Brevet FR2950014A1 — publié le 20110318

STRUCTURE DE SUPPORT POUR BATTERIE DE TRACTION DE VEHICULE ELECTRIOUE La présente invention concerne une structure de support, de type luge, permettant de transporter et mettre en référence des batteries de traction par rapport à un logement formé dans un véhicule à chaîne de traction électrique dans lequel celles-ci sont destinées à être montées. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non 10 exclusive, dans le domaine de l'échange de batteries de traction de véhicules pourvus de batteries de traction amovibles dans des stations d'échanges de batterie. L'invention trouve également application dans le domaine du montage de batterie de traction dans un véhicule pourvu d'une chaîne de traction électrique dans une usine d'assemblage de tels véhicules mais également dans tout lieu dans lequel la 15 batterie pourrait être transportée en dehors du véhicule comme dans le réseau après-vente etc.... En effet, bien que la densité d'énergie pouvant être stockée dans des batteries de traction a fortement progressé, les véhicules à chaîne de traction entièrement électrique 20 présentent toutefois toujours un déficit d'autonomie par rapport à un véhicule à chaîne de traction thermique. Une solution pour permettre à ces véhicules à chaîne de traction entièrement électrique d'atteindre des prestations équivalentes à celle de véhicules pourvus de 25 chaîne de traction thermique, réside dans le déploiement de stations d'échange de batterie automatisées, du type de celle présentée dans le document US5612606. Dans ces stations, un utilisateur peut échanger la batterie de traction de son véhicule déchargée par une batterie rechargée dans un temps particulièrement réduit et dans un grand confort en raison de l'automatisation de l'échange. 30 Les stations qui sont envisagées doivent pouvoir échanger des batteries, dont le poids est élevé pour augmenter l'autonomie entre deux échanges de batterie et dont la forme et le volume peuvent différer d'un modèle de véhicule à un autre. On limite ainsi la multiplication de station d'échange de batterie pour préserver un coût de 35 d'infrastructure d'échange de batteries acceptable. On comprend dès lors qu'il est nécessaire de développer une station universelle qui permette de réduire le coût de couverture du territoire en station d'échange. Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention, est de proposer un dispositif qui permette de manipuler des batteries de traction différentes et au poids élevé de façon automatique, reproductible et précise, notamment en vue de leur échange dans un seul type de station d'échange de batterie, quelle que soit les caractéristiques géométriques de ces batteries, et ce à un coût réduit. La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en une structure de support destinée à transporter une batterie de traction d'un véhicule pourvu d'une chaine de traction électrique caractérisé en ce qu'elle comporte un châssis sur lequel est monté un plateau apte à maintenir une batterie de traction, par l'intermédiaire d'au moins un premier élément de liaison apte à effectuer une mise en référence géométrique de la batterie de traction par rapport à ladite structure de support. L'invention telle qu'ainsi définie présente quoi qu'il en soit l'avantage d'offrir une très grande souplesse d'utilisation à un coût réduit puisqu'il suffit pour prendre en charge une batterie, d'utiliser la structure de support appropriée rendant toute batterie compatible avec des dispositifs de manutention standardisés. Le montage et le démontage d'une grande diversité de batterie est ainsi possible à un coût particulièrement réduit. En outre, il est possible de positionner de façon précise et reproductible des 25 batteries diversifiées en assurant un positionnement fiable et constant de la batterie par rapport au dispositif de manutention. Ainsi, une station d'échange de batterie universelle peut traiter une grande diversité de batterie en adoptant autant de structures de support que de types de batteries, le reste des éléments de la station d'échange restant identiques et standards. 