Brevet FR3103418A1 — publié le 20210528

Un dispositif de couplage (DC) est couplé à un véhicule (V) comprenant au moins un train, comportant des roues (R) contactant une surface de roulage (SR), et une batterie (BR) rechargeable par transfert d’énergie électrique par induction via une bobine secondaire (BS) installée entre ces roues (R). Ce dispositif (DC) comprend un boîtier (BT) transportable, destiné à être placé sur la surface de roulage (SR) entre les roues (R), et comprenant deux bras (BC) opposés et à extensions réglables suivant une même direction afin de contacter respectivement les roues (R), et un chariot (CT) comportant une bobine primaire (BP) destinée à être alimentée en courant de recharge et monté en translation suivant cette direction afin de positionner la bobine primaire (BP) sous la bobine secondaire (BS). Figure 1 DISPOSITIF DE COUPLAGE ADAPTABLE, POUR LE COUPLAGE D’UNE BOBINE SECONDAIRE D’UN VÉHICULE À UNE BOBINE PRIMAIRE Domaine technique de l’invention L’invention concerne les véhicules à roues et comprenant une batterie rechargeable par transfert d’énergie électrique par induction, et plus précisément la recharge de ces batteries. On notera que l’invention concerne aussi bien les véhicules à « groupe motopropulseur hybride » (et donc comportant une première machine motrice thermique et une seconde machine motrice électrique et utilisant de l’énergie électrique stockée dans une batterie rechargeable), que les véhicules à « groupe motopropulseur tout électrique » (et donc comportant au moins une machine motrice électrique et utilisant de l’énergie électrique stockée dans une batterie rechargeable). On entend ici par « machine motrice » une machine agencée de manière à fournir du couple pour déplacer un véhicule. Etat de la technique Certains véhicules comprennent au moins un train, comportant des roues droite et gauche, et une batterie, rechargeable par transfert d’énergie électrique par induction via une bobine secondaire installée sous leur plancher (par exemple entre ces roues). Plus précisément, la bobine secondaire fait partie d’un circuit secondaire équipant le véhicule et est chargée de transformer de l’énergie électrique transférée par une bobine primaire placée sous elle en courant de recharge pour la batterie de ce véhicule. La bobine primaire fait partie d’un circuit primaire qui est alimenté en courant par un câble d’alimentation connecté à une source d’alimentation électrique qui peut être un boîtier mural connecté à un réseau d’alimentation électrique (ou secteur) et chargé de la distribution de l’énergie électrique et de la protection (disjoncteurs, fusibles, protection différentielle), ou bien un réseau d’alimentation électrique (ou secteur). La bobine primaire peut être soit fixe et installée sur ou dans une surface de roulage sur laquelle peut se déplacer le véhicule, soit mobile lorsqu’elle fait partie d’un boîtier mobile, éventuellement autonome. On entend ici par « boîtier mobile autonome » un boîtier comprenant des moyens de déplacement chargés de le déplacer sur une surface de roulage de façon autonome (c’est-à-dire en étant contrôlé en interne par un calculateur), par exemple par analyse d’images de l’environnement acquises par au moins un capteur embarqué. On comprendra que ce déplacement autonome est destiné à permettre le positionnement du boîtier mobile sous la bobine secondaire d’un véhicule temporairement immobilisé et dont la batterie doit être rechargée. Lorsque la bobine primaire est installée fixement sur ou dans une surface de roulage, cela impose des travaux initiaux relativement onéreux et de l’entretien, et provoque une émission de champs magnétiques de forte intensité du fait de la distance relativement importante séparant la bobine primaire des bobines secondaires. En outre, cela nécessite que le conducteur du véhicule soit capable de venir positionner précisément son véhicule par rapport à la bobine primaire, sinon le rendement de la recharge est faible (ce qui augmente sa durée) et une partie de l’énergie est inutilement perdue. Lorsque la bobine primaire fait partie d’un boîtier mobile non autonome, ce dernier doit être positionné manuellement et précisément sous la bobine secondaire par l’utilisateur du véhicule. Or, la position de la bobine secondaire varie souvent d’un véhicule à l’autre tant transversalement que longitudinalement, et donc le positionnement manuel précis s’avère difficile à réaliser par l’utilisateur du véhicule. En outre, le boîtier mobile étant simplement posé sur la surface de roulage, sous le plancher du véhicule, dès que son câble d’alimentation (posé sur la surface de roulage) est malencontreusement déplacé ou tiré, sa bobine primaire se retrouve décalée par rapport à la bobine secondaire, ce qui réduit, voire rend nul, le rendement de la recharge et induit une perte d’énergie. Lorsque la bobine primaire fait partie d’un boîtier mobile autonome, ce dernier s’avère onéreux et relativement encombrant et fragile du fait de ses moyens de déplacement et de ses moyens d’acquisition d’images. En outre, le boîtier mobile autonome doit faire l’objet d’un entretien régulier. