Brevet FR3147066A1 — publié le 20240927

L’invention concerne une armoire comprenant une pluralité de casiers (1) aptes à recevoir chacun un article (2) comprenant une batterie, ladite armoire étant équipée d’un système de recharge électrique des batteries des articles (2) disposés dans lesdits casiers et d’un système de conditionnement thermique desdits articles, le système de conditionnement thermique comprenant des manchons (5) disposés chacun dans un casier (1) et un dispositif de gonflage (6) qui est connecté auxdits manchons pour permettre leur gonflage réversible au moyen d’un fluide, chacun desdits manchons étant agencé pour présenter un état dégonflé dans lequel l’article (2) peut être disposé dans ledit manchon et un état gonflé dans lequel ledit manchon enserre ledit article, ledit système de conditionnement thermique comprenant en outre un dispositif de régulation thermique desdits manchons en état gonflé dans une plage de température de recharge optimale. Figure 1 Armoire de recharge et de conditionnement thermique de batteries L’invention concerne une armoire comprenant une pluralité de casiers aptes à recevoir chacun un article comprenant une batterie, ainsi qu’un procédé d’utilisation d’une telle armoire pour la recharge autonome de la batterie d’au moins un article reçu dans un casier. Elle s’applique en particulier à une armoire destinée à la recharge de batteries de véhicules à assistance électrique, par exemple des vélos ou des trottinettes, une telle armoire pouvant notamment être disposée à proximité d’un parking pour de tels véhicules, par exemple attenant à un dispositif de parking fermé pour véhicules de transport individuels, un bâtiment public tel qu’une gare, un établissement scolaire ou professionnel, afin de permettre aux utilisateurs de ces véhicules d’en recharger la batterie durant leur stationnement. Cette armoire peut notamment être disposée dans une structure couverte de type abribus, ou dans un bâtiment fermé de type local technique, afin d’être protégée contre les températures extrêmes et/ou l’humidité. De telles armoires sont généralement équipées d’un système de recharge électrique des batteries des articles disposés dans ses casiers, chaque casier étant équipé d’au moins une prise de branchement d’un article audit système de recharge électrique. Durant leur recharge électrique, les articles et leurs batteries chauffent, ce qui augmente la température de l’atmosphère des casiers, et peut nuire au rendement dudit chargement, voire conduire à une dégradation et/ou une usure prématurée desdites batteries. En outre, lorsque l’armoire est exposée à une température extérieure élevée, notamment supérieure à 35°C, la température interne de ses casiers augmente également, ce qui peut également nuire au chargement des batteries, dont le temps de charge peut être augmenté de manière importante, mais également à leur pérennité, cette dernière pouvant notamment être réduite de moitié dans de telles conditions. De même, lorsque l’armoire est exposée à une température extérieure trop basse, notamment de l’ordre de 0°C ou moins, la durée de vie des batteries peut également être impactée. En effet, on considère généralement que les batteries de type Lithium Polymère doivent être chargées à une température comprise entre 15°C et 25°C, et de préférence proche de 20°C. Pour pallier ces inconvénients, il est connu d’équiper de telles armoires d’un système de conditionnement thermique de l’atmosphère des casiers. L’invention vise à perfectionner l’art antérieur en proposant notamment une armoire pour recharger des articles comprenant des batteries électriques dans laquelle un système de conditionnement est agencé pour réguler la température des batteries en charge de façon simple et fiable, notamment de façon autonome, afin de piloter le conditionnement thermique dans une plage de température optimale pour la recharge tout en limitant la consommation d’énergie nécessaire. A cet effet, selon un premier aspect, l’invention propose une armoire comprenant une pluralité de casiers aptes à recevoir chacun un article comprenant une batterie, ladite armoire étant équipée d’un système de recharge électrique des batteries des articles disposés dans lesdits casiers et d’un système de conditionnement thermique desdits articles, le système de conditionnement thermique comprenant des manchons disposés chacun dans un casier et un dispositif de gonflage qui est connecté auxdits manchons pour permettre leur gonflage réversible au moyen d’un fluide, chacun desdits manchons étant agencé pour présenter un état dégonflé dans lequel l’article peut être disposé dans ledit manchon et un