Brevet FR2983786A1 — publié le 20130614

Embout de circuit de liquide de refroidissement d'un conteneur d'énergie de véhicule automobile, procédé et véhicule automobile associés. L'invention concerne principalement un embout de circuit de liquide de refroidissement d'un conteneur d'énergie d'alimentation de véhicule automobile. L'invention concerne également un procédé de préparation d'une intervention sur un conteneur d'énergie d'alimentation d'un moteur d'entraînement d'un véhicule automobile impliquant l'utilisation d'un tel embout. L'invention concerne enfin un véhicule automobile comprenant au moins un circuit de liquide de refroidissement d'un conteneur d'énergie d'alimentation du moteur muni d'un tel embout. Les véhicules automobiles électriques ou hybrides comportent un ou plusieurs conteneurs d'énergie d'alimentation du véhicule communément appelés batteries. Des interventions doivent être régulièrement effectuées sur ces conteneurs d'énergie. Par ailleurs, les conteneurs d'énergie doivent être régulièrement changés lorsque leur niveau d'énergie est trop faible, et remplacés par un conteneur rempli d'énergie. Or, les conteneurs d'énergie comportent un circuit de liquide refroidissement, le liquide pouvant être de l'eau, du glycol, etc. Ainsi, lors des opérations d'intervention sur un conteneur d'énergie, il est nécessaire d'effectuer une vidange complète du circuit de refroidissement. Cette vidange peut impliquer un temps d'intervention d'au moins deux heures. En outre, une telle vidange engendre des risques de court-circuit avec les appareils électriques environnants. Dans ce contexte, l'invention vise un embout de circuit de liquide de refroidissement permettant de pallier aux inconvénients précités. A cet effet, l'embout de l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend un connecteur fixe comportant au moins une première voie d'entrée de liquide assurant la liaison depuis le circuit de liquide de refroidissement monté sur le véhicule, et un connecteur détachable comportant au moins une première voie de sortie de liquide assurant la liaison vers le circuit de liquide de refroidissement du conteneur d'énergie, en ce que le connecteur fixe et le connecteur détachable comportent chacun une deuxième voie respectivement de sortie du liquide de refroidissement et d'entrée du liquide de refroidissement assurant la liaison entre les dits connecteurs fixe et détachable pour que le liquide de refroidissement puisse circuler dans un circuit principal de refroidissement depuis le circuit monté sur le véhicule vers le circuit du conteneur d'énergie, en ce que le connecteur fixe comporte des moyens de fermeture du circuit principal de refroidissement, et en ce que les deuxième voies respectives du connecteur fixe et du connecteur détachable comportent des moyens de dissociation permettant de séparer le connecteur fixe du connecteur détachable lors du changement de conteneur d'énergie d'alimentation ou d'une intervention sur le dit conteneur d'énergie. L'embout de l'invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : - le connecteur détachable comporte une troisième voie d'entrée du liquide depuis un circuit de dérivation du conteneur d'énergie, et le connecteur détachable comporte des moyens de basculement de l'alimentation en liquide de refroidissement du conteneur d'énergie depuis une alimentation provenant du circuit de liquide monté sur le véhicule vers une alimentation provenant du circuit de dérivation d'alimentation du conteneur d'énergie de sorte que le liquide de refroidissement circule dans un circuit de dérivation coté conteneur d'énergie, et vice versa. - le connecteur fixe comporte une troisième voie de sortie du liquide vers un circuit de dérivation d'évacuation du liquide de refroidissement, et en ce que le connecteur fixe comporte des moyens de basculement de la sortie du liquide de refroidissement depuis une sortie en direction du circuit de refroidissement du conteneur d'énergie vers une sortie en direction du circuit de dérivation d'évacuation du liquide de refroidissement de sorte que le liquide de refroidissement circule dans un circuit de dérivation coté moteur, et vice versa. - chacun des connecteurs fixe et détachable comportent un levier de basculement qui est apte à pivoter depuis une première position horizontale dans laquelle le liquide de refroidissement circule dans le circuit de refroidissement principal, jusqu'à une deuxième position verticale dans laquelle, pour le connecteur fixe, le liquide de refroidissement circule dans le circuit de dérivation coté moteur, et dans laquelle, pour le connecteur