Brevet FR2971986A1 — publié le 20120831

La présente invention concerne un véhicule à propulsion électrique équipé d'un système permettant d'échanger un tiroir renfermant les batteries de stockage d'énergie. De nombreux systèmes ont été envisagés afin de permettre le remplacement de batteries déchargées par des batteries électriquement chargées sur des véhicules à propulsion électriques. Ces systèmes doivent autoriser un échange rapide des batteries afin de ne pas immobiliser le véhicule trop longtemps. L'un de ces systèmes consiste à placer les batteries dans un tiroir, le tiroir étant monté coulissant sur des moyens de guidage appartenant au véhicule. Un mouvement d'extraction ou d'insertion du tiroir permet de retirer ou d'installer les batteries à l'intérieur d'un logement ménagé dans le véhicule. Par mesure de sécurité, la connexion électrique des batteries à la chaîne de traction du véhicule est effectuée une fois le tiroir installé dans le véhicule. L'invention a pour but de simplifier et de fiabiliser la connexion/déconnexion électrique entre les batteries et le véhicule. Selon l'invention, le véhicule électrique comprend un tiroir recevant des batteries, la structure du véhicule étant pourvue de moyen de guidage solidaire de la structure qui permette un mouvement d'extraction ou d'insertion du tiroir à l'intérieur d'un logement du véhicule, des organes de connexion électrique des batteries au véhicule étant disposés entre le tiroir et le véhicule, un volet étant monté articulé sur la structure du véhicule de sorte à pivoter entre une position où il ferme le logement et une position où il ouvre l'accès au logement, des moyens d'actionnement étant agencés entre le tiroir et le volet de sorte qu'un pivotement du volet commande un déplacement du tiroir qui réalise la connexion ou la déconnexion électrique des organes de connexion. Cette disposition permet d'automatiser la connexion ou la déconnexion électrique entre les batteries et le véhicule. En éliminant toute intervention manuelle sur la partie électrique elle fiabilise et sécurise cette opération tout en la rendant plus rapide. Selon une caractéristique particulière, les moyens d'actionnement comprennent une fente disposée sur le tiroir et un doigt solidaire du volet, le doigt 2971986 -2 étant mobile dans la fente. Ces caractéristiques autorisent une réalisation simple et fiable des moyens d'actionnement. Selon une autre caractéristique particulière, la fente est disposée sensiblement verticalement et présente une ouverture libérant le doigt de la fente 5 lorsque le volet est dans sa position ouverte afin de permettre l'extraction ou l'insertion du tiroir. Cette caractéristique simple permet de libérer le tiroir du véhicule. Selon une caractéristique particulière le volet est monté articulé sur la structure du véhicule selon un axe sensiblement horizontal, le doigt étant situé à 10 proximité immédiate dudit axe. Cette caractéristique permet grâce à l'effet de levier d'obtenir une force importante pour déplacer le tiroir à partir de la force exercée par l'opérateur sur le volet. Selon une autre caractéristique de l'invention, un premier coté du tiroir présente des premiers organes de positionnement qui coopèrent avec des 15 premiers organes complémentaires de positionnement solidaires du volet lorsque le volet est fermé. Cette caractéristique permet d'assurer le positionnement relatif des organes de connexion lors de l'opération de fermeture ou d'ouverture du volet. Ainsi grâce au pivotement du volet l'opérateur assure en même temps le positionnement du tiroir et la connexion de la batterie au véhicule. 20 Selon une caractéristique particulière, un second coté du tiroir situé à l'opposé du premier coté présente des seconds organes de positionnement qui coopèrent avec des seconds organes complémentaires de positionnement solidaires de la structure du véhicule. Le tiroir est ainsi rigidement bloqué sur la structure du véhicule ce qui évite tout mouvement relatif. L'opération de blocage 25 est avantageusement obtenue grâce à la fermeture du volet. Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes de connexion électrique présentent une prise mâle équipée de broches solidaire du véhicule et une prise femelle solidaire du tiroir, le pivotement d'ouverture, respectivement de fermeture du volet commandant grâce aux moyens d'actionnement le 30 débranchement, respectivement le branchement des broches sur la prise femelle. Les moyens d'actionnement permettent ainsi d'obtenir une force suffisante permettant l'insertion ou le retrait des broches de la prise femelle. Cette même - 3 opération réalisée manuellement nécessiterait une force trop importante pour une personne. Selon une caractéristique particulière, les prises mâle et femelle sont situées au niveau des moyens de guidage et entre ces moyens de guidage. Ces caractéristiques assurent que l'insertion ou le retrait des broches de la prise femelle se déroule en alignement avec les moyens de guidage et évite ainsi tout risque de coincement lors de la connexion/déconnexion. Selon une caractéristique supplémentaire, les batteries sont équipées d'un système de gestion électronique, au moins l'une des broches étant reliée électriquement à un relais logé dans le tiroir, le relais pilotant automatiquement la mise hors tension, respectivement la mise sous tension dudit système de gestion des batteries lors du pivotement d'ouverture, respectivement de fermeture dudit volet. Ces caractéristiques permettent de réaliser automatiquement la mise sous tension/hors tension du dispositif de stockage d'énergie en assurant la sécurité des personnes mais aussi la protection du système de gestion électronique contre des erreurs de manipulation. D'autres détails, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre faite en regard des figures données à titre indicatif et nullement limitatif parmi les quelles : - les figures 1 a et lb sont des vues de coté de l'invention lors de l'ouverture du volet ; - les figures 2a et 2b sont des vues de côté de l'invention lors de la fermeture du volet ; - les figures 3a et 3b sont des vues de côté montrant l'extraction/l'insertion du tiroir ; - les figures 4a,4b,4c,4d montent une séquence d'extraction du tiroir du véhicule selon une vue en perspective de l'avant ; La figure la représente la partie du véhicule électrique équipé d'un système selon l'invention. Le côté gauche de la figure est situé vers l'arrière du véhicule et le côté droit vers l'avant. Le système comprend un tiroir 1 constitué sous forme de bac à l'intérieur duquel sont fixées des batteries 2 de stockage 2971986 -4 d'énergie. Le système permet d'échanger le tiroir 1 avec ses batteries 2. Pour ce faire le tiroir 1 possède des galets 3a,3b roulants sur des rails 4 sensiblement horizontaux permettant un coulissement essentiellement horizontal du tiroir 1 afin d'extraire ou insérer celui-ci dans le véhicule. Les rails 5 4 sont solidaires de la structure du véhicule qui est constituée par exemple par sa caisse ou son châssis. Le tiroir 1 est installé dans un logement du véhicule, le logement étant fermé vers l'arrière par un volet 5. Le volet 5 est monté articulé sur la structure du véhicule selon un axe A sensiblement horizontal. L'axe A est localisé au niveau de la partie inférieure du tiroir 1. Des organes 6 10 de connexion électrique sont disposés au niveau de la partie supérieure du tiroir 1. Ces organes 6 présentent une prise mâle 7 équipée de broches 70 solidaire du véhicule et une prise femelle 8 solidaire du tiroir 1. Le branchement/débranchement des prises 7,8 s'effectue par un mouvement horizontal de la prise femelle 8. Afin d'assurer un bon guidage du mouvement 15 relatif des deux prises 7,8 , celles-ci sont agencées au niveau des rails 4 et entre ces rails. Pour commander ce mouvement, des moyens d'actionnement 10 sont agencés entre le tiroir 1 et le volet 5. Plus précisément ces moyens d'actionnement 10 comprennent une fente 11 orientée sensiblement verticalement à proximité d'un premier côté 20 du tiroir 1, un doigt 12 solidaire 20 du volet 5 étant monté coulissant à l'intérieur de la fente 11. Lors d'un mouvement de pivotement d'ouverture du volet 5, tel qu'illustré à la figure 1 b, le doigt 12 vient en appui sur le côté gauche de la fente 11 et tire le tiroir 1 vers la gauche provoquant le débranchement desdites prises mâle 7 et femelle 8. Cette opération de débranchement couplé au pivotement du volet 5 permet de 25 mettre hors tension la batterie 2 dès le début de l'ouverture du volet 5. Il est conseillé de commander le débranchement et donc la déconnexion pour un angle d'ouverture du volet 5 inférieur à 20° afin d'assurer la sécurité. Le pivotement du volet 5 va se poursuivre jusqu'à une position horizontale de celui-ci illustré à la figure 2a. On observe dans cette position que les prises 7,8 30 sont complètement séparées. On observe également qu'en raison du pivotement, le doigt 12 est placé en face d'une ouverture 13 de la fente 11. Dans cette position relative du doigt 12 et de la fente 11 il est possible d'extraire le tiroir 1 en le faisant coulisser sur les rails 4 comme illustré aux 2971986 -5 figures 3a et 3b. Dans la position de la figure 3b, le tiroir 1 est placé au-dessus du volet 5 en position horizontale, le galet 3b étant encore en prise dans le rail 4. En poursuivant le mouvement vers la gauche du tiroir 1, le galet 3 va sortir du rail 4 et le tiroir 1 va se poser sur des éléments de coulissement du volet 5. 