état gonflé dans lequel ledit manchon enserre ledit article, ledit système de conditionnement thermique comprenant en outre un dispositif de régulation thermique desdits manchons en état gonflé dans une plage de température de recharge optimale. Selon un second aspect, l’invention propose un procédé d’utilisation d’une telle armoire pour la recharge autonome de la batterie d’au moins un article reçu dans un casier, ledit procédé prévoyant de : disposer l'article dans le manchon dégonflé d’un casier ; brancher la batterie de l'article au système de recharge électrique ; gonfler le manchon pour qu’il enserre l’article ; piloter le dispositif de régulation thermique dudit manchon dans une plage de température de recharge optimale ; à la fin de la recharge, dégonfler le manchon pour pouvoir retirer ledit article du casier. D’autres particularités et avantages de l’invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : la représente schématiquement l’intégration du système de régulation thermique dans une colonne d’une armoire selon un mode de réalisation de l’invention ; la représente schématiquement le fonctionnement du système de régulation thermique durant la recharge d’une batterie. En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous une armoire comprenant une pluralité de casiers 1 aptes à recevoir chacun un ou plusieurs articles 2 comprenant une batterie, ainsi qu’un procédé d’utilisation d’une telle armoire pour la recharge autonome de la batterie d’au moins un article 2 reçu dans un casier 1. Cette armoire est notamment destinée à la recharge de batteries 2 de véhicules à assistance électrique, tels que des vélos ou des trottinettes. A cet effet, cette armoire peut être disposée à proximité d’un parking pour de tels véhicules, par exemple attenant à un dispositif de parking fermé pour véhicules de transport individuels, un bâtiment public tel qu’une gare, un établissement scolaire ou professionnel, afin de permettre aux utilisateurs de ces véhicules d’en recharger la batterie 2 durant leur stationnement. Une telle armoire peut également être destinée à la recharge de batteries d’autres articles 2 tels qu’un ensemble de batteries interconnectées, mais aussi des articles 2 de plus petite taille tels que des ordinateurs portables, des téléphones portables ou des smartphones. A cet effet, l’armoire peut être disposée à l’intérieur d’un établissement recevant du public tel qu’un centre commercial, un établissement scolaire ou professionnel, ou encore un établissement hôtelier. L’armoire est équipée d’un système de recharge électrique des batteries des articles 2 disposés dans les casiers 1. Sur la , l’armoire présente une colonne 3 de deux casiers 1. Chacun des casiers 1 est équipé d’une porte de fermeture d’un espace de stockage 4 pouvant contenir l’article 2 comprenant une batterie à recharger, ledit espace de stockage étant équipé d’au moins une prise de branchement dudit article au système de recharge électrique. De façon avantageuse, l’espace de stockage 4 de chaque casier 1 présente des dimensions suffisamment importantes pour permettre à l’utilisateur qui y dispose un article 2 dont il souhaite recharger la batterie d’y ranger d’autres accessoires, par exemple des équipements de protection liés à l’utilisation d’un vélo ou d’une trottinette à assistance électrique, tels qu’un casque et/ou des gants, ou d’autres accessoires tels qu’un manteau ou un sac, notamment lorsque l’armoire est utilisée par un établissement scolaire ou professionnel. La porte de fermeture de chaque casier 1 peut notamment être équipée d’un dispositif de verrouillage pour protéger l’article 2 avec la batterie à recharger et les éventuels accessoires qui y sont rangés contre le vol, ledit casier pouvant être : affecté à un utilisateur donné, par exemple au moyen d’une clé ou d’un code secret détenu(e) de façon permanente par ledit utilisateur ; ou mis à disposition de n’importe quel utilisateur, qui dispose dans ce cas de manière temporaire d’une clé ou d’un code affecté aléatoirement audit casier. L’armoire est en outre équipée d’un système de conditionnement thermique des articles 2, ledit système comprenant des manchons 5 disposés chacun dans un casier 1, ainsi qu’un dispositif de gonflage, par exemple un gonfleur pneumatique, qui est connecté auxdits manchons pour permettre leur gonflage réversible au moyen d’un fluide, notamment de l’air. Chaque manchon 5 est agencé pour présenter un état dégonflé dans lequel l’article 2 peut être disposé dans ledit manchon et un état gonflé dans lequel ledit manchon enserre ledit article. En particulier, chacun des manchons 5 forme un logement 7 de réception