Brevet FR3150998A1 — publié le 20250117

L’invention concerne un véhicule (100) automobile terrestre à propulsion électrique comportant un plancher (1) et un pack de batterie (2), ledit pack de batterie (2) comportant au moins un premier accumulateur (3) et un second accumulateur (4), ledit pack de batterie (2) étant apte à présenter deux configurations : une première configuration déverrouillée dans laquelle ladite tige (9) est rentrée dans ledit mécanisme de maintien (8), le premier logement (5) étant vide et le second logement (6) étant vide ; et une seconde configuration verrouillée dans laquelle ladite tige (9) est sortie selon un axe parallèle à la deuxième direction transversale (Y) de part et d’autre du mécanisme de maintien (8), le premier logement (5) comportant le premier accumulateur (3), le second logement (6) comportant le second accumulateur (4) et ladite tige (9) étant enfichée dans la première ouverture (10) et dans la seconde ouverture (11) et un procédé associé. Figure 1 VEHICULE AUTOMOBILE A PROPULSION ELECTRIQUE COMPORTANT UN MOYEN D’ECHANGE DE BATTERIE ET PROCEDE ASSOCIE L’invention porte sur le domaine des véhicules automobiles terrestres à propulsion électrique, et plus particulièrement sur les moyens de rechargements de ces véhicules. Il est connu de l’art antérieur une demande de brevet US20220009519 concernant un système de prévention de la propagation d’un incendie pour un véhicule. Le système en question permet l’éjection de la batterie en dehors du véhicule afin que l’incendie ne se propage pas à l’intérieur dudit véhicule, venant ainsi mettre en danger ses usagers. L’invention comprend un détecteur de l’état de la batterie configuré pour détecter un potentiel échauffement de la batterie susceptible d’entraîner un incendie. Un contrôleur est également mis en œuvre pour émettre un signal ordonnant l’éjection de ladite batterie suite à la détection de l’échauffement par le détecteur. Le contrôleur est apte à analyser une multitude d’informations, notamment en ce qui concerne la localisation du véhicule et son environnement pour déterminer si l’éjection de la batterie est possible après la détection d’un départ de feu. Un dispositif de verrouillage en forme de crochet est également présent pour maintenir la batterie sur un support, sur le châssis dudit véhicule. Lorsqu’un incendie est détecté et que l’environnement semble approprié, les informations recueillies par les différents capteurs, notamment des capteurs de température de la batterie, sont transmises au conducteur sur une interface ou sur son téléphone portable. Le conducteur décide, après avoir vérifié à l’œil nu si un incendie est bien en cours, d’autoriser ou non l’expulsion de la batterie. Si le conducteur autorise l’expulsion de la batterie, alors un signal de commande est envoyé par le contrôleur vers un actionneur en lien avec un dispositif de verrouillage. A la réception dudit signal de commande, ledit actionneur engendre la levée du dispositif de verrouillage ce qui engendre la séparation de la batterie et du véhicule. Lorsqu’un incendie est détecté et que l’éjection est autorisée par le conducteur, cela engendre la rotation du support sur lequel repose la batterie. Celle-ci est alors éjectée dudit châssis. Pour remplacer la batterie, ladite nouvelle batterie est posée sur ledit support et celui-ci doit être poussée jusqu’à ce que le dispositif de verrouillage vienne se positionner de façon à maintenir ladite nouvelle batterie. L’invention s’applique également aux modules, autrement appelés accumulateurs, constituant une batterie. Le ou les accumulateurs ayant subis l’incendie sont remplacés par un ou des autres accumulateurs intacts. Cependant, ledit système n’est pas adapté pour pratiquer le swap batterie. En effet, l’éjection d’une batterie déchargée saine risque de l’endommager. Par ailleurs, le fait de devoir procéder manuellement au remplacement de chaque accumulateur demande un temps considérable si la batterie est composée d’un grand nombre d’accumulateurs. L’objectif de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un véhicule à propulsion électrique configuré pour permettre le swap batterie, c’est-à-dire l’échange d’une batterie déchargée par une batterie chargée évitant ainsi le temps de rechargement de cette dernière. