Brevet FR3004594A1 — publié le 20141017

Le domaine de l'invention est le domaine du chargement électrique sans fil. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de chargement électrique sans fil d'un terminal, tel qu'un téléphone portable, comportant un accumulateur électrique, destiné à être embarqué dans un véhicule automobile. Il existe dans le cadre du chargement électrique sans fil d'un terminal, comportant un accumulateur électrique, des dispositifs de chargement par induction et par résonance magnétique. Dans un dispositif de chargement par induction, le terminal est posé sur une surface plane de chargement électrique dans le véhicule automobile. La surface plane comporte une bobine émettrice qui génère un champ magnétique variable. Les variations du champ magnétique induisent la circulation d'un courant électrique dans la bobine réceptrice. Pour cela, la bobine réceptrice est en vis-à-vis de la bobine émettrice. Cette variation de champ magnétique induit du courant électrique dans la bobine réceptrice, ce qui charge l'accumulateur électrique. Du fait que le véhicule soit en mouvement, que ce soit lors de prises de virages, de ronds-points, de dos d'ânes etc, le terminal, et donc l'accumulateur électrique, se déplace sur la surface plane. Ces déplacements contribuent à détériorer la charge du terminal et l'usent par frottement mécanique. La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des limitations des solutions de l'art antérieur, notamment celles exposées ci-avant, en proposant une solution qui permette de limiter les déplacements du terminal comportant un accumulateur électrique, dus au mouvement du véhicule, afin d'optimiser sa charge sans fil. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un dispositif de chargement électrique sans fil destiné à être embarqué dans un véhicule automobile, ledit dispositif comportant une bobine, dite « bobine émettrice » et un circuit d'alimentation de ladite bobine émettrice, caractérisé en ce qu'il comporte une première partie et une seconde partie dont l'une au moins est mobile par rapport à l'autre entre : - une position fermée du dispositif dans laquelle la première partie et la seconde partie sont agencées de sorte à délimiter une cavité d'accueil d'un terminal comportant un accumulateur électrique à charger, - une position ouverte du dispositif adaptée à permettre l'insertion du terminal entre ladite première partie et ladite seconde partie, la première partie comportant la bobine émettrice du côté de la seconde partie, et la seconde partie comportant du côté de la première partie, un moyen élastique adapté à prendre appui, lorsque le dispositif est en position fermée, contre ledit terminal dans la cavité d'accueil, et à maintenir ledit terminal, immobile, contre la première partie. De telles dispositions permettent de maintenir le terminal, comportant un accumulateur électrique, par le biais de la première partie, de la seconde partie et du moyen élastique, de façon à ce que la bobine réceptrice, située dans le terminal, soit immobile par rapport à la bobine émettrice, afin d'optimiser le chargement électrique sans fil d'un accumulateur électrique dans un véhicule automobile. Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de chargement électrique sans fil d'un terminal, peut comporter en outre l'une ou plusieurs des 10 caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de chargement électrique sans fil d'un terminal comporte le circuit d'alimentation de la bobine émettrice distant de la première partie. 15 Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de chargement électrique sans fil d'un terminal comporte la seconde partie qui contient le circuit d'alimentation de la bobine émettrice. Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de chargement électrique sans fil d'un terminal comporte une liaison électrique, agencée entre le circuit 20 d'alimentation de la bobine émettrice et la bobine émettrice, de sorte que lorsque le dispositif passe de la position fermée à la position ouverte, ladite liaison électrique se déforme en torsion. Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de chargement électrique sans fil d'un terminal comporte une paroi, dite « paroi inférieure », située sous 25 le dispositif et délimitant avec la première partie et la seconde partie la cavité d'accueil du dispositif en position fermée. Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de chargement électrique sans fil d'un terminal comporte une paroi latérale, délimitant avec la première partie et la seconde partie la cavité d'accueil du dispositif en position fermée, située 30 transversalement à une extrémité de la paroi inférieure, de longueur I inférieure à la longueur L de la première et/ou de la seconde partie, en mesurant la longueur par rapport à la paroi inférieure. Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de chargement électrique sans fil d'un terminal comporte un élément de guidage situé sur une paroi 35 latérale et/ou sur la paroi inférieure et/ou sur la première partie. Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de chargement électrique sans fil d'un terminal comporte un système de blocage adapté à maintenir le dispositif en position fermée. Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de chargement 5 électrique sans fil d'un terminal comporte le moyen élastique qui est en matériau souple, ou recouvert d'un matériau souple, au moins dans une zone au niveau de laquelle le moyen élastique prend appui sur le terminal, dite zone de contact. Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de chargement électrique sans fil d'un terminal comporte le moyen élastique ou le matériau le recouvrant, 10 au moins dans la zone de contact, qui est un élastomère. Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de chargement électrique sans fil d'un terminal comporte un moyen élastique qui est un ressort. Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de chargement électrique sans fil d'un terminal comporte la première partie et la seconde partie toutes 15 deux mobiles l'une par rapport à l'autre et sont couplées en rotation et/ou en translation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent : - Figure 1 : une vue d'un dispositif de chargement électrique sans fil d'un 20 terminal, selon un exemple de réalisation de l'invention, en position ouverte. - Figure 2 : une vue du dispositif de chargement électrique sans fil de la figure 1 en position fermée. - Figures 3 à 6 : des exemples de réalisation de moyens élastiques du dispositif de chargement électrique sans fil. 25 Dans ces figures, des références identiques d'une figure à une autre désignent des éléments identiques ou analogues. Pour des raisons de clarté, les éléments représentés ne sont pas à l'échelle, sauf mention contraire. La présente invention concerne un dispositif 100 de chargement électrique sans fil destiné à être embarqué dans un véhicule automobile. Ledit dispositif comporte 30 une bobine, dite « bobine émettrice », un circuit d'alimentation de ladite bobine émettrice, une première partie 101 et une seconde partie 102 dont l'une au moins est mobile par rapport à l'autre. Ledit dispositif comporte deux positions. Une position fermée du dispositif 100 dans laquelle la première partie 101 et la seconde partie 102 sont agencées de sorte à délimiter une cavité d'accueil d'un terminal 107 comportant un accumulateur 35 électrique à charger. Une position ouverte du dispositif 100 adaptée à permettre l'insertion du terminal 107 entre ladite première partie 101 et ladite seconde partie 102. La première partie 101 comporte la bobine émettrice du côté de la seconde partie 102. Dans la suite de la description, on se place dans le cas où la première partie 101 comporte qu'une bobine émettrice (non représentée). Rien n'exclut suivant d'autres exemples que le dispositif 100 comporte plusieurs bobines émettrices. Dans un exemple de réalisation de l'invention non représenté, le dispositif 100 comporte plusieurs bobines réparties sur la première partie 101 en direction de la seconde partie 102. Ainsi, selon les modèles de terminaux 107, la bobine réceptrice située dans un terminal 107 a son axe aligné avec l'axe d'une des bobines de la première partie 101, qui sera la bobine émettrice. Le dispositif 100 est destiné à charger électriquement sans fil un terminal 107 tel qu'un téléphone portable, une tablette tactile, un lecteur MP3, etc. Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas d'un chargement électrique par induction (par exemple tel que spécifié par le consortium WPC, Wireless Power Consortium). L'invention est cependant applicable à d'autres technologies de chargement électrique sans fil, y compris par résonance magnétique (par exemple A4WP, Alliance for Wireless Power). La figure 1 représente un exemple de réalisation d'un dispositif 100 de chargement électrique sans fil d'un terminal 107 en position ouverte. La figure 2 représente le dispositif 100 de la figure 1 en position fermée. Le terminal 107 est introduit dans le dispositif 100 en position ouverte, de telle sorte que la bobine réceptrice du terminal 107 est située du côté de la première partie 101 afin que le chargement de l'accumulateur électrique du terminal 107 s'effectue. Dans l'exemple illustré par la figure 1, la première partie 101 et la seconde partie 102 sont mobiles en rotation. Dans un exemple de réalisation du dispositif non 25 représenté, une seule des parties 101 ou 102 est mobile. Comme illustré en figure 1, la seconde partie 102 comporte du côté de la