Brevet FR3133031A1 — publié le 20230901

Robot chargeur pour véhicule à moteur électrique, à guidage via son câble électrique d éroulé et son procédé de fonctionnement Robot chargeur pour charger un accumulateur électrique d’un véhicule (2), relié via un câble électrique (6), à un appareil d’alimentation électrique (4), comportant : -un système de commande (12) agissant sur le système de déplacement (11) du robot chargeur pour le déplacer entre l’appareil d’alimentation électrique (4) et l’accumulateur électrique du véhicule (2), - un dispositif de détection (25) pour détecter l’orientation par rapport au déplacement du robot chargeur, du câble électrique (6) déroulé en sortie du robot chargeur, ce système de détection (25) étant relié au système de commande (12) afin que lors de l’enroulement du câble électrique, le déplacement du robot chargeur suive l’orientation du câble électrique (6) déroulé en sortie du robot chargeur. Figure pour l’abrégé : Fig. 7 Robot chargeur pour véhicule à moteur électrique, à guidage via son câble électrique déroulé et son procédé de fonctionnement L’invention concerne les dispositifs et procédés pour la recharge électrique d’une batterie d’accumulateurs électriques d’un véhicule à moteur électrique au sens général, par l’intermédiaire d’un robot chargeur relié via un câble électrique, à un appareil d’alimentation électrique. Les véhicules à moteur électrique comportent une batterie d’accumulateurs électriques embarquée servant de source d’énergie électrique pour un ou plusieurs moteur(s)/actionneur(s) électrique(s) embarqué(s) dans le véhicule. De tels véhicules incluent des véhicules automobiles destinés au transport de personnes, ou de marchandises ou de matériaux en vrac, tels que des voitures particulières, des autobus, des camions, des engins sur rails, des bateaux, des aéronefs, etc. mais peuvent recouvrir également des véhicules industriels automobiles, tels que des chariots de transport, des engins de travaux publics (pelleteuses, chargeuses, niveleuses, tombereaux, compacteurs, etc.). Pour de tels véhicules, il est généralement prévu que la batterie d’accumulateurs électriques soit rechargée à intervalles réguliers par connexion à une source d’énergie électrique externe, généralement une source fixe, notamment au niveau d’une borne de recharge. Selon une technique connue, le véhicule et la borne de recharge sont munis chacun d’une prise compatible, en principe selon une géométrie complémentaire de type mâle/femelle, permettant, par accouplement des deux prises, de relier un circuit électrique du véhicule à un circuit électrique de la borne de recharge par conduction électrique au niveau de broches de contact des deux prises. Cette solution impose à l’usager de brancher quotidiennement le véhicule à une borne de recharge. Pour éviter cet inconvénient, la demande de brevet DE 10 2014 226 357 décrit un robot chargeur mobile pour charger un accumulateur électrique d’un véhicule à moteur électrique en stationnement. Ce robot chargeur est relié via un câble électrique, à un appareil ou à une borne d’alimentation électrique fixe. Le robot chargeur est apte à se déplacer et à se positionner sous le véhicule afin d’y établir une connexion conductrice avec une prise de charge intégrée dans le véhicule afin d’assurer le rechargement de la batterie d’accumulateurs électriques du véhicule. Lors de son déplacement, le robot chargeur tire le câble électrique derrière lui. Le câble électrique peut se coincer en raison d’obstacles tels que les pneus du véhicule dont la position de stationnement est parfois aléatoire. Pour remédier à cet inconvénient, la demande de brevet WO 2019/185589 décrit un robot chargeur mobile comportant un tambour d’enroulement pour le câble électrique adapté pour enrouler et dérouler le câble électrique en fonction du mouvement du robot chargeur. Le tambour d’enroulement est motorisé en rotation de sorte que la vitesse à laquelle le câble électrique est dévidé ou enroulé est synchronisée avec la vitesse de déplacement du robot chargeur. De ce fait, le robot chargeur dépose ou reprend le câble électrique sur son parcours sans exercer de tension importante sur le câble