Brevet FR2509239A1 — publié le 19830114

La présente invention a pour objet un véhicule à traction électrique. Les perfectionnements introduits sur les batteries électriques rechargeables d'une puissance électrique croissante permettent de doter un véhicule d'une puissance électrique mobile qui lui permet de parcourir des trajets avec des charges et des charges de batteries qui s'évaluent sur plusieurs dizaines de kilomètres. Cependant, l'énergie apportée par les batteries n'était pas utilisée dans sa totalité par les véhicules de traction électrique connus. En effet, d'un côté, la masse d'air déplacé par le véhicule en mouvement contient une énergie cinétique qui est proportionnelle au carré de la vitesse du déplacement et qui était susceptible d'être utilisée. D'un autre côté, en freinant la vitesse d'un véhicule, le rotor du moteur électrique qui l'impulse, possède une inertie qui est de la même manière susceptible d'être utilisée pour redonner aux batteries, dûment converties en énergie électrique, une partie de l'inertie qui est perdue. D'autre part, la possibilité se présente toujours qu ' à un moment déterminé, les batteries cessent de fonctionner, le véhicule s 'arrête et qu'il n'y ait, à proximité, aucune source d'énergie disponible qui permettent la continuation du déplacement. Ainsi donc, la présente invention se propose le double objectif de résoudre les problèmes cités, c'est-à-dire, d'une part, de fournir au maximum l'énergie de la masse d'air déplacée et l'inertie du moteur électrique pendant les freinages et d'autre part, résoudre de manière simple et économique le danger toujours présent d'un arrêt subit du véhicule à cause de la décharge des batteries en un point du trajet où on ne dispose pas facilement d'une source d'énergie électrique qui permette la recharge desdites batteries. De la description détaillée exposée par la suite et se référant aux dessins annexés, se dégageront d'autres caractéristiques et d'autres avantages apportés par la présente invention. Sur les dessins cités, l'unique figure représentant une vue en plan schématique du véhicule de traction électrique, objet de l'invention, montre la disposition relative des divers organes de cet exemple de réalisation pratique de l'invention donnée à titre illustratif mais non limitatif. En référence à la figure, on observe la masse des batteries électriques qui, sur la figure, sont représentées semi-extraites, c'est-à-dire qu'en fonctionnement normal, ces batteries sont escamotées sous le châssis du véhicule, mais elles peuvent être extraites partiellement, comme sur la figure, pour procéder à leur révision ou éventuellement, peuvent s 'extraire en leur totalité pour procéder à leur changement; pour cela, il suffira de renverser le manche dans le sens de la flèche F. Ces batteries sont de type conventionnel et comportent les dispositifs électroniques ou de relais, de contrôle du niveau maximum et du niveau minimum de charge : en arrivant au niveau maximum, elles se déconnectent de la source d ' alimentation du courant continu alors qu'en arrivant au niveau minimum, elles laissent s ' alimenter le moteur ou les moteurs à ceux qui les mettent en marche. La source d'alimentation normale de ces batteries est constituée par un groupe convertisseur qui comprend un transformateur de 125/220 volts afin de pouvoir lui adjoindre une source conventionnelle de courant alternatif indépendamment duquel cette dernière présente la tension de 220 volts ou 125 volts. Dans ce dernier cas, on fera fonctionner le transformateur cité tandis que dans le premier cas, on déconnectera le transformateur cité. Le groupe convertisseur comprend un compteur (non représenté sur la figure) qui permet de mesurer les kilowatts-heures consommés pendant l 'opération de charge, afin de disposer des données pour satisfaire le montant de 1 'énergie électrique consommée , au propriétaire de la source utilisée. L'énergie emmagasinée dans les batteries 1 alimente le mo- teur électrique de courant contenu 4 ; la tige centrale de 1 'in- duit de ce moteur est accouplée, d'un côté, à un pignon cônique 6 par l'intermédiaire d'une boite de changement 5. De l'autre côté, la tige centrale est solidaire du rotor d ' un alternateur 7. Cet alternateur 7 présente la particularité de tourner à vide (sans fournir de courant), tant que le véhicule est en train d'accélerer et de se connecter aux batteries et de les alimenter quand le véhicule décélère ou freine.Dans ce dernier cas, le moteur électrique 4 reste déconnecté des batteries 1 et l'alternateur 7 se connecte automatiquement de façon que l'inertie de la voiture, et par là, de l'ensemble induit du moteur rotor de l'alternateur, soit fournie pour réalimenter les batteries à mesure que le moteur 4 effectue une action de freinage. Il convient de remarquer que durant l'accélération, les