première partie 101, un moyen élastique 103. Dans l'exemple de réalisation du moyen élastique de la figure 1, le moyen élastique 103 est un tube à double tunnel. Ledit moyen élastique est adapté à prendre appui, lorsque le dispositif 100 est en position fermée, 30 contre le terminal 107 dans la cavité d'accueil, et à maintenir ledit terminal, immobile, contre la première partie 101. Le moyen élastique 103 est en matériau souple, ou recouvert d'un matériau souple au moins dans la zone de contact, constitué de sorte à conserver l'état extérieur du terminal 107. On entend par zone de contact la zone dans laquelle le moyen élastique 35 103 prend appui sur le terminal 107. Le matériau utilisé pour conserver l'état du terminal 107 est de préférence un élastomère comme par exemple du caoutchouc. Ledit matériau protège le terminal 107 afin que ledit terminal ne soit pas physiquement dégradé par le moyen élastique 103. Comme illustré en figure 2, le moyen élastique 103 est adapté à prendre appui en position fermée contre le terminal 107 dans la cavité d'accueil. L'épaisseur du moyen élastique non compressé détermine l'épaisseur minimale des terminaux pouvant être maintenus immobiles en position fermée. 5 L'épaisseur du moyen élastique non compressé est donc choisie de sorte que, en position fermée et en l'absence de terminal 107, la distance entre le moyen élastique et la première partie 101, dite « distance minimale », est inférieure à l'épaisseur minimale des différents terminaux que l'on souhaite pouvoir charger. Ladite distance minimale est par exemple inférieure à 10 millimètres, voire inférieure à 5 millimètres (ladite distance 10 minimale peut être nulle si le moyen élastique prend appui, en position fermée, sur la première partie 101). Ainsi, le moyen élastique prend appui, en position fermée, sur tout terminal avec une épaisseur plus grande que ladite distance minimale. L'épaisseur du moyen élastique, lorsqu'il est compressé au maximum, détermine l'épaisseur maximale des terminaux pouvant être acceptés dans la cavité 15 d'accueil du dispositif 100 en position fermée. L'épaisseur du moyen élastique compressé au maximum est donc choisie de sorte que, en position fermée, la distance entre ledit moyen élastique compressé au maximum et la première partie 101, dite « distance maximale », est supérieure à l'épaisseur maximale des différents terminaux que l'on souhaite pouvoir charger. Ladite distance maximale est par exemple supérieure à 20 15 millimètres, voire supérieure à 20 millimètres. Ainsi, tout terminal avec une épaisseur inférieure à ladite distance maximale pourra être accepté dans la cavité d'accueil du dispositif 100 en position fermée. Ainsi, grâce au moyen élastique, le dispositif 100 accepte des terminaux de différentes épaisseurs dans une étendue de l'ordre d'une dizaine de millimètres. 25 Dans l'exemple de la figure 1, le moyen élastique 103 est un tube à double tunnel mais ledit moyen élastique peut avoir d'autres formes ou aspects comme une mousse alvéolaire monobloc ou des cônes d'appui, comme illustré aux figures 3 à 6. De plus, dans un exemple non limitatif de réalisation de l'invention, le moyen élastique 103 est un ressort. 30 Dans l'exemple illustré par la figure 1, le dispositif 100 comporte une paroi inférieure 105 et deux parois latérales 108 dont une non représentée sur la figure 1. On entend par paroi inférieure 105 une paroi située sous le dispositif 100 et délimitant avec la première partie 101 et la seconde partie 102 la cavité d'accueil. On entend par paroi latérale 108 une paroi située transversalement à une extrémité de la paroi inférieure 105 35 et qui délimite avec la première partie 101 et la seconde partie 102 la cavité d'accueil du dispositif 100 en position fermée. Dans un exemple de réalisation de l'invention, le dispositif 100 ne comporte qu'une paroi inférieure 105. Dans un dispositif alternatif, le dispositif 100 comporte une paroi latérale 108 de chaque côté des parties 101,102. Lorsque le dispositif 100 est en position fermée, la première partie 101 et la seconde partie 102 délimitent une cavité d'accueil pour recevoir un terminal 107 afin de le charger électriquement. La paroi inférieure 105 sert de butée au terminal 107 sur laquelle ledit terminal prend appui sous l'effet de la gravité lors de sa mise en place. Dans un mode préféré de réalisation, visible à la figure 1, la longueur I de la paroi latérale 108 par rapport à la paroi inférieure 105 est inférieure à la longueur L d'au moins une des parties 101, 102. Ainsi lorsque le dispositif 100 est en position ouverte comme illustré à la figure 1, l'insertion et l'extraction du terminal 107 entre la première partie 101 et la seconde partie 102 est facilitée. Dans l'exemple non limitatif de la figure 1, les deux parties 