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation. Présentation de l’invention Elle propose notamment à cet effet un dispositif de couplage destiné à être couplé à un véhicule comprenant au moins un train, comportant des roues droite et gauche contactant une surface de roulage, et une batterie rechargeable par transfert d’énergie électrique par induction via une bobine secondaire installée entre ces roues. Ce dispositif de couplage se caractérise par le fait qu’il comprend un boîtier transportable, destiné à être placé sur la surface de roulage entre les roues, et comprenant, d’une part, deux bras opposés et à extensions réglables suivant une même direction (dite transversale) afin de contacter respectivement les roues, et, d’autre part, un chariot comportant une bobine primaire destinée à être alimentée en courant de recharge et monté en translation suivant cette direction transversale afin de positionner la bobine primaire sous la bobine secondaire. Le calage assuré par les bras et la translation du chariot (permettant de positionner précisément la bobine primaire sous la bobine secondaire) rendent moins contraignantes les opérations que doit effectuer l’utilisateur, quel que soit le véhicule à roues qu’il utilise, et permettent de garantir que le rendement de recharge sera bon. Le dispositif de couplage selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - chacun des bras peut comprendre une première partie fixe et comportant une extrémité montée à rotation sur le boîtier, et une seconde partie mobile par rapport à cette première partie et comportant une extrémité destinée à contacter l’une des roues (pour participer au calage) ; - les bras peuvent définir respectivement, au moins partiellement, deux côtés opposés du boîtier, perpendiculaires à la direction transversale, une fois placés dans une position repliée ; - il peut comprendre deux vis vissées respectivement dans deux trous filetés du boîtier et immobilisant respectivement, lorsqu’elles sont serrées, les premières parties des bras soit dans une position repliée, soit dans une position de couplage (ou déployée) adaptée à une recharge ; - les bras peuvent être entraînés en rotation indépendamment l’un de l’autre lors de leur déploiement ; - son boîtier peut comprendre un moteur électrique entraînant en rotation une vis sans fin, à laquelle est couplé le chariot, afin de translater ce dernier suivant la direction transversale pour positionner la bobine primaire sous la bobine secondaire ; - le chariot peut comprendre un mécanisme élévateur sur lequel est installée fixement la bobine primaire et destiné à rapprocher verticalement cette dernière de la bobine secondaire ; - le chariot peut comprendre un moteur électrique assurant un déploiement vertical et un repliement vertical du mécanisme élévateur. L’invention propose également un véhicule comprenant, d’une part, au moins un train, comportant des roues droite et gauche destinées à contacter une surface de roulage, et une batterie rechargeable par transfert d’énergie électrique par induction via une bobine secondaire installée entre les roues, et, d’autre part, un dispositif de couplage du type de celui présenté ci-avant. Par exemple, ce véhicule peut être de type automobile et peut comprendre un espace de rangement logeant temporairement le dispositif de couplage lorsque ce dernier n’est pas utilisé. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue du dessus, une surface de roulage sur laquelle est temporairement immobilisé un véhicule comprenant une batterie rechargeable et un plancher sous lequel est temporairement placé un exemple de réalisation d’un dispositif de couplage selon l’invention déployé, illustre schématiquement, dans une vue en perspective de dessus, un exemple de réalisation d’un dispositif de couplage selon l’invention, non déployé et sans son mécanisme d’élévation portant sa bobine primaire, et illustre schématiquement, dans une vue en perspective de dessous, le dispositif de couplage selon l’invention, déployé et avec son mécanisme d’élévation portant sa bobine primaire. Description détaillée de l’invention L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif de couplage DC destiné à permettre la recharge par induction d’une batterie rechargeable BR d’un véhicule V comprenant au moins un train comportant des roues R droite et gauche. Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V, dont la batterie BR doit être rechargée par induction, est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré non limitativement sur la figure 1. