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Title:
BATTERY-TYPE ELECTRIC POWER SUPPLY DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/057740
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a vehicle battery-type electric power supply device comprising a base whereon rests a case, said case being provided in its underneath surface with electrical connections opposite the base electrical connections, said base and said case also comprising matching mechanical connection means. The invention is characterised in that the base comprises a housing (10) provided with a removable cover and in the base whereof emerges flat two diametrically opposed metal linkages (15, 16) and forming part of the electric circuit, said linkages front end defining between them a separation (6), said two linkages being maintained in electrical contact via a connecting cylindrical contact pin (17) supported on them at the separation, a balance weight (18) maintaining said pin in position by gravity, said balance weight further comprising means for being maintained in position enabling it to move in the event of an impact on the vehicle, said movement releasing the cylindrical pin from its position between the linkages so that the electric circuit is open.

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Inventors:
HUE FRANCIS (FR)
Application Number:
PCT/FR1999/001067
Publication Date:
November 11, 1999
Filing Date:
May 06, 1999
Export Citation:
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Assignee:
SURACT (FR)
HUE FRANCIS (FR)
International Classes:
H01H35/14; H01M50/574; (IPC1-7): H01H35/14
Foreign References:
DE1987786U1968-06-20
FR1243839A1960-10-21
US3671690A1972-06-20
FR2715764A11995-08-04
FR2743668A11997-07-18
Attorney, Agent or Firm:
Poupon, Michel (rue Ferdinand Brunot Epinal Cedex, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Dispositif d'alimentation électrique du type batterie de véhicule (1) <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> comprenant un socle (3) sur lequel repose un bac (2), ledit bac (2) étant muni en sous face de connexions électriques en regard des connexions électriques du socle, ledit socle (3) et ledit bac (2) comportant également des moyens complémentaires de connexions mécaniques, caracterise en ce que le socle (3) comporte un logement (10) muni d'un couvercle amovible et dans le fond duquel débouche à plat deux liaisons métalliques (15,16) diamétralement opposées et faisant partie du circuit électrique, l'extrémité frontale desdites liaisons délimitant entreelles un espacement (6), lesdites deux liaisons étant maintenues en contact électrique au moyen d'un plot cylindrique de liaison (17) pose en appui sur elles au niveau de l'espacement, une masselotte (18) maintenant en position ledit plot par gravite, ladite masselotte (18) comportant en outre un moycn de maintien en position permettant son mouvement <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> en cas de choc sur le vehicule, ledit mouvement liberant le plot cylindrique de sa position entre les liaisons pour que le circuit électrique soit ouvert.
2. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que ledit moyen de maintien en position consiste en un ressort (19) dispose verticalement dans un trou débouchant (44) situe au centre de la masselotte (18), ladite masselotte étant munie d'un évidement central (43) communiquant avec ledit trou (44) et permettant de recevoir le plot cylindrique de liaison (17), ledit ressort étant comprime en appui inférieur sur ledit plot cylindrique de liaison (17) et étant surmonte d'une bille (21) dont la course vers le haut est limitée par le couvercle (20) du logement (10), ledit couvercle comportant en face inférieure un évidement (46) permettant le positionnement de ladite bille.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la masselotte comporte une partie en matériau isolant munie d'un évidement central sensiblement de forme complémentaire audit plot (17) et destine à recevoir celuici, ledit évidement étant prolonge en partie supérieure par ledit trou débouchant, au moins une rondelle étant empilée sur ladite partie en matériau isolant.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I a 3, caractense en ce que le socle (3) est moulé et comporte un évidement circulaire (11) constituant le logement (10).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractense en ce que le socle (3) est extrudé et muni d'un boîtier circulaire constituant le logement (10), ledit logement comportant une cavité centrale protégée par un cache avant (24), un cache arrière (25) et un couvercle (26).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caractérisé en ce que la fixation du couvercle (20) du logement (10) est assurée par un système baionnette.
7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les connexions ctectnques du socle consistent en deux bornes maies (29,30) sous forme de plots de seclion hexagonale et les connexions électriques du bac consistent en deux bornes femelles de forme complémentaires auxdites bornes mates. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>8.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les plots (29,30) comportent en périphérie des joints toriques (31).
9. Dispositif selon 1'une quelconque des revendications 1 a 8. caractérisé en ce que des lamelles (7) moulées dans les parois latérales du bac (2) constituent le circuit extérieur dudit bac (2).
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les lamelles (7) comportent une partie inférieure (27) en forme de L réalisée en cuivre et une partie supérieure (28) réalisée en plomb, ladite partie supérieure surmoulant l'extrémité supérieure de la partie en cuivre (27). <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le bac (2) est muni de deux accès latéraux (32,35) vers les lamelles (7) pour permettre le positionnement des bornes (34) d'un chargeur.
12. 1 2. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les bornes (34) du chargeur sont des lamelles à coins arrondis à section transversale légèrement courbe. <BR> <BR> <BR> <BR> <P> 13.
13. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens complémentaires de connexions mécaniques consistent en deux systèmes de fixation rapide (36).
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que chaque système de fixation rapide consiste en un tirant (37), par exemple en élastomère, comportant à une extrémité une goupille (38) destinée à venir se positionner dans un logement (39) réalisé à cet effet au centre de deux faces latérales opposées du socle et à I'autre extrémité une came (40) fixee pivotante destinée à venir en appui dans une rainure (42) ou autre moyen de positionnement réalisé sur le couvercle du bac et à pivoter la face supérieure du couvercle une fois en appui dans ladite rainure.
Description:
Dispositif d'alimentation électrique du type batterie La présente invention a pour objet un dispositif d'alimentation électrique du type batterie constitue d'un socle sur lequel repose un bac, ledit bac étant muni en sous face de connexions électriques disposées en regard des connexions électriques du socle, ledit socle et ledit bac comportant en outre des moyens complémentaires de connexion mecanique.