30 On peut faire en sorte que le premier élément de liaison soit situé sur le plateau de sorte à relier le plateau à la batterie de traction. On peut faire en sorte que ladite structure comporte au moins trois premiers 35 éléments de liaison et en ce que au moins l'un d'entre eux est apte à permettre une correction de la mise en référence de la batterie pour s'assurer de l'isostatisme de la 2950014 -3 batterie afin que les moyens de verrouillage et de connexion électrique de la batterie et du véhicule puisse coopérer précisément. On peut faire en sorte que le plateau soit monté de façon amovible sur le châssis 5 afin de faciliter et de diminuer le coût des opérations de maintenance. En outre, pour adapter ladite structure à un nouveau type de batterie, il suffit alors de ne redévelopper et remplacer que le plateau. On peut faire en sorte que ladite structure comporte au moins un deuxième 10 élément de liaison apte à effectuer une mise en référence de ladite structure sur un dispositif de manutention sur lequel elle repose, du type convoyeur ou table élévatrice. On peut faire en sorte que le deuxième élément de liaison soit situé sur le plateau de sorte à effectuer une mise en référence du plateau par rapport au dispositif de 15 manutention sur lequel repose ladite structure. On peut faire en sorte que les premier et deuxième éléments de liaison sont montés de façon amovible sur ladite structure de support, pour réaliser au travers du support, une mise en référence géométrique de la batterie avec le dispositif de 20 manutention. On peut faire en sorte que le châssis soit pourvu d'oeillets pour que ladite structure de support puisse être manipulée à l'aide d'un chariot transpalette, ce qui permet de faciliter les manipulations de la batterie dans des entrepôts et de limiter les risques de détérioration des batteries lors de ces opérations. L'invention a également pour objet un procédé de démontage d'une batterie d'un logement formé dans un véhicule comportant les étapes de : - placer une structure de support selon l'invention sur un dispositif de manutention, du type table élévatrice, en faisant coopérer des deuxièmes éléments de liaison avec des doigts de guidage correspondants du dispositif de manutention ; - approcher le dispositif de manutention jusqu'à ce que les premiers éléments de liaison de la structure de support coopèrent avec la batterie ; - déverrouiller la batterie de son logement dans le véhicule ; - écarter le dispositif de manutention du véhicule afin que la batterie soit extraite de son logement. Selon un autre objet l'invention concerne un procédé de montage d'une batterie dans un logement formé dans un véhicule comportant les étapes de - placer une structure de support selon l'invention sur un dispositif de 5 manutention, du type table élévatrice, de sorte que les éléments de liaison coopèrent avec les doigts de guidage correspondant du dispositif de manutention ; - conduire la batterie jusqu'à son logement dans le véhicule en actionnant le dispositif de manutention - verrouiller la batterie dans le logement du véhicule. 10 Selon une autre caractéristique préliminairement aux autres étapes de montage on place la batterie sur la structure de support de sorte que les premiers éléments de liaison coopèrent avec la batterie. 15 La structure de support selon l'invention trouve également application dans un procédé d'échange de batterie dans une station d'échange de batterie dans lequel l'on démonte une batterie déchargée logée dans un véhicule pris en charge suivant le procédé de démontage de l'invention, puis on monte une batterie rechargée dans le logement du véhicule suivant le procédé de montage de l'invention dans une zone de 20 démontage-montage et dans lequel les batteries déchargée et rechargée sont convoyées respectivement depuis la zone de démontage-montage vers une zone de recharge prévue dans la station, et depuis la zone de recharge vers de démontage-montage en reposant sur des structures de support selon l'invention. 25 La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description, donnée à titre d'exemple non limitatif, est destinée à mieux 30 faire comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Elle est par ailleurs donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue en perspective montrant une batterie de traction placée sur une structure de support conforme à l'invention. 35 La figure 2 est une vue en perspective de la structure de support conforme à l'invention. La figure 3 est une vue de dessus de la structure de support de l'invention. La figure 4 est une vue de la structure de support représentée à la figure 3 selon la coupe A-A. Pour des raisons de clarté, les mêmes éléments ont été désignés par des références identiques. De même, seuls les éléments essentiels pour la compréhension de l'invention ont été représentés, et ceci sans respect de l'échelle et de manière schématique. La figure .1 illustre une structure de support 1, du type luge, sur laquelle repose une batterie de traction B. La structure de support 1 comporte un châssis 10 et un plateau 20 qui forme une interface avec une partie inférieure de la batterie B. Dans un mode particulier de réalisation, choisi uniquement à titre d'exemple, le 15 plateau 20 est monté de manière amovible sur le châssis 10, par exemple par un couple boulon-écrou, par rivetage