Brevet FR2967946A1 — publié le 20120601

PROCEDE ET DISPOSTIF DE RECHARGE D'ACCUMULATEUR D'UN VEHICULE ELECTRIQUE OU PARTIELLEMENT ELECTRIQUE La présente invention concerne un procédé et un dispositif de recharge d'accumulateur d'un véhicule électrique ou partiellement électrique. Elle s'applique, en particulier, aux véhicules nécessitant une recharge électrique d'appoint. Dans l'état de la technique, il existe différents dispositifs permettant la recharge en énergie d'un véhicule électrique ou partiellement électrique de 10 manière filaire ou sans contact. On connaît, notamment du document FR2732169, un dispositif de charge de véhicule électrique ou hybride par induction. Toutefois, ce type de moyen de recharge sans contact a un faible rendement qui provoque des pertes importantes et est couteux du fait des composants. 15 On connaît aussi, notamment du document WO10060370, une connexion de chargeur de batterie de véhicule électrique relié aux réseaux de servitudes électriques terrestres. Cependant, ces moyens filaires nécessitent des infrastructures lourdes et un branchement du véhicule à un réseau de distribution de l'électricité. 20 La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. L'invention propose un dispositif de recharge d'un accumulateur de véhicule électrique ou partiellement électrique par une installation de type banc à rouleaux dans lequel au moins une des roues du véhicule est 25 entraînée par le mouvement de rouleaux dudit banc et la recharge s'effectue par un procédé similaire à celui d'un freinage régénératif. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif de recharge d'un accumulateur d'énergie électrique d'alimentation d'un moteur électrique d'un véhicule muni d'au moins une roue reliée à un 30 système de récupération d'énergie cinétique, qui comporte : un banc de roulage comportant au moins un rouleau sur lequel au moins une roue du véhicule vient en appui, et un moteur pour entraîner en rotation ledit rouleau pour faire tourner au moins une roue du véhicule, afin de recharger l'accumulateur du 35 véhicule par l'intermédiaire du système de récupération d'énergie cinétique. Grâce à ces dispositions, on peut recharger l'accumulateur de tout véhicule même s'il ne dispose pas de connecteur de recharge. Le dispositif objet de la présente invention peut être installé dans des garages ou parking publics pour offrir aux clients, un moyen rapide de recharge. De plus, en cas de pénurie de carburant, un véhicule hybride pourra récupérer son autonomie. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif de l'invention comporte un moyen d'échanger des informations avec le véhicule, pour gérer la recharge de l'accumulateur et piloter chaque moteur du dispositif de recharge. Selon des caractéristiques particulières, lesdites informations comportent l'activation d'un rapport de boite de vitesses. Selon des caractéristiques particulières, lesdites informations comportent une commande d'ouverture d'un embrayage entre un moteur 15 thermique et le moteur électrique. Selon des caractéristiques particulières, lesdites informations comportent une commande de désactivation du compteur kilométrique pendant la recharge. Selon des caractéristiques particulières, lesdites informations 20 comportent une commande du frein de parking pour immobiliser le véhicule. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de recharge d'un accumulateur d'énergie électrique d'alimentation d'un moteur électrique d'un véhicule muni d'au moins une roue reliée à un système de récupération d'énergie cinétique, qui comporte : 25 - une étape d'immobilisation d'un véhicule sur un banc de roulage pour placer au moins une roue sur au moins deux rouleaux, et une étape d'entraînement en rotation d'au moins un dit rouleau pour faire tourner au moins une roue du véhicule, afin de recharger l'accumulateur du véhicule par l'intermédiaire du système de récupération 30 d'énergie cinétique. Selon des caractéristiques particulières, le procédé de l'invention comporte une étape d'échange d'information entre le véhicule et le banc de roulage et une étape de détermination si l'état du véhicule est compatible avec la recharge, avant l'état d'entraînement. Ainsi, la