’autres caractéristiques avantageuses de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Chacune de ces
caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les autres caractéristiques définies ci-dessus.
Les caractéristiques suivantes peuvent ainsi faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :
[9] Selon un mode de réalisation, chaque module est de forme parallélépipédique et présente une paroi supérieure, une paroi inférieure et des parois latérales ; la trappe d’accès est conformée aux dimensions de la paroi du module dont la surface est la plus petite.
[10] Selon un mode de réalisation, le ou les rails de guidage sont agencés ou conformés de manière à ce que le déplacement des modules présente au moins un changement de direction, de sorte à placer la paroi du module qui a la plus petite surface en vis-à-vis de la trappe d’accès lorsque ledit module est dans la position de chargement/déchargement.
[11] Selon un mode de réalisation, le ou les rails de guidage sont installés au niveau d’une paroi supérieure du logement ; les éléments de roulement ou de glissement sont installés sur une paroi supérieure de chaque module de sorte que les modules sont suspendus dans ledit logement.
[12] Selon un autre mode de réalisation, le ou les rails de guidage sont installés au niveau d’une paroi inférieure du logement ; les éléments de roulement ou de glissement sont installés sur une paroi inférieure de chaque module.
[13] Selon un autre mode de réalisation, un ou des rails de guidage sont installés au niveau de parois latérales du logement ; des éléments de roulement ou de glissement sont installés sur des parois latérales de chaque module. Dans ce mode de réalisation, chaque module peut également comprendre un ou plusieurs autres éléments de roulement ou de glissement installés sur une paroi supérieure ou inférieure dudit module, lesquels autres éléments sont adaptés pour coopérer avec un ou plusieurs rails, transversaux) installés au niveau d’une paroi supérieure ou inférieure du logement.
[14] Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un tiroir accessible depuis la trappe et dans lequel se place chaque module dans la position de chargement/déchargement.
[15] Un autre aspect de l’invention concerne un véhicule intégrant un dispositif de chargement/déchargement selon l’une des caractéristiques précédentes.
[16] Selon un mode de réalisation, le véhicule comprend un châssis, ledit véhicule comprenant une des caractéristiques suivantes :
- le logement est installé au-dessus du châssis et la trappe est aménagée au- dessus du châssis, ou
- le logement est installé au même niveau que le châssis et la trappe est aménagée en dessous ou au-dessus dudit châssis, les rails (étant agencés pour faire descendre ou monter les modules au niveau de ladite trappe.
[17] Encore un autre aspect de l’invention concerne une borne de chargement/déchargement de modules de batterie, laquelle borne intègre un dispositif de chargement/déchargement selon l’une des caractéristiques précédentes.
Brève description des figures
[18] D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description des modes de réalisation qui vont suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
[Fig. 1] est une vue schématique d’une batterie.
[Fig. 2] est une vue schématique d’un module de batterie.
[Fig. 3] est une vue schématique d’un dispositif selon l’invention installé dans un véhicule.
[Fig. 4A] est une vue schématique de dessus d’un dispositif selon l’invention installé dans un véhicule.
[Fig. 4B] est une vue schématique en coupe selon A-A du dispositif de la figure 4A.
[Fig. 4C] est une vue schématique en coupe selon B-B du dispositif de la figure 4A.
[Fig. 4D] est une vue schématique en coupe selon B-B du dispositif de la figure 4A selon une variante de réalisation.
[Fig. 5] est une vue schématique de dessus d’un dispositif selon l’invention installé dans un véhicule, dans une variante de réalisation.
[Fig. 6A] est une vue schématique en coupe longitudinale d’un dispositif selon l’invention dans une variante de réalisation.
[Fig. 6B] est une vue schématique en coupe transversale d’un dispositif selon l’invention dans une variante de réalisation.
[Fig. 7A] est une vue schématique de dessus d’un dispositif selon l’invention installé dans un véhicule, selon une variante de réalisation.
[Fig. 7B] est une vue schématique en coupe selon A-A du dispositif de la figure 7A.