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile terrestre à propulsion électrique comportant un train de roulement dont les points de contact avec le sol définissent un plan de base défini par une première direction longitudinale correspondant au roulage en ligne droite, et par une deuxième direction transversale et orthogonale à la première direction longitudinale et une troisième direction verticale orthogonale à la première direction longitudinale et à la deuxième direction transversale et est orientée en s’éloignant du sol, ledit véhicule comportant un plancher disposé selon un plan parallèle au plan de base et un pack de batterie, ledit pack de batterie étant configuré pour recevoir au moins un premier accumulateur présentant une première ouverture et un second accumulateur présentant une seconde ouverture, ledit pack de batterie comportant un premier logement destiné à recevoir le premier accumulateur et un second logement destiné à recevoir le second accumulateur, ledit premier logement comportant un premier capteur apte à détecter la présence dudit premier accumulateur dans ledit premier logement, ledit second logement comportant un second capteur apte à détecter la présence dudit second accumulateur dans ledit second logement, ledit pack de batterie comportant une traverse de choc latéral disposée entre le premier logement et le second logement, caractérisé en ce que la traverse de choc latéral comporte un mécanisme de maintien, ledit mécanisme de maintien comportant un moteur apte à faire sortir simultanément une tige conductrice d’électricité de part et d’autre de la traverse de choc latéral selon la deuxième direction, ladite tige étant destinée à s’enficher dans la première ouverture et dans la seconde ouverture, ledit pack de batterie étant apte à présenter deux configurations : - une première configuration déverrouillée dans laquelle ladite tige est rentrée dans ledit mécanisme de maintien, le premier logement ne comportant pas le premier accumulateur et le second logement ne comportant pas le second accumulateur ; - une seconde configuration verrouillée dans laquelle ladite tige est sortie selon la deuxième direction de part et d’autre du mécanisme de maintien, le premier logement comportant le premier accumulateur, le second logement comportant le second accumulateur et ladite tige étant enfichée dans la première ouverture et dans la seconde ouverture. Grâce à l’invention, il est possible de remplacer facilement sa batterie déchargée par une batterie rechargée. Il n’est pas nécessaire pour le conducteur d’attendre le rechargement de la batterie à une borne de rechargement, ce qui est un gain de temps. De préférence, le pack de batterie comporte une pluralité d’accumulateurs, une pluralité de traverse de choc latéral étant disposées entre chaque accumulateur. La multiplication d’un grand nombre d’accumulateurs accroît la quantité d’énergie pouvant être stockée par le pack de batterie. Grâce à l’invention, la tige permet la transmission d’énergie électrique entre le premier accumulateur et le second accumulateur. De préférence, ladite tige comprend de l’argent. L’argent est le matériau présentant la plus grande conductivité électrique. Lorsque la composition de la tige contient de l’argent, la transmission d’énergie est particulièrement efficace. Avantageusement, ladite tige comprend du cuivre. Le cuivre est le second matériau présentant un haut niveau de conductivité électrique. Par ailleurs, son coût est relativement bas, ce qui diminue le coût de production de la tige et par conséquent de l’invention dans son entièreté. Avantageusement, ledit premier capteur et ledit second capteur sont des capteurs mécaniques. De cette façon, le premier accumulateur et le second accumulateur sont précisément détectés en fin de course lorsqu’ils percutent leur capteur respectif. Avantageusement, ledit premier capteur et ledit second capteur sont des capteurs magnétiques. Ainsi, le risque d’usure et de détérioration est réduit par rapport à un capteur mécanique. L’invention concerne également un procédé d’intégration du premier accumulateur et du second accumulateur dans le pack de batterie du véhicule automobile terrestre à propulsion électrique précédemment mentionné, caractérisé en ce que ledit procédé comporte les