Brevet FR3156713A1 — publié le 20250620

L’invention concerne un robot (1) autonome pour le rechargement en énergie électrique d’un véhicule automobile électrique ou hybride comportant une embase de rechargement (2) présentant une forme d’entonnoir comprenant une partie rectiligne (2a) et une partie évasée (2b), ladite partie rectiligne (2a) présentant un filetage intérieure (20), ledit robot (1) est relié à une borne de rechargement électrique ou à une prise électrique murale par un câble électrique, caractérisé en ce que ledit robot comporte un système de navigation et un vérin (3) comprenant un connecteur électrique (4) apte à s’enficher dans ladite partie rectiligne (2a) de l’embase de rechargement (2), ledit connecteur électrique (4) présentant un filetage extérieur (40) et ledit robot (1) comportant un système de guidage permettant de positionner ledit connecteur électrique en face de ladite embase de rechargement (2). L’invention concerne également un procédé de de rechargement automatique d’un véhicule automobile électrique ou hybride mis en œuvre par ledit robot (1). Figure de l’abrégé : Fig. 1 ROBOT AUTONOME POUR LE RECHARGEMENT EN ENERGIE ELECTRIQUE D’UN VEHICULE AUTOMOBILE ELECTRIQUE OU HYBRIDE ET PROCEDE ASSOCIE L’invention porte sur les moyens de rechargement des véhicules automobiles électriques ou hybrides, et plus particulièrement sur les moyens de rechargement autonome de ces véhicules. Il est connu de l’art antérieur une demande de brevet WO2023078695 qui décrit un procédé de branchement autonomie d’une prise de charge dans une fiche de charge d’un véhicule. La fiche de charge est également nommée un connecteur. La prise de charge est également nommée une embase de rechargement. La prise de charge est disposée sur un bras robotisé programmable dans une station de rechargement électrique. Le bras robotisé comporte une caméra permettant de localiser la fiche de charge dudit véhicule. Pour effectuer cette localisation, une analyse des images acquises par ladite caméra est mise en œuvre. L’environnement de la station de rechargement électrique est numérisé par l’intermédiaire de ladite caméra afin de créer une carte numérique. La fiche de charge est identifiée sur ladite carte numérique, l’emplacement de ladite fiche de charge est donc déterminée. La prise de charge est déplacée dans une position d’enfichage, à une distance prédéterminée de ladite fiche de charge. La caméra continue d’analyser l’environnement. Au besoin, la carte numérique est modifiée au fur et à mesure des analyses des images acquises par ladite caméra lors du déplacement de ladite prise de charge jusqu’à ce que ladite fiche de charge s’enfiche correctement dans ladite prise de charge. La demande de brevet décrit également un dispositif mettant en œuvre les étapes dudit procédé précédemment décrit. Cependant, des inconvénients subsistent. En effet, malgré une numérisation de l’espace, l’insertion de ladite fiche de charge dans la prise de charge n’est pas guidée. Ainsi, si ladite carte numérique n’est pas suffisamment précise, la fiche de charge peut heurter la prise de charge, ce qui est susceptible de la détériorer. De plus, la simple introduction de la fiche de charge dans la prise de charge ne garantit pas une étanchéité satisfaisante. De l’eau est susceptible de s’introduire entre la fiche de charge et la prise de charge, ce qui risque d’engendrer un court-circuit, et par conséquent une surchauffe, voire un incendie. L’objectif de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un moyen de rechargement autonome d’un véhicule automobile électrique ou hybride permettant une connexion étanche du connecteur et de l’embase de rechargement et permettant de faciliter, même dans le cas d’un alignement non parfait, l’insertion du connecteur dans l’embase de rechargement. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile électrique ou hybride configuré pour être rechargé en énergie électrique par un robot autonome, caractérisé en ce que ledit véhicule comportant une embase de rechargement présentant une forme d’entonnoir comprenant une partie rectiligne et une partie évasée, ladite partie rectiligne présentant un filetage intérieur, ladite partie rectiligne étant apte à recevoir un connecteur électrique présentant un filetage extérieur. De préférence, ledit véhicule comporte un système ressort permettant d’amortir les mouvements lors de l’insertion dudit connecteur électrique dans ladite embase de rechargement. En outre, l’invention propose un robot autonome pour le rechargement en énergie électrique d’un véhicule automobile électrique ou hybride précédemment décrit, ledit robot étant apte à être relié à une borne de rechargement électrique ou à une prise électrique murale par un câble électrique, remarquable en ce que ledit robot comporte un système de navigation