5 Il est conseillé de positionner le galet 3b au voisinage de l'aplomb du centre de gravité G du tiroir 1, de façon à assurer un passage en douceur du tiroir 1, du rail 4 vers le volet 5. Le tiroir 1 peut alors être déplacé manuellement sur un chariot (non représenté). On peut alors insérer dans le véhicule un nouveau tiroir 1 équipé de batteries 2 chargées. On observe sur la figure 2b qu'à la 10 fermeture du volet 5 le doigt 12 vient en appui sur le côté droit de la fente 11. Le pivotement de fermeture du volet 5 pousse horizontalement le tiroir vers l'avant et engage la prise femelle 8 sur la prise mâle 7. Pour parfaire le positionnement relatif des prises 7,8 au moment de leur embrochage, le premier coté 20 du tiroir 1 présente des premiers organes de positionnement 15 21 qui coopèrent avec des premiers organes complémentaires de positionnement 22 solidaires du volet 5. Plus précisément le premier coté 20 du tiroir 1 porte des pions 21 cylindriques qui viennent se loger dans des orifices 22 de forme complémentaire solidaires du volet 5. Au moment de l'embrochage les pions 21 viennent se loger dans les orifices 22 et positionnent 20 précisément la prise femelle 8 par rapport aux broches 70. Les pions 21 ont une extrémité de forme conique 23 afin de faciliter leur introduction dans les orifices 22. Un second coté 30 (voir figure 4d) du tiroir situé à l'opposé du premier coté 20 présente des seconds organes de positionnement, à savoir des pions 31 qui coopèrent avec des seconds organes complémentaires de 25 positionnement (orifice) solidaires de la structure du véhicule près du fond du logement. Sur chacun des côtés 20 et 30 du tiroir il y a deux pions 21,31 distants l'un de l'autre qui coopèrent avec des orifices 22. Ainsi lorsque le tiroir 1 est installé dans le véhicule il est supporté à l'avant et à l'arrière par lesdits organes de positionnement. Le tiroir 1 et les batteries 2 sont alors rigidement 30 solidarisés à la structure du véhicule. Cette caractéristique permet de bloquer le tiroir 1 sur la structure du véhicule et d'éviter ainsi tout mouvement du tiroir 1 par rapport à la structure. Cette caractéristique est particulièrement 2971986 -6 intéressante pour un véhicule de type inclinable dans lequel le tiroir logeant les batteries suit le mouvement d'inclinaison de la structure du véhicule. Un système de gestion électronique du fonctionnement des batteries est installé dans le tiroir. Ce système permet -entre autre- de contrôler la mise 5 sous tension du dispositif de stockage d'énergie. Plus précisément, au moins l'une des broches 70 de la prise mâle 7 est reliée électriquement à un relais logé dans le tiroir 1. Le relais pilote la mise hors tension, respectivement sous tension dudit système de gestion des batteries lorsque les prises sont débranchées, respectivement branchées. Ainsi, le pivotement d'ouverture, 10 respectivement de fermeture du volet 5 commande automatiquement la mise hors tension, respectivement sous tension du dispositif de stockage d'énergie. Cette caractéristique permet d'assurer une connexion et une déconnexion automatique fiable sans intervention manuelle. Du fait qu'aucune intervention manuelle ne soit nécessaire sur le système électrique, la sécurité des 15 personnes est assurée et le système de gestion électronique est protégé. Les figures 4a,4b,4c et 4d illustrent une phase d'extraction du tiroir 1 du véhicule. Sur la figure 4a, le volet 5 est fermé et la batterie 2 connectée au véhicule par l'intermédiaire des organes de connexion 6. Sur la figure 4b le volet 5 est en cours d'ouverture, le tiroir 1 a été tiré vers l'arrière grâce au doigt 20 12 qui tire la fente 11 vers l'arrière. Avec l'angle d'ouverture du volet 5 représenté sur cette figure, les prises 7,8 sont déconnectées. Dans la figure 4c le volet 5 est complètement ouvert et se présente à l'horizontale, le doigt 12 se trouvant face à l'ouverture 13 de la fente, il peut se dégager de celle-ci et permettre ainsi d'extraire le tiroir 1 selon une trajectoire essentiellement 25 horizontale comme illustré à