[Fig. 7C] est une vue schématique en coupe selon B-B du dispositif de la figure 7A.
[Fig. 8A] est une vue schématique de dessus d’un dispositif selon l’invention installé dans un véhicule, selon une variante de réalisation.
[Fig. 8B] est une vue schématique en coupe selon B-B du dispositif de la figure 8A.
[Fig. 9] est une vue schématique d’une installation comprenant une borne et un véhicule conformes à l’invention.
Description des modes de réalisation
[19] Tel qu’utilisé ici, sauf indication contraire, l’éventuelle utilisation des adjectifs ordinaux « premier », « deuxième >>, etc., pour décrire un objet indique simplement que différentes occurrences d’objets similaires sont mentionnées et n’implique pas que les objets ainsi décrits doivent être dans une séquence donnée, que ce soit dans le temps, dans l'espace, dans un classement ou de toute autre manière. « X et/ou Y >> signifie : X seul ou Y seul ou X+Y. D'une manière générale, on appréciera que sur les différents dessins annexés, les objets sont arbitrairement dessinés pour faciliter leur lecture.
[20] Le dispositif selon l’invention peut être utilisé pour le chargement et/ou le déchargement de modules de batterie depuis un véhicule ou depuis une borne ou station de rechargement.
[21] Par « véhicule >>, on entend tout type de véhicule utilisant des batteries, que ce véhicule soit à propulsion électrique ou hybride : véhicule roulant (voiture, camion, moto, vélo, trottinette, ... ), véhicule volant (avion, hélicoptère, ... ), véhicule marin (bateau, jet-ski, ... ). Dans la suite de la description, et par souci
de clarté et de concision seulement, il est fait référence à un véhicule automobile, notamment une voiture.
[22] Par « batterie >>, on entend une batterie électrique type lithium-ion, une batterie à hydrogène et de manière générale tout type de batterie apte à stocker de l'énergie électrique pour le fonctionnement du véhicule.
[23] En se rapportant aux figures 1 et 2, la batterie 1 est constituée de plusieurs modules 10i -1 Ck (par exemple de 2 à 10 modules) interchangeables. Ces modules sont physiquement indépendants les uns les autres, mais, lorsqu’ils sont connectés entre eux, permettent de délivrer ensemble la puissance électrique requise pour le fonctionnement du véhicule. Selon un mode préféré de réalisation, les modules I O1- 4 sont identiques, chaque module 10i étant de forme parallélépipédique et présentant une paroi supérieure 100, une paroi inférieure 101 et des parois latérales 102, 103. Sur la figure 2, le module 10 présente deux parois latérales d’extrémité 102 et deux parois latérales longitudinales 103, lesdites parois latérales d’extrémité 102 ayant la plus petite surface. La plus petite surface pourrait toutefois être celle d’une autre paroi, par exemple celle de la paroi supérieure 100 ou de la paroi inférieure 101. À titre d’exemple, chaque module 10i a une longueur comprise entre 10 cm et 50 cm, une largeur comprise entre 5 cm et 30 cm et une hauteur comprise entre 5 cm et 20 cm. Les modules ne sont toutefois pas limités à ces dimensions.
[24] Selon un mode de réalisation, chaque module 10i présente une enveloppe (ou casing en anglais) permettant un fonctionnement individuel et intégrant notamment un système de refroidissement.
[25] Sur la figure 3, différents modules 10i-107 sont installés dans un logement 2. Ce logement peut être intégré dans un véhicule V ou dans une borne ou station de recharge comme expliqué plus avant dans la description. Le véhicule V comprend également une unité de contrôle 3 adapté pour réguler la puissance (tension et/ou courant) électrique délivrée à un ou plusieurs composants, accessoires et/ou actionneurs tels qu’un moteur d'entraînement électrique dudit véhicule.