et un vérin comprenant un connecteur électrique apte à s’enficher dans ladite partie rectiligne de l’embase de rechargement dudit véhicule, ledit connecteur électrique et ledit robot comportant un système de guidage permettant de positionner ledit connecteur électrique en face de ladite embase de rechargement. Grâce à l’invention, le robot assure le branchement dudit connecteur dans ladite embase de rechargement de façon autonome. L’introduction dudit connecteur dans ladite embase de rechargement est guidée par la forme en entonnoir de ladite embase. L’étanchéité est assurée par le filetage de la partie rectiligne de l’embase de rechargement et du connecteur permettant le vissage de ces deux éléments. Avantageusement, ledit système de guidage est un système électronique, mais d'autres solutions sont possibles (liste non exhaustive). Avantageusement, ledit robot comporte un laser, ledit vérin présentant un axe longitudinal, ledit laser étant coaxial par rapport à l’axe longitudinal, et ledit système électronique étant un photodétecteur positionné au centre de ladite partie rectiligne. Avantageusement, ledit système électronique est un système de radio-identification. Avantageusement, ledit système électronique est un système de guidage à ultrasons. Avantageusement, ledit système de guidage est un système électromagnétique. L’invention concerne également un procédé de rechargement automatique d’un véhicule automobile électrique ou hybride mis en œuvre par un robot autonome antérieurement décrit, remarquable en ce que ledit procédé comporte les étapes suivantes : - une étape de positionnement dudit connecteur électrique face à ladite embase de rechargement par le système de navigation et ledit système de guidage ; - une étape d’introduction dudit connecteur électrique dans ladite embase de rechargement sous l’effet de l’actionnement du moteur entraînant un mouvement de translation du vérin ; - une étape de vissage dudit connecteur électrique dans ladite partie rectiligne de ladite embase de rechargement ; - une étape de rechargement dudit véhicule en énergie électrique. En outre, l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé de rechargement automatique d’un véhicule automobile électrique ou hybride antérieurement décrit. 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 : FIG. 1 illustre schématiquement une embase de rechargement d’un véhicule automobile électrique ou hybride dans lequel est inséré un connecteur électrique d’un robot de rechargement autonome selon un mode de réalisation de l’invention ; FIG. 2 illustre schématiquement, sous la forme d’un logigramme, un procédé de rechargement d’un véhicule automobile électrique ou hybride mis en œuvre par le robot autonome. Sur la FIG. 1 , il est illustré schématiquement un robot 1 autonome pour le rechargement en énergie électrique d’un véhicule automobile électrique ou hybride. Le véhicule comporte une embase de rechargement 2. L’embase de rechargement 2 comporte un système de verrouillage. Dans une alternative, l’embase de rechargement 2 ne comporte pas de système de verrouillage. Le robot 1 est un appareil effectuant, grâce à un système de commande automatique, la tâche pour laquelle il a été conçu, à savoir ici le branchement automatique d’un connecteur électrique 4 dans l’embase de rechargement 2 du véhicule. L’embase de rechargement 2 présente une forme d’entonnoir comportant une partie rectiligne 2a présentant un filetage intérieur 20 et une partie évasée 2b. Le robot 1 comporte un moteur (non représenté sur la FIG. 1 ) et un vérin 3. Le vérin 3 est un appareil de levage ou de soutien d’un élément situé à son extrémité. A l’extrémité du vérin 3 est positionné ledit connecteur électrique 4. Le connecteur électrique 4 est apte à s’enficher dans ladite partie rectiligne 2a de l’embase de rechargement 2. Le robot 1 est apte à être relié à une borne de rechargement ou à une prise électrique murale par un câble de rechargement électrique. Le rechargement de véhicule électrique ou hybride peut être réalisé selon différents modes de charge. Un mode 2 permet le rechargement lent par courant alternatif du véhicule via une prise électrique domestique. Un mode 3, plus rapide que le mode 2, recharge le véhicule par l’intermédiaire d’un câble de rechargement apte à s’enficher dans le connecteur électrique 4 de type 2. Le câble de rechargement est lié à une borne électrique de rechargement, ou à une prise électrique murale, qui dispense un courant alternatif. Contrairement à une prise électrique murale, une borne électrique de rechargement intègre des fonctionnalités de contrôle, de sécurité, de régulations et de programmation du rechargement du véhicule. Un mode 4 peut être mis en œuvre par une borne électrique de rechargement délivrant un courant continu à un niveau de puissance très élevée. Ainsi, le