FR2971898A1 - Dispositif emetteur a bobine libre dans un systeme de recharge sans fil - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif émetteur (19) pour équipement de recharge sans fil d'un appareil électrique, ledit dispositif (19) comprenant une bobine primaire (27) mobile destinée à être placée sous la bobine secondaire d'un dispositif récepteur afin d'effectuer une transmission d'énergie par induction, remarquable en ce qu'il comprend en outre des moyens électromagnétiques configurés pour déplacer la bobine primaire (27) et/ou la positionner en une position déterminée. L'invention concerne également un procédé d'alignement de deux bobines mettant en œuvre des moyens de déplacement électromagnétiques.

Description

DISPOSITIF EMETTEUR A BOBINE LIBRE DANS UN SYSTEME DE RECHARGE SANS FIL 5 L'invention s'inscrit dans le domaine des planches de bord de véhicule par exemple de véhicules automobiles et concerne les systèmes de recharge sans fil d'équipements électriques. Plus précisément, elle concerne les équipements et les 10 procédés de recharge sans fil d'appareils électriques mobiles à placement libre.

Les équipements de recharge sans fil sont classiquement composés de deux parties : un dispositif émetteur et un dispositif récepteur. Les dispositifs émetteur et récepteur sont chacun équipé d'une bobine appelée respectivement bobine 15 primaire et secondaire. En vu d'être rechargé, un appareil mobile (par exemple un téléphone portable) est équipé d'un dispositif récepteur et est posé sur une base équipée d'un dispositif émetteur. Les bobines primaire et secondaire sont électriquement isolées l'une de l'autre, mais destinées à être couplées magnétiquement. Pour ce faire, elles doivent être placées à proximité l'une de 20 l'autre et alignées l'une au dessus de l'autre. La bobine primaire (ou émettrice) est parcourue par un courant électrique qui va générer un champ magnétique. Ce champ magnétique est capté par la bobine secondaire (ou réceptrice) qui va le convertir en électricité. Le courant électrique induit généré dans la bobine secondaire est utilisé pour recharger la batterie de l'appareil mobile. La 25 transmission d'énergie se fait donc par induction.

L'un des principaux problèmes rencontrés dans la mise en oeuvre de cette technologie concerne l'alignement des bobines primaire et secondaire, puisque la quantité de champ magnétique reçu par la bobine secondaire - et donc le 30 rendement de l'équipement - est dépendant du taux de recouvrement entre les deux bobines. Or, de nos jours, il existe une demande concernant la réalisation de bases émettrices de chargement sans fil polyvalentes. Dans des bases polyvalentes, les dispositifs émetteurs doivent pouvoir s'adapter à toutes sortes d'appareils mobiles indépendamment de leur forme et de leur dimension et donc 35 de l'emplacement de leur dispositif récepteur. De plus, il existe une demande pour des équipements permettant un placement libre de l'appareil mobile sur la base sans que l'utilisateur n'ait besoin d'aligner lui-même les bobines primaire et secondaire. En d'autres termes, il est recherché des équipements où l'alignement des bobines se fait automatiquement. Enfin, il existe une demande pour des équipements de recharge sans fil pouvant être utilisés dans un véhicule automobile où l'appareil mobile, posé sur la base, est susceptible de bouger durant sa période de charge. Il est donc recherché des équipements pour lesquels le déplacement du dispositif récepteur sur le dispositif émetteur n'affecte pas ou peu la transmission d'énergie par induction.

Concernant le problème de l'optimisation de l'alignement des bobines primaire et secondaire, une des solutions apportées par l'art antérieur, en particulier par le document US2010264871, est illustrée à la figure 1. Ce document divulgue un équipement de recharge (1) sans fil pour lequel la bobine primaire (3) (ou émettrice) est placée libre dans le logement (5) d'une base (7). La bobine primaire (3) peut s'y mouvoir et glisser jusqu'à de se positionner en face de la bobine secondaire (9) (ou réceptrice) d'un appareil mobile (11) posé sur la surface (13) de la base (7). Le déplacement et l'alignement de la bobine primaire (3) résulte de la coopération entre des aimants (15,17), placés respectivement au centre de chacune des bobines (3, 9). Toutefois cette solution n'est pas entièrement satisfaisante pour une application dans un véhicule. En effet, si l'appareil (11) à recharger vient à être déplacé sur la surface (13) de la base (7), par exemple si le conducteur négocie un virage trop rapidement, les aimants (15, 17) ne sont pas assez puissants pour se remettre en place et l'appareil mobile (11) n'est alors plus en charge. De plus, la mise en oeuvre de cette solution implique qu'un aimant (17) soit présent au centre de la bobine secondaire (9) ce qui n'est pas toujours le cas. Cette solution manque donc de polyvalence.

