Brevet FR3009247A1 — publié le 20150206

La présente invention concerne un véhicule atelier autonome. Le domaine concerné ici est par exemple le montage/démontage de pneumatiques (ou pneus) sur un véhicule automobile. Il existe des fourgons comportant du matériel permettant de réaliser des opérations courantes de changement de pneus sur un véhicule automobile. Ainsi, en cas de crevaison ou d'éclatement, un automobiliste peut se faire dépanner rapidement. En outre, un automobiliste qui souhaite faire changer des pneus sur sa voiture n'a pas besoin d'amener sa voiture à l'atelier mais le fourgon vient réaliser le changement de pneus à domicile, ou sur un parking, ... . Pour effectuer le changement d'un pneu sur un véhicule, de type voiture personnelle ou poids lourds, on utilise généralement un démonte-pneus (qui permet aussi le remontage d'un pneu), un gonfleur, une équilibreuse et aussi parfois de l'éclairage en cas d'intervention nocturne. Ces équipements sont le plus souvent électriques. Pour les alimenter en électricité, la manière la plus habituelle est de prévoir un groupe électrogène. Ce dernier permet avec un moteur à combustion interne et un alternateur à générer du courant électrique à partir d'essence (ou mazout). Deux problèmes techniques se posent. Un premier problème est un problème de nuisance sonore. Un groupe électrogène est bruyant et la réglementation ne permet pas de travailler dans un fourgon dans lequel un groupe électrogène fonctionne. De ce fait, il faut sortir le groupe électrogène hors du fourgon avant d'effectuer une opération de changement de pneu puis le rentrer dans le fourgon après cette opération. Compte tenu du poids en général d'un groupe électrogène, cette opération est fastidieuse et demande de plus inutilement du temps qui pourrait être consacré au changement d'un pneu. Si toutefois on décide pour ce premier problème de passer outre et d'accepter de travailler avec un niveau de bruit élevé, ou bien d'"encapsuler" le groupe électrogène, alors il convient de résoudre d'autres problèmes liés notamment à l'évacuation des gaz d'échappement du groupe électrogène. Un second problème concerne la réglementation sur la circulation des véhicules. Il n'est autorisé dans un véhicule de n'emporter qu'une quantité limitée de carburant en dehors du carburant du réservoir. De ce fait, l'autonomie du fourgon est limitée. On peut remarquer ici qu'il n'est pas possible de prélever du carburant dans le réservoir du fourgon car ceci n'est pas compatible avec la gestion poussée des moteurs actuellement. Une solution habituellement adoptée est de disposer les outils de telle sorte que l'opérateur puisse effectuer les opérations de démontage et de montage de pneus, ainsi qu'éventuellement les opérations d'équilibrage, en étant à l'extérieur du véhicule. Ainsi, les opérateurs travaillent à l'extérieur du véhicule, dans une atmosphère moins bruyante a priori qu'à l'intérieur du véhicule. En cas d'intempéries, les conditions de travail sont de ce fait dégradées ou peuvent même demander de différer le changement de pneu. La présente invention a pour but de fournir un véhicule atelier, destiné notamment à permettre de changer des pneus, qui permette notamment à un opérateur de travailler dans de bonnes conditions, c'est-à-dire sans être soumis à des nuisances sonores trop importantes (la législation demande de travailler avec un bruit environnant de moins de 70 dB) et à l'abri des intempéries. Un problème technique à résoudre est de trouver une source d'énergie pour des outils de démontage et montage, pour un compresseur, pour une équilibreuse qui permettent de faire fonctionner ces outils dans de bonnes conditions de travail pour l'opérateur. Les outils connus de ce type ont besoin d'une puissance importante (plusieurs kW) qu'il est difficile de fournir "silencieusement". L'idée originale à la base de la présente invention est d'avoir une batterie de capacité suffisante que l'on vient recharger pendant que le véhicule se déplace d'un lieu d'intervention à un autre. À cet effet, l'invention propose un véhicule atelier autonome muni d'outils