d’un article 2, ledit logement étant délimité par une paroi périphérique qui, à l’état gonflé, enserre la périphérie dudit article. Les manchons 5 sont chacun disposés dans l’espace de stockage 4 de respectivement un casier 1, et sont formés dans une enveloppe souple 8 comprenant au moins une chambre étanche à laquelle le dispositif de gonflage 6 est connecté. En particulier, l’enveloppe souple 8 peut comprendre une matière, par exemple textile, permettant de retarder la propagation d’un éventuel feu de la batterie. Sur la , au moins deux manchons 5 sont formés dans une enveloppe 8 commune, afin de pouvoir être gonflés simultanément par le dispositif de gonflage 6. En variante, chacun des manchons 5 peut être formé dans une enveloppe distincte, afin de pouvoir être gonflés de façon indépendante par le dispositif de gonflage 6. Les manchons 5 peuvent être intégrés dans les parois de leur casier 1 respectif, notamment en formant au moins l’une desdites parois, ou former des éléments distincts qui sont rapportés sur lesdites parois, notamment en étant fixés dans lesdits casiers, par exemple par l’intermédiaire d’un système antivol. En particulier, les manchons 5 peuvent : être agencés pour présenter à l’état gonflé des dimensions inférieures à celles de l’espace de stockage 4 total de leur casier 1 respectif, afin de laisser libre dans ledit casier un emplacement pour le rangement d’éventuels accessoires tels que décrits précédemment ; ou dans le cas où ils sont formés dans une enveloppe 8 commune, présenter des portions de liaison fluidique 9 qui passent au travers d’une paroi 10 commune à leurs casiers 1 respectifs, comme représenté sur la . De façon avantageuse, le logement 7 de chaque manchon 5 est délimité par une paroi de fond qui, à l’état gonflé, est en appui sur une paroi latérale de l’article 2 qui y est disposé, ladite paroi de fond étant disposée en regard d’une paroi de fond du casier 1. Le gonflage des manchons 5 permet de former une couche isolante autour des articles 2 qui y sont disposés, afin d’isoler thermiquement lesdits articles de l’atmosphère extérieure auxdits manchons, notamment l’atmosphère des casiers et l’atmosphère extérieure à l’armoire, et ainsi de protéger lesdits articles des températures extrêmes, notamment supérieures à 35°C ou inférieures à 5°C. Selon une réalisation, le gonflage est réalisé avec de l’air pour conférer une couche d’air isolante. En variante, un autre gaz ou un fluide caloporteur peut être utilisé pour le gonflage réversible des manchons 5. Le système de conditionnement thermique comprend un dispositif de régulation thermique des manchons 5 en état gonflé dans une plage de température de recharge optimale, notamment comprise entre 15°C et 25°C, et de préférence de l’ordre de 20°C, afin de permettre un conditionnement dans cette plage des articles 2 contenus dans lesdits manchons durant la recharge de leurs batteries. Selon une réalisation, le dispositif de régulation thermique peut comprendre des moyens de conditionnement de la température du fluide de gonflage. Pour pouvoir réchauffer les manchons 5, notamment lorsque la température en leur sein chute en deçà d’un seuil inférieur prédéterminé, lesdits manchons sont équipés d’au moins une nappe chauffante 11 qui est reliée à un circuit électrique 12 de régulation thermique, par exemple un circuit de chauffage électrique comprenant des résistances chauffantes. De même, pour pouvoir refroidir les manchons 5, par exemple lorsque la température en leur sein dépasse un seuil supérieur prédéterminé, lesdits manchons sont équipés d’au moins un conduit 13 contenant un fluide, par exemple un fluide caloporteur à base de glycol, ledit conduit étant relié à un module 14 de mise en circulation et de régulation thermique dudit fluide, afin d’évacuer la chaleur du sein dudit manchon. Le(s) conduit(s) 13 peu(ven)t notamment former un circuit fermé de fluide caloporteur entre les manchons 5 et le module 14 de mise en circulation et de régulation thermique dudit fluide, ledit module comprenant notamment : un ventilateur et/ou un échangeur thermique pour refroidir ledit fluide sortant des manchons 5 ; une pompe pour faire circuler le fluide caloporteur dans le circuit, afin de diriger le flux 17a de fluide chauffé sortant des manchons 5 vers l’ensemble ventilateur / échangeur thermique, et de rediriger le flux 17b de fluide refroidi par ledit ensemble vers lesdits manchons. De façon avantageuse, la(les) nappe(s) chauffante(s) 11 et le(s) conduit(s) 13 de circulation de fluide caloporteur sont disposé(e)(s) entre la chambre gonflable du manchon 5 et la paroi périphérique du logement 7, afin de leur