sécurité du banc, du véhicule et des personnes est automatiquement assurée. Les autres avantages, buts et caractéristiques particulières de ce procédé étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement limitatif en regard des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente, schématiquement et en vue de côté, une partie d'un mode de réalisation du dispositif de recharge objet de la présente invention, - les figures 2 à 4 représente, schématiquement et en vue de dessus, trois variantes du dispositif illustré en figure 1, la figure 5 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes d'un mode de réalisation particulier du procédé objet de l'invention, - les figures 6a à 6d représentent schématiquement les différents fonctionnements de la recharge d'un véhicule en fonction de sa structure. On note que les figures ne sont pas à l'échelle. On note aussi que le terme d'accumulateur d'énergie électrique 20 recouvre aussi bien une batterie rechargeable qu'un ensemble de batteries rechargeables. On observe, en figure 1, un véhicule 100 muni d'au moins une roue 110 reliée à un système de récupération d'énergie cinétique 600. On observe aussi, un dispositif de recharge 200, comportant un banc de roulage 210 25 doté de au moins deux rouleaux sur lesquels au moins une roue 101 du véhicule vient en appui. En figure 1, trois rouleaux 211, 212 et 213, sont représentés. Les rouleaux latéraux 212 et 213 servent à maintenir la roue 101 en position sur le rouleau central 211. Le rouleau 211 est entraîné en rotation par un moteur 220. On note 30 que le moteur 220 est préférentiellement électrique. Du fait de la rotation du rouleau 220, au moins une roue 101, 102, 103, 104 du véhicule 100 entraîne le système 600 de récupération et recharge un accumulateur 611, 621, 631, 641 du véhicule 100. La figure 1 représente aussi une unité de commande 230 comportant 35 un moyen 231 de communication permettant d'échanger des informations avec le véhicule 100 pour gérer la recharge de l'accumulateur 611, 621, 631, 641 et piloter chaque moteur 220, 220a, 220b du banc de roulage 210, 310a, 310b. A cet effet, préférentiellement : - le moyen de communication 231 dont dispose l'unité de 5 commande 230 du dispositif 200 de l'invention est sans fil. le véhicule 100 est muni d'un calculateur de supervision 130 du véhicule 100, ledit calculateur de supervision 130 étant associé à un moyen 131 de communication sans fil Les informations échangées entre l'unité de commande 230 et le 10 calculateur de supervision 130 du véhicule 100, peuvent notamment concerner: - un niveau de charge de l'accumulateur 611, - un rapport de boite de vitesse 612 embrayé, un état d'ouverture d'un embrayage 613 entre un moteur 15 thermique 614 et le moteur électrique 615, un état d'ouverture d'un embrayage 616 entre la boîte de vitesse 612 et le moteur électrique 615, - un état d'activation du compteur kilométrique (non représenté), un état d'un frein de parking (non représenté), 20 la présence d'une personne à l'intérieur du véhicule et l'orientation de chaque roue 101, 102, 103, 104 destinée à être entraînée par le banc 210, 310a, 310b de roulage. On note que ces informations peuvent provenir du véhicule 100 pour autoriser la rotation du moteur 220 ou, peuvent être l'objet de requêtes 25 émises par l'unité de commande 230 pour que le véhicule 100 se configure automatiquement dans un état compatible avec la recharge. Plusieurs variantes sont possibles, selon les besoins et contraintes des architectures du véhicule considéré. Comme illustré en figure 2, le dispositif 10 peut comporter un banc 30 traversant pour entrainer deux roues 101 et 102 ou 103 et 104. En variante, comme illustré en figure 3, le dispositif peut comporter un banc double 310a, 310b pour entrainer deux roues 101 et 102 ou 103 et 104. Dans ce cas, chaque banc 310a, et 310b dispose respectivement de son propre moteur 220a, 220b. Chaque banc 310a, 310b comporte 35 respectivement deux rouleaux 312a, 312b et 313a, 313b pour assurer le maintien en position de chaque roue 101, 102 ou 103, 104 et d'un rouleau central 311a, 311b entrainé respectivement par le moteur 220a, 220b. En variante, comme illustré en figure 4, le dispositif