détachable, le liquide de refroidissement circule dans le circuit de dérivation coté conteneur d'énergie. - selon une variante, le connecteur fixe et le connecteur détachable sont des vannes trois voies dont le basculement respectif est commandé manuellement. - selon une autre variante le connecteur fixe et le connecteur détachable sont des électrovannes trois voies. - selon une variante avantageuse, l'embout de l'invention comporte une première pièce de basculement qui présente une première partie apte à être coaxialement montée sur la troisième voie du connecteur fixe, et une seconde partie faisant saillie dont le mouvement, entrainé par l'engagement coaxial de la première partie dans la troisième voie du connecteur fixe, fait basculer le levier de basculement du connecteur fixe, et comporte en outre une deuxième pièce de basculement qui présente une première partie apte à être coaxialement montée sur la troisième voie du connecteur détachable et une seconde partie faisant saillie dont le mouvement, entrainé par l'engagement coaxial de la première partie dans la troisième voie du connecteur détachable, fait basculer le levier de basculement du connecteur détachable. - le circuit de dérivation coté moteur et le circuit de dérivation coté conteneur d'énergie sont reliés en eux en formant un circuit principal de dérivation. L'invention porte en outre sur un procédé de préparation d'une intervention sur un conteneur d'énergie d'alimentation d'un moteur d'entraînement d'un véhicule automobile, dont le circuit de refroidissement principal implique l'utilisation d'un embout tel que précédemment défini, le dit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes : - d'actionnement des moyens de basculement du connecteur fixe de l'embout afin que la sortie du liquide de refroidissement du dit connecteur fixe s'effectue en direction du circuit de dérivation d'évacuation du liquide de refroidissement, - d'actionnement concomitant ou subséquent à l'étape précédente des 30 moyens de basculement du connecteur détachable de l'embout pour que l'entrée en liquide de refroidissement dans le dit connecteur détachable s'effectue depuis le circuit de dérivation d'alimentation du conteneur d'énergie, et - de séparation du connecteur fixe du connecteur détachable. L'invention porte enfin sur un véhicule automobile qui est caractérisé en ce qu'il comporte au moins un circuit de liquide de refroidissement d'un conteneur d'énergie d'alimentation du moteur comprenant un embout tel que précédemment défini. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique d'un embout de l'invention selon une première variante lorsque le liquide de refroidissement circule dans le circuit principal de refroidissement, - la figure 2 est une représentation schématique d'un embout de l'invention selon la première variante lorsque le connecteur détachable de l'embout est détaché du connecteur fixe, - la figure 3 est une représentation schématique de l'embout de l'invention selon des deuxième et troisième variantes lorsque le liquide de refroidissement circule dans le circuit principal de refroidissement, - la figure 4 est une représentation schématique de l'embout de l'invention selon des deuxième et troisième variantes lorsque le liquide de refroidissement circule dans les circuits de dérivation, - la figure 5 est une représentation schématique de l'embout de l'invention selon des deuxième et troisième variantes lorsque le connecteur séparable de l'embout est détaché du connecteur fixe, - la figure 6 est une représentation schématique du connecteur fixe de l'embout de l'invention selon une quatrième variante dans une position d'ouverture du circuit de refroidissement principal, - la figure 7 est une représentation schématique du connecteur fixe de l'embout de l'invention selon la quatrième variante dans une position intermédiaire de basculement, - la figure 8 est une représentation schématique du connecteur fixe de l'embout de l'invention selon la quatrième variante dans la position de 30 basculement, - la figure 9 est une représentation schématique de l'embout de l'invention selon la quatrième variante lorsque le liquide de refroidissement circule dans les circuits de dérivation, et - la figure 10 est une représentation schématique de l'embout de l'invention selon la quatrième variante lorsque le connecteur détachable de l'embout est détaché du connecteur fixe et que le liquide de refroidissement circule dans un circuit principal de dérivation. En référence à la figure 1, l'embout 1 de l'invention comporte un connecteur fixe 2 et un connecteur détachable 3. Le connecteur fixe 2 