électriques, ledit véhicule étant un véhicule automobile muni d'un moteur et d'un alternateur pour la charge d'une première batterie, dite batterie du véhicule, utilisée pour l'alimentation électrique d'un premier circuit électrique. Selon la présente invention, un tel véhicule atelier comporte : - une deuxième batterie alimentant un second circuit électrique, isolé du premier circuit électrique et destiné notamment à l'alimentation électrique des outils électriques, - des moyens pour recharger la deuxième batterie à partir de l'alternateur, lesdits moyens comportant une troisième batterie dite batterie tampon reliée à la batterie du véhicule par l'intermédiaire d'un séparateur de batteries empêchant tout courant de circuler de la batterie tampon vers la batterie du véhicule. De la sorte, la deuxième batterie peut être utilisée pour faire fonctionner les outils et pendant que le moteur du véhicule est en marche, la deuxième batterie peut se recharger à l'aide de l'alternateur du véhicule par l'intermédiaire de la batterie tampon, qui est un reflet de la batterie du véhicule. L'utilisation de cette batterie tampon avec un séparateur de batteries permet d'avoir deux circuits électriques indépendants, celui du véhicule tel qu'il est conçu par le constructeur automobile fournissant le véhicule de base pour la mise en oeuvre de la présente invention et celui du système proposé par la présente invention. La solution proposée est une alternative à l'utilisation d'un groupe électrogène et permet de générer l'énergie électrique pour le fonctionnement des outils sans aucun bruit. Les moyens pour recharger la batterie comportent, par exemple, entre la batterie tampon et la seconde batterie, d'une part, un premier onduleur permettant de fournir un courant alternatif à partir du courant continu fourni par la batterie tampon et, d'autre part, un chargeur permettant à partir du courant alternatif de charger la seconde batterie. De la sorte, il est possible de charger une batterie 24 V (la deuxième batterie) à partir d'une batterie 12 V (la batterie tampon). On peut aussi prévoir que le véhicule comporte en outre un second onduleur permettant d'alimenter en courant alternatif les outils électriques à partir de la seconde batterie. Avantageusement, le chargeur et le second onduleur sont réunis au sein d'un même dispositif convertisseur chargeur qui permet, d'une part, à partir du courant en provenance du premier onduleur de charger la seconde batterie et, d'autre part, à partir du courant fourni par la seconde batterie d'alimenter au moins un outil électrique et avantageusement tous les outils électriques embarqués dans l'atelier mobile. Le véhicule comporte également de préférence des moyens de recharge de la seconde batterie à partir d'une prise de courant extérieure. Cette variante permet une recharge économique de la deuxième batterie. Dans cette forme de réalisation, on peut aussi prévoir que le véhicule selon l'invention comporte en outre un dispositif sélecteur disposé entre un onduleur en aval de la batterie tampon et un chargeur destiné à charger la seconde batterie à partir d'une source de courant alternatif permettant de couper tout courant en provenance l'onduleur en aval de la batterie tampon lorsque le véhicule est connecté à une prise de courant extérieure. Ceci permet une meilleure gestion de la charge de la deuxième batterie. Pour permettre une recharge économique de la deuxième batterie, les moyens de recharge de la seconde batterie peuvent par exemple comporter en outre au moins un module photovoltaïque et/ou une éolienne (mini-éolienne). Pour éviter de décharger complètement la batterie tampon et/ou la batterie du véhicule, le véhicule selon l'invention comporte avantageusement en outre des moyens de gestion permettant d'interdire toute charge de la seconde batterie à partir de la batterie tampon lorsque le moteur du véhicule 15 est éteint. Dans cette configuration, des moyens de commande de type interrupteur permettant de charger ou non la seconde batterie à partir de la batterie tampon lorsque le moteur du véhicule est en marche peuvent avantageusement