Concernant le placement libre de l'appareil mobile sur la base, il existe des équipements dont le dispositif émetteur présente plusieurs bobines formant un maillage. Lorsque l'appareil mobile est placé sur la base de chargement, sa bobine secondaire se trouve alors forcément au dessus de l'une des bobines primaires de ladite base. Peu importe alors où l'appareil mobile est placé et s'il se déplace sur la base ou non, il est toujours en position pour être chargé. Cette solution présente cependant l'inconvénient d'être très coûteuse. De plus elle ne permet pas un alignement parfait des bobines si bien que la bobine secondaire ne couvrira presque jamais intégralement une même bobine. En plus d'être coûteuse, une telle solution présente donc un faible rendement.

Allant plus loin, le document EP2043226 divulgue un équipement dont le dispositif émetteur présente une bobine rendue mobile et apte à s'aligner d'elle-même sous une bobine secondaire. Lorsqu'un appareil mobile est placé sur la base, la bobine primaire est déplacée selon un schéma de scannage prédéterminé jusqu'à localiser la bobine secondaire et se placer alignée sous elle pour effectuer la transmission d'énergie. Le déplacement de la bobine primaire se fait dans le plan du logement de la base par des moyens mécaniques, et par exemple au moyen d'axes motorisés. Le dispositif émetteur est en outre capable de repérer un déplacement du dispositif récepteur et de réajuster la position de la bobine primaire le cas échéant. Une telle solution est donc adaptée à une utilisation en véhicule mais est relativement coûteuse car elle nécessite la mise en place d'un appareillage complexe et motorisé pour déplacer la bobine primaire. L'invention a pour objectif de résoudre les problèmes posés par l'art antérieur tout en proposant à l'homme du métier un nouveau système de recharge d'appareils électrique sans fil avec bobine mobile moins coûteux.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif émetteur pour équipement de recharge sans fil d'un appareil électrique, ledit dispositif comprenant une bobine primaire mobile destinée à être placée sous la bobine secondaire d'un dispositif récepteur afin d'effectuer une transmission d'énergie par induction, remarquable en ce qu'il comprend en outre des moyens électromagnétiques configurés pour déplacer la bobine primaire et/ou la positionner en une position déterminée.

Préférentiellement, les moyens électromagnétiques de déplacement et/ou de positionnement comprennent au moins un aimant entourant la bobine primaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens électromagnétiques sont configurés pour déplacer et/ou positionner la bobine primaire selon un axe de direction et comprennent au moins une paire d'électroaimants disposés en regard l'un de l'autre et de part et d'autre dudit axe de direction. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens électromagnétiques sont configurés pour déplacer et/ou positionner la bobine primaire selon deux axes non parallèles formant un plan et comprennent au moins deux paires d'électroaimants disposées de sorte qu'à chaque axe de direction soit associé au moins une paire d'électroaimants afin que la bobine primaire puisse être déplacée et/ou positionnée en tous points dudit plan, et en ce que les électroaimants de chaque paire sont disposés en regard l'un de l'autre et de part et d'autre de l'axe de direction auquel ils sont associés. Avantageusement, les électroaimants sont configurés pour générer un champ magnétique de même polarité que celui de l'aimant entourant la bobine primaire de telle sorte à le repousser.

Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, le dispositif émetteur comprend en outre un boitier présentant un logement étanche rempli de fluide diélectrique et la bobine primaire est confinée dans ledit logement.