101, 102 sont couplées en rotation. Dans des modes préférés de réalisation, les deux parties 101, 102 sont couplées en translation. Dans un autre exemple non représenté, les deux parties 101, 102 sont couplées à la fois en rotation et en translation. Le dispositif 100 comporte un système de couplage des parties 101, 102 qui est composé, dans la figure 1, d'une biellette 106. Dans le système de couplage à biellette, les positions des axes de rotation de la première partie 101, de la seconde partie 102 et de la biellette 106 peuvent être ajustées de manière à adapter les courses de déplacement et les vitesses des parties 101, 102. Dans un exemple de réalisation d'un système de couplage par biellette, une biellette 106 est placée de chaque côté du dispositif 100 pour une plus grande résistance mécanique et pour que les efforts lors des mouvements du véhicule automobile soient identiques de chaque coté du dispositif 100. Dans l'exemple de la figure 1, le système de couplage est réalisé par biellette 106 mais le système de couplage peut aussi être réalisé par d'autres moyens, par exemple au moyen d'engrenages. Dans un autre exemple de réalisation du système de couplage entre la première partie 101 et la seconde partie 102, le système de couplage est réalisé par biellette 106 et par des engrenages. Dans un exemple de réalisation d'un système de couplage par engrenages, les axes de rotation des première et seconde parties 101, 102 sont alignés avec les axes de chaque engrenage. Dans un exemple alternatif de réalisation d'un système de couplage par engrenage, les axes de rotation des première et seconde parties 101, 102 et les axes des engrenages sont décalés. Ce décalage permet de créer un mouvement additionnel de translation suivant une direction tangentielle à la surface du terminal permettant de maintenir davantage le terminal 107 vers le bas du dispositif 100. Dans un exemple de réalisation d'un système de couplage par engrenage, les roues des engrenages sont de dimensions différentes dans le but de différencier les courses d'ouverture et de vitesse de déplacement des parties 101, 102. Dans un exemple de réalisation de l'invention, un système par engrenage est disposé de chaque côté du dispositif 100. La figure 1 représente le dispositif 100 en position ouverte comportant un élément de guidage 109 situé sur la paroi latérale 108. Dans cet exemple, l'élément de 5 guidage 109 est une paroi formant avec la paroi latérale 108 un angle permettant de faciliter l'insertion du terminal 107 dans le dispositif 100. L'élément de guidage 109 de la figure 1 créé un profil en U avec la première partie 101 et la paroi latérale 108. L'élément de guidage 109 de la figure 1 permet d'assurer que le terminal 107 se dirige vers la première partie 101. Dans un autre exemple de réalisation de l'invention, la paroi 10 inférieure 105 comporte un élément de guidage, tel qu'un rail de guidage. Dans un autre exemple, la première partie 101 comporte un élément de guidage tel qu'un repère visuel (stries, etc.) permettant d'influencer l'utilisateur lors du placement du terminal 107 afin que ledit utilisateur positionne le terminal 107 de préférence au centre de la cavité d'accueil. Dans l'exemple de la figure 1, le dispositif 100 est intégré dans un support 15 fixe 104 qui s'intègre dans l'habitacle du véhicule automobile tel que la planche de bord. Tel qu'indiqué précédemment, le dispositif 100 comporte un circuit d'alimentation (non représenté) de la bobine émettrice. Dans un exemple de réalisation de l'invention, le circuit d'alimentation est situé dans la première partie 101. Dans un mode préféré de réalisation ledit circuit d'alimentation est distant de la première partie 101, 20 c'est-à-dire non intégré dans cette première partie 101. Avantageusement, le circuit d'alimentation de la bobine émettrice est situé dans la seconde partie 102 afin d'avoir une première partie 101 plus fine dans le cas où la première partie 101 est disposé du côté de l'utilisateur. Une première partie 101 plus fine permet d'avoir un dispositif 100 plus esthétique et plus ergonomique pour l'insertion et le 25 retrait du terminal 107. En effet, le dispositif 100 s'ouvre d'une dimension minimale nécessaire pour insérer et retirer le terminal 107. Ladite dimension minimale correspondant à l'épaisseur de la première partie 101 et de l'épaisseur du terminal 107. Ainsi, en ayant une première partie 101 plus fine, l'ouverture du dispositif 100 nécessaire pour insérer et retirer le terminal 100 est moins grande. 