être prévus. Afin de limiter à la fois le poids et l'encombrement d'un système selon 20 la présente invention, la deuxième batterie est avantageusement une batterie au lithium. Pour limiter les nuisances sonores dans un véhicule selon la présente invention, un tel véhicule peut comporter un poste de conduite et une partie fourgon logeant les outils électriques dont un compresseur d'air qui est alors, 25 de manière originale, disposé dans un logement isolé du fourgon. Des détails et avantages de la présente invention apparaitront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel : La figure unique illustre un schéma électrique d'un véhicule atelier 30 selon la présente invention. Dans un souci de clarté, les éléments illustrés sont simplement sous la forme de rectangles schématiques car l'homme du métier connaît les divers éléments constitutifs de la présente invention et c'est leur agencement relatif les uns par rapport aux autres qui permet de comprendre au mieux la présente invention. La présente invention a pour but de fournir des moyens pour réaliser un véhicule atelier autonome permettant à un opérateur de travailler dans de bonnes conditions. Le véhicule est par exemple un véhicule de type fourgonnette de moins de 3,5 tonnes (soit moins de 3.500 kg) comportant un moteur pour entrainer des roues, un poste de conduite 2 à l'intérieur duquel un conducteur trouve toutes les commandes nécessaires pour faire fonctionner le moteur et des accessoires de conduite et permettre de commander un déplacement du véhicule, ainsi qu'un espace de chargement utilisé ici pour loger par exemple un démonte-pneus 4 automatique, une équilibreuse 6 et un compresseur d'air 8. Des moyens d'éclairage 10 sont également prévus. Ils permettent d'éclairer l'intérieur de l'espace de chargement mais ils comportent aussi éventuellement au moins un spot d'éclairage extérieur pour pouvoir éclairer un véhicule dont on veut changer un pneu même dans l'obscurité. Tous ces éléments sont intégrés dans un circuit électrique alimenté en 220 V et comportant avantageusement un sélecteur différentiel 12. De préférence, l'espace de chargement est tel qu'il permette à un opérateur de tenir debout. On peut ainsi prévoir une hauteur sous plafond de l'ordre de 2 m. Avantageusement, le compresseur d'air 8 est disposé dans un compartiment isolé de l'espace de chargement. En effet, de tous les outils énumérés ci-dessus (démonte-pneus, équilibreuse, compresseur) c'est le plus bruyant. En l'isolant, il est ainsi possible de diminuer le niveau sonore au sein de l'espace de chargement lorsque le compresseur d'air 8 fonctionne. On peut par exemple prévoir que l'espace de chargement présente une double porte à l'arrière, c'est-à-dire à l'opposé du poste de conduite ainsi qu'au moins une porte latérale. Le compresseur d'air 8 se trouve alors par exemple à l'arrière de l'espace de chargement et la double porte arrière délimite avantageusement le compartiment isolé recevant le compresseur d'air 8. De la sorte, le compresseur d'air reste accessible (en ouvrant la double porte arrière) et l'accès à l'espace de chargement se fait alors par la porte latérale. Sur la figure, une ligne en trait pointillé courbe illustre schématiquement une séparation entre des éléments constitutifs de l'invention (à droite de la ligne) et des éléments avec lesquels l'invention coopère (à gauche de cette ligne). On retrouve essentiellement à gauche de cette ligne des éléments d'origine d'une fourgonnette, c'est-à-dire des éléments fournis par un constructeur de tels véhicules. Parmi ces éléments, on a le poste de conduite 2 déjà évoqué, un moteur et toute la mécanique associée pour permettre le déplacement du véhicule qui ne sont pas illustrés, un alternateur 14 qui coopère avec une première batterie, appelée par la suite batterie véhicule 16. De manière habituelle, la batterie véhicule 16 est une batterie au plomb fournissant un courant électrique continu et présentant une tension de l'ordre de 12 V à ses bornes. À gauche de la ligne pointillée, il a également été schématisé une prise électrique 18 qui est raccordée