De manière alternative ou complémentaire, il comprend un boitier présentant un logement dans lequel la bobine primaire est confinée et au moins une des parois internes dudit logement et/ou au moins une des faces de la bobine primaire en contact l'une avec l'autre, présente un revêtement comprenant du polytétrafluoroéthylène, de préférence lorsque la bobine primaire présente un blindage sur sa surface inférieure ledit revêtement est appliqué sur ledit blindage. Selon un exemple de réalisation, il comprend en outre un système de recharge, la bobine primaire est connectée audit système de recharge au moyen d'une nappe électronique souple, et la nappe électronique présente à l'intérieur du logement une longueur au moins égale à la plus grande diagonale présentée par ledit logement. Préférentiellement, ledit système de recharge comprend en outre un module de contrôle auxquels sont connectés électriquement les électroaimants des moyens électromagnétiques de déplacement et/ou de positionnement, et ledit module de contrôle est configuré pour commander le déplacement et/ou le positionnement de la bobine primaire dans le logement par modification de la puissance d'au moins un desdits électroaimants. Avantageusement, le module de contrôle comprend en outre des moyens de mesure pour détecter la présence éventuelle d'une bobine secondaire placée à proximité de ladite bobine primaire et/ou pour déterminer leur taux de recouvrement. 10 Par exemple, le module de contrôle est configuré pour analyser le résultat des mesures effectuées par les moyens de mesure, pour les comparer à des mesures de référence et pour commander le déplacement et/ou le positionnement de la bobine primaire en fonction du résultat de ces mesures. De préférence, le module de contrôle est configuré pour actionner de manière alternée les moyens de mesure et les moyens électromagnétiques de déplacement et/ou de positionnement. 20 De façon optionnelle, le système de recharge est configuré pour que les moyens de mesure restent actionnés durant l'étape de transmission d'énergie par induction. L'invention a également pour objet un véhicule remarquable en ce qu'il comprend 25 un dispositif émetteur tel que défini plus avant.

Enfin l'invention a pour objet un procédé d'alignement de la bobine primaire d'un dispositif émetteur tel que défini plus haut avec la bobine secondaire d'un dispositif récepteur en vue d'une transmission d'énergie par induction remarquable 30 comprenant au moins les étapes suivantes : - détection de la présence éventuelle de bobine secondaire et/ou détermination du taux de recouvrement de ladite bobine secondaire par la bobine primaire par mesure des caractéristiques présentées par la bobine primaire et comparaison du résultat des mesures effectuées avec des mesures de référence ; 15 - déplacement de la bobine primaire jusqu'à l'aligner sous la bobine secondaire en fonction du résultat de ces mesures ; remarquable en ce que l'étape de déplacement met en oeuvre des moyens électromagnétiques de déplacement et/ou de positionnement de la bobine primaire, et en ce que de préférence les étapes de mesure et de déplacement sont effectuées de manière alternée.

Optionnellement le procédé est initié par la détection de la présence d'un objet sur une surface d'interface dudit dispositif récepteur.

On aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée que la mise en oeuvre de l'invention consiste à utiliser un champ électromagnétique pour déplacer la bobine primaire jusqu'à l'aligner sous la bobine secondaire et/ou pour la placer en une position donnée en vue d'effectuer des mesures. L'invention consiste à entourer la bobine primaire d'un aimant et à utiliser au moins un électroaimant pour agir sur cet aimant en le repoussant sous l'action d'un champ magnétique de même polarité et déplacer ainsi la bobine. De préférence, l'invention met en oeuvre deux paires d'électroaimants, placés selon deux axes non-parallèles de déplacement de la bobine primaire définissant un plan. De préférence les électroaimants sont placés aux points cardinaux du plan dans lequel se déplace la bobine primaire. La ou les paires d'électroaimants vont générer des champs magnétiques de même polarité que celui de l'aimant entourant la bobine ce qui va avoir pour effet de la repousser jusqu'à une position d'équilibre entre les différentes forces magnétiques mises en jeu. L'invention consiste alors à pouvoir modifier la position de la bobine, et donc à pouvoir déplacer la bobine primaire, en modulant la puissance d'au moins un électroaimant. L'invention propose des moyens de déplacement non-motorisés d'une bobine primaire dans le logement d'un dispositif émetteur.

L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple, en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une représentation d'un système de recharge sans fil selon l'art antérieur ; - la figure 2 est une première représentation schématique d'un dispositif émetteur selon l'invention illustrant le moyen de confinement de la bobine lui permettant de se mouvoir librement ; - la figure 3 est une autre représentation schématique d'un dispositif émetteur selon l'invention illustrant les moyens de déplacement électromagnétiques de la bobine.

La figure 1 ayant déjà été commentée en partie introductive, on se référera maintenant à la figure 2 présentant un dispositif émetteur (19) selon l'invention pour équipement de recharge sans fil d'un appareil électrique ou plus précisément pour la base de chargement ou base émettrice d'un tel équipement. Le dispositif émetteur (19) est un système à champ proche apte à transmettre de l'énergie par induction. Il comprend un boîtier (21) présentant une surface plane, appelée surface d'interface (23), sur laquelle un dispositif récepteur (non représenté) est destiné à venir se poser. Le boitier (21) présente sous cette surface d'interface (23), un logement (25) dans lequel peut se déplacer une bobine primaire (27), ou bobine émettrice, selon au moins un axe de direction et de préférence selon deux axes de direction définissant un plan. Le plan dans lequel se déplace la bobine primaire (27) est parallèle à la surface d'interface (23) et de même forme et dimensions. La bobine primaire (27) est confinée dans le logement (25) du boitier (21) du dispositif émetteur (19). Eventuellement, la bobine primaire (27) présente un aimant disposé en son centre.

