Brevet FR3139243A1 — publié le 20240301

Batterie (1) extractible d’un logement (2), comprenant un premier et un deuxième train de roues (11, 12) configurés pour déplacer par roulage la batterie (1) sur une surface de roulage (3), le premier train de roues (11) étant escamotable et configuré pour, dans sa position déployée, déplacer par roulage la batterie (1) à une altitude prédéterminée (h), notamment correspondant à l’altitude (h) du logement (2), et dans sa position escamotée, autoriser l’introduction complète de la batterie (1) dans le logement (2), ce premier train de roues (11) étant : - l’unique train de roues escamotable (11), et - dans sa position déployée en appui sur la surface de roulage (3) et la batterie (1) étant à l’altitude prédéterminée (h), est à l’aplomb du centre de gravité de la batterie (1). Figure 1. Batterie manipulable. L’invention concerne une batterie facilement manipulable par un opérateur introduisant ou sortant cette batterie d’un véhicule. L’invention concerne plus particulièrement une batterie alimentant une machine motrice d’un véhicule électrique ou hybride. On comprendra par batterie, dans tout le texte de ce document, un ensemble comprenant au moins une cellule électrochimique. Lorsqu’il y a plusieurs cellules électrochimiques, elles sont regroupées en un ou plusieurs modules. Cette batterie comprend éventuellement des moyens électriques ou électroniques pour la gestion d’énergie électrique de ce au moins un module. Lorsqu’il y a plusieurs modules, ils sont regroupés dans un bac ou carter et forment alors un bloc batteries, ce bloc batteries étant souvent désigné par l’expression anglaise « pack batteries », ce carter contenant généralement une interface de montage, et des bornes de raccordement. Ce bloc batterie est par exemple divisé en plusieurs sous-ensembles de batterie indépendants et comprenant leur propre carter renfermant au moins un module. Ces sous-ensembles de batterie sont dits batteries modulaires, et certaines ou la totalité des batteries modulaires sont extractibles et interchangeables pour éviter le temps d’immobilisation par une recharge, par exemple extractibles d’un logement d’un véhicule à propulsion électrique ou d’une station d’alimentation électrique fixe. Ce bloque batterie, et ce ou ces batteries modulaires, seront également désignées par le terme batterie dans tout le texte de ce document. Par ailleurs, on comprendra par cellule électrochimique dans tout le texte de ce document, des cellules générant du courant par réaction chimique, par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion), de type Ni-Mh, ou Ni-Cd ou plomb ou encore les piles à combustible. On connait du document de brevet CN-A-109987062 une batterie extractible manuellement comprenant deux trains de roues escamotables permettant de faire rouler la batterie à une hauteur correspondant à celle du logement de la batterie d’un véhicule. Cette solution est ergonomique pour l’opérateur qui manipule cette batterie. Malheureusement les deux trains de roues escamotables complexifient et surtout alourdissent la batterie, et le véhicule recevant cette batterie devient plus lourd et donc perd en autonomie. En outre, le système de cames permettant de guider la batterie dans le véhicule et d’escamoter les trains de roues demande un effort de poussée conséquent de l’opérateur, dû aux frottements inévitables des cames. Enfin, cette solution est très sensible à la hauteur du logement : si ce dernier est trop bas, l’extraction ou l’introduction de la batterie dans le logement devient impossible ou très problématique car la batterie n’est plus alignée avec les rails de guidage du logement. Le but de l’invention est de remédier à ce manque en proposant une batterie améliorée. A cet effet, l’invention a pour objet une batterie extractible d’un logement, comprenant un premier et un deuxième train de roues , configurés pour déplacer par roulage la batterie sur une surface de roulage, le premier train de roues étant escamotable et configuré pour, dans sa position déployée, déplacer par roulage la batterie à une altitude prédéterminée, notamment correspondant à l’altitude du logement, et dans sa position escamotée, autoriser l’introduction complète de la batterie dans le logement, cette batterie étant telle que ce premier train de roues est : - l’unique train de roues escamotable, et - dans sa position déployée en appui sur la surface de roulage et la batterie étant à l’altitude prédéterminée, est à l’aplomb du centre de gravité de la batterie. Cette batterie peut bien entendu être extraite ou introduite dans le logement, et/ou être remplacée de la même façon par une seconde batterie identique chargée. En outre la position escamotée sera comprise comme une position permettant de rentrer la batterie entièrement dans le logement, y compris le premier train de roues, alors que la position déployée est une position écartée de la position escamotée. L’altitude est bien entendu comprise comme la hauteur de la batterie par rapport à la surface de roulage, et l’altitude correspondant à l’altitude du logement est implicitement l’altitude d’un premier moyen de guidage de la batterie permettant à ce premier moyen de guidage de coopérer avec un deuxième moyen de guidage du logement, de sorte à introduire ou extraire la batterie du logement. On comprendra par train de roues, dans tout le texte de ce document, un ensemble constitué de deux roues ou plus de deux roues, ces roues tournant autour d’un axe commun. Ainsi, non seulement cette batterie est simple car elle n’a qu’un premier train de roues escamotable, mais en outre le fait d’être en équilibre instable sur ce premier train de roues à l’altitude prédéterminée permet à un opérateur, par un mouvement de balancier autour de cette position d’équilibre, d’ajuster la hauteur prédéterminée de la batterie si le logement ne se trouvait pas exactement à cette hauteur prédéterminée. Par exemple, si ce logement est un logement dans un véhicule automobile, il se peut que selon la masse de la charge embarquée dans ce véhicule, les suspensions de ce véhicule s’affaissent et abaisse la hauteur du logement. Grâce à l’invention, l’opérateur pourra, malgré ces dispersions sur la hauteur du logement, engager la batterie dans le logement. On notera que la position d’équilibre instable est donnée par l’aplomb du centre de gravité de la batterie par rapport à l’appui sur la surface de roulage du premier train de roues, la batterie étant à l’altitude prédéterminée. Ainsi on entend par « le premier train de roues est à l’aplomb du centre de gravité de la batterie » le fait que l’appui des roues du premier train de roues est à l’aplomb du centre de gravité, mais aussi plus largement que l’aplomb du centre de gravité passe au moins par chacune des roues, par exemple l’axe des roues : en effet, si le centre de gravité est légèrement écarté de la position d’équilibre mais que l’aplomb du centre de gravité passe au moins par chacune des roues, un léger déséquilibre apparait mais ce léger déséquilibre est alors facilement compensé par un faible effort de l’opérateur. La batterie comprend par exemple un moyen d’escamotage permettant d’escamoter le premier train de roues. Par exemple ce moyen d’escamotage est un levier de type pied de brancard configuré pour basculer le premier train de roues autour d’un axe à une première extrémité du levier, une deuxième extrémité du levier, opposée à la première extrémité, maintenant le train de roues. Mais d’autres réalisations de ce moyen d’escamotage sont envisageables, par exemple un moyen télescopique configuré pour translater le premier train de roues, ou encore un moyen détachable ayant deux positions fixes différentes donnant la position escamotée et la position déployée du premier train de roues. Selon un mode de réalisation de l’invention, cette batterie comprend un moyen de préhension à une première extrémité distante du premier train de roues déployé, de sorte qu’un opérateur puisse maintenir la batterie en équilibre et en appui uniquement sur ce premier train de roues déployé. Selon un mode de réalisation de l’invention, le deuxième train de roues est disposé à une deuxième extrémité de la batterie, opposée à la première extrémité. Implicitement ce deuxième train de roues est distant du premier train de roues déployé, de sorte que la batterie, si elle est en appui sur le premier train de roues déployé et ce deuxième train de roue, ait son centre de gravité entre les appuis de ce premier et deuxième train de roues. Ainsi, la batterie ne sera plus à la hauteur prédéterminée, mais par exemple sera à une position basculée autour du