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant au moins un train comportant des roues et au moins une batterie rechargeable par induction. Par conséquent, elle concerne également les véhicules utilitaires, les cars (ou bus), les camions, les engins de chantier, les véhicules agricoles, les engins de voirie, et les aéronefs (et notamment les ULMs (« Ultra Léger Motorisé ») et les drones). De plus, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V comprend un groupe motopropulseur de type tout électrique. Mais le véhicule V pourrait comprendre un groupe motopropulseur de type hybride rechargeable, c’est-à-dire comprenant au moins une machine motrice thermique et au moins une machine motrice électrique couplée à au moins une batterie rechargeable. Il est rappelé que l’on entend ici par « machine motrice » une machine agencée de manière à fournir du couple pour déplacer un véhicule. Sur les figures 1 à 3 la direction X est la direction longitudinale du véhicule V, laquelle est sensiblement parallèle aux côtés latéraux comportant les portières latérales, la direction Y est la direction transversale du véhicule V, laquelle est perpendiculaire à la direction longitudinale X, et la direction Z est la direction verticale, laquelle est perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y. On a schématiquement représenté sur la figure 1 une surface de roulage SR, par exemple d’un garage ou d’un parking, sur laquelle est temporairement immobilisé un véhicule V comprenant deux trains de roues R droite et gauche et une batterie rechargeable BR en cours de recharge par un dispositif de couplage DC selon l’invention. Cette batterie rechargeable BR est couplée à un circuit secondaire CS équipant le véhicule V et comprenant une bobine secondaire BS chargée de transformer en courant de recharge de l’énergie électrique transférée par induction par une bobine primaire BP, placée temporairement sous elle et faisant partie du dispositif de couplage DC. Cette bobine secondaire BS est installée fixement sur la face externe du plancher du véhicule V, orientée vers la surface de roulage SR, ici entre les roues avant R droite et gauche (mais cela pourrait être entre les roues arrière droite et gauche). Comme illustré au moins partiellement sur les figures 1 à 3, un dispositif de couplage DC, selon l’invention, comprend au moins un boîtier BT transportable et comprenant au moins deux bras BC et un chariot CT comportant au moins la bobine primaire BP qui fait partie d’un circuit primaire CP auquel est connecté un câble d’alimentation CA, lui-même destiné à être connecté temporairement à une source d’alimentation électrique SA. La source d’alimentation électrique SA peut être un boîtier mural connecté à un réseau d’alimentation électrique (ou secteur) et chargé de la distribution de l’énergie électrique et de la protection (disjoncteurs, fusibles, protection différentielle), ou bien un réseau d’alimentation électrique (ou secteur). La bobine primaire BP est destinée à être alimentée en courant et à transformer ce dernier en énergie électrique qu’elle transfère par induction à la bobine secondaire BS, lorsqu’elle est placée précisément et temporairement sous cette dernière (BS). Le boîtier (ou mallette) BT est compact afin d’être transportable à la main et de pouvoir être rangé facilement dans e véhicule V, par exemple dans un espace de rangement tel qu’un coffre. Afin de faciliter son transport, le boîtier BT peut, par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, comprendre une poignée PT solidarisée fixement sur une paroi avant PV. Comme illustré non limitativement sur la figure 1, ce boîtier BT est destiné à être placé sur la surface de roulage SR entre les roues R, en étant calé entre ces dernières (R) par ses deux bras BC. A cet effet, les deux bras BC sont opposés l’un à l’autre par rapport au boîtier BT et ont des extensions réglables suivant une même direction (ici la direction transversale Y) afin de contacter respectivement les roues R. Grâce à ces extensions réglables on peut caler le boîtier BT entre deux roues R qui sont espacées d’une distance variable, comprise entre une distance minimale correspondant à deux extensions minimales des deux bras BC et une distance maximale correspondant à deux extensions maximales des deux bras BC. Par conséquent, le dispositif de couplage DC est donc adaptable afin de pouvoir être couplé à de très nombreux types de véhicules à roues. Le chariot CT comprend au moins la bobine primaire BP et est monté en translation suivant la direction transversale Y afin de positionner la bobine primaire BP sous la bobine secondaire BS. Il peut aussi comprendre le circuit primaire CP. En d’autres termes, l’utilisateur place le boîtier BT, « approximativement » suivant la direction transversale Y mais précisément suivant la direction longitudinale X, sous la zone du véhicule V qui comprend la bobine secondaire BS, en déployant ses deux bras BC pour le caler entre les roues R, puis le chariot CT est positionné précisément suivant la direction transversale Y afin que la bobine primaire BP qu’il supporte soit précisément placée sous la bobine secondaire BS. Grâce au calage assuré par les bras BC et à la translation du chariot CT qui permet de positionner précisément la bobine primaire BP sous la bobine secondaire BS, les opérations que doit effectuer l’utilisateur sont moins