La présente invention concerne particulièrement la batterie du type décrit dans les demandes FR 2 662 121-FR 2 715 764 et FR 2 743 668 du mme demandeur.

De manière générale, les accidents de la circulation à l'origine d'incendies sont particulièrement meurtriers, lesdits incendies transformant souvent les véhicules en véritables foumaises. Ces incendies, qui sont des facteurs aggravants dans les accidents, ont souvent une origine électrique.

II s'est donc développe un certain nombre de systèmes qui permettent de couper automatiquement le circuit électrique des véhicules automobiles lors d'un accident sous 1'effet d'un choc engendre par celui-ci.

On peut par exemple citer le document FR 2 340 219 dans lequel est décrit un appareil de sécurité pour véhicules automobiles réalisant une coupure électrique par 1'intermédiaire d'un bras oscillant.

De la mme manière, le document FR 2 318 496 se rapporte à un coupe- circuit à fonctionnement automatique dans lequel un élément est susceptible de se déplacer entre une position ou le contact est établi entre deux bomes et une position ou le contact est supprime.

Le dispositif du document FR 2 616 958 repose quant à lui sur un accelero- contact déclenchant la mise en fonction d'un inflammateur pyrotechnique agissant au moyen de gaz sur une enveloppe de verrouillage et un fourreau isolant qui s'interpose entre une borne mobile et une borne de batterie.

On peut également citer le document FR 2 677 310 qui divulgue un

mécanisme reposant sur un ensemble complexe de tringles, pistons et câbles.

Tous les systèmes connus à ce jour sont complexes et donc souvent d'une réalisation onéreuse.

Pour remédier à ces inconvénients de I'art antérieur, le demandeur a déjà <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> propose dans le document FR 2 715 764 un procédé et un dispositif de mise hors circuit simples et faciles a mettre en oeuvre.

Toutefois, on a constate de manière empirique, malgré une mise hors circuit, 1'existence de micro-coupures préjudiciables aux dispositifs électriques embarques dans un véhicule et surtout d'un arc électrique susceptible de provoquer une inflammation du carburant lors d'un accident.

Le but de l'invention est de pallier les inconvénients de I'art antérieur.

Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif d'alimentation facile à utiliser. à remettre en fonction après un éventuel choc et à recharger.

Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu avec un dispositif d'alimentation électrique du type batterie comprenant un socle sur lequel repose un bac, ledit bac étant muni en sous face de connexions électriques en regard des connexions électriques du socle, ledit socle et ledit bac comportant également des moyens complémentaires de connexions mecaniques, caractérisé en ce que le socle comporte un logement muni d'un couvercle amovible et dans le fond duquel débouche à plat deux liaisons métalliques diamétralement opposees et faisant partie du circuit électrique extérieur de la batterie, l'extrémité frontale desdites liaisons délimitant entre-elles un espacement, lesdites liaisons étant maintenues en contact électrique au moyen d'un plot cylindrique de liaison pose en appui sur elles au niveau de 1'espacement, une masselotte maintenant en position ledit plot par gravite, ladite masselotte comportant en outre un moyen permettant son mouvement en cas de choc sur le véhicule, ledit mouvement libérant le plot cylindrique de sa position de contact entre les liaisons métalliques pour que le circuit électrique soit ouvert.

De manière préférentielle, ledit moyen permettant l'éjection consiste en un ressort dispose verticalement dans un trou débouchant situe au centre de la masselotte, ladite masselotte étant munie d'un évidement central communiquant

avec ledit trou et permettant de recevoir le plot cylindrique, ledit ressort étant comprime en appui inférieur sur ledit plot cylindrique et étant surmonte d'une bille dont la course vers le haut est limitée par le couvercle du logement.

En outre, la masselotte comporte une partie isolante sensiblement en forme de semelle, comportant ledit évidement central sensiblement de forme complémentaire audit plot cylindrique et destine a le recevoir, ledit évidement étant prolonge en partie supérieure par ledit trou débouchant, au moins une rondelle étant empilée sur ladite partie en matériau isolant.

En cas d'accident, le choc engendre par celui-ci provoque un mouvement de translation de la masselotte dans le boitier, obligeant la bille qui assure le maintien de la masselotte à compresser le ressort. La masselotte est alors déplacée jusqu'à ce que la bille se bloque dans la rainure circulaire réalisée à cet effet en face inférieure du couvercle du logement.

Dans son mouvement, la masselotte déplace le plot de liaison, provoquant au final 1'ouverture du circuit électrique.

On comprendra mieux l'invention à 1'aide de la description qui suit faite en référence aux figures annexées dans lesquelles: -la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif d'alimentation conforme a 1'invention, -la figure 2 est une vue en perspective d'un bac.

-la figure 3 est une vue en perspective d'un socle réalisé par moulage, -la figure 4 est une vue d'un socle réalisé par extrusion, -les figures 5a et 5b sont respectivement des vues d'un cache avant et d'un cache arrière d'un socle extrudé de la figure 4, -la figure 6 est une vue en coupe longitudinale d'une couche supérieure du socle extrudé de la figure 4, -la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un bac de la figure 2, -les figures 8 et 9 sont des vues de face et de profil des lamelles, -la figure 10 est une vue en coupe longitudinale d'un logement avec le plot de contact, la masselotte et le couvercle amovible,

-la figure 11 est une vue en coupe longitudinale d'un logement sans le plot et la masselotte, -la figure 12 est une vue d'une connexion mecanique entre le socle et le bac, -la figure 13 est une vue de dessus d'un logement selon l'invention, -la figure 14 est une vue de dessus d'un couvercle amovible, -la figure 15 est une vue d'une borne d'un chargeur.

Pour une compréhension plus aisée de l'invention, on prendra comme exemple de dispositif d'alimentation une batterie de véhicule.

11 faut noter que le terme bac est généralement utilise par 1'homme de métier avant la mise en place des éléments constitutifs internes de la batterie. Une fois cette mise en place effectuée et la fermeture du bac par un couvercle, le terme batterie se substitue au terme bac dans la terminologie de I'homme de métier.

On se referera tout d'abord à la figure 1.