premier train de roues déployé, par exemple sur l’avant par rapport à un sens de roulage de la batterie sur la surface de roulage, en équilibre stable. Selon un mode de réalisation de l’invention, cette batterie comprend un troisième train de roues propre à déplacer la batterie sur la surface de roulage en combinaison avec le deuxième train de roues, le premier train de roues étant dans sa position escamotée. Selon un mode de réalisation de l’invention, les roues du deuxième train de roues sont propres à guider la batterie dans le logement. Selon un mode de réalisation de l’invention, cette batterie comprend un patin de guidage de la batterie propre à guider la batterie dans le logement. Ainsi ces roues du deuxième train et/ou le patin sont le premier moyen de guidage. L’invention porte également sur un procédé de manutention d’une batterie telle que précédemment décrite, comprenant pour son introduction dans le logement : - une étape de roulage en appui sur le premier train de roues déployé et sur le deuxième train de roues , puis - une étape amenant la batterie à l’altitude prédéterminée en basculant la batterie en appui uniquement sur le premier train de roues déployé jusqu’à ce que le centre de gravité de la batterie soit à l’aplomb du premier train de roues , puis - une étape de roulage uniquement en appui sur le premier train de roues déployé pour présenter la batterie devant le logement , puis - une étape de coulissement de la batterie dans le logement , puis ou en même temps - une étape d’escamotage du premier train de roues. Bien entendu, il est implicite que ce procédé s’applique pour l’extraction d’une telle batterie, en reprenant chacune des étapes ci-dessus en ordre chronologiquement inverse. L’invention porte également sur un véhicule automobile comprenant un logement et une batterie dans ce logement, la batterie et le logement étant configurés pour que la batterie soit introduite et extraite par une extrémité du logement, ce véhicule étant tel que la batterie est telle que précédemment décrite, le logement étant à l’altitude prédéterminée. Cette batterie est par exemple une batterie de stockage d’énergie électrique alimentant une machine motrice électrique de ce véhicule, ou comme déjà précisé, être une batterie modulaire extractible d’un ensemble de batteries constituant la batterie du véhicule alimentant la machine motrice électrique. Selon un mode de réalisation de l’invention, ce logement comprend un moyen de guidage de la batterie recevant les roues du deuxième train de roues. Par exemple ce moyen de guidage est un rail de guidage comprenant une piste de roulage des roues. Selon un mode de réalisation de l’invention, la batterie comprend un patin de guidage, le logement comprenant un moyen de guidage de la batterie recevant ce patin. Par exemple ce moyen de guidage est un rail de guidage comprenant une piste de glissement du patin. Ainsi, le moyen de guidage du logement, et qui reçoit les roues du deuxième train et/ou le patin, est le deuxième moyen de guidage précédemment évoqué. D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence à la dans laquelle : : représente un schéma d’une batterie selon l’invention. La divulgue une batterie 1 extractible d’un logement 2, comprenant un premier et un deuxième train de roues 11, 12 configurés pour déplacer par roulage la batterie 1 sur une surface de roulage 3, en dehors du logement 2. Le premier train de roues 11 est escamotable et configuré pour, dans sa position déployée, déplacer par roulage la batterie 1 à une altitude prédéterminée h, notamment correspondant à l’altitude h du logement 2, et dans sa position escamotée, autoriser l’introduction complète de la batterie 1 dans le logement 2. Ce premier train de roues 11 est par exemple, comme illustré, pivotable autour d’un axe au moyen d’un levier de type pied de brancard formant un moyen d’escamotage du premier train de roues 11, la batterie 1 comprenant ce moyen d’escamotage. Ce premier train de roues 11 est : - l’unique train de roues escamotable 11, et - dans sa position déployée en appui sur la surface de roulage 3 et la batterie 1 étant à l’altitude prédéterminée h, est à l’aplomb du centre de gravité de la batterie 1. Cette batterie comprend par exemple un moyen de préhension 4 à une première extrémité distante du premier train de