étapes suivantes : - une étape de positionnement du premier accumulateur face au premier logement et du second accumulateur face au second logement, le premier accumulateur et le second accumulateur étant disposés sur un chariot élévateur ; - une étape d’élévation dudit chariot élévateur ; - une étape d’insertion du premier accumulateur dans le premier logement et du second accumulateur dans le second logement ; - une étape de d’actionnement du moteur suite à la détection du premier accumulateur par le premier capteur et à la détection du second accumulateur par le second capteur ; - une étape de sortie de ladite tige, ladite tige s’enfichant simultanément dans la première ouverture et dans la seconde ouverture engendrant la transmission d’énergie électrique entre le premier accumulateur et le second accumulateur. L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans lesquelles : illustre schématiquement un pack de batterie selon l’invention destiné à un véhicule automobile à propulsion électrique ; illustre schématiquement, sous la forme d’un logigramme, un procédé d’intégration d’un premier accumulateur et d’un second accumulateur à un véhicule automobile à propulsion électrique. Il est illustré schématiquement sur la un pack de batterie 2 destiné à un véhicule 100 automobile à propulsion électrique, c’est-à-dire un véhicule 100 électrique ou hybride. Le véhicule 100 comporte un train de roulement dont les points de contact avec le sol définissent un plan de base XY défini par une première direction X longitudinale correspondant au roulage en ligne droite, et par une deuxième direction Y transversale et orthogonale à la première direction longitudinale X et une troisième direction verticale Z orthogonale à la première direction longitudinale X et à la deuxième direction transversale Y et est orientée en s’éloignant du sol. Le véhicule 100 comporte un plancher 1 disposé selon le plan de base XY. Le véhicule 100 comporte ledit pack de batterie 2 disposé sous ledit plancher 1 selon la troisième direction verticale Z. Le pack de batterie 2 est un ensemble d’accumulateurs électriques reliés entre eux. Chaque accumulateur comporte des électrolytes aptes à transporter une charge électrique par un déplacement d’ions entre l’anode et la cathode. De cette façon, le pack de batterie 2 stocke l’énergie électrique sous forme d’énergie chimique. Lorsque le véhicule 100 automobile électrique ou hybride est en état de marche, l’énergie électrique est restituée sous forme de courant continu. Le pack de batterie 2 comporte un premier logement 5 destiné à accueillir un premier accumulateur 3 et un second logement 6 destiné à accueillir un second accumulateur 4. Le premier logement 5 et le second logement 6 sont deux structures parallélépipédiques, ouvertes en regard du sol afin de pouvoir y insérer respectivement le premier accumulateur 3 présentant une première ouverture 10 et le second accumulateur 4 présentant une seconde ouverture 11. Le premier logement 5 et le second logement 6 sont positionnés de part et d’autre d’une traverse de choc latéral 7. La traverse de choc latéral 7 est une structure parallélépipédique servant à amortir les chocs subis latéralement, soit selon la deuxième direction transversale Y, par le véhicule. Ici, la traverse de choc latéral 7 évite une collision entre le premier logement 5 et le second logement 6. De plus, la traverse de choc latéral 7 comporte un mécanisme de maintien 8. Le mécanisme de maintien 8 comporte un moteur destiné à générer une énergie mécanique à partir d’une énergie électrique nécessaire à la sortie d’une tige 9 de part et d’autre du mécanisme de maintien 8 selon un axe parallèle à la deuxième direction transversale Y. Le premier logement 5 et le second logement 6 comportent respectivement un premier capteur et un second capteur. Avantageusement, la tige 9 comprend un matériau présentant un haut niveau de conductivité électrique, de préférence en argent ou en cuivre. L’argent présente le plus haut niveau de conductivité électrique, rendant ainsi la transmission électrique plus efficace entre le premier accumulateur 3 et le second accumulateur 4. Le cuivre est l’un des matériaux présentant la meilleure conductivité électrique. De plus, l’avantage du cuivre est son coût économique qui est