[26] Le logement 2 est délimité par des parois 20, sa forme étant complémentaire de la batterie 1 . Dans le cas d’une voiture V, le logement 2 est préférentiellement
situé au-dessus du châssis C. Il peut toutefois être situé au même niveau que le châssis C ou en dessous selon le type et/ou le modèle du véhicule V. Selon un mode préféré de réalisation permettant d’éviter toute modification majeure du véhicule V, ce logement 2 est celui initialement prévu pour la batterie 1 . Selon une variante de réalisation, il peut s’agir d’un logement dédié et rapporté dans le véhicule V.
[27] Le logement 2 est pourvu d’une trappe d’accès 21 permettant le chargement et le déchargement des modules I O1- 7. Cette trappe 21 est préférentiellement aménagée sur la carrosserie du véhicule V, sur un côté de celui-ci. La trappe 21 peut toutefois être située ailleurs, par exemple à l’avant, à l’arrière ou sous le véhicule V.
[28] Cette trappe 21 peut s’ouvrir manuellement (type trappe d’accès au réservoir de carburant ou trappe d’accès à une prise de ffieheFGhe-reçhaLqe électrique) ou automatiquement, par exemple depuis une commande dédiée installée dans l’habitacle du véhicule V ou par un signal de commande émis à distance, par exemple depuis une borne comme expliqué plus avant dans la description. Selon un mode préféré de réalisation, la trappe d’accès 21 est conformée aux dimensions de la paroi 102 du module qui a la plus petite surface.
L’encombrement de la trappe 21 est ainsi réduit au minimum, de sorte qu’elle puisse être facilement intégrée dans un véhicule existant du commerce, notamment sur un côté dudit véhicule.
[29] Les modules 10i-107 ont une capacité de déplacement dans le logement 2 entre une position d’utilisation dans laquelle ils sont installés dans ledit logement et une position de chargement/déchargement dans laquelle ils sont préhensiles depuis la trappe d’accès 21 . Sur les figures 4A, 4B et 4C, les modules 10i-10e sont en position d’utilisation et le module W7 est en position de chargement/déchargement.
[30] Pour assurer le déplacement des modules 10i-107, le logement 2 comprend un ou plusieurs rails de guidage. Ce ou ces rails peuvent être fixés sur les parois internes du logement 2 ou sur ses parois externes. Une fixation sur les parois externes présente l’avantage de ne pas encombrer l’espace interne du logement 2.
[31] Sur les figures 4A, 4B et 4C, le logement 2 comprend deux rails longitudinaux 22a connectés à un rail transversal 22b. Les rails longitudinaux 22a assurent le guidage des modules dans la longueur du logement 2. Le rail transversal 22b assure le guidage des modules dans la largeur du logement, vers la trappe 21 .
[32] Selon une caractéristique avantageuse de l’invention qui s’applique à l’ensemble des modes de réalisation, le ou les rails de guidage sont agencés ou conformés de manière à ce que le déplacement des modules présente au moins un changement de direction, de sorte à placer la paroi 102 qui a la plus petite surface en vis-à-vis de la trappe 21 lorsque ledit module est dans la position de chargement/déchargement. Cette caractéristique permet d’avoir une trappe 21 dont l’encombrement est réduit au minimum, de sorte qu’elle puisse être installée aisément dans une zone choisie du véhicule V.
[33] Chaque module 10i -10? est équipé d’un ou plusieurs éléments de roulement ou de glissement 122 qui coopèrent avec le ou les rails 22a, 22b de sorte que les parois 101 , 102, 103 dudit module ne soient pas en contact avec les parois du logement 20 lors de son déplacement entre la position d’utilisation et la position de chargement/déchargement. Les éléments 122 peuvent se présenter sous la forme de roues à axe fixe ou multidirectionnel, de galets roulants, de patins de glissement, de billes multidirectionnelles, ou sous toute autre forme convenant à l’homme du métier. Ils peuvent être aisément fixés sur des modules de batteries existants sans qu’il soit nécessaire de modifier leur conception.