à un réseau électrique fournissant par exemple une tension alternative de 220 V à 50 Hz. La présente invention propose de fournir un réseau électrique pour l'alimentation des outils (à droite sur la figure) qui puisse être alimenté par l'alternateur 14. Ce réseau doit être conçu de manière à ne pas perturber le circuit électrique prévu par le constructeur automobile dans la conception de sa fourgonnette. Il est donc proposer de relier le réseau électrique selon la présente invention à la batterie véhicule 16 par l'intermédiaire d'un séparateur de batteries 20 qui est monté comme interface entre la batterie véhicule 16 et une deuxième batterie appelée par la suite batterie tampon 22. Le séparateur de batteries 20 fonctionne comme une diode qui permet d'empêcher tout passage de courant vers la batterie véhicule 16 mais qui permet au courant de circuler et de charger la batterie tampon 22. Cette dernière peut-être par exemple une batterie de caractéristiques similaires à la première batterie (batterie véhicule 16) et fournir une tension continue de l'ordre de 12 V. La batterie tampon 22 alimente un onduleur 24 qui fournit un courant alternatif, par exemple sous une tension de 220 V. Le système selon la présente invention comporte en outre une troisième batterie, ou batterie de puissance 26, qui constitue la source d'énergie pour l'alimentation électrique des outils lorsque le véhicule est à l'arrêt et n'est pas raccordé à un quelconque réseau extérieur. Pour permettre de fournir une plus grande puissance, la batterie de puissance 26 présente par exemple une tension de 24 V à ses bornes. Il s'agit par exemple d'une batterie au lithium. Afin de pouvoir faire fonctionner les outils embarqués dans le véhicule, le courant sortant de la batterie de puissance, qui est un courant continu, doit être converti en courant alternatif. Il est proposé ici, de manière originale, d'utiliser un convertisseur/chargeur 28 comme interface entre la batterie de puissance 26 et les outils. Le convertisseur/chargeur 28 a essentiellement deux fonctionnalités. Il permet, comme indiqué, de convertir un courant (continu) issu de la batterie de puissance 26 pour pouvoir l'utiliser et faire fonctionner les outils. En outre, le convertisseur/chargeur 28 peut être utilisé pour charger la batterie de puissance 28 à partir du courant fourni par l'onduleur 24. Il est prévu que la batterie de puissance ne puisse être rechargée à partir de la batterie tampon 22 que lorsque le moteur du véhicule est en marche, c'est-à-dire lorsque l'alternateur 14 fonctionne. L'onduleur 24 est ainsi relié au poste de conduite 2 et des moyens sont prévus pour commander la mise en marche et l'arrêt du fonctionnement de l'onduleur 24. On peut prévoir, outre le fait que l'onduleur 24 est en marche lorsque le moteur tourne, qu'un interrupteur, placé par exemple dans le poste de conduite, soit en position de marche pour permettre le fonctionnement de l'onduleur 24. Un sélectionneur 30 est également schématisé sur l'unique figure. Il s'agit d'un élément optionnel utilisé pour donner la priorité à une recharge de la batterie de puissance 26 à partir d'un réseau de distribution d'électricité. Ainsi, il est prévu que lorsque le véhicule est relié à une prise électrique 18, plus aucun courant ne circule de l'onduleur 24 vers la batterie de puissance 26. Cette fonction est assurée par le sélectionneur 30. Ainsi, dès que le véhicule est branché sur une prise électrique 18, une charge de la batterie de puissance 26 est assurée depuis le réseau électrique correspondant (dans la mesure bien entendu où la batterie de puissance a besoin d'être rechargée). Pour le contrôle du système, il est prévu un tableau d'affichage 32 qui peut par exemple donner des informations sur le niveau de charge de la batterie de puissance 26 et/ou sur son chargement et/ou sur la puissance consommée par les outils, etc. . On peut aussi prévoir de charger la batterie de puissance 26 à partir d'une autre source d'énergie, par exemple une source dite renouvelable. Sur la figure un récepteur 34, se présentant par exemple sous la forme d'un module