relativement faible par rapport à l’argent. Le premier capteur et le second capteur sont des capteurs mécaniques. Dans un autre mode de réalisation, le premier capteur et le second capteur sont des capteurs magnétiques. Ainsi, le premier accumulateur 3 est inséré dans le premier logement 5, ce qui provoque une mise en contact du premier accumulateur 3 et du premier capteur mécanique. De la même façon, lors de son introduction, le second accumulateur 4 entre en contact avec le second capteur mécanique. Ainsi, cela provoque l’établissement d’un contact électrique entre les capteurs et le moteur, et donc l’actionnement du moteur. Lorsqu’il s’agit de capteurs magnétiques, le premier accumulateur 3 et le second accumulateur 4 comprennent chacun un aimant. Le premier capteur présent dans le premier logement 5 détecte, sans contact, la position d’un premier aimant présent sur le premier accumulateur 3. Le second capteur présent dans le second logement 6 détecte, sans contact, la position d’un second aimant présent sur le second accumulateur 5. Ainsi, lorsque le premier aimant est détecté par le premier capteur et que le second aimant est détecté par le second capteur, alors un signal est transmis au mécanisme de maintien 8 et le moteur s’actionne. Lorsque ledit moteur est actionné, ladite tige 9 sort de part et d’autre du mécanisme de maintien 8 afin de s’enficher simultanément dans la première ouverture 10 et dans la seconde ouverture 11. De cette façon, ledit pack de batterie 2 est apte à présenter deux configurations. Dans une première configuration déverrouillée, le premier logement 5 et le second logement 6 sont vides. En effet, le premier accumulateur 3 et le second accumulateur 4 ne sont pas présents. La tige 9 est alors entièrement dissimulée dans le mécanisme de maintien 8. Dans une seconde configuration verrouillée, le premier accumulateur 3 est présent dans le premier logement 5 et le second accumulateur 4 est présent dans le second logement 6. La tige 9 est ressortie et enfichée à la fois dans la première ouverture 10 et dans la seconde ouverture 11. Sur la , l’invention est représentée dans la seconde configuration verrouillée. La illustre, sous la forme d’un logigramme, la succession des étapes d’un procédé d’intégration d’au moins le premier accumulateur 3 et le second accumulateur 4 dans le pack de batterie 2 du véhicule 100 automobile terrestre à propulsion électrique précédemment exposé. Lors d’une étape de positionnement E1, le premier accumulateur 3 et le second accumulateur 4 sont disposés en dessous du véhicule 100 selon la troisième direction verticale Z, respectivement face au premier logement 5 et au second logement 6. Le premier accumulateur 3 et le second accumulateur 6 se situent sur un chariot élévateur. A ce stade, le premier logement 5 et le second logement 6 sont vides donc la tige 9 est dissimulée dans le mécanisme de maintien 8. Lors d’une étape d’élévation E2, le chariot élévateur est actionné pour élever le premier accumulateur 3 et le second accumulateur 4 vers le haut selon la troisième direction verticale Z. Le premier accumulateur 3 est donc dirigé vers le premier logement 5 et le second accumulateur 4 est dirigé vers le second logement 6. De cette façon, lors d’une étape d’insertion E3, le premier accumulateur 3 est entièrement inséré dans le premier logement 5. De plus, le second accumulateur 4 est entièrement inséré dans le second logement 6. Lors d’une étape d’actionnement E4, le moteur présent dans le mécanisme de maintien 8 s’actionne suite à la détection du premier accumulateur 3 dans le premier logement 5 et du second accumulateur 4 dans le second logement 6. Lors d’une étape de sortie E5, ladite tige 9 sort de la traverse de choc latéral 7 pour venir simultanément s’enficher dans la première ouverture 10 et dans la seconde ouverture 11. Le contact étant établi entre le premier accumulateur 3 et le second accumulateur 4, l’énergie électrique circule entre le premier accumulateur 3 et le second accumulateur 4. La batterie est donc prête à être utilisée pour la mise en circulation du véhicule 100. Véhicule (100) automobile terrestre à propulsion électrique comportant un train de roulement dont les points de contact avec le sol définissent un plan de base (XY) défini par une première direction (X) longitudinale correspondant au roulage en ligne droite, et par une deuxième direction (Y) transversale et orthogonale à la première direction longitudinale (X) et une troisième direction (Z) verticale orthogonale à la première direction longitudinale (X) et à la deuxième direction transversale (Y) et est orientée en s’éloignant du sol, ledit véhicule (100) comportant un plancher (1) disposé selon un plan parallèle au plan de base (XY) et un pack de batterie (2), ledit pack de batterie (2) étant configuré pour recevoir au moins un premier accumulateur (3) présentant une première ouverture (10) et un second accumulateur (4) présentant une seconde ouverture (11), ledit pack de batterie (2) comportant un premier logement (5) destiné à recevoir le premier accumulateur (3) et un second logement (6) destiné à recevoir le second accumulateur (4), ledit premier logement (5) comportant un premier capteur apte à détecter la présence dudit premier accumulateur (3) dans ledit premier logement (5), ledit second logement (6) comportant un second capteur apte à détecter la présence dudit second accumulateur (4) dans ledit second logement (6), ledit pack de batterie (2) comportant une traverse de choc latéral (7) disposée entre le premier logement (5) et le second logement (6), caractérisé en ce que la traverse de choc latéral (7) comporte un mécanisme de maintien (8), ledit mécanisme de maintien (8) comportant un moteur apte à faire sortir simultanément une tige (9) conductrice d’électricité de part et d’autre de la traverse de choc latéral (7) selon la deuxième direction (Y), ladite tige (9) étant destinée à s’enficher dans la première ouverture (10) et dans la seconde ouverture (11), ledit pack de batterie (2) étant apte à présenter deux configurations : - une première configuration déverrouillée dans laquelle ladite tige (9) est rentrée dans ledit mécanisme de maintien (8), le premier logement (5) ne comportant pas le premier accumulateur (3) et le second logement (6) ne comportant pas le second accumulateur (4) ; - une seconde configuration verrouillée dans laquelle ladite tige (9) est sortie selon la deuxième direction (Y) de part et d’autre du mécanisme de maintien (8), le premier logement (5) comportant le premier accumulateur (3), le second logement (6) comportant le second accumulateur (4) et ladite tige (9) étant enfichée dans la première ouverture (10) et dans la seconde ouverture (11). Véhicule (100) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le pack de batterie (2) comporte une pluralité d’accumulateurs, une pluralité de traverse de choc latéral (7) étant disposées entre chaque accumulateur. Véhicule (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que ladite tige (9) comprend de l’argent. Véhicule (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que ladite tige (9) comprend du cuivre. Véhicule (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ledit premier capteur et ledit second capteur sont des capteurs mécaniques. Véhicule (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ledit premier capteur et ledit second capteur sont des capteurs magnétiques. Procédé d’intégration du premier accumulateur (3) et du second accumulateur (4) dans le pack de batterie (2) du véhicule (100) automobile terrestre à propulsion électrique selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit procédé comporte les étapes suivantes : - une étape de positionnement (E1) du premier accumulateur (3) face au premier logement (5) et du second accumulateur (4) face au second logement (6), le premier accumulateur (3) et le second accumulateur (4) étant disposés sur un chariot élévateur ; - une étape d’élévation (E2) dudit chariot élévateur ; - une étape d’insertion (E3) du premier accumulateur (3) dans le premier logement (5) et du second accumulateur (4) dans le second logement (6) ; - une étape d’actionnement (E4) du moteur suite à la détection du premier accumulateur (3) par le premier capteur et à la détection du second accumulateur (4) par le second capteur ; - une étape de sortie (E5) de ladite tige (9), ladite tige (9) s’enfichant simultanément dans la première ouverture (10) et dans la seconde ouverture (11) engendrant la transmission d’énergie électrique entre le premier accumulateur (3) et le second accumulateur (4).