Brevet FR3160636A1 — publié le 20251003

Système de branchement automatique d’un connecteur (12) de recharge d’une batterie de traction de véhicule automobile (2), comprenant une partie au sol (10) mobile suivant la direction transversale du véhicule (T), équipée d’un plot vertical de centrage (14), et d’un connecteur électrique (12), et comprenant une partie embarquée sous le véhicule (20) équipée d’une plaque de centrage (22) présentant une découpe de réception du plot de centrage (14), ouverte vers l’avant (AV), disposant de côtés inclinés (26) se resserrant vers l’arrière, et d’une prise électrique (30), le connecteur (12) comportant un dispositif de coulissement vertical donnant un mouvement de connexion sur la prise (30). Figure 1 SYSTEME DE BRANCHEMENT AUTOMATIQUE SOUS UN VEHICULE D’UN CONNECTEUR DE RECHARGE D’UNE BATTERIE DE TRACTION La présente invention concerne un système de branchement automatique sous un véhicule électrique ou hybride d’un connecteur de recharge d’une batterie de traction de ce véhicule, ainsi qu’un procédé de fonctionnement de ce système, et un véhicule automobile équipé de la partie embarquée d’un tel système. Certains véhicules électriques ou hybrides rechargeables comportent une prise extérieure permettant lors d’un stationnement de brancher le connecteur d’un câble relié à un réseau de distribution d’électricité, pour recharger une batterie de traction de ce véhicule. Dans ce cas après avoir garé le véhicule, le conducteur saisit le connecteur du câble de recharge relié à une borne pour le brancher sur la prise extérieure. Cette manœuvre nécessite une intervention manuelle prenant un peu de temps, qui peut comporter des désagréments, en particulier en extérieur avec des conditions climatiques parfois défavorables, ou avec un connecteur souillé qui salit les mains. Pour remédier à ces inconvénients un type connu de système de branchement, présenté notamment par le document US-A1-2016023565, comporte un rail fixé au sol suivant la direction transversale du véhicule, supportant une plaque de guidage coulissante le long de ce rail. La plaque comporte une découpe ouverte vers l’arrière présentant des bords inclinés se resserrant vers l’avant, formant un guidage qui reçoit lors de l’avance du véhicule un plot d’alignement qui est fixé en dessous. On obtient pendant l’avance du véhicule un centrage latéral de la plaque de guidage coulissant sur son rail, par rapport à l’axe du véhicule, puis quand le plot d’alignement est au fond de la découpe un positionnement d’un connecteur fixé au milieu de cette plaque, qui est alors aligné sur une prise du véhicule disposée devant ce plot et tournée vers l’avant. On réalise ensuite une connexion automatique du connecteur sur la prise dans la dernière avance du véhicule, sans que le conducteur n’ait à en sortir. Le connecteur fixé au sol comporte un réglage préalable de hauteur pour l’adapter à celle de la prise du véhicule afin de réaliser automatiquement la connexion lors du rapprochement horizontal de ces deux éléments pendant la fin du roulage. Toutefois la hauteur précise de la prise du véhicule peut varier suivant plusieurs paramètres, comprenant en particulier sa charge avec les personnes et les bagages embarqués, ou la pression des pneumatiques qui change légèrement leur compression au sol. Dans ces cas il y a des risques d’impossibilité de connexion automatique, voir de détérioration des composants arrivant en face avec un défaut d’alignement en hauteur. La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur. Elle propose à cet effet un système de branchement automatique d’un connecteur de recharge d’une batterie de traction de véhicule automobile, comprenant une partie au sol mobile suivant la direction transversale du véhicule, équipée d’un plot vertical de centrage, et du connecteur électrique, et comprenant une partie embarquée sous le véhicule équipée d’une plaque de centrage présentant une découpe de réception du plot de centrage, ouverte vers l’avant, disposant de côtés inclinés se resserrant vers l’arrière, et d’une prise électrique, ce système étant remarquable en ce que le connecteur comporte un dispositif de coulissement vertical donnant un mouvement de connexion sur la prise. Un avantage de ce système de branchement est qu’en fin d’avance du véhicule, avec le connecteur de la partie au sol dans le plan horizontal, positionné sous la prise grâce au calage du plot de centrage au fond de la découpe formant comme un entonnoir, on obtient ensuite par le dispositif de coulissement vertical automatiquement le branchement du connecteur sur la prise, quelle que soit la hauteur de la prise dépendant de celle du véhicule qui peut varier suivant sa charge en particulier. Le système de branchement automatique selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, la plaque de centrage est reliée au véhicule par une liaison