divers points d'un rhéostat sont progressivement connectés ou ceux d'un contrôleur du type utilisé dans les tramways (électri ques) dans un cas comme dans l'autre, la poussée du pied appliquée sur l'accélérateur, modifiera la tension appliquée sur le moteur 4. De même, la tension engendrée par l'alternateur 7, accouplé à l'induit du moteur quand cet alternateur 7 sert de frein durant la désaccélération, est une tension qui peut se régler en utilisant le talon du pied sur la partie inférieure de la pédale de l'accélérateur. Le pignon cônique 6 cité plus haut, s'engrène en permanence avec une roue dentée cônique 8 enfoncée sur l'essieu avant moteur 9 du véhicule. Une des dispositions constructives de l'économie d'énergie est montée au centre du véhicule à l'intérieur d'un conduit convergent-divergent à l'intérieur duquel circule l'air qui s'introduit dans le conduit cité en 101, selon les flèches F2. L'énergie cinétique de l'air oblige à tourner l'hélice 11 et les eaux étant en bas de l'hélice, l'énergie de l'air fait tourner le coussinet 3 d'une turbine 14 montée sur la tige centrale d'un second alternateur 12. En-dessous des eaux de la turbine 14, le conduit convergent-divergent guidant l'air 102 se ramifie en un conduit de sortie 103 en forme d'entonnoir, conformé autour d'un corps central en forme de couronne, à l'intérieur duquel peut se prévoir, par exemple, le porte-bagages. Aussi bien l'hélice que le coussinet de la turbine 14, sont montés sur la tige de l'alternateur 12 par l'intermédiaire d'un pignon fou qui permet sa rotation jusqu'à l'arrière afin d'équilibrer les déphasages possibles de la vitesse de la rotation entre l'hélice en question et le coussinet en question. Le pignon fou sur lequel est montée l'hélice 11 apparaît désigné sur la figure avec la référence 16. Comme disposition constructive à option, le véhicule peut comporter deux conduits latéraux 17 et 18 dont la prise d'air se fait à l'intérieur de l'embout d'entrée lO1 et dont la sortie va déboucher à la sortie du conduit ou embout de sortie 102. De cette manière, la vitesse de sortie de l'air qui circule par les conduits latéraux 17 et 18, provoque un dépression dans l'embouchure des conduits 17 et 18 et cette dépression augmente la rapidité de circulation de l'air par le conduit convergent-di les vergent constitué par/intervalles 1015 1 2 et 10v. Il va de sci que cette disposition constructive de gain d'énergie que nous venons de décrire entre seulement en fonction- nement quand le véhicule est en sizain de se déplacer. Pour faire feront à un arrêt accidentel par décharge des batteries, on a prévu un troisième alternateur 20 d'alimentation des batteries. La tige centrale du rotor de cet alternateur 20 est solidaire re, d'un côté, d'un élément d'un premier embrayage électrique ou mécanique 21 et du cote opposé3 elle est solidaire d'un élément d'un second embrayage 22 aussi de type électrique ou rçcanique. L'autre élément du premier embrayage cité, électrique- ou mécanique 23, est joint à la tige de sortie d'un moteur Diesel 23 d'un seul cytindre 24. Ce moteur Diesel est norralement desaccouplé de l'alternateur 20 et sa mise en marche se réalise à volonté depuis le tableau de bord du véhicule, par l'intermédiaire d'un moteur d'impulsion du moteur Diesel. Ce dernier comporte de même, une paire de régulateurs afin de pouvoir varier la charge électrique qu'il fournit. Les deux embrayages 21 et 22 sont reliés entre eux de telle sorte que, quand l'un d'eux est embrayé, 1 'autre se désaccouple automatiquement. L'autre élément du second embrayage cité, électrique ou mécanique 22, est monté sur une tige longitudinale 25 mue par des pédales. Ces pédales P1, P2, P3 et P4, situées respectiveflent à la hauteur du conducteur, du voisin du conducteur, d'un éventuel troisième passager et d'un éventuel quatrième passager, sont montées par paires, sur un essieu transversal au véhicule; les pédales P1 et P2 sont montées sur un premier essieu transversal 26 tandis que les pédales P3 et P4 sont montées sur un deu xiême essieu transversal 27. Les pédales et leurs essieux respectifs sont escamotables sous les sièges et s'extraient à volonté en cas de nécessité. Les pédales sont montées solidairement d'un pignon en prise dans le sens avant et en roue libre dans le sens du mouvement inverse (en arrière) ; ces pignons sont du type RACHE utilisé sur les bicyclettes et permettent que les révolutions appropriées pour le passage qui actionne, par exemple, les pédales P3, ne gènent pas les révolutions appropriées sur le même essieu transversal 27 à l'égard du passager qui actionne les pédales P4. A chacun des pignons cités du type RACHI, est associée une "roue de rencontre" RC1, RC2, RC3 et RC4. Les roues de rencontre RC2 er RC3 actionnent, par l'intermédiaire d'une chaîne GALLE (non représentée sur