la figure 4d. La figure 4d montre que le tiroir est supporté par quatre galets dont une première paire 3a est située vers l'avant du tiroir à proximité du second coté 30 et une deuxième paire 3b sensiblement vers le milieu du tiroir. Afin de faciliter le transfert du tiroir 1 des rails 4 sur le volet 5, le centre de gravité G du tiroir 1 est localisé entre les deux paires de 30 galets 3a,3b et à proximité de la deuxième paire 3b (voir figure 3b). Un mode préférentiel de réalisation est un véhicule inclinable à trois roues ou quatre roues, dont les deux roues motrices sont situées à l'arrière du 2971986 -7 véhicule, la ou les rouets avant étant directrice/s. Le tiroir 1 est disposé entre les roues arrière et porté par les rails 4 qui sont placés juste au-dessus du tiroir. Les rails 4 sont intégrés à la structure du véhicule, la structure étant inclinable. L'inclinaison est obtenue grâce à un dispositif d'actionnement. Cet 5 agencement procure une grande stabilité au véhicule de part la répartition du poids des batteries 2 entre les roues et du fait que les batteries s'inclinent avec le véhicule. Le volet 5 est situé à l'arrière du véhicule. L'extraction et l'insertion du tiroir 1 se fait vers l'arrière selon l'axe longitudinal du véhicule. 10 REVENDICATIONS1. Véhicule électrique comprenant un tiroir (1) recevant des batteries (2), la structure du véhicule étant pourvue de moyens de guidage (4) solidaires de la structure qui permettent un mouvement d'extraction ou d'insertion du tiroir (1) à l'intérieur d'un logement du véhicule, des organes (6) de connexion électrique des batteries (2) au véhicule étant disposés entre le tiroir (1) et le véhicule caractérisé en ce qu'un volet (5) est monté articulé sur la structure du véhicule de sorte à pivoter entre une position où il ferme le logement et une position où il ouvre l'accès au logement, des moyens d'actionnement (10) étant agencés entre le tiroir (1) et le volet (5) de sorte qu'un pivotement du volet (5) commande un déplacement du tiroir (1) qui réalise la connexion ou la déconnexion électrique desdits organes (6) de connexion. 2. Véhicule selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens d'actionnement (10) comprennent une fente (11) disposée sur le tiroir (1) et un doigt (12) solidaire du volet (5), le doigt (12) étant mobile dans la fente (11). 3. Véhicule selon la revendication 2 caractérisé en ce que la fente (11) est disposée sensiblement verticalement et présente une ouverture (13) libérant le doigt (12) de la fente (11) lorsque le volet (5) est dans sa position ouverte afin de permettre l'extraction ou l'insertion du tiroir (1). 4. Véhicule selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que le volet (5) est monté articulé sur la structure du véhicule selon un axe (A) sensiblement horizontal, le doigt (12) étant situé à proximité immédiate dudit axe (A). 5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'un premier coté (20) du tiroir (1) présente des premiers organes de positionnement (21) qui coopèrent avec des premiers organes complémentaires de positionnement (22) solidaires du volet (5) lorsque le volet est fermé. 2971986 -9 6. Véhicule selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'un second coté (30) du tiroir situé à l'opposé du premier coté (20) présente des seconds organes de positionnement (31) qui coopèrent avec des seconds organes 5 complémentaires de positionnement solidaires de la structure du véhicule. 7. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les organes (6) de connexion électrique présentent une prise mâle (7) équipée de broches (70) solidaire du véhicule et une prise 10 femelle (8) solidaire du tiroir (1), le pivotement d'ouverture, respectivement de fermeture du volet (5) commandant grâce aux moyens d'actionnement (10) le débranchement, respectivement le branchement des broches (70) sur la prise femelle (8). 15 8. Véhicule selon la revendication 7 caractérisé en ce que les prises mâle (7) et femelle (8) sont situées au niveau des moyens de guidage (4) et entre lesdits moyens de guidage (4). 9. Véhicule selon la revendication 7 ou 8 caractérisé en ce que les batteries 20 (2) sont équipées d'un système de gestion électronique, au moins l'une des broches (70) étant reliée électriquement à un relais logé dans le tiroir (1), le relais pilotant automatiquement la mise hors tension, respectivement la mise sous tension dudit système de gestion des batteries lors du pivotement d'ouverture, respectivement de fermeture dudit volet (5).