électrique et sans que le câble électrique puisse se coincer. Toutefois, il est à noter que le retour du robot chargeur à la borne d’alimentation électrique fixe nécessite la mise en œuvre d’un système de guidage complexe et onéreux. La présente invention vise à remédier aux inconvénients de l’art antérieur en proposant un robot chargeur relié via un câble électrique, à un appareil d’alimentation électrique, pour charger un accumulateur électrique d’un véhicule à moteur électrique en stationnement, le robot chargeur étant conçu pour assurer son déplacement sans risque de coincement de son câble électrique tout en permettant un retour simple et sûr du robot chargeur à l’appareil d’alimentation électrique fixe. Pour atteindre un tel objectif, l’objet de l’invention concerne un robot chargeur pour charger un accumulateur électrique d’un véhicule à moteur électrique en stationnement, relié via un câble électrique, à un appareil d’alimentation électrique, le robot chargeur comportant : -un système de déplacement du robot chargeur, -un système de commande agissant sur le système de déplacement du robot chargeur pour déplacer le robot chargeur entre l’appareil d’alimentation électrique et l’accumulateur électrique du véhicule à moteur électrique en stationnement, - un dispositif de connexion électrique pour charger l’accumulateur électrique du véhicule, relié au câble électrique, - un système pour dérouler et enrouler automatiquement le câble électrique avec une tension sur le câble électrique sensiblement nulle, piloté par le système de commande, - un dispositif de détection pour détecter l’orientation par rapport au déplacement du robot chargeur, du câble électrique déroulé en sortie du robot chargeur, ce système de détection étant relié au système de commande afin que lors de l’enroulement du câble électrique, le déplacement du robot chargeur suive l’orientation du câble électrique déroulé en sortie du robot chargeur. Avantageusement, le dispositif de détection détecte l’orientation du câble électrique lors d’un déplacement retour du robot chargeur pour lequel le système enroule le câble électrique avec une tension sensiblement nulle. Selon une variante préférée de réalisation, le dispositif de détection comporte un bras monté pivotant sur le robot chargeur et monté pour être sollicité angulairement par le câble électrique déroulé en sortie du robot chargeur lors du déplacement du robot chargeur, le bras pivotant sollicitant un capteur de détection du pivotement du bras pivotant, relié au système de commande pour agir sur le système de déplacement du robot chargeur afin que le pivotement du bras reste inférieur à une valeur limite de déviation. Avantageusement, le bras pivotant est monté dans le plan longitudinal de symétrie pour être sollicité en sortie d’un duo de galets entrainant le câble électrique en sortie du robot chargeur. Selon un autre exemple de réalisation, le dispositif de détection comporte une caméra de visualisation du câble électrique déroulé en sortie du robot chargeur, cette caméra étant reliée au système de commande afin que le robot chargeur suive l’orientation du câble électrique déroulé en sortie du robot chargeur. De préférence, le système de commande communique avec un système de navigation pourvu d’un système de détection d’obstacles. Selon une caractéristique de mise œuvre, le système pour dérouler et enrouler automatiquement le câble électrique avec une tension sur le câble électrique sensiblement nulle, comporte un système de mesure de la distance parcourue par le robot chargeur et un système de mesure de la distance du câble cours de déroulement ou en cours d’enroulement, reliés au système de commande qui pilote le système de déplacement du robot chargeur de manière que la distance parcourue par le robot chargeur et la distance déroulée ou enroulée du câble électrique dans une même unité de temps, reste sensiblement identique. Selon une caractéristique préférée de réalisation, le câble électrique est pris en charge en sortie d’un tambour d’enroulement, par un duo de galets dont au moins un galet est relié à une motorisation pilotée pour aider au déplacement du câble électrique. Selon