[34] Dans le mode de réalisation des figures 4A, 4B et 4C, les rails 22a, 22b sont installés au niveau d’une paroi supérieure du logement 2 et les éléments 122 sont installés sur les parois supérieures des modules I O1- 7. Les modules sont ainsi suspendus dans le logement 2. Les éléments 122 sont ici installés à l’intérieur des rails 22a, 22b. Cette solution constructive est particulièrement compacte, simple et peu onéreuse à mettre en œuvre dans des véhicules existants, et permet un guidage très simple des modules I O1- 7, avec un minimum de frottements.
[35] Sur la figure 4C, le logement 2 est installé au-dessus du châssis C. La trappe 21 peut alors être aménagée sans difficulté au même niveau que le logement 2,
c’est-à-dire au-dessus du châssis C, l’intégrité physique de ce dernier étant préservé.
[36] Pour le déchargement des modules 10i -10?, ceux-ci sont d’abord déplacés le long des rails longitudinaux 22a jusqu’à atteindre le rail transversal 22b. Dès que les éléments 122 sont en prise avec le rail transversal 22b, chaque module est déplacé transversalement jusqu’à atteindre la trappe 21 .
[37] Pour le chargement des modules 10i-107, ceux-ci sont insérés par la trappe 21 de manière à ce que leurs éléments 122 soient en prise avec le rail transversal 22b. Ils sont ensuite déplacés le long du rail transversal 22b jusqu’à ce que les éléments 122 s’engagent dans les rails longitudinaux 22a. Chaque module est alors déplacé longitudinalement jusqu’à atteindre sa position d’utilisation.
[38] Le déplacement des modules 10i-107 peut être réalisé manuellement ou préférentiellement de manière automatique. Pour ce faire, les éléments 122 peuvent être motorisés de sorte que les modules 10i-107 puissent se déplacer de manière autonome. Selon un autre mode de réalisation, le logement 2 et/ou les rails 22a, 22b intègrent des actionneurs de type vérins ou convoyeurs adaptés pour déplacer les modules IO1- 7. Le déplacement automatique des modules I O1- 7 est avantageusement piloté par une unité de commande, par exemple de type ordinateur, processeur, microprocesseurs, CPU (pour Central Processing Unit).
[39] Dans la variante de la figure 4D, le logement 2 est installé au même niveau que le châssis C. Pour éviter d’avoir à modifier ce dernier, la trappe 21 est ici aménagée en dessous dudit châssis. Les rails 22a et 22b peuvent alors être reliés par une rampe 22c adaptée pour faire descendre les modules au niveau de la trappe 21 . Cette solution convient particulièrement pour des véhicules de type camion, où le châssis C est éloigné du sol, et où le positionnement de la trappe 21 entre ledit châssis et ledit sol ne génère pas de contrainte d’installation particulière. La rampe 22c peut par exemple se présenter sous la forme d’un rail incliné. De manière similaire, la trappe 21 peut être aménagée au-dessus du châssis C, la rampe 22c étant adaptée pour faire monter les modules au niveau de ladite trappe.
[40] Dans le mode de réalisation de la figure 5, le logement 2 comprend un seul rail longitudinal 22a. Cette configuration convient pour les modules I O1- 7 de longueur réduite tandis qu’une configuration à deux ou plusieurs rails longitudinaux tels qu’illustrés sur la figure 4A convient davantage à des modules 10i-107 dont la longueur est importante et qui nécessitent un meilleur équilibrage dans leur guidage. Le rail longitudinal 22a et le rail transversal 22b peuvent n’être conformés que par un seul rail présentant un changement de direction à 90°.
[41] Dans le mode de réalisation des figures 6A et 6B, les rails 22a, 22b sont installés au niveau d’une paroi inférieure du logement 2 et les éléments de 122 sont installés sur les parois inférieures des modules I O1- 7. Cette solution constructive est particulièrement avantageuse lorsque des contraintes particulières d’installation (par exemple une place réduite) apparaissent au- dessus du logement 2, mais sans contrainte particulière en dessous dudit logement. Une configuration similaire à la figure 5, c’est-à-dire avec un seul rail longitudinal 22a, est envisageable.