permettre d’épouser la périphérie de l’article 2 lorsque le manchon 5 est à l’état gonflé, et ainsi de leur garantir des échanges de chaleur fiables avec l’article 2 pour pouvoir gérer de façon fiable le chauffage et/ou le refroidissement dudit article. Chacun des manchons 5 est en outre équipé d’un capteur 15 de température à l’interface avec l’article 2, afin de permettre au système de conditionnement thermique de piloter de façon pertinente le conditionnement du manchon 5 pour sélectivement chauffer et/ou refroidir ledit article selon la température mesurée par ledit capteur. L'armoire est équipée d’une unité 16 de contrôle du système de conditionnement thermique, ladite unité étant pilotée en fonction d’au moins un paramètre choisi parmi ceux relatifs à une température ou à l’énergie électrique fournie par le système de recharge. Ainsi, l’unité 16 de contrôle peut être agencée pour piloter le système de conditionnement thermique pour activer la circulation de fluide caloporteur 17a, 17b et/ou le chauffage de nappes 11 dans certains casiers 1 de l’armoire selon leur alimentation en énergie par le système de recharge électrique, et plus particulièrement selon la présence ou non d’un article connecté à la prise de branchement desdits casiers, et en fonction de la température mesurée par le capteur 15 correspondant. En particulier, les capteurs de température 15 de chaque manchon 5 sont connectés à un module 18 agencé pour communiquer les températures mesurées par lesdits capteurs directement à l’unité 16 de contrôle, afin de permettre à ladite unité de piloter le système de conditionnement thermique pour ajuster rapidement le chauffage ou le refroidissement desdits manchons, notamment suivant les conditions climatiques et/ou l’état de charge des articles 2. De façon avantageuse, l’armoire est équipée d’un système de génération et/ou de stockage d’électricité dont la capacité est suffisante pour assurer l’autonomie de fonctionnement des systèmes de recharge et de conditionnement thermique. En particulier, l’armoire peut être équipée d’un système autonome de génération d’énergie type photovoltaïque et/ou éolien, ce qui justifie l’économie d’énergie de la solution, notamment par rapport à une solution raccordée à un réseau d’alimentation électrique. L’armoire peut être reliée à une batterie tampon qui se charge avec le système photovoltaïque/éolien et se décharge dans les batteries des articles 2 à recharger. A cet effet, l’armoire peut être connectée à un panneau solaire apte à transformer en énergie électrique l’énergie provenant des rayonnements solaires, ainsi qu’à au moins une batterie centrale apte à stocker l’énergie électrique générée par ledit panneau solaire et non utilisée pour faire fonctionner les systèmes de recharge et de conditionnement thermique, en vue d’une utilisation ultérieure. C’est par ailleurs cette batterie centrale qui alimente les systèmes de recharge et de conditionnement thermique en l’absence de production d’énergie par les panneaux solaires, et en tout état de cause la nuit. On décrit à présent un procédé d’utilisation d’une armoire telle que décrite précédemment pour la recharge autonome – c'est-à-dire sans alimentation électrique extérieure à ladite armoire – de la batterie d’au moins un article 2 reçu dans un casier 1. Ce procédé prévoit, après ouverture de la porte d’un casier 1 par l’utilisateur, de : disposer l’article 2 dans le manchon 5 dégonflé dudit casier ; brancher la batterie de l’article 2 au système de recharge électrique, notamment en la connectant à la prise de branchement prévue à cet effet dans ledit casier ; gonfler le manchon 5 pour qu’il enserre l’article 2, notamment afin de disposer la(les) nappe(s) chauffante(s) 11 et le(s) conduit(s) 13 de fluide caloporteur en contact serrant autour de la périphérie dudit article ; piloter le dispositif de régulation thermique dudit manchon dans une plage de température de recharge optimale. En particulier, après gonflage du manchon 5, l’unité 16 de contrôle peut : lire la température, grâce au capteur 15, puis piloter la mise en route de la régulation thermique en fonction de cette lecture, afin d’amener l’article 2 dans une plage de température optimale pour la recharge ; puis piloter le lancement de ladite recharge lorsque la température se situe dans ladite plage de température optimale. Ensuite, à la fin de la recharge de la batterie, le procédé prévoit de dégonfler le manchon 5 pour pouvoir retirer l’article 2 du casier 1. De façon avantageuse, le gonflage et/ou le dégonflage peut être conditionné au verrouillage de la porte de fermeture de l’espace 4 de stockage de l’appareil 2 à recharger. Après