ou bien par soudage. Ceci permet ainsi de prévoir un châssis unique et standard quelque soit le type de batterie B à supporter. Il suffit alors de modifier la forme et l'emplacement du 20 plateau 20 sur le châssis pour que la structure de support 1 soit compatible avec plusieurs types de batteries B. En outre, lors de la maintenance et du contrôle de conformité de la structure de support 1, dans le cas, ou seul l'un parmi le châssis 10 ou le plateau 20 serait défaillant, 25 de ne remplacer que l'un d'entre eux. Les figures 2, 3 et 4 représentent la structure de support 1 suivant plusieurs vues, permettant quant à elles de mieux visualiser le support secondaire 20 que l'on devine sur la figure 1 sous la batterie B. Ces figures permettent plus particulièrement de 30 distinguer des premiers et deuxièmes éléments de liaison de cette structure 1 en l'absence de batterie B. Selon le mode de réalisation représenté, ces premiers et deuxièmes éléments de liaison sont portés par le plateau 20. 35 2950014 -6 Les premiers éléments de liaison sont formés sur la face supérieure Fsup de ce support 20 destinée à coopérer avec la batterie B. Les deuxièmes éléments de liaison sont formés sur une autre face inférieure Finf de ce support 20 destinée à coopérer avec un dispositif sur lequel il repose, du type convoyeur ou table élévatrice. Selon la figure 4, la face supérieure Fsup destinée à coopérer avec la batterie B, et la face inférieure Finf destinée à coopérer avec le dispositif de manutention sur lequel repose la structure de support 1 sont des faces opposées du support 20. 10 Deux des premiers éléments de liaison sont formés par des doigts LIA, L1B qui sont aptes à s'engager dans des orifices correspondants dans la batterie B. Alternativement, on pourrait faire en sorte que les doigts soient prévus sur la batterie B et que des orifices correspondants soient réalisés sur la structure de support 1. Les trois éléments de liaison LIA, L1B, et LiC sont positionnés de sorte qu'ils puissent effectuer une mise en référence de la face inférieure de la batterie B dans un plan parallèle au plan d'appui sur le support 20, dénommé plan de support S sur la figure 4, c'est-à-dire que les trois éléments de liaison L1A, L1B, et L1C ne sont pas alignés dans ce plan, comme représenté sur la figure 3. Ainsi, ces trois éléments de liaison LIA, L1B, et L1C peuvent former un triangle. Le troisième premier élément de liaison L1C est de préférence mobile en translation selon un axe normal au plan de support S, de sorte à faire varier l'inclinaison de la batterie B supportée sur la structure de support 1 et ainsi servir de cale de réglage de l'inclinaison de la batterie B. Ce réglage est ainsi réalisé lors de la mise au point de la structure de support 1 puis contrôlé tout au long de la durée de vie de celle-ci. Ces premiers éléments de liaison LIA, L1B et L1C peuvent être fixés de manière amovible sur la structure de support 1 et de préférence sur le support 20. Par exemple, les doigts LIA et L1B peuvent être fixé amovibles sur le support 20 à l'aide de goujons. Le troisième premier élément de liaison L1C peut être formé par une vis dont la tête plate entre en contact avec la batterie B de sorte qu'en vissant ou en dévissant la vis, l'inclinaison de la batterie B peut être modifiée. 35 Il s'en suit une maintenance et des opérations de contrôle de conformité facilitées ainsi qu'une possibilité de standardisation de la structure de support 1 pour la faire convenir à plusieurs types de batterie B. Les deuxièmes éléments de liaison L2A, L2B sont formés sur la face inférieure Finf du support 20 par des orifices aptes à coopérer avec des pions de guidage du dispositif de manutention sur lequel repose la structure de support 1, de sorte qu'une mise en référence puisse être effectuée entre ladite structure 1 et le dispositif de manutention. Comme représentés sur les figures, les deuxième éléments de liaison L2A et L2B peuvent comporter des anneaux A fixés de manière amovible et centrés sur des orifices de diamètre plus important formés dans le support 20. Ces derniers peuvent être traversant ou non traversant. 15 Les pions de guidage coopèrent alors avec les diamètres internes des anneaux A qui peuvent être remplacés lors des opérations de maintenance lorsqu'ils ne sont plus conformes, par exemple en raison d'une usure par abrasion, ou qui peuvent être adaptés en fonction du type de dispositif sur lequel repose la structure de support 1. 