contraignantes, quel que soit le véhicule à roues qu’il utilise, et on est certain d’avoir un bon rendement de recharge. En outre, le calage assuré par les bras BC permet d’éviter que la bobine primaire BP se retrouve décalée par rapport à la bobine secondaire BS lorsque le câble d’alimentation CA (posé sur la surface de roulage SR) est malencontreusement déplacé ou tiré. Comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, chacun des bras BC peut comprendre des première P1 et seconde P2 parties couplées entre elles. La première partie P1 est fixe et comprend une extrémité qui est montée à rotation sur le boîtier BT (ici sur l’une des deux extrémités opposées de la paroi arrière PR qui est opposée à la paroi avant PV). La seconde partie P2 est mobile par rapport à la première partie P1 et comprend une extrémité qui est destinée à contacter l’une des roues R. En fait, chaque seconde partie P2 peut se translater par rapport à la première partie P1 associée afin de permettre une adaptation de l’extension de son bras BC à la distance qui sépare son côté de boîtier BT de la roue R voisine. Les bras BC ont donc des extensions qui sont réglables indépendamment l’une de l’autre. Afin de réduire l’encombrement du dispositif de couplage DC, les bras BC peuvent prendre une position repliée (ou non déployée ou encore rangée) et une position déployée. Dans la position repliée, illustrée sur la figure 2, les bras BC définissent avantageusement et respectivement, au moins partiellement, deux côtés opposés du boîtier BT, perpendiculaires à la direction transversale Y. Ces deux côtés sont ici parallèles à la direction longitudinale X et perpendiculaires aux parois avant PV et arrière PR. Dans la position déployée, illustrée sur les figures 1 et 3, les bras BC sont alignés suivant la direction transversale Y, et par exemple et comme illustré prolongent les deux extrémités opposées de la paroi arrière PR. Dans ce cas, la distance séparant les deux roues R du véhicule V considéré est égale à la somme de la longueur de la paroi arrière PR et des extensions en cours des deux bras BC déployés suivant la direction transversale Y. Le déploiement des bras BC est obtenu en les entraînant en rotation sur 90° respectivement autour des deux extrémités opposées de la paroi arrière PR, puis en réglant leurs extensions respectives afin qu’ils contactent respectivement les deux roues R pour le calage. On notera, comme illustré non limitativement sur la figure 2, que le dispositif de couplage DC peut comprendre deux vis VI vissées respectivement dans deux trous filetés du boîtier BT (et plus précisément ici dans les deux extrémités opposées de la paroi arrière PR) et immobilisant respectivement, lorsqu’elles sont serrées, les premières parties P1 des bras BC soit dans la position repliée, soit dans la position de couplage (ou position déployée) adaptée à la recharge. On notera également que les bras BC peuvent être entraînés en rotation indépendamment l’un de l’autre lors de leur déploiement, manuellement ou de façon motorisée via des moteurs électriques indépendants. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, on peut envisager que les deux bras BC soient couplés et donc qu’une unique opération, manuellement ou motorisée via un moteur électrique, provoque leur entraînement en rotation de façon simultanée. On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 3, que le boîtier BT peut comprendre un moteur électrique ME entraînant en rotation une vis sans fin VS, à laquelle est couplé le chariot CT, afin de translater ce dernier (CT) suivant la direction transversale Y pour positionner la bobine primaire BP précisément sous la bobine secondaire BS. La commande de ce moteur électrique ME peut être assurée par l’utilisateur via un boîtier de commande couplé au boîtier BT de façon filaire ou non filaire, ou bien par un calculateur équipant le boîtier BT et fonctionnant de façon autonome en fonction d’informations fournies par au moins un capteur. Dans ce dernier cas, toute technique connue de l’homme de l’art et permettant de positionner précisément le chariot CT sous la bobine secondaire BS pourra être mise en œuvre. Ainsi, on pourra utiliser une technique de guidage sonore ou par faisceau(x) lumineux ou par analyse d’images de l’environnement ou par magnétisme ou encore par électromagnétisme . Mais on peut aussi envisager que ce soit l’utilisateur qui translate manuellement le chariot CT, éventuellement via un cordon. Par exemple, et comme illustré non limitativement et partiellement sur la figure 3, le moteur électrique ME (éventuellement de type motoréducteur) peut entraîner en rotation un système d’engrenages coniques SE, éventuellement de rapport un (1), qui entraine la vis sans fin VS en rotation autour de deux paliers à billes PB afin de diminuer les frottements et de gagner en précision. Ce système d’engrenages coniques SE sert à transmettre le couple moteur sans dégrader le rapport de réduction du moteur électrique ME. La vis sans fin VS peut entraîner un écrou à billes