[42] Dans le mode de réalisation des figures 7A, 7B et 7C, les rails longitudinaux 22a sont installés au niveau des parois latérales (c’est-à-dire sur les côtés) du logement 2 et les éléments de 122 sont installés sur les parois latérales des modules I O1- 7. Cette solution constructive est particulièrement avantageuse lorsque des contraintes particulières d’installation (par exemple une place réduite) apparaissent au-dessus et en dessous du logement 2. Chaque module 10i-107 peut également comprendre un ou plusieurs autres éléments de roulement ou de glissement 1220 installés sur une paroi supérieure (ou inférieure) dudit module. Ces autres éléments 1220 sont du type précité. Ils permettent d’assurer simplement le changement de direction des modules. Ils sont adaptés pour coopérer avec le rail transversal 22b qui est installé au niveau d’une paroi supérieure (ou inférieure) du logement 2. Lorsqu’un module 7 atteint le rail transversal 22b, l’élément 1220 vient en prise avec le rail transversal 22b de sorte que ledit module peut être déplacé transversalement jusqu’à atteindre la trappe 21 .
[43] Dans les modes de réalisation précités, le rail transversal 22b peut être remplacé par un tiroir accessible depuis la trappe 21 et dans lequel se place chaque module dans la position de chargement/déchargement.
[44] Le mode de réalisation des figures 8A et 8B est similaire à celui des figures 7A, 7B et 7C, le logement 2 étant toutefois dépourvu de rail transversal. Les modules I O1- 7 sont ainsi uniquement guidés longitudinalement par les rails 22a, sans changement de direction. Dans cette configuration, la trappe 21 est située dans le prolongement des rails longitudinaux 22a et est conformée aux dimensions de la paroi 103 du module 10 qui a la plus grande surface. Un ou plusieurs rails longitudinaux 22a peuvent être prévus, installés au niveau des parois supérieures ou inférieures ou latérales du logement 2, lesquels rails peuvent venir en complément ou en substitution des rails installés au niveau des parois latérales dudit logement.
[45] La figure 9 illustre une installation comprenant une borne ou station de chargement/déchargement B (les deux termes étant synonymes au sens de l’invention). La borne B est équipée d’un dispositif de chargement/déchargement similaire à celui décrit précédemment. Sur la figure 9, ce dispositif de chargement/déchargement correspond à celui de la figure 4A mais tous les autres modes de réalisations précités peuvent convenir. Les éléments du dispositif de la borne portent les mêmes références numériques que ceux du dispositif du véhicule, en étant toutefois affectés d’une prime typographique « ‘ >>.
[46] Le logement 2’ comprend ici deux zones : une première zone 2’A dans laquelle sont stockés des modules rechargés 1 0I R-1 0?R et une seconde zone 2’B dans laquelle sont stockées les modules déchargés I O1- 7 provenant du véhicule V. Ces deux zones peuvent être situées dans un même plan du logement 2’ ou à des niveaux distincts. Plusieurs autres zones de stockage de modules rechargés et/ou de modules déchargés peuvent être prévues dans la borne B. Chaque zone peut consister en un logement distinct. La borne B peut comporter différentes zones de stockage, chacune associée à un modèle spécifique de module.
[47] Des rails 22’aA, 22’b permettent de guider les modules rechargés 10IR-1 O7R de la borne B vers le véhicule V et des rails 22’as, 22’b permettent de guider les modules déchargés 10i-107 du véhicule V vers la borne B.
[48] Selon un mode préféré de réalisation permettant de simplifier la conception, le rail transversal 22’b est un rail formant interface entre la borne B et le véhicule V
et qui est commun aux deux zones 2’A, 2’B. Chaque zone peut toutefois être pourvue de son propre rail formant interface entre la borne B et le véhicule V.