peut comporter un seul banc 310a entrainant une seule roue 101. L'unité de commande 230 comporte une mémoire programme et une mémoire de données connectées à un microprocesseur via un bus de communication (non représentés). L'unité de commande 230 est connectée au moyen de communication 231 et au moteur électrique 220 par l'intermédiaire de bus de communication (non représentés). Les actions menées par l'unité de commande 230, sont ordonnées par le microprocesseur. Le microprocesseur produit, en réponse aux codes instructions enregistrés dans la mémoire programme des ordres destinés aux différents organes 231, 220 du dispositif 200 selon l'invention. La mémoire programme comporte à cet effet plusieurs zones de programme, correspondant respectivement à une suite d'étapes. La figure 5 est un exemple d'un diagramme fonctionnel du procédé selon un mode de réalisation de l'invention. On observe, en figure 5, que dans un mode de réalisation, le procédé de recharge comporte : - une étape 500, permettant de déterminer une immobilisation d'un véhicule sur un banc 210, 310a, 310b de roulage pour placer au moins une roue sur au moins deux rouleaux, et une étape 501 permettant d'échanger des informations entre le véhicule et le banc de roulage et déterminer si l'état du véhicule 100 est 25 compatible avec la recharge, une étape 502 permettant d'entraîner en rotation au moins un dit rouleau 211, 311a, 311b pour faire tourner au moins une roue 101, 102, 103, 104 du véhicule 100, afin de recharger l'accumulateur 611 par l'intermédiaire du système 600 de récupération d'énergie cinétique. 30 Au cours de l'étape 502 d'échange d'information entre le véhicule 100 et le banc 210, 310a, 310b de roulage, les informations échangées peuvent notamment concerner : le niveau de charge de l'accumulateur, un rapport de boite de vitesse embrayé, - l'état d'ouverture d'un embrayage entre un moteur thermique et le moteur électrique, - l'état d'ouverture d'un embrayage entre un moteur électrique et une boîte de vitesse, l'état d'activation du compteur kilométrique, l'état du frein de parking, la présence d'une personne à l'intérieur du véhicule, et l'orientation de chaque roue destinée à être entraînée par le banc de roulage. On note que ces informations peuvent provenir du véhicule pour autoriser la rotation du moteur 220 ou, peuvent être l'objet de requêtes émises par l'unité de commande 230 pour que le véhicule 100 se configure automatiquement dans un état compatible avec la recharge. Au cours de l'étape 502, pour déterminer si l'état du véhicule 100 est compatible avec la recharge, on signale la fin de la recharge et on arrête le moteur 220 lorsque le niveau de charge de l'accumulateur 611 dépasse une valeur prédéterminée. Pour que l'état du véhicule 100 soit compatible avec la recharge, il est nécessaire que : un rapport de boite de vitesse 612 soit embrayé, - l'éventuel embrayage entre un moteur thermique et le moteur électrique soit ouvert, le compteur kilométrique soit désactivé, le frein de parking soit activé sur d'autres roues que chaque roue destinée à être en rotation, - personne ne soit présent à l'intérieur du véhicule 100 et chaque roue destinée à être entraînée soit perpendiculaire aux rouleaux 211,212, 213, ou 311a, 312a, 313a, ou 311b, 312b, 313b. Ainsi, la sécurité du banc 210, 310a, 310b, du véhicule 100 et des personnes est automatiquement assurée. Les figures 6a-6d sont des exemples de véhicule 100 disposant de structure hybride. Sur la figure 6a, le véhicule 100 dispose d'une structure hybride où le moteur électrique 615 et le moteur thermique 614 sont en série, couplés par un embrayage 613. La recharge de l'accumulateur 611 via le dispositif 200 de l'invention s'effectue par un entrainement de la roue avant 101. L'énergie cinétique de la roue 101 avant est transmise à la boite de vitesse 612. Lorsqu'un rapport de boite de vitesse 612 est activé, le calculateur 130 de supervision pilote, sur requête de l'unité de commande 230 : - l'ouverture de l'embrayage 613 entre le moteur thermique 614 et le 5 moteur électrique 615, - la désactivation du compteur kilométrique pendant la recharge, et - le maintien du véhicule 100 grâce au frein de parking (non