20 Alternativement, on peut envisager de remplacer les anneaux A par des doigts de guidage pouvant être amovibles et réaliser des orifices dans le dispositif de manutention. Grâce aux premiers et deuxièmes éléments de liaison, la batterie B peut être 25 introduite dans un logement du véhicule à chaîne de traction électrique prévu à cet effet, de manière automatique et reproductible avec une grande précision. En effet, la batterie B est mise en référence géométrique par rapport à la structure de support 1, la structure de support 1 étant elle-même mise en référence géométrique par rapport au dispositif de manutention sur lequel elle repose. Il est ainsi possible d'assurer une continuité du 30 repérage de la position de la batterie B pour l'introduire dans le véhicule à partir du dispositif de manutention, convoyeur ou table élévatrice. Ce dispositif de manutention peut alors être quelconque et ne pas être adapté à la batterie B à transporter, ce qui permet dans une même station d'échange de batterie, de n'utiliser qu'un type de dispositif de manutention non différencié en fonction du type de batterie à échanger, 35 seule la structure de support 1 étant spécifique. 10 On peut prévoir, comme représenté sur les figures 2 et 4, des oeillets O comme ceux que l'on trouve habituellement sur des palettes de manutention, sur la structure de support 1, par exemple sur le châssis 10. Il est ainsi possible grâce à un chariot élévateur transpalette de soulever la batterie B sans risque de détérioration, puisque les bras de fourche du chariot coopèrent avec les oeillets O, situés sur la structure 1. On peut également prévoir de munir la structure de support 1 de moyens d'indexation, non représentés, afin de permettre un transport facilité de ladite structure 1 sur un convoyeur. Une telle structure de support 1 de batterie B peut être utilisée lors du démontage ou du montage d'une batterie dans un véhicule, par exemple dans le réseau après-vente ou bien également dans une station d'échange de batterie. Dans le cadre de ces stations d'échange de batterie, la batterie B peut être convoyée sur la structure de support 1 dans toutes les zones de celle-ci et en particulièrement entre la zone de montage-démontage et la zone de recharge. Selon l'invention, on procède au démontage d'une batterie selon les étapes suivantes. On place la structure de support 1 sur le dispositif de manutention, par exemple une table élévatrice, en faisant coopérer les deuxièmes éléments de liaison L2A, L2B avec les doigts de guidage correspondant du dispositif de manutention pour la mise en référence de la structure 1 avec le dispositif de manutention. Puis, on approche le dispositif de manutention jusqu'à ce que les premiers éléments de liaison LIA, L1B et L1C coopèrent avec la batterie B. Ainsi, le dispositif de manutention est mis en référence avec la batterie B. On déverrouille la batterie B de son logement dans le véhicule. La batterie B ainsi libérée du véhicule, il suffit alors d'écarter le dispositif de manutention du véhicule afin que la batterie B soit extraite de son logement. On peut ensuite, on peut entreposer la batterie B avec la structure de support 1 ou bien l'entreposer seule, sans la structure de support 1. Le montage d'une batterie B dans un véhicule se fait suivant des étapes 35 analogues au démontage dans un ordre inversé. Dans le cas où la batterie B n'a pas été entreposée sur la structure de support 1, on place préliminairement aux autres étapes, la batterie B sur la structure de support 1 de sorte que les premiers éléments de liaison LIA, L1B et L1C coopèrent avec la batterie B. Ainsi, la structure de support 1 est mise en référence avec la batterie B qu'elle supporte. Puis, on place la structure de support 1 sur le dispositif de manutention de sorte que les éléments de liaison L2A, L2B coopèrent avec les doigts de guidage correspondant du dispositif de manutention pour la mise en référence de la structure 1 avec le dispositif de manutention. Ainsi, le dispositif de manutention est mis en référence avec la batterie B. Ensuite, on approche et on conduit la batterie B jusqu'à son logement dans le véhicule en actionnant le dispositif de manutention. Enfin, on verrouille la batterie B dans le logement du véhicule. Dans le cadre d'une station d'échange de batterie, on procède à des étapes de démontage de la batterie B déchargée qui arrive avec le véhicule pris en charge, puis on procède au montage d'une autre batterie rechargée B dans le véhicule. Ces étapes de montage et de démontage peuvent être réalisées suivant les procédés décrits ci-avant, dans le cas où la batterie est entreposée sur une structure de support 1. Ainsi, la batterie B déchargée est démontée dans une zone de démontage-montage puis est convoyée jusqu'à une zone de recharge ou de stockage, tandis qu'une autre batterie B rechargée est convoyée d'une zone de recharge ou de stockage jusqu'à la zone de démontage-montage puis est montée dans le véhicule. Lors de l'utilisation de la structure de support 1 selon l'invention, on peut ainsi démonter et remonter des batteries B de types différents avec une seule station de recharge standard, seule la structure de support 1 étant spécifique aux batteries B à traiter. REVENDICATIONS1. Structure de support (1) destinée à transporter une batterie de traction (B) d'un véhicule pourvu d'une chaine de traction électrique caractérisé en ce qu'elle comporte un châssis (10) sur lequel est monté un plateau (20) apte à maintenir une batterie de traction (B), par l'intermédiaire d'au moins un premier élément de liaison (LIA, L1B, L1C) apte à effectuer une mise en référence géométrique de la batterie de traction (B) par rapport à ladite structure de support (1). 