Brevet FR3156078A1 — publié le 20250606

L’invention concerne un procédé de recharge d’une batterie électrique d’un véhicule (1) comprenant une prise de charge (3), ledit procédé étant réalisé au moyen d’un pistolet de charge (2) mobile qui est extérieur au véhicule et qui est destiné à venir s’enficher dans ladite prise de charge (3). Selon l’invention, ledit procédé comprend une étape de détection de la position initiale du pistolet de charge (2) par rapport à la prise de charge (3), au moyen d’un balayage dudit pistolet (2) permettant grâce à un capteur infrarouge (6) fixé audit pistolet de définir une zone de détection (8) du rayonnement infrarouge produit par l’émetteur (4) fixé en périphérie de la prise de charge (3), et au moyen de la mesure d’une distance par le capteur de distance (5) entre le pistolet de charge (2) et le véhicule (1). Figure pour l’abrégé : Figure 2 procédé de recharge d’une batterie de véhicule au moyen d’un déplacement automatique d’un pistolet de charge La présente invention concerne un procédé de recharge d’une batterie de véhicule au moyen d’un déplacement automatique d’un pistolet de charge. Pour rappel, un véhicule présentant une propulsion électrique partielle ou totale comprend une batterie et une prise de charge, ladite batterie pouvant être rechargée en courant électrique par l’intermédiaire d’un pistolet de charge électrique, qui est extérieur au véhicule. Ce pistolet de charge est relié à une source de courant électrique, et vient s’enficher dans la prise de charge du véhicule pour assurer la recharge en courant électrique de ladite batterie. Afin de faciliter la recharge de la batterie électrique du véhicule, il est envisagé d’automatiser le déplacement du pistolet de charge vers la prise de charge du véhicule, puis son enfichage dans ladite prise de charge sans intervention humaine lors de ces différentes étapes. Une difficulté rencontrée lors de ce processus d’automatisation, réside en la localisation de la prise de charge présente sur le véhicule pour effectuer l’approche du pistolet extérieur vers ladite prise du charge. En effet, le pistolet de charge est généralement monté sur un bras articulé, et la position de ladite prise de charge sur le véhicule par rapport à la position initiale du pistolet de charge sur le bras articulé, doit être déterminée avec précision, pour déclencher de façon systématique un déplacement optimisé du pistolet de charge vers la prise de charge, dans le but de favoriser son enfichage dans ladite prise de charge. La demande WO2022167350 A1 divulgue un véhicule comprenant une batterie électrique et une prise électrique pour alimenter la batterie en électricité, la prise étant positionnée dans un élément de carrosserie définissant le véhicule de manière à être accessible de l'extérieur du véhicule. Cette demande divulgue en outre que la prise comprend des moyens de guidage pour acheminer une extrémité d'un pistolet d'alimentation, de telle sorte que ladite extrémité puisse pénétrer dans une zone de réception de la prise pour assurer la charge électrique de la batterie. Un procédé de recharge d’une batterie de véhicule selon l’invention, met en œuvre des moyens de localisation du pistolet de charge relativement à la prise de charge, pour assurer de façon sûre et répétitive un enfichage systématique du pistolet de charge dans la prise de charge du véhicule. L’invention a pour objet un procédé de recharge d’une batterie électrique d’un véhicule comprenant une prise de charge, ledit procédé étant réalisé au moyen d’un pistolet de charge mobile qui est extérieur au véhicule et qui est destiné à venir s’enficher dans ladite prise de charge. Selon l’invention, le procédé de recharge comprend les étapes suivantes : - une étape de solidarisation d’un émetteur à infrarouge au véhicule, en périphérie de la prise de charge, -une étape de formation d’un système comprenant le pistolet de recharge et un calculateur spécifique, ledit système comprenant en outre un capteur de distance et un capteur infrarouge fixés au pistolet