comporte une première voie d'entrée de liquide 4 qui permet la circulation du liquide de refroidissement 6 dans le dit connecteur fixe 2 depuis le circuit de refroidissement monté sur le véhicule 5. Le connecteur détachable 3 comporte une première voie de sortie de liquide 7 qui permet la sortie du liquide de refroidissement 6 vers le circuit de liquide de refroidissement du conteneur d'énergie 8, le conteneur d'énergie n'étant pas représenté sur les figures. Le connecteur fixe 2 comporte une deuxième voie de sortie du liquide 9 amoviblement monté sur une deuxième voie d'entrée du liquide 10 du connecteur amovible 3. Chacun des connecteurs fixe 2 et détachable 3 comporte un levier rotatif 11,12 qui, lorsqu'il est dans une position horizontale et que le connecteur fixe 2 est solidarisé au connecteur amovible 3, permet la circulation du liquide de refroidissement dans un circuit principal de refroidissement 13 depuis le circuit de refroidissement monté sur le véhicule 5 vers le circuit de refroidissement du conteneur d'énergie 8. Lorsque les leviers rotatifs respectifs 11, 12 du connecteur fixe 2 et du connecteur détachable 3 sont amenés depuis la position horizontale représentée en trais pointillés sur la figure 2 jusqu'à une position verticale représentée en traits pleins, le circuit principale d'alimentation 13 est fermé de sorte que le liquide de refroidissement ne circule plus depuis le circuit de refroidissement monté sur le véhicule 5 vers le circuit de refroidissement du conteneur d'énergie 8. Le connecteur fixe 2 peut alors être séparé du connecteur détachable 3 et le conteneur d'énergie retiré pour être remplacé sans qu'une vidange du conteneur d'énergie n'ait été effectuée. On pourra prévoir que seul le connecteur fixe 2 comporte un levier rotatif 11 dont le basculement en position verticale permet d'arrêter la circulation du liquide de refroidissement depuis le circuit de refroidissement monté sur le véhicule 5. Par ailleurs, dans ce mode de réalisation comme dans les suivants, les deuxièmes voies 9,10 respectives du connecteur fixe 2 et du connecteur mobile 3 comportent des moyens de solidarisation amovibles qui doivent être fermes et étanches. On peut citer par exemple des moyens de vissage, un encliquetage, un collier de serrage ou tout autre moyens appropriés que l'homme du métier saura mettre en oeuvre. En outre, le connecteur fixe 2 et le connecteur détachable 3 peuvent être assimilés à des vannes deux voies dont le basculement est manuel, mécanique par des moyens connus de l'homme du métier où électriques auquel cas le lo connecteur fixe 2 et le connecteur détachable 3 sont des électrovannes deux voies. Les références des éléments communs entre la première variance et les autres variantes sont reprises dans la description qui suit. En référence à la figure 3, l'embout 1 a de la deuxième variante comporte 15 tous les éléments déjà décrits en référence aux figures 1 et 2. Dans l'embout de la deuxième variante, le connecteur fixe 2a comporte, en plus de la première voie d'entrée 4 et de la deuxième voie de sortie 9, une troisième voie de sortie du liquide de refroidissement 14 vers un circuit de dérivation d'évacuation du liquide de refroidissement 15 (figure 4). 20 Le connecteur détachable 3a comporte, en plus de la première voie de sortie 7 et de la deuxième voie d'entrée 10, une troisième voie d'entrée du liquide de refroidissement 16 depuis un circuit de dérivation d'alimentation du conteneur d'énergie 17 (figure 4). Le basculement du levier rotatif 11 du connecteur fixe 2a depuis sa position 25 horizontale illustrée sur la figure 3, vers une position verticale illustrée sur la figure 4, permet de faire basculer l'écoulement du liquide de refroidissement du connecteur fixe 2a en direction du conteneur d'énergie, vers le circuit de dérivation d'évacuation du liquide de refroidissement 15. Ainsi, dans la position basculée de la figure 4, le liquide de refroidissement 30 6a circulant à travers le connecteur fixe 2a est contraint dans un circuit de dérivation coté moteur 18. De façon similaire, le basculement du levier rotatif 12 du connecteur détachable 3a depuis sa position horizontale illustrée sur la figure 3, vers une position verticale illustrée sur la figure 4, permet de faire basculer l'alimentation du liquide de refroidissement du connecteur détachable 3a provenant du circuit de refroidissement monté sur le véhicule 5 vers une alimentation en liquide provenant du circuit de dérivation d'alimentation du conteneur d'énergie 17. Ainsi, dans la position basculée de la figure 4, le liquide de refroidissement 6b circulant à