10 2. Structure de support (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément de liaison (LIA, L1B, L1C) est situé sur le plateau (20) de sorte à relier le plateau (20) à la batterie de traction (B). 3. Structure de support (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'elle 15 comporte.au moins trois premiers éléments de liaison (LIA, L1B, L1C) et en ce que au moins l'un (L1 C) d'entre eux est apte à permettre une correction de la mise en référence de la batterie (B). 4. Structure de support (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce que le plateau (20) est monté de façon amovible sur le châssis (10). 5. Structure de support (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'elle comprend au moins un deuxième élément de liaison (L2A, L2B) apte à effectuer une mise en référence de ladite structure (1) sur un dispositif de 25 manutention sur lequel elle repose, du type convoyeur ou table élévatrice. 6. Structure de support (1) selon la revendication la revendication précédente, caractérisé en ce que le deuxième élément de liaison (L2A, L2B) est situé sur le plateau (20) de sorte à effectuer une mise en référence du plateau (20) par rapport au dispositif 30 de manutention sur lequel repose ladite structure (1). 7. Structure de support (1) selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les premier (LIA, L1B, L1C) et deuxième (L2A, L2B) éléments de liaison sont montés de façon amovible sur ladite structure de support (1). 35 2950014 -11- 8. Structure de support (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le châssis (10) est pourvu d'oeillets (0) pour que ladite structure de support (1) puisse être manipulée à l'aide d'un chariot transpalette. 9. Procédé de démontage d'une batterie (B) d'un logement formé dans un véhicule caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de : - placer une structure de support (1) selon l'une des revendications 1 à 9 sur un dispositif de manutention, du type table élévatrice, en faisant coopérer des deuxièmes éléments de liaison (L2A, L2B) avec des doigts de guidage correspondants du dispositif de manutention ; - approcher le dispositif de manutention jusqu'à ce que les premiers éléments de liaison (L1A, L1B et L1C) de la structure de support (1) coopèrent avec la batterie (B) ; - déverrouiller la batterie (B) de son logement dans le véhicule ; - écarter le dispositif de manutention du véhicule afin que la batterie (B) soit extraite de son logement. 10. Procédé de montage d'une batterie (B) dans un logement formé dans un véhicule caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de : - placer une structure de support (1) selon l'une des revendications 1 à 9 sur un dispositif de manutention, du type table élévatrice, de sorte que les éléments de liaison (L2A, L2B) coopèrent avec les doigts de guidage correspondant du dispositif de manutention ; - conduire la batterie (B) jusqu'à son logement dans le véhicule en actionnant le dispositif de manutention - verrouiller la batterie (B) dans le logement du véhicule. 11. Procédé de montage d'une batterie (B) selon la revendication précédente caractérisé en ce que préliminairement on place la batterie (B) sur la structure de support (1) de sorte que les premiers éléments de liaison (LIA, L1B et L1C) coopèrent avec la batterie (B). 12. Procédé d'échange de batterie (B) dans une station d'échange de batterie caractérisé en ce que l'on démonte une batterie (B) déchargée logée dans un véhicule pris en charge suivant le procédé de démontage de la revendication 9, puis on monte une batterie (B) rechargée dans le logement du véhicule suivant le procédé de montage de la revendication 10 dans une zone de démontage-montage et en ce que les batteries (B) 2950014 - 12 - déchargée et rechargée sont convoyées respectivement depuis la zone de démontage-montage vers une zone de recharge prévue dans la station, et depuis la zone de recharge vers de démontage-montage en reposant sur des structures de support (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.