mobile lui permettant de s’abaisser. Dans ce cas, avantageusement la liaison mobile comporte un pivot disposé transversalement commandé par une motorisation. Avantageusement, la plaque de centrage comporte une rainure longitudinale disposée au fond de la découpe de réception du plot de centrage, sous la prise. De plus, avantageusement la plaque de centrage comporte un obturateur qui au repos protège la prise. Dans ce cas l’obturateur peut être relié à la plaque de centrage par une coulisse longitudinale comprenant un ressort de rappel dans sa position fermée de protection. Avantageusement, la partie au sol de ce système est mobile suivant la direction longitudinale. Avantageusement, le connecteur électrique est disposé à l’intérieur du plot de centrage qui est creux. L’invention a aussi pour objet un procédé de fonctionnement d’un système de branchement comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, remarquable en ce que lors de l’approche du véhicule vers la partie au sol de ce système il actionne une montée du plot de centrage et un abaissement de la plaque de centrage, puis il donne un signal au conducteur pour lui indiquer une approche de la position finale de recharge, et ensuite cette position finale. L’invention a de plus pour objet un véhicule automobile électrique ou hybride, remarquable en ce qu’il comporte une partie embarquée sous le véhicule d’un système de branchement comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes. L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 est un schéma vu de dessus et de côté d’un système de branchement automatique selon l’invention avec un véhicule approchant de la position de recharge ; FIG. 2 est un schéma vu de dessus et de côté de ce système avant l’engagement ; FIG. 3 est un schéma vu de dessus et de côté de ce système pendant le recentrage latéral du connecteur ; FIG. 4 est un schéma vu de dessus et de côté de ce système en fin de recentrage latéral du connecteur ; FIG. 5 est un schéma vu de dessus et de côté de ce système en fin de superposition du connecteur ; et FIG. 6 est un schéma vu de dessus et de côté de ce système en fin de montée du connecteur réalisant son branchement sur la prise du véhicule. Dans l’ensemble du document la direction supérieure ou dessus est relative à un véhicule posé sur un sol horizontal, la direction avant est relative à son sens de marche, et la direction transversale est perpendiculaire à l’axe longitudinal du véhicule. La FIG. 1 présente un véhicule 2 arrivant sur une place de parking 4 en marche avant AV, comprenant à l’emplacement d’arrêt une partie au sol 10 du système de branchement comportant un connecteur disposé verticalement 12 relié à un dispositif de montée automatique 40, présentant sur le dessus les broches de connexion reliées à un réseau de distribution d’électricité, qui est inséré dans un plot cylindrique vertical de centrage 14. Le plot de centrage 14 avec son connecteur 12 est fixé sur un plan de support mobile horizontalement 16, comprenant en particulier une mobilité transversale T et une mobilité longitudinale d’ajustement L. Dans la position de repos le plot de centrage 14 avec son connecteur 12 ne dépasse pas de la surface du plan de support mobile 16 qui est proche du niveau du sol de la place de parking 4, ce qui permet à des usagers de passer dessus sans gêne. La partie mobile du système de branchement 20 comporte une plaque de centrage 20 fixée à plat sous le plancher du véhicule 34 par une liaison mobile équipée à l’arrière de cette plaque d’un pivot transversal 24, comprenant un mécanisme commandé de pivotement vers le bas 36 lui permettant d’abaisser son bord avant près du sol. La plaque de centrage 22 comporte une découpe ouverte vers l’avant, symétrique par rapport à l’axe longitudinal du véhicule A, présentant des bords inclinés 26 se resserrant vers l’arrière en formant un guidage qui se termine par une rainure longitudinale 28 pouvant recevoir de manière ajustée le plot de centrage 14. La prise 30 disposée au fond de la rainure 28, est reliée au chargeur embarqué de la batterie de traction. Un obturateur 38 fixé sur la plaque de centrage 22 avec un coulissement longitudinal sur la rainure 28, comporte un ressort de rappel vers l’avant pour dans cette position fermer la rainure et protéger la prise 30 se trouvant au-dessus. En poussant l’obturateur 38 vers l’arrière avec une compression de son ressort de rappel, on dégage la prise 30 qui peut recevoir le connecteur 12 venant verticalement par en dessous. La FIG. 2 présente l’avance du véhicule 2 sur sa place de parking 4 avec un décalage latéral D, comprenant au préalable l’inclinaison de la plaque de centrage vers le bas par la commande de son mécanisme 36 et la montée du plot de centrage 14. Avantageusement une détection automatique de la proximité du véhicule 2 sur sa place de parking 4 par des capteurs de