travers le connecteur détachable 3a est contraint dans un circuit de dérivation coté conteneur d'énergie 19. En référence à la figure 6, lorsque les leviers respectifs 11,12 sont en position verticale, comme illustrée sur la figure 4, le connecteur fixe 2a peut alors être séparé du connecteur détachable 3a et, dans cette variante, le conteneur d'énergie retiré pour être remplacé sans qu'une vidange du conteneur d'énergie n'ait été effectuée. On pourra prévoir que seul le connecteur détachable 3a comporte une troisième voie d'entrée en liquide 16 permettant, après basculement du levier correspondant 12 en position verticale de faire circuler le liquide de refroidissement 6b dans le circuit de dérivation coté conteneur d'énergie 19. Le refroidissement du conteneur d'énergie sera ainsi assuré pendant l'opération de retrait de conteneur d'énergie. Dans ce cas, le connecteur fixe 2a pourra être un connecteur 2 à deux voies tel que celui décrit dans le cadre de la première variante des figures 1 et 2. Dans le cadre des variantes illustrées sur les figures 3 à 5, le connecteur fixe 2a et le connecteur détachable 3a peuvent être assimilés à des vannes trois voies. Selon une seconde variante, le basculement des leviers respectifs 11,12 des connecteurs fixe 2a et détachable 3a est effectué manuellement par l'opérateur. Selon une troisième variante, le connecteur fixe 2a et le connecteur détachable 3a sont des électrovannes trois voies, le basculement des leviers respectifs 11,12 des connecteurs fixe 2a et détachable 3a étant ainsi commandé électriquement. En référence aux figures 6 à 10, selon la quatrième variante de l'invention, l'embout lb comporte tous les éléments décrits en référence aux figures 3 à 5. En outre, l'embout lb de la quatrième variante comporte une première pièce de basculement 20 apte à coopérer avec le connecteur fixe 2a et une seconde pièce de basculement 21 apte à coopérer avec le connecteur détachable 3b. 2 983 786 8 La première pièce de basculement 20 comporte une première partie 22 qui peut être coaxialement emmanchée sur la troisième voie de sortie du liquide de refroidissement 14 du connecteur fixe 2b. La première partie 22 de la première pièce de basculement 20 est reliée, par son coté opposé au connecteur fixe 2a, 5 au circuit de dérivation d'évacuation du liquide de refroidissement 15. La première pièce de basculement 20 comporte en outre une seconde partie 23 en saillie vers le haut solidaire de la première partie 22. Lors de l'emmanchement de la première partie 22 de la première pièce de basculement 20, la seconde partie 23 est entraînée en mouvement vers le haut et 10 l'extrémité supérieure 24 de la seconde partie 23 de la pièce de basculement 20 vient au contact du levier de basculement 11 du connecteur fixe 2b initialement en position horizontale (figure 6) et l'entraîne en pivotement jusqu'à la position verticale (figure 8) dans laquelle le circuit de dérivation coté moteur 18 est ouvert. La seconde pièce de basculement 21 destinée à être montée sur le 15 connecteur détachable (3b) comporte également une première partie 22a qui peut être coaxialement emmanchée sur la troisième voie de sortie du liquide de refroidissement 16 du connecteur détachable 2b. La première partie 22a de la seconde pièce de basculement 21 est reliée, par son coté opposé au connecteur détachable 3a, au circuit de dérivation d'alimentation en liquide de refroidissement 20 17. La seconde pièce de basculement 21 comporte en outre une seconde partie 23a en saillie vers le haut solidaire de la première partie 22a. Lors de l'emmanchement de la première partie 22a de la seconde pièce de basculement 21, la seconde partie 23a est entraînée en mouvement vers le haut 25 et l'extrémité supérieure 24a de la seconde partie 23a de la pièce de basculement 21 vient au contact du levier de basculement 12 du connecteur détachable 3b initialement en position horizontale (figure 6) et l'entraîne en pivotement jusqu'à la position verticale (figure 8) dans laquelle le circuit de dérivation 19 coté conteneur d'énergie est ouvert. 