de recharge, -une étape de positionnement du véhicule par rapport au pistolet de charge qui est stocké sur un support permettant de définir une position initiale du pistolet de charge par rapport à la prise de charge -une étape de détection de la position initiale du pistolet de charge par rapport à la prise de charge, au moyen d’un balayage dudit pistolet permettant grâce au capteur infrarouge de définir une zone de détection du rayonnement infrarouge produit par l’émetteur, et au moyen de la mesure d’une distance par le capteur de distance entre le pistolet de charge et le véhicule, -une étape de déplacement automatique du pistolet de charge vers la prise de charge, ladite étape étant pilotée par le calculateur spécifique en fonction des mesures réalisées à l’étape précédente, jusqu’à ce que ledit pistolet de charge vienne s’enficher dans ladite prise de charge, -une étape de recharge de la batterie du véhicule. Le principe d’un procédé de recharge selon l’invention est qu’il permet au pistolet de charge de se déplacer automatiquement et de façon très précise vers la prise de charge du véhicule, grâce : -à un capteur infrarouge dudit pistolet qui va détecter sur une zone particulière de l’espace un signal en provenance d’un émetteur à infrarouge placé à proximité de la prise de charge, et -à un détecteur de distance qui mesure une distance entre la position initiale du pistolet et le véhicule. Les mesures de ces capteurs vont constituer des données d’entrée pour le calculateur afin de permettre à celui-ci de déterminer le parcourt que doit emprunter le pistolet de charge depuis sa position initiale pour atteindre de façon sûre la prise de charge. L’étape de positionnement du véhicule s’effectue de façon naturelle, sans manœuvre particulière, le véhicule étant amené à être garé à peu près à la même place à côté du pistolet de charge. De cette manière, Il est supposé que le pistolet de charge va toujours se retrouver dans une même zone prédéfinie autour de la prise de charge. Si le pistolet de charge se retrouvait à l’extérieur de ladite zone prédéfinie qui est une configuration très peu probable, le procédé selon l’invention serait inopérant. Le balayage du pistolet de charge peut par exemple s’effectuer par translation ou par rotation, ou par une combinaison desdits deux mouvements. Selon une caractéristique possible de l’invention, l’étape de balayage du pistolet de charge consiste à mettre en rotation ledit pistolet de charge autour d’un axe de rotation afin de déterminer la zone de détection dans laquelle ledit capteur infrarouge détecte le rayonnement infrarouge produit par l’émetteur. La mise en rotation du pistolet de charge s’effectue autour d’un axe longitudinal dudit pistolet, afin que le capteur infrarouge se déplace le long d’un cercle. Au début, le capteur infrarouge ne reçoit aucun rayonnement infrarouge en provenance de l’émetteur, puis va commencer à pivoter. A partir d’un certain angle de rotation, il va commencer à capter du rayonnement infrarouge, puis en poursuivant sa rotation il va finir par ne plus capter ce rayonnement. Autrement dit, il ne va capter du signal que sur un secteur angulaire. Selon une caractéristique possible de l’invention, l’axe de rotation autour duquel pivote le pistolet de charge est un axe vertical, la zone de détection s’étendant dans un plan horizontal et étant délimitée par deux segments matérialisant une ouverture angulaire. En effet, lorsque le pistolet pivote, le capteur infrarouge va pivoter simultanément, l’orientation du capteur par rapport à l’émetteur infrarouge étant modifiée à chaque instant du pivotement. Cette modification d’orientation explique que le capteur infrarouge ne capte pas un signal sur la totalité de son pivotement. Selon une caractéristique possible de l’invention, le procédé de recharge comprend : -une étape de détermination d’un angle spécifique β entre une droite qui est parallèle à une paroi du véhicule dans laquelle est placée la prise de charge, et la bissectrice de l’ouverture angulaire de la zone de