un autre objet, l’invention vise à offrir un procédé de fonctionnement d’un robot chargeur pour charger un accumulateur électrique d’un véhicule à moteur électrique en stationnement, relié via un câble électrique, à un appareil d’alimentation électrique, le procédé comportant les étapes suivantes: - déplacement aller du robot chargeur de sa position de stationnement à la position de chargement de l’accumulateur électrique du véhicule, en déroulant le câble électrique selon une trajectoire avec une tension sur le câble électrique sensiblement nulle, - chargement de l’accumulateur électrique du véhicule via le câble électrique, - déplacement retour du robot chargeur de la position de chargement de l’accumulateur électrique du véhicule à sa position de stationnement, en détectant l’orientation par rapport au déplacement du robot chargeur, du câble électrique déroulé en sortie du robot chargeur, afin de piloter le déplacement du robot chargeur pour suivre la trajectoire du câble électrique déroulé pendant le déplacement aller et en enroulant le câble électrique au fur et à mesure du déplacement retour du robot chargeur. Avantageusement, lors du déplacement retour du robot chargeur, on détecte l’orientation par rapport au déplacement du robot chargeur, du câble électrique déroulé en sortie du robot chargeur, afin de piloter le déplacement du robot chargeur pour suivre l’orientation du câble électrique déroulé en sortie du robot chargeur. De préférence, lorsque lors du déplacement retour du robot chargeur un arrêt imprévu du robot chargeur est détecté, un signal d’avertissement est émis. La est une vue schématique de dessus illustrant un exemple de réalisation d’un robot chargeur conforme à l’invention en position d’attente à proximité d’un véhicule à moteur électrique en stationnement. La est une vue schématique de dessus illustrant un exemple de réalisation d’un robot chargeur conforme à l’invention en cours de déplacement pour charger un accumulateur électrique d’un véhicule à moteur électrique en stationnement. La est une vue schématique de dessous illustrant un exemple de réalisation d’un robot chargeur conforme à l’invention positionné à proximité pour charger un accumulateur électrique d’un véhicule à moteur électrique en stationnement. La est une vue en perspective de ¾ avant d’un exemple de réalisation d’un robot chargeur conforme à l’invention. La est une vue en perspective de ¾ arrière d’un exemple de réalisation d’un robot chargeur conforme à l’invention. La est une vue de dessus de l’intérieur d’un robot chargeur conforme à l’invention. La est une vue en perspective de la partie intérieure avant d’un robot chargeur conforme à l’invention. La est un diagramme fonctionnel pour expliciter le fonctionnement d’un robot chargeur conforme à l’invention. Robot chargeur pour charger un accumulateur électrique d’un véhicule à moteur électrique (2) en stationnement, relié via un câble électrique (6), à un appareil d’alimentation électrique (4), le robot chargeur comportant : -un système (11) de déplacement du robot chargeur, -un système de commande (12) agissant sur le système de déplacement (11) du robot chargeur pour déplacer le robot chargeur entre l’appareil d’alimentation électrique (4) et l’accumulateur électrique du véhicule à moteur électrique (2) en stationnement, - un dispositif de connexion électrique (7a) pour charger l’accumulateur électrique du véhicule, relié au câble électrique (6), - un système (16) pour dérouler et enrouler automatiquement le câble électrique (6) avec une tension sur le câble électrique sensiblement nulle, piloté par le système de commande (12), - un dispositif de détection (25) pour détecter l’orientation par rapport au déplacement du robot chargeur, du câble électrique (6) déroulé en sortie du robot chargeur, ce système de détection (25) étant relié au système de commande (12) afin que lors de l’enroulement du câble électrique, le déplacement du robot chargeur suive l’orientation du câble électrique (6) déroulé en sortie du robot chargeur. Robot chargeur selon la revendication 1 selon lequel le dispositif de détection (25) détecte l’orientation du câble électrique lors d’un déplacement