la figure), une seconde roue de rencontre d'un diamètre plus petit et multiplicateur du nombre de révolutions. Cette deuxième roue de rencontre (non représentée non plus sur les dessins), est solidaire à l'extrémité des essieux transversaux 26 et 27 et adjacente à la tige longitudinale 25 d'un premier élément d'embrayage : 28 et 30, respectivement. Le second élément d'embrayage 28 est solidaire de la couronne 29 autant que le second élément de l'embrayage 30 est dolidaire de la couronne 31. Chacune de ces couronnes 29 et 31 est engrènée en permanence avec un ensemble sans fin pratiquement sur la partie longitudinale de la tige 25 et situé en-dessous de la couronne correspondant à la vue en plan représentée sur la figure annexe. La tige longitudinale 25 peut être solidaire en outre, d'un volant d'inertie 32 situé à proximité de l'embrayage 22 d'accouplement. Pour la tige de sortie du moteur Diesel 23 du rotor de l'alternateur 20, on a prévu, de même, un second volant d'iner- tie 33. Enfin, sur le tableau de commande du véhicule, on a prévu les indicateurs nécessaires pour le contrôle des diverses mesures relatives à la marche de la disposition mécanique et électrique. Ainsi, par exemple, on prévoit entre autres indicateurs, un appareil de mesure indiquant la charge de la batterie, un indicateur de positionnement des éléments, boutons ou pulsateurs de contrôle et de commande. La nature de la présente invention est suffisamment décrite ainsi que sa réalisation industrielle ; il ne reste à ajouter qu'en son ensemble et ses parties constitutives, il est possible d ' intro duire des modifications de forme, de matière et de disposition pour autant que de tels changements n ' entrainent pas de variations substantielle de l'invention. REVENDICATIONS 1. Véhicule a' traction électrique dont le mouvement a lieu par des batteries électriques qui alimentent un moteur à courant continu auquel est fixe, par l'intermédiaire d'une boîte à changements , l'axe moteur avant du véhicule, ce véhicule comprenant un convertisseur pour charger les batteries, caractérisé par le fait que le véhicule comporte comme source supplémentaire d'ali. tentation desdites batteries rechargeables : un premier alternateur accot lé au moteur cité à courant continu d'actionnement du véhicule où ce premier alternateur se trouve disposé de manière telle, qu'au cas où- le véhicule serait freiné, ].e courant rr-vienne )'.x- aux batteries électriques citées, fournissant l'inertie de l'induit du moteur à courant continu cité, augmentant ainsi l'effet de freinage exercé sur le véhicule ; un second alternateur qui fournit l'énergie totale de l'air déplacé par le véhicule en marche avant, ce second alternaieur entant actionné de manière indistincte ou bien par une hélice- située sur la partie avant du véhicule, ou bien p,-i-- une tu bine qui fournit l'énergie dyna runique de l'air et qui est située dans l'eau en-dessous de l'alternateur cité, ou bien par une combinaison des énergies apportées en même temps par l'hélice citée et la turbine citée et un troisième me alternateur accouplé d'une pert à un moteur Diesel auxilliaire par l'intermédiaire d'un premier embrayage électrique ou mecanique et accouplé de mème d'autre part et aussi par l'intermédiaire d'un second embrayage électrique ou mécanique à une tige action niie par l'effort humain des occupants du véhicule et qu'on fait mouvoir au moyen d'un jeu de pédales. 2. Véhicule à traction électrique, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la tension électrique appliquée au moteur à courant continu depuis les batteries, est susceptible d'être reglée par la pédale d ' accélération, laquelle pédale fait varier la tension par l'intermédiaire d'un appareil de mesure du type rhéostat ou potentiomètre. 3. Véhicule à traction électrique, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lorsque se produit un ralentissement du véhicule, le moteur à courant contenu cité, se déconnecte automatiquement des batteries et son induit se transforme en volant d'inertie, accumulateur d'énergie pour l'alternateur et du fait que dans ces conditions, on peut régler la charge des batteries en poussant plus ou moins, avec le talon, la partie inférieure basculante de la pédale d ' accélération . 4. Véhicule à traction électrique, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le second alternateur cité, l'hélice citée et la turbine citée, sont montés sur une tige commune et se trouvent situés à l'intérieur d'un conduit convergent-divergent qui s'étend dans le sens longitudinal du véhicule et le conduit comprend - une première embouchure d 'entrée de l'air située sur la partie avant du véhicule et qui contient le second alternateur cité et l'hélice citée ; une partie intermédiaire du conduit de section plus réduite et où se trouve disposée ladite turbine et une troisième partie qui adopte la forme d'un conduit délimité entre deux superficies sensiblement coniques où la superficie du cône intérieur délimitant cette troisième Tartie divergente du cen- duit, peut enfermer, par exemple le coffre du véhicule. 