30 Selon un exemple de réalisation de l'invention, le circuit d'alimentation de la bobine émettrice se trouve dans une partie différente des parties 101, ou 102. Le dispositif 100 comporte une liaison électrique agencée entre le circuit d'alimentation de la bobine émettrice et la bobine émettrice. Dans un exemple de réalisation dans lequel le circuit d'alimentation de la 35 bobine émettrice est situé dans la seconde partie 102, une première extrémité de la liaison électrique est reliée à un des côtés du moyen élastique 103. Une seconde extrémité de la liaison électrique est reliée à la bobine émettrice, par le côté d'une cavité d'accueil diagonalement opposé au côté du moyen élastique 103 relié. Ladite liaison électrique se déforme par exemple en torsion ce qui permet une plus grande robustesse de la liaison électrique. Tel qu'illustré par la figure 2 comporte un système de blocage 200 pour maintenir le dispositif 100 fermé malgré l'effort du moyen élastique 103 sur le terminal 107 qui tend à écarter la première partie 101 et la seconde partie 102. Dans la figure 2, le système de blocage 200 comporte un aimant, situé sur le support fixe 104, et une partie métallique située en vis-à-vis de l'aimant en position fermée. Dans d'autres exemples de réalisation de l'invention, ledit système de blocage 200 est un verrou, un loquet, etc. Dans un exemple de réalisation de l'invention, le dispositif 100 comporte un système d'amortissement de l'ouverture du dispositif 100. La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu'elle s'était fixés. En particulier, la présente invention permet de maintenir le terminal 107, immobile, contre la première partie 101 pour que le chargement électrique sans fil d'un terminal 107 soit efficace. REVENDICATIONS1. Dispositif (100) de chargement électrique sans fil destiné à être embarqué dans un véhicule automobile, ledit dispositif comportant une bobine, dite « bobine émettrice » et un circuit d'alimentation de ladite bobine émettrice, caractérisé en ce qu'il comporte une première partie (101) et une seconde partie (102) dont l'une au moins est 5 mobile par rapport à l'autre entre : - une position fermée du dispositif (100) dans laquelle la première partie (101) et la seconde partie (102) sont agencées de sorte à délimiter une cavité d'accueil d'un terminal (107) comportant un accumulateur électrique à charger, - une position ouverte du dispositif (100) adaptée à permettre l'insertion du terminal 10 (107) entre ladite première partie (101) et ladite seconde partie (102), la première partie (101) comportant la bobine émettrice du côté de la seconde partie (102) et la seconde partie (102) comportant, du côté de la première partie (101), un moyen élastique (103) adapté à prendre appui, lorsque le dispositif (100) est en position fermée, contre ledit terminal (107) dans la cavité d'accueil, et à maintenir ledit terminal (107), 15 immobile, contre la première partie (101). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le circuit d'alimentation de la bobine émettrice est distant de la première partie (101). 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la seconde partie (102) comporte le circuit d'alimentation de la bobine émettrice. 20 4. Dispositif selon la revendication 2, comportant une liaison électrique, ladite liaison électrique étant agencée entre le circuit d'alimentation de la bobine émettrice et la bobine émettrice, de sorte que lorsque le dispositif (100) passe de la position fermée à la position ouverte, ladite liaison électrique se déforme en torsion. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant 25 une paroi dite « paroi inférieure » (105), située sous le dispositif (100) et délimitant avec la première partie (101) et la seconde partie (102) la cavité d'accueil du dispositif (100) en position fermée. 6. Dispositif selon la revendication 5, comportant une paroi latérale (108), délimitant avec la première partie (101) et la seconde partie (102) une cavité d'accueil du 30 dispositif (100) en position fermée, située transversalement à une extrémité de la paroi inférieure (105), de longueur (I) inférieure à la longueur (L) de la première et/ou de la seconde partie (101, 102), en mesurant ladite longueur par rapport à la paroi inférieure (105). 7. Dispositif selon la revendication 6, comportant un élément de guidage situé sur la paroi latérale (108) et/ou sur la paroi inférieure (105) et/ou sur la première partie (101). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant 5 un système de blocage (200) adapté à maintenir le dispositif (100) en position fermée. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen élastique (103) est en matériau souple, ou recouvert d'un matériau souple, au moins dans une zone au niveau de laquelle le moyen élastique (103) prend appui sur le terminal (107), dite zone de contact. 10 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie (101) et la seconde partie (102) sont toutes deux mobiles l'une par rapport à l'autre et sont couplées en rotation et/ou en translation.