proximité commande automatiquement le mécanisme d’inclinaison 36 de la plaque de centrage 22 et la sortie du plot de centrage 14, de manière à ce que le bord avant de cette plaque soit à la hauteur du plot avant qu’il n’entre dans sa découpe de bord avant. La FIG. 3 présente une avance suivante du véhicule 2 avec le plot de centrage 14 qui glisse sur un bord de côté de la plaque 22, en se décalant latéralement grâce à la mobilité transversale T de son plan de support 16. La FIG. 4 présente une avance suivante du véhicule 2 avec le plot de centrage 14 arrivant à l’entrée de la rainure 28, qui a fini son positionnement latéral et se trouve dans l’axe A du véhicule. La FIG. 5 présente une avance suivante du véhicule 2 avec le plot de centrage 14 reculant dans la rainure 28 en poussant l’obturateur 38 qui comprime son ressort de rappel. On obtient une arrivée du connecteur 12 sous la prise 30 qui est entièrement dégagée de son obturateur 38. En complément la mobilité longitudinale d’ajustement L du plan de support 16 permet d’arrêter le véhicule 2 dans une plage de tolérance, un appui du plot de centrage 14 au fond de la rainure 28 permettant à ce plan de support poussé par le véhicule de se déplacer dans cette plage. Avantageusement un signal est donné au conducteur pour lui indiquer l’approche de la position finale lui demandant une vitesse d’avancement lente, puis l’arrêt quand le véhicule est dans la plage de tolérance. En variante le système d’avance du véhicule peut être commandé de manière automatique pour les véhicules équipés d’une fonction de parking autonome. La FIG. 6 présente l’étape finale d’actionnement du dispositif de montée automatique 40 du connecteur 12 dans son plot de centrage 14 pour s’engager sur la prise 30, puis la recharge de la batterie de traction du véhicule. Après la recharge une commande automatique de descente du plot 14 et du connecteur 12 qui se débranche de la prise 30, et de remontée de la plaque de centrage 22 par sa motorisation 36 pour la ranger sous le plancher du véhicule 34, ce véhicule 2 peut repartir vers l’avant ou l’arrière On obtient des branchements et débranchements automatiques sans que le conducteur n’ait à intervenir, appelés sans main, ou « Handfree » en langue anglaise. Système de branchement automatique d’un connecteur (12) de recharge d’une batterie de traction de véhicule automobile (2), comprenant une partie au sol (10) mobile suivant la direction transversale du véhicule (T), équipée d’un plot vertical de centrage (14), et du connecteur électrique (12), et comprenant une partie embarquée sous le véhicule (20) équipée d’une plaque de centrage (22) présentant une découpe de réception du plot de centrage (14), ouverte vers l’avant (AV), disposant de côtés inclinés (26) se resserrant vers l’arrière, et d’une prise électrique (30), caractérisé en ce que le connecteur (12) comporte un dispositif de coulissement vertical (40) donnant un mouvement de connexion sur la prise (30). Système de branchement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de centrage (22) est reliée au véhicule (2) par une liaison mobile lui permettant de s’abaisser. Système de branchement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la liaison mobile comporte un pivot (24) disposé transversalement commandé par une motorisation (36). Système de branchement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque de centrage (22) comporte une rainure longitudinale (28) disposée au fond de la découpe de réception du plot de centrage (14), sous la prise (30). Système de branchement selon la revendication 4, caractérisé en ce que la plaque de centrage (22) comporte un obturateur (38) qui au repos protège la prise (30). Système de branchement selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’obturateur (38) est relié à la plaque de centrage (22) par une coulisse longitudinale comprenant un ressort de rappel dans sa position fermée de protection. Système de branchement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie au sol de ce système (10) est mobile suivant la direction longitudinale (L). Système de branchement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le connecteur électrique (12) est disposé à l’intérieur du plot de centrage (14) qui est creux. Procédé de fonctionnement d’un système de branchement selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de l’approche du véhicule (2) vers la partie au sol de ce système (10) il actionne une montée du plot de centrage (14) et un abaissement de la plaque de centrage (22), puis il donne un signal au conducteur pour lui indiquer une approche de la position finale de recharge, et ensuite cette position finale. Véhicule automobile électrique ou hybride, caractérisé en ce qu’il comporte une partie embarquée sous le véhicule (20) d’un système de branchement selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.