détection définie par le capteur infrarouge, -une étape de mesure de la distance minimum « d » entre le capteur infrarouge porté par le pistolet de charge et la paroi du véhicule portant la prise de charge, -une étape de déduction de la distance et du parcourt que doit emprunter le pistolet de charge à partir de sa position initiale pour venir s’enficher dans la prise de charge, grâce à la distance minimum d mesurée et à l’angle β spécifique déterminé, -une étape de déplacement du pistolet de charge le long du parcourt défini à l’étape précédente jusqu’à ce qu’il vienne s’enficher dans la prise de charge. Selon une caractéristique possible de l’invention, l’étape de détermination de la distance et du parcourt que doit emprunter le pistolet de charge pour venir s’enficher dans la prise de charge, sont déduites de règles trigonométriques usuelles impliquant la distance minimum d mesurée et l’angle spécifique β déterminé. Selon une caractéristique possible de l’invention, le capteur à infrarouge fixé au pistolet de charge est collimaté, ledit capteur infrarouge ne pouvant détecter que les rayonnements directs en provenance de l’émetteur infrarouge. De cette manière, le capteur infrarouge du pistolet de charge ne peut capter que le rayonnement direct en provenance de l’émetteur infrarouge. La zone de détection dudit capteur infrarouge sera donc plus étroite et donc plus clairement définie, empêchant ledit capteur de détecter du rayonnement infrarouge sur la totalité de sa rotation. La position de l’émetteur infrarouge sera donc plus précisément détectée. Selon une caractéristique possible de l’invention, l’émetteur à infrarouge comprend au moins une LED à infrarouge. Selon une caractéristique possible de l’invention, le capteur de distance est un capteur à ultrasons. Selon une caractéristique possible de l’invention, le balayage du pistolet et l’étape de déplacement dudit pistolet vers la prise de charge du véhicule sont assurés par un bras articulé sur lequel est monté le pistolet de charge doté de son capteur de distance et de son capteur à infrarouge. Les mouvements du bras articulé sont pilotés par le calculateur à partir des mesures réalisées par le capteur infrarouge et le capteur de distance. Un procédé de recharge selon l’invention présente l’avantage d’impliquer des équipements tels que par exemple un capteur infrarouge, un capteur à ultrasons et un émetteur à infrarouge, qui sont peu onéreux et qui sont fiables et précis. Il a de plus l’avantage d’être piloté par un calculateur possédant un algorithme s’appuyant sur des règles trigonométriques usuelles ne nécessitant pas une programmation complexe. On donne ci-après une description détaillée d’un mode de réalisation préféré d’un procédé de recharge d’une batterie électrique d’un véhicule selon l’invention, en se référant aux figures suivantes : FIG. 1 La FIG. 1 est une vue du dessus d’un véhicule et d’un pistolet de charge illustrant une première étape d’un procédé de recharge selon l’invention, FIG. 2 La FIG. 2 est une vue du dessus d’un véhicule et d’un pistolet de charge illustrant une deuxième étape d’un procédé de recharge selon l’invention, FIG. 3 La FIG. 3 est une vue du dessus d’un véhicule et d’un pistolet de charge illustrant une troisième étape d’un procédé de recharge selon l’invention, FIG. 4 La FIG. 4 est un schéma montrant différentes distances et un angle permettant de localiser un pistolet de charge par rapport à la prise de charge du véhicule, FIG. 5 La FIG. 5 est une en perspective d’un capteur infrarouge dans une première configuration, et destiné à être fixé à un pistolet de charge et à partir duquel un procédé de recharge selon l’invention peut être appliqué, FIG. 6 La FIG. 6 est une vue en perspective du capteur infrarouge de la FIG. 5 , dans une deuxième configuration, FIG. 7 La FIG. 7 est une vue en perspective du capteur infrarouge des figures 5 et 6, dans une troisième configuration, Un procédé de recharge selon l’invention s’applique à un véhicule 1 possédant une propulsion au moins partiellement