Une batterie (1) selon l'invention se compose d'un bac (2) en matériau isolant supporte par un socle (3) en matériau isolant, par exemple en polvpropylène.

Le bac (2) est surmonte d'un couvercle (4).

En se referant aux figures 2 et 7, le bac (2) comporte des compartiments (5) dans lesquels sont disposes les plaques de polarité différente en plomb constituant la batterie.

Le circuit électrique extérieur du bac est assure en partie par deux lamelles <BR> <BR> <BR> <BR> (7) moulées dans les parois latérales du bac (2) et que l'on explicitera ultérieurement.

La face supérieure (3a) du socle (3) et la sous face (2a) du bac (2) sont de forme complémentaire, par exemple en U, permettant une bonne stabilité et un positionnement correct du bac (2) sur le socle (3). Ainsi, le socle (2) présente en partie centrale (3) une surépaisseur, une zone de distribution (49) et des dégagements (9) en coin.

Le socle (2) comporte un logement (10) sous la forme d'un évidement circulaire (11) si le socle est réalise par moulage (13) (voir figure 3) ou d'un boitier

circulaire si le socle est réalisé par extrusion (14) (voir figure 4).

Dans le fond du logement débouchent de maniere diamétralement opposées, deux liaisons (15,16) en cuivre, laiton ou toute autre matériau conducteur habituellement utilise par l'homme de l'art, lesdites liaisons (15,16) réalisant en partie le circuit électrique du socle (2). L'extrémité frontale (lSa, 16a) desdites liaisons (15,16) définissant un espacement (6) sensiblement en partie centrale du logement (10), ledit espace réalisant une discontinuité dans le circuit électrique extérieur de la batterie.

Un plot cylindrique de liaison (17) en materiau conducteur électrique, par exemple en laiton, de préférence en cuivre, est pose en appui sur les deux lamelles (15,16) permettant ainsi de maintenir le contact électrique entre lesdites lamelles.

Le plot (17) est surmonte d'une masselotte (18) comportant une partie isolante (47) munie d'un évidement central (43) sensiblement de forme complémentaire audit plot et prolonge en partie supérieure par un trou débouchant (44) dans lequel est dispose verticalement un ressort (19) dont l'extrémité inférieure (19a) est en appui sur la face supérieure du plot et l'extrémité supérieure (19b) est surmontée d'une bille (21), par exemple en acier dont la course vers le haut est limitée par un couvercle cylindrique amovible (20), en matériau isolant, dont est muni le logement (10). Sur ladite partie isolante (47) est positionnée une rondelle (48) de masse importante réalisée dans un matériau lourd, par exemple en plomb.

La fixation de ce couvercle (20) au logement se fait par un système baionnette. Ainsi la tranche du couvercle comporte un ou plusieurs ergots (22), par exemple trois, disposes en étoile comme illustré à la figure 14, aptes à venir s'engager par rotation axiale du couvercle dans des crans (23) prévus à cet effet dans la paroi de la cavité (11) du socle moulé (13) ou du boîtier (12) du socle extrudé (14).

Le couvercle (20) comprend en outre en face inférieure un évidement central (46) et une rainure circulaire (8) concentrique audit evidement.

Le ressort (19) comprime entre la bille (21) et le plot (17) tend à pousser vers le haut la bille, la course verticale de la bille (21) étant limitée par le couvercle

(20) en position normale d'utilisation, ladite bille (21) étant alors positionnée dans l'évidement central (46).

En cas de choc du vehicule, dans n'importe quelle direction, le mouvement de la masselotte (18) fait que la bille (21) quitte l'évidement central (46) et comprime le ressort (19). La masselotte (18) n'est plus maintenue en position centrale et se déplace jusqu'a ce que la bille (21), sous 1'effet du ressort, se positionne dans la rainure circulaire (8), entraîne le plot (17) qui, au final après le choc, n'assure plus le contact électrique entre les deux liaisons (15,16). La masselotte et le plot associes jouent ainsi le rôle de coupe-circuit ou de système de mise hors circuit de la batterie.