photovoltaïque ou d'une éolienne, est prévu pour charger la batterie de puissance 26. Un contrôleur 28 permet de contrôler la charge de la batterie de puissance 26 à partir du récepteur 34. Le véhicule ainsi réalisé intègre un atelier permettant en toute autonomie de changer des trains de pneus sur une voiture ou tout autre 10 véhicule. Lorsque le véhicule est à l'arrêt, par exemple au bord d'une route pour dépanner un autre véhicule en panne (crevaison, éclatement, ...), son moteur est éteint. L'énergie nécessaire pour faire fonctionner les outils précédemment évoqués mais éventuellement d'autres outils tels une visseuse/dévisseuse 15 pneumatique (qui peut alors fonctionner à partir du compresseur d'air 8) ou électrique (qui pourrait par exemple être branchée sur une prise électrique intégrée au véhicule et raccordée au sélecteur différentiel 12) est délivrée à partir de la batterie de puissance 26. Si cette dernière est une batterie 24 V, avec un courant de 100 A elle fournira une puissance de 2.400 kVA. En 20 dimensionnant correctement la batterie de puissance 26, on peut ainsi obtenir des puissances allant jusqu'à environ 5.000 kVA. Une telle puissance n'est nécessaire que sur des plages de temps courtes, lors par exemple du fonctionnement du compresseur d'air 8. Lorsque l'intervention sur le véhicule en panne est terminée, le 25 véhicule atelier autonome peut se rendre sur un autre lieu d'intervention. Au cours de ce déplacement, la batterie de puissance 26 peut alors être rechargée à partir de l'alternateur 14 du véhicule. L'alternateur 14 fonctionne normalement et recharge la batterie véhicule 16. Par l'intermédiaire du séparateur de batteries 20, l'alternateur 14 permet également de recharger la batterie tampon 30 22. L'onduleur 24 fonctionne alors lorsque l'interrupteur évoqué plus haut est en position fermée et recharge la batterie de puissance 26 par l'intermédiaire du convertisseur/chargeur 28. Il faut remarquer aussi que lorsqu'un récepteur 34 est prévu, la recharge de la batterie de puissance 26 s'effectue en continu, que le véhicule roule ou bien soit à l'arrêt. Lorsque le véhicule rentre à son garage, par exemple en fin de journée, il peut être relié au réseau électrique domestique pour recharger complètement la batterie de puissance 26 afin que le véhicule soit prêt à intervenir. Pour économiser le carburant, après sa dernière ou avant-dernière intervention, en fonction de la charge de la batterie de puissance qui peut être contrôlée sur le tableau d'affichage 32, l'opérateur peut choisir de ne pas recharger à partir de l'alternateur 14 afin de privilégier une recharge sur le secteur à son arrivée au garage. Le véhicule atelier proposé ne possède donc pas seulement une parfaite autonomie mais permet également une bonne gestion de cette autonomie. Le véhicule décrit permet une absence totale de nuisance sonore pour la production d'énergie pour l'alimentation des outils de l'atelier mobile. En outre, dans la forme de réalisation décrite, le compresseur d'air est isolé et permet d'avoir un niveau sonore dans l'espace de chargement où se trouvent les outils de l'ordre de 65 dB. Ce niveau sonore n'est atteint que sur des intervalles de temps relativement courts. Ceci permet un travail dans de bonnes conditions. La solution proposée par la présente invention permet de se passer entièrement d'un groupe électrogène. Il est donc inutile de prévoir une réserve de carburant autre que celle prévue par le constructeur du véhicule pour l'alimentation du moteur. L'utilisation d'une batterie au lithium, au moins pour la batterie de puissance 26, permet de limiter et le poids et l'encombrement de la batterie de puissance. On peut par exemple prévoir de disposer cette batterie de puissance 26 avec d'autres éléments (batterie tampon, chargeur/convertisseur, onduleur, ...) en hauteur dans l'espace de chargement juste au-dessus ou juste à l'arrière du poste de conduite 2. Ce type de batterie (au lithium) permet 30 en outre un grand nombre de cycles de recharges et une durée de vie de plusieurs années, tout ceci avec un entretien limité (pas d'eau à rajouter, ...). Le véhicule atelier autonome présenté ci-dessus permet donc de travailler dans de bonnes conditions de travail (sans nuisance sonore, à l'abri des intempéries, pas de groupe électrogène à déplacer, ...). Il permet aussi d'éviter d'avoir une réserve de carburant supplémentaire à emporter. Enfin, la solution proposée est économique par rapport par exemple à l'utilisation d'un groupe électrogène. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation préférée décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif et aux variantes évoquées. Elle concerne également toutes les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après. REVENDICATIONS1. Véhicule atelier autonome muni d'outils (4, 6, 8) électriques, ledit véhicule étant un véhicule automobile muni d'un moteur et d'un alternateur (14) pour la charge d'une première batterie, dite batterie du véhicule (16), utilisée pour l'alimentation électrique d'un premier circuit électrique, caractérisé en ce qu'il comporte : - une deuxième batterie (26) alimentant un second circuit électrique, isolé du premier circuit électrique et destiné notamment à l'alimentation électrique des outils (4, 6, 8) électriques, - des moyens pour recharger la deuxième batterie (26) à partir de l'alternateur (14), lesdits moyens comportant une troisième batterie dite batterie tampon (22) reliée à la batterie du véhicule (16) par l'intermédiaire d'un séparateur de batteries (20) empêchant tout courant de circuler de la batterie tampon (22) vers la batterie du véhicule (16). 2. Véhicule atelier selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour recharger la batterie comportent, entre la batterie tampon (22) et la seconde batterie (26), d'une part, un premier onduleur (24) permettant de fournir un courant alternatif à partir du courant continu fourni par la batterie tampon (22) et, d'autre part, un chargeur (28) permettant à partir du courant alternatif de charger la seconde batterie (26). 3. Véhicule atelier selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un second onduleur (28) permettant d'alimenter en courant alternatif les outils (4, 6, 8) électriques à partir de la seconde batterie (26). 4. Véhicule atelier selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le chargeur et le second onduleur sont réunis au sein d'un même dispositif convertisseur chargeur (28) qui permet, d'une part, à partir du courant en provenance du premier onduleur (24) de charger la seconde batterie (26) et, d'autre part, à partir du courant fourni par la seconde batterie (26) d'alimenter au moins un outil (4, 6, 8) électrique. 5. Véhicule atelier selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte également des moyens de recharge de la seconde batterie (26) à partir d'une prise de courant (18) extérieure. 6. Véhicule atelier selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif sélecteur (30) disposé entre un onduleur (24) en aval de la batterie tampon (22) et un chargeur (28) destiné à charger la seconde batterie (26) à partir d'une source de courant alternatif permettant de couper tout courant en provenance l'onduleur (24) en aval de la batterie tampon (22) lorsque le véhicule est connecté à une prise de courant (18) extérieure. 7. Véhicule atelier selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de recharge de la seconde batterie (26) comportent en outre au moins un module photovoltaïque (34) et/ou une éolienne (34). 8. Véhicule atelier selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de gestion permettant d'interdire toute charge de la seconde batterie (26) à partir de la batterie tampon (22) lorsque le moteur du véhicule est éteint. 9. Véhicule atelier selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte la seconde batterie (26) est une batterie au lithium. 10. Véhicule atelier selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un poste de conduite (2) et une partie fourgon, en ce que la partie fourgon loge les outils (4, 6, 8) électriques, en ce qu'un outil électrique est un compresseur d'air (6), et en ce que le compresseur d'air (6) est dans un logement isolé du fourgon.