roues déployé 11, par exemple sous la forme d’une poignée escamotable ou non, par exemple sous la forme d’une empreinte présente dans un carter de la batterie 1, de sorte qu’un opérateur puisse maintenir la batterie 1 en équilibre et en appui uniquement sur ce premier train de roues déployé 11 en dehors du logement 2 : un effort négligeable de l’opérateur sur ce moyen de préhension permet ainsi d’orienter la batterie 1 selon au moins deux axes de rotation de sorte qu’une deuxième extrémité de la batterie opposée à la première extrémité de la batterie est ajustable latéralement (par rapport à la surface de roulage) mais également en hauteur tant que la batterie 1 n’est pas engagée dans le logement 2. Cependant, ce moyen de préhension 4 n’est pas obligatoire et l’opérateur peut par exemple utiliser un outil de préhension adapté à la batterie 1 en remplacement de la poignée, ou encore manipuler la batterie 1 en saisissant directement le carter de la batterie 1 (la première extrémité) avec ses mains. Ce deuxième train de roues 12 est disposé à une deuxième extrémité de la batterie 1, opposée à la première extrémité. Cette batterie comprend par exemple un troisième train de roues 13 propre à déplacer la batterie sur la surface de roulage 3 en combinaison avec le deuxième train de roues 12, le premier train de roues 11 étant dans sa position escamotée. Ainsi, si la batterie 1 est longiforme et présente une longueur, elle peut être déplacée en position inclinée en appui sur le premier train 11 et le deuxième train 12, ou déplacée horizontalement uniquement en appui sur le premier train 11, ou déplacée verticalement en appui sur son deuxième train 12 et troisième train 13. Les roues du deuxième train de roues 12 sont par exemple propres à guider la batterie 1 dans le logement 2. En variante ou en complément, cette batterie comprend un patin de guidage de la batterie 1 propre à guider la batterie 1 dans le logement 2. Un procédé de manutention de cette batterie 1 comprend pour son introduction dans le logement 2: - une étape de roulage en appui sur le premier train de roues 11 déployé et sur le deuxième train de roues 12, en dehors du logement 2 puis - une étape amenant la batterie 1 à l’altitude prédéterminée h en basculant la batterie 1 en appui uniquement sur le premier train de roues 11 déployé jusqu’à ce que le centre de gravité de la batterie 1 soit à l’aplomb du premier train de roues 11, puis - une étape de roulage uniquement en appui sur le premier train de roues 11 déployé pour présenter la batterie 1 devant le logement 2, puis - une étape de coulissement de la batterie 1 dans le logement 2, puis ou en même temps si le premier train de roues déployé 11 ne porte plus ou presque plus - une étape d’escamotage du premier train de roues 11. Chacune de ces étapes est réalisée par un opérateur en manipulant la batterie 1. Bien entendu, ce procédé s’applique pour l’extraction d’une telle batterie 1, en reprenant chacune des étapes ci-dessus en ordre chronologiquement inverse. Par exemple, la batterie remplacée sera avantageusement une batterie déchargée ou défectueuse. Cette invention s’applique en particulier à un véhicule automobile comprenant le logement 2 et la batterie 1 dans ce logement 2, la batterie 1 et le logement 2 étant configurés pour que la batterie 1 soit introduite et extraite par une extrémité du logement 2, notamment horizontalement par rapport à la surface de roulage 3. Ce logement 2 est par exemple intégré sous ou sur un plancher du véhicule. S’il y a plusieurs de ces logements 2, ils peuvent être répartis sur plusieurs niveaux (plusieurs hauteurs). Le logement 2 est à l’altitude prédéterminée h. Plus précisément, le logement 2 est à l’altitude prédéterminée h à laquelle on rajoute une variation négative ou positive en fonction de la variation de la garde au sol du plancher du véhicule dû à une variation de la masse d’une charge transportée par le véhicule. Cette variation est avantageusement compensable grâce à l’invention, l’opérateur pouvant ajuster la hauteur de la deuxième extrémité par un effort négligeable sur ce moyen de préhension. Avantageusement, la deuxième extrémité est l’extrémité de la batterie 1 qui s’engage en premier dans le logement 2. Ce logement 2 comprend un moyen de guidage 5 de la batterie 1 recevant les roues du