Pour remettre la batterie en fonction, l'utilisateur enlève le couvercle et repositionne simplement t'ensemble masselotte/plot et la bille dans la position initiale de contact entre les deux liaisons, la compression du ressort étant assurée par la pression du couvercle (20) sur la bille, celle-ci etant alors repositionnee dans l'évidement central (46).

De manière avantageuse, le couvercle (20) peut présenter en face inférieure des rainures (45) dont l'intersection constitue 1'évidement central (46).

En se référant à la figure 3, le socle peut tre moule. Les deux liaisons (15.16) sont alors moulées dans le corps du socle.

En référence à la figure 4, le socle peut tre également extrudé. Il est alors creux et comporte une cavité centrale protégée par un cache avant (24) (voir figure 5a), un cache arrière (25) (voir figure 5b) et un couvercle (26) (voir figure 6), 1'ensemble étant maintenu par emboitement.

Comme on peut le voir aux figures 8 et 9, les lamelles (7) comportent une partie inférieure (27) en forme de L réalisée en cuivre et en partie supérieure (28) réalisée en plomb, ladite partie supérieure surmoulant l'extrémité supérieure de la partie en cuivre (27). Ce mode de liaison entre les parties en cuivre et en plomb évite la corrosion du plomb par l'acide sulfurique de la batterie et donc les dépôts de sulfates de plomb nuisible au fonctionnement de la batterie. Lesdites lamelles (7) permettent les liaisons électriques entre les plaques négatives et positives vers les

connexions électriques du socle.

Les connexions électriques du socle consistent en deux bornes males (29,30) sous forme de plots de section hexagonale et les connexions électrique du bac consistent en deux bornes femelles (non représentées) de forme complémentaire auxdites bornes males.

De manière préférentielle, lesdites plots (29,30) comportent en périphérie des joints toriques (31) permettant une étanchéité des connexions electriques.

De manière préférentielle, le bac (2) comporte deux accès latéraux (32,33) aux lamelles (7) pour permettre le positionnement des bornes (34) et un chargeur, lesdites bornes (34) consistant de manière preferentielle en des lamelles à coins arrondis (35) (voir figure 15) à section transversale légèrement courbée. De cette façon, les lamelles"s'auto-bloquent"dans les accès latéraux (39,33).

Des obturateurs amovibles (non représentés) pourront tre prévus pour protéger les ouvertures rea ! isant tes acces tateraux afin de protéger les lamelles.

De manière preferentielle, la connexion mécanique entre le socle et le bac est réalisée par deux systemes de fixation rapide (36).

Chaque système de fixation rapide consiste en un tirant (37), par exemple en élastomère, comportant à une extrémité une goupille (38) destinée à venir se positionner dans un logement (39) réalisé à cet effet au centre de deux faces latérales opposées du socle et à l'autre extrémité une came (40) fixée pivotante destinée à venir en appui dans une rainure (42) ou autre moyen de positionnement réalisé sur le couvercle du bac et à pivoter la face supérieure du couvercle une fois en appui dans ladite rainure.

La longueur du tirant est fonction de la hauteur du bac. On pourra donc facilement changer un bac donne par un autre bac de dimension différente suivant sa capacite.

Les avantages de 1'invention sont nombreux et notamment: -la batterie est maintenue fixe ce qui limite d'autant les détériorations et les risques de fuite, -atténuation de t'effet de l'arc électrique, celui-ci étant confine dans

l'enceinte de la batterie au niveau du socle, -les connexions électriques entre le bac de la batterie, le socle et le système de mise hors circuit sont indépendantes, -les liaisons électriques internes de la batterie pour la distribution sont réalisées avant la fermeture du couvercle permettant une simplification importante de la fabrication industrielle de la batterie.

Le système de sécurité selon 1'invention s'applique d'une manière générale à tout dispositif d'alimentation de type batterie monte sur un socle.

D'autre part, l'utilisation d'un tel système ne se limite pas aux véhicules à moteur thermique mais s'étend également aux véhicules à moteur électrique, aux bateaux et généralement à tout véhicule présentant une batterie.