électrique. Le véhicule 1 possède donc une batterie électrique qui peut être rechargée par un pistolet 2 de charge qui est extérieur audit véhicule et qui vient s’enficher dans une prise de charge 3 dudit véhicule. Le pistolet 2 de charge est connecté à une source de courant électrique qui est extérieure au véhicule, et vient s’insérer dans la prise de charge 3 pour procéder à une recharge de la batterie électrique restée dans sa position fonctionnelle dans ledit véhicule. Actuellement, le conducteur du véhicule effectue cette opération de recharge manuellement. Autrement dit, il se saisit du pistolet de charge 2 qui est posé sur un socle puis achemine celui-ci jusqu’à la prise de charge 3 de son véhicule, avant d’enficher ledit pistolet de charge 2 dans ladite prise de charge 3. Ce processus est assez fastidieux car il oblige le conducteur à déployer des efforts et de la précision, pour parvenir à la recharge électrique de la batterie de son véhicule. Les solutions automatisées qui ont été développées jusqu’à présent pour permettre au conducteur de s’affranchir de cette manipulation du pistolet de charge 2, sont généralement complexes, et impliquent des équipements onéreux. Un procédé de recharge selon l’invention permet un déplacement automatisé du pistolet de charge 2 jusqu’à la prise de charge 3 puis son enfichage dans celle-ci, sans avoir les inconvénients des solutions actuellement développées. Un procédé de recharge électrique de la batterie électrique d’un véhicule 1 selon l’invention, comprend les étapes suivantes : -une étape de solidarisation d’un émetteur à infrarouge 4 au véhicule, en périphérie de la prise de charge 3. La prise de charge 3 est généralement recouverte par une trappe de protection qui affleure une paroi du véhicule 1, ladite trappe de protection pouvant passer d’une position de fermeture pour laquelle elle recouvre la prise de charge 3 à une position d’ouverture pour laquelle elle a pivoté d’un angle au moins égal à 90°. Cette trappe de protection s’ouvre ou se ferme automatiquement au moyen d’un élément d’actionnement associé à une motorisation. Cet émetteur à infrarouge 4 est un émetteur LED à infrarouge. La position de la prise de charge 3 sur le véhicule se déduit directement de la position de l’émetteur LED à infrarouge -une étape de formation d’un système comprenant le pistolet de charge 2 et un calculateur spécifique, ledit système comprenant en outre un capteur de distance 5 et un capteur infrarouge 6 fixés au pistolet de charge 2. Le capteur de distance est préférentiellement un capteur à ultrasons permettant de mesurer le temps s’écoulant entre une onde à ultrasons incidente et une onde à ultrasons réfléchie par une paroi. Le capteur à infrarouge 6 permet de détecter le rayonnement infrarouge, et en particulier le rayonnement à infrarouge produit par l’émetteur LED à infrarouge solidarisé au véhicule 1. Le capteur à infrarouge 6 est collimaté, ledit capteur infrarouge 6 ne pouvant détecter que les rayonnements directs en provenance de l’émetteur LED infrarouge 4 fixé au véhicule 1. De cette manière, le capteur infrarouge 6 du pistolet de charge 2 ne peut capter que le rayonnement direct en provenance de l’émetteur LED infrarouge 6. La position de l’émetteur LED infrarouge 4 sera détectée de façon plus précise, -une étape de montage du pistolet de charge 2 doté de ses deux capteurs 5, 6 sur un bras articulé permettant audit pistolet de charge 2 de subir différents mouvement de rotation et de translation dans l’espace, -une étape de positionnement du véhicule 1 à proximité du pistolet de charge 2 qui est monté sur le bras articulé, afin de placer la prise de charge 3 à une distance raisonnable dudit pistolet de charge 2, comme cela est illustré aux figures 1 et 2. Généralement, le pistolet de charge 2 est placé de façon fixe dans le garage d’un particulier ou au sein d’une station de recharge possédant plusieurs pistolets de charge 2, et le véhicule vient toujours se garer de la même façon par rapport au pistolet de charge 2 considéré. Pour qu’un