deuxième train de roues 12. En variante ou en complément, la batterie 1 comprend un patin de guidage, le logement 2 comprenant un moyen de guidage 5 de la batterie 1 recevant ce patin. Le logement 2 sera configuré, par exemple, pour autoriser l’introduction de la deuxième extrémité de la batterie 1 dans le logement 2 jusqu’à ce que le centre de gravité de la batterie 1 pénètre le logement 2 même si la batterie 1 n’est pas parfaitement alignée avec le logement 2. Mais ce n’est pas obligatoire, car la souplesse de la suspension du véhicule peut également favoriser l’introduction de la batterie 1 non alignée, dans le logement 2. Le deuxième train de roues 12 est par exemple escamotable manuellement par l’opérateur, mais ce n’est pas obligatoire et il peut être escamotable par un outil électrifié ou encore au moyen d’un système de cames du logement venant en appui contre le deuxième train de roues 12 en cours d’introduction de la batterie 1 dans le logement 2. Batterie (1) extractible d’un logement (2), comprenant un premier et un deuxième train de roues (11, 12) configurés pour déplacer par roulage la batterie (1) sur une surface de roulage (3), le premier train de roues (11) étant escamotable et configuré pour, dans sa position déployée, déplacer par roulage la batterie (1) à une altitude prédéterminée (h), notamment correspondant à l’altitude (h) du logement (2), et dans sa position escamotée, autoriser l’introduction complète de la batterie (1) dans le logement (2), caractérisé en ce que ce premier train de roues (11) est : - l’unique train de roues escamotable (11), et - dans sa position déployée en appui sur la surface de roulage (3) et la batterie (1) étant à l’altitude prédéterminée (h), est à l’aplomb du centre de gravité de la batterie (1). Batterie selon la revendication 1, comprenant un moyen de préhension (4) à une première extrémité distante du premier train de roues déployé (11), de sorte qu’un opérateur puisse maintenir la batterie (1) en équilibre et en appui uniquement sur ce premier train de roues déployé (11). Batterie selon la revendication 2, le deuxième train de roues (12) étant disposé à une deuxième extrémité de la batterie (1), opposée à la première extrémité. Batterie selon l’une des revendications précédentes, comprenant un troisième train de roues (13) propre à déplacer la batterie sur la surface de roulage (3) en combinaison avec le deuxième train de roues (12), le premier train de roues (11) étant dans sa position escamotée. Batterie selon l’une des revendications précédentes, les roues du deuxième train de roues (12) étant propres à guider la batterie (1) dans le logement (2). Batterie selon l’une des revendications précédentes, comprenant un patin de guidage de la batterie (1) propre à guider la batterie (1) dans le logement (2). Procédé de manutention d’une batterie (1) selon l’une des revendications précédentes, comprenant pour son introduction dans le logement (2): - une étape de roulage en appui sur le premier train de roues (11) déployé et sur le deuxième train de roues (12), puis - une étape amenant la batterie (1) à l’altitude prédéterminée (h) en basculant la batterie (1) en appui uniquement sur le premier train de roues (11) déployé jusqu’à ce que le centre de gravité de la batterie (1) soit à l’aplomb du premier train de roues (11), puis - une étape de roulage uniquement en appui sur le premier train de roues (11) déployé pour présenter la batterie (1) devant le logement (2), puis - une étape de coulissement de la batterie (1) dans le logement (2), puis ou en même temps - une étape d’escamotage du premier train de roues (11). Véhicule automobile comprenant un logement (2) et une batterie (1) dans ce logement (2), la batterie (1) et le logement (2) étant configurés pour que la batterie (1) soit introduite et extraite par une extrémité du logement (2), caractérisé en ce que la batterie (1) est conforme à l’une des revendications précédentes, le logement (2) étant à l’altitude prédéterminée (h). Véhicule selon la revendication 8, ce logement (2) comprenant un moyen de guidage (5) de la batterie (1) recevant les roues du deuxième train de roues (12). Véhicule selon la revendication 8 ou 9, la batterie (1) comprenant un patin de guidage, le logement (2) comprenant un moyen de guidage (5) de la batterie (1) recevant ce patin.