[49] Selon un mode de réalisation, le rail transversal 22’b est remplacé par un bras ou tunnel de convoyage ne nécessitant pas de coopération avec les éléments de roulement ou de glissement 122. Dans la suite de la description, il est fait uniquement référence à un rail, par souci de clarté et de concision seulement.
[50] Le rail 22’b est avantageusement télescopique et/ou rétractable de façon à être adapté pour se placer en vis-à-vis de la trappe 21 du véhicule V. Ce rail 22’b peut notamment s’escamoter dans la borne B depuis la trappe 2T. Avantageusement, le rail 22’b est monté ajustable en hauteur et/ou en longueur et/ou en largeur de façon à pouvoir s’adapter à la position de la trappe 21 du véhicule V. Cet ajustement peut être réalisé manuellement par un opérateur, ou préférentiellement de manière automatique comme expliqué plus avant dans la description.
[51] Un fonctionnement de la borne B va maintenant être décrit. La borne B intègre toutes les ressources informatiques permettant d’effectuer les fonctionnalités décrites ci-après.
[52] Le véhicule V stationne au niveau de la borne B, à un emplacement dédié. Un dispositif de reconnaissance 4’ installé sur la borne B permet de détecter la position de la trappe 21 du véhicule V. Le dispositif 4’ peut par exemple consister en une caméra associée à un logiciel de reconnaissance d’objet ou un lecteur optique. À cet effet, comme schématisée sur la figure 3, la trappe 21 est avantageusement associée à un élément de repérage 210. Ce dernier peut par exemple consister en un symbole identifiable ou un QR-Code. Un avantage d’utiliser un QR-Code est que sa lecture par le dispositif 4’ permet à la borne B de définir le nombre de modules 10i - 10? à décharger et à charger dans le véhicule V, ainsi que le modèle desdits modules, ces informations étant préalablement stockées dans ledit QR-Code. Selon un autre mode de réalisation, l’utilisateur du véhicule V renseigne depuis une interface homme-machine connectée à la borne B les informations permettant de définir le nombre et le modèle des modules 10i-107 à décharger et à charger, et éventuellement la position de la trappe 21 . Par exemple, l’utilisateur peut renseigner le modèle du
véhicule V, la borne B interrogeant alors une base de données dans laquelle sont enregistrées les caractéristiques (nombre et modèle) des modules associés à ce modèle de véhicule, et éventuellement la position de la trappe 21 .
[53] Lorsque la position de la trappe 21 est déterminée par la borne B, le rail 22’b se place en vis-à-vis de ladite trappe qui est en position ouverte. Selon un mode préféré de réalisation, le rail 22’b s’emboîte dans la trappe 21 . Le rail 22’b peut se placer automatiquement dans cette position, ou être placé manuellement par un opérateur.
[54] Une phase de déchargement des modules 10i - 10? est alors initiée. Le premier module 107 est déplacé le long des rails longitudinaux 22a jusqu’à atteindre le rail transversal 22b, puis est déplacé transversalement jusqu’à atteindre la trappe 21 . Le module 107 est pris en charge par le rail 22’b pour être extrait du véhicule V. Il est ensuite déplacé de manière à ce que ses éléments
122 soient en prise avec les rails longitudinaux 22’as. Puis le module 107 est déplacé dans la zone de recharge 2’ B dans laquelle il est rechargé. Ces étapes sont réitérées pour les autres modules 10i-1 Oe.
[55] Lorsque tous les modules 10i-107 sont extraits du véhicule V, une phase de chargement des modules chargés 10’IR-10’7R est alors initiée. Un premier module 10’7R est déplacé le long des rails longitudinaux 22’aA jusqu’à atteindre le rail transversal 22’b. Le module 10’7R est ensuite déplacé jusqu’à atteindre la trappe 21 . Le module 10’ 7R est pris en charge par le rail 22b pour être introduit dans le véhicule V. Dès que ses éléments 122’ sont en prise avec le rail transversal 22b, le module 10’ 7 est déplacé jusqu’à ce que lesdits éléments s’engagent dans les rails longitudinaux 22a. Le module 10’ 7R est alors déplacé longitudinalement jusqu’à atteindre sa position d’utilisation. Ces étapes sont réitérées pour les autres modules rechargés 1 O’IR-1 O’6R.