dégonflage du manchon 5, l’unité 16 de contrôle peut piloter l’arrêt de la régulation thermique dans le casier 1, ainsi que l’arrêt de l’alimentation électrique de la prise de branchement du casier 1, afin d’éviter une surchauffe de la batterie de l’article 2. Selon une réalisation, le manchon 5 peut rester gonflé après la charge pour limiter la variation de température de la batterie chargée, avant un dégonflage juste avant déverrouillage de la porte de l’espace 4 de stockage. Une fois son article 2 rechargé, l’utilisateur peut le récupérer en le débranchant de la prise, puis en le sortant du casier 1. Armoire comprenant une pluralité de casiers (1) aptes à recevoir chacun un article (2) comprenant une batterie, ladite armoire étant équipée d’un système de recharge électrique des batteries des articles (2) disposés dans lesdits casiers et d’un système de conditionnement thermique desdits articles, ladite armoire étant caractérisée en ce que le système de conditionnement thermique comprend des manchons (5) disposés chacun dans un casier (1) et un dispositif (6) de gonflage qui est connecté auxdits manchons pour permettre leur gonflage réversible au moyen d’un fluide, chacun desdits manchons étant agencé pour présenter un état dégonflé dans lequel l’article (2) peut être disposé dans ledit manchon et un état gonflé dans lequel ledit manchon enserre ledit article, ledit système de conditionnement thermique comprenant en outre un dispositif de régulation thermique desdits manchons en état gonflé dans une plage de température de recharge optimale. Armoire selon la revendication 1, caractérisée en ce que les manchons (5) sont équipés d’au moins une nappe chauffante (11) qui est reliée à un circuit électrique (12) de régulation thermique. Armoire selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les manchons (5) sont équipés d’au moins un conduit (13) contenant un fluide, ledit conduit étant relié à un module (14) de mise en circulation et de régulation thermique dudit fluide. Armoire selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositif de régulation thermique comprend des moyens de conditionnement de la température du fluide de gonflage. Armoire selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chacun des manchons (5) forme un logement (7) de réception de l’article (2), ledit logement étant délimité par une paroi périphérique qui, à l’état gonflé, enserre la périphérie de l’article (2). Armoire selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que chacun des manchons (5) est équipé d’un capteur (15) de température à l’interface avec l’article (2). Armoire selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu’elle est équipée d’une unité (16) de contrôle du système de conditionnement thermique. Armoire selon la revendication 7, caractérisée en ce que l’unité (16) de contrôle est pilotée en fonction d’au moins un paramètre choisi parmi ceux relatifs à une température ou à l’énergie électrique fournie par le système de recharge. Armoire selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les manchons (5) sont formés dans une enveloppe souple comprenant au moins une chambre étanche à laquelle le dispositif de gonflage (6) est connecté. Armoire selon la revendication 9, caractérisée en ce que chacun des manchons (5) est formé dans une enveloppe distincte. Armoire selon la revendication 9, caractérisée en ce qu’au moins deux manchons (5) sont formés dans une enveloppe (8) commune. Armoire selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu’elle est équipée d’un système de génération et/ou de stockage d’électricité dont la capacité est suffisante pour assurer l’autonomie de fonctionnement des systèmes de recharge et de conditionnement thermique. Armoire selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que chacun des casiers (1) est équipé d’une porte de fermeture d’un espace (4) de stockage dans lequel le manchon (5) est disposé, ledit espace de stockage étant équipé d’au moins une prise de branchement au système de recharge électrique. Procédé d’utilisation d’une armoire selon l’une quelconque des revendications 1 à 13 pour la recharge autonome de la batterie d’au moins un article (2) reçu dans un casier (1), ledit procédé prévoyant de : disposer l’article (2) dans le manchon dégonflé d’un casier (1) ; brancher la batterie de l’article (2) au système de recharge électrique ; gonfler le manchon (5) pour qu’il enserre l’article (2) ; piloter le dispositif de régulation thermique dudit manchon dans une plage de température de recharge optimale ; à la fin de la recharge, dégonfler le manchon (5) pour pouvoir retirer ledit article du casier (1).