rechargement du véhicule est très rapide. Pour le rechargement du véhicule en mode 4, il est nécessaire que le véhicule présente l’embase de rechargement 2 apte à recevoir le connecteur électrique 4 adéquat. Il existe plusieurs types de connecteurs électriques 4, ledit robot 1 doit donc identifier si ladite embase de rechargement 2 détectée face à lui est l’embase de rechargement 2 appropriée au type de connecteur électrique 4 qu’il comporte. L’embase de rechargement 2 apte à recevoir le connecteur de type 2 est la plus répandue à ce jour et semble en voie de devenir l’embase de rechargement 2 standard dans les années à venir, notamment en Europe. Dans le cadre de l’invention, le connecteur électrique 4 est donc de préférence le connecteur électrique 4 de type 2. Avant de s’enficher dans ladite partie rectiligne 2a, ledit connecteur électrique 4 s’introduit dans ladite partie évasée 2b. La forme de la partie évasée permet de guider ledit connecteur électrique 4 jusqu’à ladite partie rectiligne 2a. Le connecteur électrique 4 présente un filetage extérieur 40. Ainsi, ledit connecteur électrique 4 est apte à être vissé dans ladite partie rectiligne 2a de l’embase de rechargement 2. En outre, le robot 1 comporte un système de navigation permettant un repérage dans l’espace afin que ledit robot 1 se positionne correctement pour introduire ledit connecteur électrique 4 dans ladite embase de rechargement 2. De plus, le robot 1 comporte un système de guidage (non représenté en FIG. 1 ). Le système de guidage permet au robot 1 de positionner avec précision ledit connecteur électrique 1 en face de l’embase de rechargement 1, et plus précisément en face de la partie rectiligne 2a. Le système de guidage est un capteur électronique. Le capteur électronique comporte un photorécepteur, à condition que ledit robot 1 comporte un laser. Le vérin 3 présente un axe longitudinal A, et ledit laser étant coaxial par rapport à l’axe longitudinal A. Le photodétecteur est positionné au centre de ladite partie rectiligne 2a de l’embase de rechargement 2. Ainsi, lorsque le laser est détecté par ledit photorécepteur, cela signifie que ledit laser est au centre de ladite partie rectiligne 2a, le vérin 3, et par conséquent le connecteur électrique 4 positionné à l’extrémité du vérin 3, sont alignés face au centre de ladite partie rectiligne 2a. Dans une alternative, ledit système électronique est un système de radio-identification. Dans ce cas, des transpondeurs RFID (acronyme signifiant en langue anglaise Radio Frequency Identification ) sont présents sur ladite embase de rechargement 2. Le robot 1 comporte un dispositif de lecture RFID lui permettant recueillir les informations de position des transpondeurs RFID. Ces informations sont traitées par un contrôleur connecté au dispositif de lecture RFID. Ainsi, la position de ladite embase de rechargement 2 est précisément détectée. Dans une autre alternative, ledit système électronique est un système de guidage à ultrasons. Les ondes ultrasonores sont des ondes mécaniques et élastiques de fréquence supérieure à 20 000 Hz qui se propagent dans une grande variété de milieux, gazeux, liquides ou solides. Le robot 1 comporte un émetteur et un récepteur d’ondes ultrasonores. L’émetteur engendre la propagation d’ondes ultrasonores venant se réfléchir sur ladite embase de rechargement 2. Les ondes réfléchies sont ensuite captées par ledit récepteur. Dans un autre mode de réalisation, le système de guidage est un système électromagnétique. Une onde électromagnétique est une onde comportant un champ électrique et un champ magnétique, le champ électrique et le champ magnétique étant perpendiculaire l’un par rapport à l’autre se déplaçant dans une même direction. Les ondes électromagnétiques envoyées par un émetteur électromagnétique se propagent et sont réfléchies par la cible, en l’espèce par ladite embase de rechargement 2. Les ondes réfléchies sont ensuite captées et interprétées par un récepteur. Il est commun que l’émetteur et le récepteur se situe au même endroit, ce qui est le cas dans le cadre de l’invention, l’émetteur et le récepteur étant situés sur ledit robot 1. Avantageusement, ledit robot 1 comporte un système ressort permettant d’amortir le mouvement lorsque ledit robot 1 branche ledit connecteur électrique 4 à l’embase de rechargement 2 dudit véhicule. Il est illustré schématiquement, sur la FIG. 2 , sous la forme d’un logigramme, un procédé de rechargement automatique d’un véhicule automobile électrique ou hybride mis en œuvre par le robot autonome précédemment décrit. Lors d’une étape de positionnement E1, ledit robot 1 se déplace afin de positionner ledit connecteur électrique 4 face à ladite embase de rechargement 2. Le positionnement est permis grâce au système de navigation dudit robot 1 lui permettant de se repérer