[56] Les phases de déchargement/chargement peuvent être exécutées en quelques minutes, de sorte que l’utilisateur du véhicule V n‘a pas à attendre la recharge effective des modules déchargés I O1- 7, ceux-ci étant simplement remplacés par des modules chargés 10’IR-10’7R.
[57] Quel que soit le mode de réalisation, le ou les rails 22a, 22b, 22’aA, 22’as, 22’b peuvent également servir de bus de puissance, ou bus-barre. Dans le cas
du véhicule V, ils permettent par exemple de collecter et distribuer la puissance électrique des modules 10i -10? dans ledit véhicule, notamment au travers de l’unité 3. Dans le cas de la borne B, ils permettent par exemple de distribuer la puissance électrique à chacun des modules déchargés 10i-107 pour leur rechargement. Les éléments de roulement ou de glissement 122, 1220, 122’ précités peuvent alors être utilisés comme contacts électriques. Dans une variante de réalisation, les modules sont équipés de contacts électriques distincts des éléments de roulement ou de glissement 122, 1220, 122’.
[58] L'agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l'invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens et/ou étapes, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention.
[59] En outre, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être généralisées aux autres modes de réalisation, même si ce ou ces caractéristiques sont décrites seulement en combinaison avec d’autres caractéristiques.
Claims
[Revendication 1] Dispositif de chargement/déchargement de modules de batterie de véhicule, ledit dispositif comprenant un logement (2, 2’) délimité par des parois (20, 20’) et configuré pour recevoir plusieurs modules (I O1- 7, 10’IR-10’7R) d’une batterie (1 ), lequel logement est pourvu d’une trappe d’accès (21 , 21 ’), et dans lequel les modules (10i-107, 10’i R- 10’7R) ont une capacité de déplacement dans ledit logement entre une position d’utilisation dans laquelle ils sont installés dans ledit logement et une position de chargement/déchargement dans laquelle ils sont préhensiles depuis la trappe d’accès (21 , 21’), caractérisé en ce que :
- le logement (2, 2’) comprend un ou plusieurs rails de guidage (22a, 22b, 22’aA, 22’as, 22’b),
- chaque module (I O1- 7, 10’IR-10’7R) est équipé d’un ou plusieurs éléments de roulement ou de glissement (122, 122’) qui coopèrent avec le ou les rails (22a, 22b, 22’aA, 22’as, 22’b) de sorte que les parois (101 , 102, 103) dudit module ne soient pas en contact avec les parois du logement (2, 2’) lors de son déplacement entre la position d’utilisation et la position de chargement/déchargement.
[Revendication 2] Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel :
- chaque module (10i-107, 10’i R- 10’7R) est de forme parallélépipédique et présente une paroi supérieure (100), une paroi inférieure (101 ) et des parois latérales (102, 103),
- la trappe d’accès (21 , 21’) est conformée aux dimensions de la paroi (102) du module (I O1- 7, 10’IR-10’7R) dont la surface est la plus petite.
[Revendication 3] Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le ou les rails de guidage (22a, 22b, 22’aA, 22’as, 22’b) sont agencés ou conformés de manière à ce que le déplacement des modules (I O1 - 7, 10’IR-10’7R) présente au moins un changement de direction, de sorte à placer la paroi du module qui a la plus petite surface (102) en vis-à-vis de la trappe d’accès (21 , 21’) lorsque ledit module est dans la position de chargement/déchargement.
[Revendication 4] Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel :
- le ou les rails de guidage (22a, 22b, 22’aA, 22’aB, 22’b) sont installés au niveau d’une paroi supérieure du logement (2, 2’),
- les éléments de roulement ou de glissement (122, 122’) sont installés sur une paroi supérieure de chaque module (IO1- 7, 10’IR-10’?R) de sorte que les modules sont suspendus dans ledit logement.