retour du robot chargeur pour lequel le système (16) enroule le câble électrique avec une tension sensiblement nulle. Robot chargeur selon l’une des revendications 1 ou 2 selon lequel le dispositif de détection (25) comporte un bras (25a) monté pivotant sur le robot chargeur et monté pour être sollicité angulairement par le câble électrique déroulé en sortie du robot chargeur lors du déplacement du robot chargeur, le bras pivotant (25a) sollicitant un capteur (27) de détection du pivotement du bras pivotant, relié au système de commande (12) pour agir sur le système de déplacement (11) du robot chargeur afin que le pivotement du bras reste inférieur à une valeur limite de déviation. Robot chargeur selon la revendication précédente selon lequel le bras pivotant (25a) est monté dans le plan longitudinal de symétrie pour être sollicité en sortie d’un duo de galets (19a, 19b) entrainant le câble électrique en sortie du robot chargeur. Robot chargeur selon l’une des revendications 1 ou 2 selon lequel le dispositif de détection (25) comporte une caméra de visualisation du câble électrique (6) déroulé en sortie du robot chargeur, cette caméra étant reliée au système de commande (12) afin que le robot chargeur suive l’orientation du câble électrique déroulé en sortie du robot chargeur. Robot chargeur selon l’une des revendications 1 à 5 selon lequel le système de commande (12) communique avec un système de navigation pourvu d’un système de détection d’obstacles. Robot chargeur selon l’une des revendications précédentes selon lequel le système (16) pour dérouler et enrouler automatiquement le câble électrique avec une tension sur le câble électrique sensiblement nulle, comporte un système de mesure (16a) de la distance parcourue par le robot chargeur et un système de mesure (16b) de la distance du câble cours de déroulement ou en cours d’enroulement, reliés au système de commande (12) qui pilote le système de déplacement (11) du robot chargeur de manière que la distance parcourue par le robot chargeur et la distance déroulée ou enroulée du câble électrique dans une même unité de temps, reste sensiblement identique. Robot chargeur selon l’une des revendications précédentes selon lequel le câble électrique (6) est pris en charge en sortie d’un tambour d’enroulement (17), par un duo de galets (19a, 19b) dont au moins un galet est relié à une motorisation (20) pilotée pour aider au déplacement du câble électrique. Procédé de fonctionnement d’un robot chargeur (1) conforme à l’une des revendications précédentes pour charger un accumulateur électrique d’un véhicule à moteur électrique (2) en stationnement, relié via un câble électrique (6), à un appareil d’alimentation électrique (4), le procédé comportant les étapes suivantes: - déplacement aller du robot chargeur (1) de sa position de stationnement à la position de chargement de l’accumulateur électrique du véhicule (2), en déroulant le câble électrique (6) selon une trajectoire avec une tension sur le câble électrique sensiblement nulle, - chargement de l’accumulateur électrique du véhicule via le câble électrique (6), - déplacement retour du robot chargeur (1) de la position de chargement de l’accumulateur électrique du véhicule à sa position de stationnement, en détectant l’orientation par rapport au déplacement du robot chargeur, du câble électrique (6) déroulé en sortie du robot chargeur, afin de piloter le déplacement du robot chargeur pour suivre la trajectoire du câble électrique déroulé pendant le déplacement aller et en enroulant le câble électrique au fur et à mesure du déplacement retour du robot chargeur. Procédé selon la revendication précédente selon lequel lors du déplacement retour du robot chargeur, on détecte l’orientation par rapport au déplacement du robot chargeur, du câble électrique (6) déroulé en sortie du robot chargeur, afin de piloter le déplacement du robot chargeur pour suivre l’orientation du câble électrique déroulé en sortie du robot chargeur. Procédé selon l’une des revendications 9 ou 10 selon lequel lorsque lors du déplacement retour du robot chargeur un arrêt imprévu du robot chargeur (1) est détecté, un signal d’avertissement est émis.