30 En référence à la figure 9, lorsque les deux pièces de basculement 20,21 sont ainsi emmanchées sur les troisièmes voies respectives 14,16 du connecteur fixe 2b et connecteur détachable 3b, l'écoulement du liquide de refroidissement 6a au niveau du connecteur fixe 2b s'effectue vers le circuit de dérivation d'évacuation du liquide de refroidissement 15, et l'écoulement du liquide de refroidissement 6b à l'entrée du connecteur détachable 3b s'effectue depuis le circuit de dérivation d'alimentation du conteneur d'énergie 17. Ainsi, le liquide de refroidissement 6a circulant à travers le connecteur fixe 2 est contraint dans le circuit de dérivation coté moteur 18 et le liquide de refroidissement 6b circulant à travers le connecteur détachable 3b est contraint dans le circuit de dérivation coté conteneur d'énergie 19. En référence à la figure 10, lorsque les leviers respectifs 11,12 sont en position verticale, comme illustrée sur la figure 10, le connecteur fixe 2b peut alors être séparé du connecteur détachable 3b et le conteneur d'énergie retiré pour être remplacé sans qu'une vidange n'ait été effectuée. Comme illustré sur la figure 10, le circuit de dérivation coté moteur 18 et le circuit de dérivation coté conteneur d'énergie 19 peuvent être raccordés pour former un circuit principal de dérivation 30. Dans ce cas, le fluide de refroidissement 6c circule depuis le circuit de refroidissement monté sur le véhicule 5 vers le circuit de refroidissement du conteneur d'énergie 8 via le circuit principal de dérivation 30. Cette variante est avantageusement utilisée lorsque le conteneur d'énergie nécessite une intervention technique sans avoir à être retiré. On utilise de préférence, au niveau du circuit principal de dérivation 30, un tuyau souple et d'une certaine longueur pour assurer l'intervention sur le conteneur d'énergie déposé en dehors du véhicule. Un tel circuit principal de dérivation 30 peut également être mis en oeuvre dans le cas des deuxième et troisième variantes. Pour les quatre variantes décrites précédemment, pour séparer le circuit de liquide de refroidissement du conteneur d'énergie 8 du circuit de refroidissement monté sur le véhicule 5 dans le cadre d'un changement de conteneur d'énergie, ou pour déposer le conteneur d'énergie en utilisant un circuit principal de dérivation 30, l'opérateur fait basculer le levier de basculement 11 du connecteur fixe 2,2a,2b depuis sa position nominale horizontale, jusqu'à sa position verticale, et fait basculer de la même façon le levier de basculement 12 du connecteur détachable 3,3a,3b depuis sa position nominale horizontale, jusqu'à sa position verticale. Pour la première variante, seul le basculement de l'un des leviers de basculement 11,12 du connecteur fixe 2 ou détachable 3 peut être envisagé puisqu'un tel basculement engendre la fermeture du circuit principal de refroidissement 13. En revanche, pour les deuxième, troisième et quatrième variantes, le basculement des leviers de basculement 11,12 des connecteurs fixe 2 et détachable 3 doit être concomitant ou subséquent. Ensuite, l'opérateur détache le connecteur fixe 2a du connecteur détachable 3a et peut intervenir sur le conteneur d'énergie dans le cas de l'utilisation d'un circuit principal de dérivation 30, ou changer de conteneur d'énergie dans le cas de l'utilisation de deux circuits distincts de dérivation coté moteur 18 et coté conteneur d'énergie 19 et ce, sans effectuer de vidange. En variante non représentée, on peut prévoir que lors de la séparation du circuit de liquide de refroidissement du conteneur d'énergie 8 du circuit de refroidissement monté sur le véhicule 5, on réalise un premier circuit secondaire reliant le circuit de dérivation d'évacuation du liquide de refroidissement 15 au circuit de refroidissement monté sur le véhicule 5 et un second circuit secondaire reliant le circuit de dérivation d'alimentation du conteneur d'énergie 17 au circuit de liquide de refroidissement du conteneur d'énergie 8. Dans cette hypothèse, lorsque la batterie ne nécessite pas d'être retirée du circuit, elle continue à être refroidie pendant toute la durée de l'intervention. Et lorsque la batterie nécessite d'être retirée et donc le second circuit secondaire coupé, le connecteur détachable 3a sera utilisé pour remplir le circuit de refroidissement de la batterie, une fois que la nouvelle batterie ou la batterie réparée sera en place. L'embout de l'invention permet de diminuer le temps d'intervention lors d'un changement de batterie. Par ailleurs, l'embout de l'invention présente une sécurité plus importante en terme de court-circuit et d'électrochoc en raison de l'absence d'eau résiduelle dans la batterie. En outre, même pendant le changement de batterie, de part la circulation du liquide de refroidissement dans le circuit de dérivation coté conteneur d'énergie 19, la batterie est continuellement refroidie. Enfin, il peut être envisagé d'utiliser le circuit de dérivation d'alimentation du conteneur d'énergie 17 et/ou le circuit de dérivation d'évacuation du liquide de refroidissement 15 pour réaliser un remplissage partiel ou complet du circuit de refroidissement principal 13.