[Revendication 5] Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel :
- le ou les rails de guidage (22a, 22b, 22’aA, 22’as, 22’b) sont installés au niveau d’une paroi inférieure du logement (2, 2’),
- les éléments de roulement ou de glissement (122, 122’) sont installés sur une paroi inférieure de chaque module (IO1- 7, 10’IR-10’7R).
[Revendication 6] Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel :
- un ou des rails de guidage (22a, 22b, 22’aA, 22’as, 22’b) sont installés au niveau de parois latérales du logement (2, 2’),
- des éléments de roulement ou de glissement (122, 122’) sont installés sur des parois latérales de chaque module (I O1- 7, 10’IR-10’7R).
[Revendication 7] Dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant un tiroir accessible depuis la trappe (21 , 21 ’) et dans lequel se place chaque module (I O1- 7, 10’IR-10’7R) dans la position de chargement/déchargement.
[Revendication 8] Véhicule caractérisé en ce qu’il intègre un dispositif de chargement/déchargement selon l’une des revendications 1 à 7.
[Revendication 9] Véhicule selon la revendication 8 comprenant un châssis (C), ledit véhicule comprenant une des caractéristiques suivantes :
- le logement (2) est installé au-dessus du châssis (C) et la trappe (21 ) est aménagée au-dessus du châssis, ou
- le logement (2) est installé au même niveau que le châssis (C) et la trappe (21 ) est aménagée en dessous ou au-dessus dudit châssis, les rails (22a, 22b) étant agencés pour faire descendre ou monter les modules (I O1- 7) au niveau de ladite trappe.
[Revendication 10] Borne de chargement/déchargement de modules de batterie, caractérisée en ce qu’elle intègre un dispositif de chargement/déchargement selon l’une des revendications 1 à 7.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5760569A (en) * | 1997-02-26 | 1998-06-02 | Chase, Jr.; Robert B. | Replaceable battery module for electric vehicle |
DE102005053305A1 (de) | 2005-11-09 | 2007-05-10 | Linde Ag | Flurförderzeug mit einer Batterietür und einer Vertikalstütze |
DE102009025430B3 (de) * | 2009-06-16 | 2011-02-17 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Kraftfahrzeug mit einem Elektroantrieb |
US10232722B2 (en) | 2016-10-11 | 2019-03-19 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | System, method, and apparatus for controlling operation of energy modules of an energy management system |
DE102017121571A1 (de) * | 2017-09-18 | 2019-03-21 | Langendorf Gmbh | Anhängefahrzeug mit einem Energiespeicher |
DE102020007860A1 (de) * | 2020-12-21 | 2021-03-04 | Daimler Ag | Elektrischer Energiespeicher für ein Fahrzeug |
US10981465B2 (en) | 2017-09-01 | 2021-04-20 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | System, and method for swapping self driving energy module for an energy management system |
-
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-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5760569A (en) * | 1997-02-26 | 1998-06-02 | Chase, Jr.; Robert B. | Replaceable battery module for electric vehicle |
DE102005053305A1 (de) | 2005-11-09 | 2007-05-10 | Linde Ag | Flurförderzeug mit einer Batterietür und einer Vertikalstütze |
DE102009025430B3 (de) * | 2009-06-16 | 2011-02-17 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Kraftfahrzeug mit einem Elektroantrieb |
US10232722B2 (en) | 2016-10-11 | 2019-03-19 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | System, method, and apparatus for controlling operation of energy modules of an energy management system |
US10981465B2 (en) | 2017-09-01 | 2021-04-20 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | System, and method for swapping self driving energy module for an energy management system |
DE102017121571A1 (de) * | 2017-09-18 | 2019-03-21 | Langendorf Gmbh | Anhängefahrzeug mit einem Energiespeicher |
DE102020007860A1 (de) * | 2020-12-21 | 2021-03-04 | Daimler Ag | Elektrischer Energiespeicher für ein Fahrzeug |
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