dans l’espace, et grâce au système de guidage, qu’il s’agisse du système électronique ou du système électromagnétique. Lors d’une étape d’introduction E2, le moteur du robot 1 s’actionne afin d’engendrer un mouvement de translation du vérin 3, à l’extrémité duquel se situe ledit connecteur électrique 4. Le connecteur électrique 4 étant positionné face à ladite embase de rechargement 2, ledit connecteur électrique 4 est introduit dans un premier temps dans ladite partie évasée 2b, jusqu’à son insertion dans ladite partie rectiligne 2a. Lors d’une étape de vissage E3, ledit connecteur électrique 4 est visé dans ladite partie rectiligne 2a de l’embase de rechargement 2. Le robot 1 engendre donc un mouvement de rotation pour effectuer le vissage. Le vissage est permis par la présence du filetage extérieur 40 sur ledit connecteur électrique 4 et du filetage intérieur 20 dans ladite partie rectiligne 2a. Le vissage permet une jonction solide et réduit les risques d’infiltration d’eau dans ladite embase de rechargement 2. Avantageusement, ladite partie rectiligne 2a comporte au moins un joint pour assurer l’étanchéité lors de la connexion du connecteur électrique 4. Lors d’une étape de rechargement E4, l’énergie électrique est transmise depuis la borne de rechargement ou depuis la prise électrique murale vers ledit véhicule par l’intermédiaire dudit robot 1. A la fin du rechargement, le robot 1 effectue un mouvement de rotation en sens inverse, permettant le dévissage dudit connecteur électrique 4. En outre, l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé précédemment décrit. Véhicule automobile électrique ou hybride configuré pour être rechargé en énergie électrique par un robot (1) autonome, caractérisé en ce que ledit véhicule comportant une embase de rechargement (2) présentant une forme d’entonnoir comprenant une partie rectiligne (2a) et une partie évasée (2b), ladite partie rectiligne (2a) présentant un filetage intérieur (20), ladite partie rectiligne (2a) étant apte à recevoir un connecteur électrique (4) présentant un filetage extérieur (40). Véhicule selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit véhicule comporte un système ressort permettant d’amortir les mouvements lors de l’insertion dudit connecteur électrique (4) dans ladite embase de rechargement (2). Robot (1) autonome pour le rechargement en énergie électrique d’un véhicule automobile électrique ou hybride selon la revendication 1 ou 2, ledit robot (1) étant apte à être relié à une borne de rechargement électrique ou à une prise électrique murale par un câble électrique, caractérisé en ce que ledit robot comporte un système de navigation et un vérin (3) comprenant un connecteur électrique (4) apte à s’enficher dans ladite partie rectiligne (2a) de l’embase de rechargement (2) dudit véhicule, ledit connecteur électrique (4) et ledit robot (1) comportant un système de guidage permettant de positionner ledit connecteur électrique en face de ladite embase de rechargement (2). Robot (1) selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit système de guidage est un système électronique. Robot (1) selon la revendication 4 caractérisé en ce que, ledit robot (1) comporte un laser, ledit vérin (3) présentant un axe longitudinal (A), ledit laser étant coaxial par rapport à l’axe longitudinal (A), et ledit système électronique étant un photodétecteur positionné au centre de ladite partie rectiligne (2a). Robot (1) selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit système électronique est un système de radio-identification. Robot (1) selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit système électronique est un système de guidage à ultrasons. Robot (1) selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit système de guidage est un système électromagnétique. Procédé de rechargement automatique d’un véhicule automobile électrique ou hybride selon l’une quelconque des revendications 1 à 2 mis en œuvre par un robot (1) autonome selon l’une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que ledit procédé comporte les étapes suivantes : - une étape de positionnement (E1) dudit connecteur électrique (4) face à ladite embase de rechargement (2) par le système de navigation et ledit système de guidage ; - une étape d’introduction (E2) dudit connecteur électrique (4) dans ladite embase de rechargement (2) sous l’effet de l’actionnement du moteur entraînant un mouvement de translation du vérin (3) ; - une étape de vissage (E3) dudit connecteur électrique (4) dans ladite partie rectiligne (2a) de ladite embase de rechargement (2) - une étape de rechargement (E4) dudit véhicule en énergie électrique. Programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé de rechargement automatique d’un véhicule automobile électrique ou hybride selon la revendication 9.