représenté) sur les roues 103, 104 arrière. Sur la figure 6b, le véhicule 100 dispose d'une structure hybride où le 10 moteur thermique 614 et le moteur électrique 615 sont en parallèle. La recharge de l'accumulateur 611 s'effectue de manière identique que le véhicule disposant d'une structure hybride série (figure 6a). Sur la figure 6c, le véhicule 100 dispose d'une structure hybride mixte, autrement dit, le moteur thermique 614 est couplé à la traction avant 141 et 15 le moteur électrique 615 est couplé à la traction arrière 142 ou vice versa. La recharge de l'accumulateur 611 via le dispositif 200 de l'invention s'effectue par un entraînement d'une des roue où se trouve la traction électrique autrement dit, dans le mode de réalisation de figure 6c, sur la roue arrière 103. L'énergie cinétique de la roue 103 arrière est transmise au moteur 20 électrique par l'intermédiaire d'un différentiel 151 ou 152 en fonction de l'emplacement de la traction électrique. Le calculateur 130 de supervision pilote, sur requête de l'unité de commande 230 : - le maintien du véhicule grâce au frein de parking sur les roues avant ou l'engagement d'un rapport de boite de vitesse 612. 25 Sur la figure 6d, le véhicule 100 dispose également d'une structure mixte comme à la figure 6c, mais cette fois ci il n'y a plus de différentiel au niveau de la traction électrique, chaque roue dispose de son propre moteur électrique. La recharge de l'accumulateur 611 s'effectue de manière identique que le véhicule de la figure 6c. 30 L'invention ne se limite pas aux modes de réalisations ci-dessus décrits, en particulier le banc de roulage peut comporter un seul rouleau de grand diamètre entrainant les deux roues avant alors que les roues arrières sont maintenues par le frein de parking. REVENDICATIONS1 - Dispositif de recharge (200) d'un accumulateur d'énergie électrique (611 ; 621 ; 631 ; 641) d'alimentation d'un moteur électrique (615) d'un véhicule (100) muni d'au moins une roue (101 ; 102 ; 103 ; 104) reliée à un système de récupération d'énergie cinétique (600), qui comporte : un banc de roulage (210 ; 310a ; 310b) comportant au moins un rouleau (211 ; 212 ; 213) sur lequel au moins une roue du véhicule vient en appui, et un moteur (220 ; 220a ; 220b) pour entraîner en rotation ledit rouleau pour faire tourner au moins une roue du véhicule, afin de recharger l'accumulateur du véhicule par l'intermédiaire du système de récupération d'énergie cinétique. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (231) d'échanger des informations avec le véhicule pour gérer la recharge de l'accumulateur et piloter chaque moteur dudit dispositif de recharge. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites informations comportent l'activation d'un rapport de boite de vitesses (612). 4 - Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdites informations comportent une commande (230) d'ouverture d'un embrayage entre un moteur thermique (614) et le moteur électrique. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdites informations comportent une commande (230) de désactivation du compteur kilométrique pendant la recharge. 6 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que, lesdites informations comportent une commande (230) du frein de parking pour immobiliser le véhicule. 7 - Procédé de recharge d'un accumulateur d'énergie électrique (611 ; 621 ; 631 ; 641) d'alimentation d'un moteur électrique (615) d'un véhicule (100) muni d'au moins une roue (101 ; 102 ; 103 ; 104) reliée à un système de récupération d'énergie cinétique (600), qui comporte :une étape d'immobilisation (500) d'un véhicule sur un banc de roulage (210 ; 310a ; 310b) pour placer au moins une roue sur au moins deux rouleaux (211 ; 212 ; 213) et une étape d'entraînement en rotation (502) d'au moins un dit rouleau pour faire tourner au moins une roue du véhicule, afin de recharger l'accumulateur du véhicule par l'intermédiaire du système de récupération d'énergie cinétique. 8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'échange d'information (501) entre le véhicule et le banc de roulage et une étape de détermination si l'état du véhicule est compatible avec la recharge, avant l'état d'entraînement.