EB qui est solidarisé fixement au chariot CT et destiné à éviter une dégradation de la précision et à conférer de la fiabilité. Le chariot CT peut par ailleurs être guidé en translation par un axe rectifié AR (solidarisé au boîtier BT), via une douille à billes DB, afin de diminuer les frottements et de gagner en fiabilité. On notera également, comme illustré non limitativement et partiellement sur la figure 3, que le chariot CT peut comprendre un mécanisme élévateur MV sur lequel est installée fixement la bobine primaire BP (ainsi qu’éventuellement son circuit primaire CP) et destiné à rapprocher verticalement (suivant Z) cette bobine primaire BP de la bobine secondaire BS. Cela permet d’optimiser encore plus le positionnement de la bobine primaire BP par rapport à la bobine secondaire BS et donc d’améliorer encore plus le rendement de la recharge. Tout type de mécanisme élévateur MV connu de l’homme de l’art peut être ici utilisé, et notamment un vérin, un élément télescopique ou un élévateur à ciseaux . Par exemple, le chariot CT peut comprendre un moteur électrique assurant un déploiement vertical et un repliement vertical du mécanisme élévateur MV. La commande de ce moteur électrique peut être assurée par l’utilisateur via le boîtier de commande précité (couplé au boîtier BT de façon filaire ou non filaire), ou bien par le calculateur précité (fonctionnant de façon autonome en fonction d’informations fournies par au moins un capteur). En présence d’un calculateur, lorsque ce dernier à terminé le positionnement précis du chariot CT et de l’éventuel mécanisme élévateur MV, il peut, par exemple, déclencher l’émission d’un signal sonore au moyen d’un petit haut-parleur HP ou d’un petit buzzer. Dispositif de couplage (DC) pour un véhicule (V) comprenant au moins un train, comportant des roues (R) droite et gauche contactant une surface de roulage (SR), et une batterie (BR) rechargeable par transfert d’énergie électrique par induction via une bobine secondaire (BS) installée entre lesdites roues (R), caractérisé en ce qu’il comprend un boîtier (BT) transportable, destiné à être placé sur ladite surface de roulage (SR) entre lesdites roues (R), et comprenant i) deux bras (BC) opposés et à extensions réglables suivant une même direction afin de contacter respectivement lesdites roues (R), et ii) un chariot (CT) comportant une bobine primaire (BP) destinée à être alimentée en courant de recharge et monté en translation suivant ladite direction afin de positionner ladite bobine primaire (BP) sous ladite bobine secondaire (BS). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits bras (BC) comprend une première partie (P1) fixe et comportant une extrémité montée à rotation sur ledit boîtier (BT), et une seconde partie (P2) mobile par rapport à ladite première partie (P1) et comportant une extrémité destinée à contacter l’une desdites roues (R). Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits bras (BC) définissent respectivement, au moins partiellement, deux côtés opposés dudit boîtier (BT), perpendiculaires à ladite direction, une fois placés dans une position repliée. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu’il comprend deux vis (VI) vissées respectivement dans deux trous filetés dudit boîtier (BT) et immobilisant respectivement, lorsqu’elles sont serrées, lesdites premières parties (P1) des bras (BC) soit dans une position repliée, soit dans une position de couplage adaptée à une recharge. Dispositif selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdits bras (BC) sont entraînés en rotation indépendamment l’un de l’autre lors de leur déploiement. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit boîtier (BT) comprend un moteur électrique (ME) entraînant en rotation une vis sans fin (VS), à laquelle est couplé ledit chariot (CT), afin de translater ce dernier (CT) suivant ladite direction pour positionner ladite bobine primaire (BP) sous ladite bobine secondaire (BS). Dispositif selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit chariot (CT) comprend un mécanisme élévateur (MV) sur lequel est installée fixement ladite bobine primaire (BP) et destiné à rapprocher verticalement cette dernière (BP) de ladite bobine secondaire (BS). Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit chariot (CT) comprend un moteur électrique assurant un déploiement vertical et un repliement vertical dudit mécanisme élévateur (MV). Véhicule (V) comprenant au moins un train, comportant des roues (R) droite et gauche destinées à contacter une surface de roulage (SR), et une batterie (BR) rechargeable par transfert d’énergie électrique par induction via une bobine secondaire (BS) installée entre lesdites roues (R), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de couplage (DC) selon l’une des revendications précédentes. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il est de type automobile et comprend un espace de rangement logeant temporairement ledit dispositif de couplage (DC) lorsque ce dernier (DC) n’est pas utilisé.