procédé de recharge selon l’invention puisse être appliqué, il faut que la prise de charge 3 vienne se placer dans une zone 7 prédéfinie et peu étendue autour du pistolet de charge 2. Si le véhicule 1 se gare trop loin du pistolet de charge 2, il ne se passera rien et le conducteur dudit véhicule sera invité à se rapprocher dudit pistolet de charge. Lors de cette étape de positionnement du véhicule 1, le pistolet de charge 2 se retrouve à une position initiale par rapport à la position de l’émetteur LED infrarouge 4 fixé au véhicule 1, -une étape de balayage du système précédemment formé, se traduisant par une mise en rotation autour d’un axe vertical du pistolet de charge 2 monté sur le bras articulé et doté de ses deux capteurs 5, 6. Lors de ce balayage, le capteur infrarouge 6 collimaté du pistolet de charge 2 pivote simultanément avec ledit pistolet de charge 2 et va déterminer une zone de détection 8 dans laquelle ledit capteur infrarouge 6 détecte le rayonnement infrarouge produit par l’émetteur LED infrarouge. Cette zone de détection 8 s’étend dans un plan horizontal et est délimitée par deux segments rectilignes 9, 10 définissant un secteur angulaire donné comme cela est illustré aux figures 2 et 3. La détermination de cette zone de détection 8 permet de déduire un angle β, qui est l’angle que fait la bissectrice 11 de la zone de détection 8 avec une droite passant par le pistolet de charge 2 et qui est parallèle à une paroi 12 du véhicule portant la prise de charge 3. La bissectrice 11 correspond à la droite joignant le capteur infrarouge 6 et l’émetteur LED infrarouge 4, - une étape de mesure de la distance minimale d séparant le capteur de distance 5 fixé au pistolet de charge 2 et de la paroi 12 du véhicule dans laquelle débouche la prise de charge 3, -une étape de détermination de la distance lg1 et du parcourt que doit suivre le pistolet de charge 2 pour atteindre la prise de charge 3, au moyen de règles trigonométriques usuelles impliquant l’angle β et la distance minimale d mesurée par le capteur de distance 5 : lg1 = d / sin (β) -une étape de détermination de la distance lg2 séparant la projection du capteur infrarouge 6 sur la paroi 12 du véhicule 1 dans laquelle débouche la prise de charge 3 et l’émetteur LED infrarouge 4 fixé à ladite paroi 12 : lg2 = d / tan (β) -une étape de déplacement automatique du pistolet de charge 2 le long de la droite lg1 ou lg2 jusqu’à atteindre la prise de charge 3 et à s’enficher à l’intérieur de celle-ci, -une étape de recharge de la batterie du véhicule. Un procédé de recharge selon l’invention est entièrement piloté par le calculateur faisant partie du système formé par le pistolet de charge 2 doté de ses deux capteurs 5, 6 et dudit calculateur. En se référant à la FIG. 5 , ce dispositif d’occultation 15 peut être fermé en ne laissant apparaitre qu’une ouverture minimale 16. Pour cette configuration le capteur infrarouge 6 est collimaté de façon maximale. En se référant à la FIG. 6 , le dispositif d’occultation 15 peut être moyennement ouvert, et pour cette configuration le capteur infrarouge 6 est moyennement collimaté. En se référant à la FIG. 7 , le dispositif d’occultation 15 peut être grandement ouvert, et pour cette configuration le capteur infrarouge 6 est collimaté de façon importante. L’état du dispositif d’occultation 15, à savoir quasiment fermé, moyennement ouvert ou grandement ouvert, est entièrement piloté par le calculateur faisant partie du système formé par le pistolet de charge 2 doté de ses deux capteurs 5, 6 et dudit calculateur. Procédé de recharge d’une batterie électrique d’un véhicule (1) comprenant une prise de charge (3), ledit procédé étant réalisé au moyen d’un pistolet de charge (2) mobile qui est extérieur au véhicule et qui est destiné à venir s’enficher dans ladite prise de charge (3), caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - une étape de solidarisation d’un émetteur (4) à infrarouge au véhicule, en périphérie de la prise de charge (3), -une étape de formation d’un système comprenant