5. Véhicule à traction électrique, selon l'une quelconque des revendications 1 et 4, caractérisé par le fait que l'hélice cirée et la turbine citee -sont montés sur un axe commun avec 1 axe du rotor du second alternateur cité, par l'intermédiaire d'un pignon fou aussi bien dans le cas de l'hélice que pour celui de la turbine, la fonction de ce pignon fou étant d'équilibrer les déphasages possibles de ia vitesse du mouvement entre l'hélice citée et la sassoire de la turbine citée. 6. Véhicule à traction électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le vehicule comporte deux conduits supplémentaires d ' aération, disposés longitudinalement au véhicule et situés d'un côté et de l'au- tre de ce dernier qui vont déboucher à la sortie de la troisième portion du conduit convergent-divergent, augmentant ainsi l'aspiration exercée sur l'air à la sortie du conduit convergent-divergent et augmentant d'autant l'énergie cinétique de l'air qui actionne l'hélice et la turbine et conséquemment le second alternateur cité. 7. Véhicule à traction électrique, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moteur Diesel auxilliaire cité, accouplé au troisième alternateur cité, est un moteur Diesel d'un seul cylindre, susceptible de se mettre en marche au moyen de son moteur électrique d'impulsion, depuis le tableau de commande du véhicule ; par le fait que le premier embrayage cité, électrique ou mécanique qui est en liaison avec l'axe mû par les pédales de façon telle, que quand le moteur Diesel entre en fonction, le premier embrayage cité s 'accouple au moteur Diesel avec le troisième alternateur et simultanément, ledit axe mû par les pédales se désaccouple de cet alternateur grâce à l'action du second embrayage électrique ou mécanique cité et par le fait qu'à proximité du premier embrayage électrique ou mécanique, soit disposé un premier volant d'inertie, destiné à régulariser les deux moteurs approvisionnés par le moteur Diesel cité. 8. Véhicule à traction électrique, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'axe cité actionné par l'effort humain, est actionné par un engrenage couronne où la couronne est accouplée à un essieu transversal au véhicule et est impulsée par un ou deux jeux de pédales, - par le fait que l'accouplement et le désaccouplement de la couronne citée à il'essieu transversal cité, se produisent au moyen d'un embrayage intercalé entre cette couronne et cet essieu transversal, - par le fait que les pédales sont montées solidairement d'un pignon en prise dans le sens avant et en roue libre dans le sens contraire ou dans le sens de la marche arrière, et - par le fait qu'un élément de l'embrayage cité, intercalé entre la couronne et l'essieu transversal, est impulsé par une petite roue de rencontre multiplicatrice d'une autre roue de rencontre, associée à un pignon du type RACHE et qui impulse par l'intermédiaire d'une chaîne GALLE, la petite roue de rencontre citée. 9. Véhicule à traction électrique, selon la revendication 8, caractérisé par le fait que sur la tige actionnée par l'effort humain, ont été prévues deux zones à vis sans fin, - par le fait qu'on a prévu deux essieux transversaux, chacun d'eux impulsé par deux groupes de pédales et, - par le fait que les essieux transversaux sont susceptibles de s'escamoter sous leurs sièges respectifs après avoir découplé chacun des embrayages intercalés- entre l'essieu transversal respectif et la couronne qui collabore avec les zones respectives à vis sans fin. 10. Véhicule à traction électrique, selon la revendication 9, caractérisé par le fait que sur la tige citée actionnée par l'effort humain, on a disposé un second volant d'inertie, placé à proximité du second embrayage mécanique ou électrique et destiné à régulariser 1 'apport moteur proportionnellement à 1' action de pédalage exercée par les occupants du véhicule. 11. Véhicule à traction électrique, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le convertisseur chargeur de batteries, comprend un transformateur de 125/220 volts afin de pouvoir lui connecter à un réseau qui possède l'une ou l'autre des tensions citées, et - caractérisé par le fait que ce convertisseur comprend de même, un compteur de puissance qui permet de mesurer immédiatement les kilowatts heures consommés par le réseau en question. 12. Véhicule à traction électrique, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que sur le tableau de bord du véhicule, ont été prévus des indicateurs qui permettent le contrôle et. la commande de l'état des éléments cités et en particulier de l'état des batteries.