le pistolet de charge (2) et un calculateur spécifique, ledit système comprenant en outre un capteur de distance (5) et un capteur infrarouge (6) fixés au pistolet de charge (2), -une étape de positionnement du véhicule (1) par rapport au pistolet de charge (2) qui est stocké sur un support permettant de définir une position initiale du pistolet de charge (2) par rapport à la prise de charge (3) -une étape de détection de la position initiale du pistolet de charge (2) par rapport à la prise de charge (3), au moyen d’un balayage dudit pistolet (2) permettant grâce au capteur infrarouge (6) de définir une zone de détection (8) du rayonnement infrarouge produit par l’émetteur (4), et au moyen de la mesure d’une distance par le capteur de distance (5) entre le pistolet de charge (2) et le véhicule (1), -une étape de déplacement automatique du pistolet de charge (2) vers la prise de charge (3), ladite étape étant pilotée par le calculateur spécifique en fonction des mesures réalisées à l’étape précédente, jusqu’à ce que ledit pistolet de charge (2) vienne s’enficher dans ladite prise de charge (3), -une étape de recharge de la batterie du véhicule (1). Procédé de recharge selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’étape de balayage du pistolet de charge (2) consiste à mettre en rotation ledit pistolet de charge (2) autour d’un axe de rotation afin de déterminer la zone de détection (8) dans laquelle le capteur infrarouge (6) détecte le rayonnement infrarouge produit par l’émetteur (4). Procédé de recharge selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’axe de rotation autour duquel pivote le pistolet de charge (2) est un axe vertical, et en ce que la zone de détection (8) s’étend dans un plan horizontal et est délimitée par deux segments (9, 10) matérialisant une ouverture angulaire. Procédé de recharge selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de détermination d’un angle spécifique (β) entre une droite qui est parallèle à une paroi (12) du véhicule dans laquelle est placée la prise de charge (3), et la bissectrice (11) de l’ouverture angulaire de la zone de détection (8) définie par le capteur infrarouge (6), -une étape de mesure de la distance minimum (d) entre le capteur infrarouge (6) porté par le pistolet de charge (2) et la paroi (12) du véhicule portant la prise de charge (3), -une étape de déduction de la distance (lg2) et du parcourt que doit emprunter le pistolet de charge (2) pour venir s’enficher à partir de sa position initiale dans la prise de charge (3), grâce à la distance minimum (d) mesurée et à l’angle spécifique (β) déterminé, -une étape de déplacement du pistolet de charge (2) le long du parcourt défini à l’étape précédente jusqu’à ce qu’il vienne s’enficher dans la prise de charge (3). Procédé de recharge selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’étape de détermination de la distance et du parcourt que doit emprunter le pistolet de charge (2) pour venir s’enficher dans la prise de charge (3) , sont déduites de règles trigonométriques usuelles impliquant la distance minimum mesurée (d) et l’angle spécifique (β) déterminé. Procédé de recharge selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le capteur à infrarouge (6) fixé au pistolet de charge (2) est collimaté, ledit capteur infrarouge (6) ne pouvant détecter que les rayonnements directs en provenance de l’émetteur infrarouge (4). Procédé de recharge selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’émetteur à infrarouge (4) comprend au moins une LED à infrarouge. Procédé de de recharge selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le capteur de distance (5) est un capteur à ultrasons. Procédé de recharge selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le balayage du pistolet de charge (2) et l’étape de déplacement dudit pistolet (2) vers la prise de charge (3) du véhicule (1) sont assurés par un bras articulé sur lequel est monté le pistolet de charge (2) doté de son capteur de distance (5) et de son capteur à infrarouge (6).