La bobine primaire (27) présente de préférence et de manière connue un blindage (29) dont la fonction est de limiter l'application du champ magnétique dans la direction opposée à celle de la surface d'interface (23). Le blindage (29) est alors, dans notre exemple, disposé sur la face inférieure de la bobine (27), et présente classiquement un diamètre légèrement supérieur à celui de la bobine (27).

Selon l'invention, la bobine primaire (27) est reliée à une nappe électronique souple (31) qui permet de la connecter à un système de recharge (31). La nappe électronique (29) est placée tranche vers le haut afin de lui octroyer une bonne flexibilité. Pour que la bobine primaire (27) puisse venir se positionner en tout point du plan formé du logement (25), la nappe électronique (29) présente avantageusement une longueur à l'intérieur dudit logement (25) au moins égale à la plus grande diagonale présentée par ledit logement (25). On notera que la bobine primaire (27) ne se déplace que selon la longueur et la largeur du logement (25) dans lequel elle est confinée. Les dimensions dudit logement (25) ne permettent pas son déplacement en hauteur. De préférence, la bobine primaire (27) a une liberté de mouvement de moins d'un millimètre sur cet axe. Les dimensions en longueur ou en largeur du logement (25) et du boitier (21) ne sont pas limitatives de l'invention.

Afin que la bobine primaire (27) puisse se mouvoir dans le logement (25) sans risquer d'être détériorée par un phénomène d'usure dû aux frottements sur la surface interne dudit logement (25) plusieurs solutions sont envisageables par l'homme du métier.

Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le boîtier (21) est un boitier étanche comprenant un fluide diélectrique (35), par exemple un liquide isolant électriquement ou une huile. Le fluide diélectrique (35) va servir à assurer la mobilité et la lubrification de la bobine primaire (27) dans le logement (25). Le boitier (21) présente alors un joint d'étanchéité (37) au niveau de l'entrée de la nappe électronique (31) dans le logement (25). Il est également envisageable dans un autre mode de réalisation de l'invention (non représenté) d'utiliser l'air comme fluide diélectrique et de favoriser la mobilité de la bobine dans le boîtier par l'ajout d'une couche de polytétrafluoroéthylène ou PTFE (commercialisé par exemple sous la marque Teflon® ) sur la ou les parois internes du logement destinées à entrer en contact avec la bobine primaire ou son blindage. De manière complémentaire ou alternative, la bobine et/ou son blindage présentent également un revêtement de PTFE sur la ou les faces destinées à venir en contact avec les parois internes du logement. On rappelle à toutes fins utiles que le PTFE est un polymère connu pour ses bonnes propriétés de résistance thermique et chimique, ainsi que pour le coefficient de frottement extrêmement faible qu'il présente. Par ailleurs, le PTFE montre de manière connue une rigidité diélectrique élevée.

De manière remarquable, le dispositif émetteur (19) selon l'invention comprend des moyens électromagnétiques de déplacement de la bobine primaire (27) dans le boîtier (21) afin de la placer sous une bobine secondaire dont la présence et la position auront été détectées comme nous allons le voir. Lorsque la bobine primaire (27) est confinée dans un boitier (21) n'autorisant son déplacement par des moyens électromagnétiques que selon sa longueur, le dispositif émetteur (19) présentera alors deux électroaimants (39a, 39b). Ces électroaimants (39a, 39b) sont disposés en regard l'un de l'autre et placés de part et d'autre dudit boitier (21) au niveau de ses tranches transversales, de préférence, à l'extérieur du boitier (21). La mise en oeuvre d'une seule paire d'électroaimants (39a, 39b) se fait par exemple, lorsque les dimensions respectives de la bobine primaire (27) et du logement (25) ne permettent le déplacement que selon un seul axe de direction, ou lorsque d'autres moyens de déplacement de la bobine primaire (27) sont prévus concernant l'autre axe de direction.

Toutefois, avec l'objectif de favoriser le caractère polyvalent du dispositif émetteur (19) et ainsi qu'illustré à la figure 3, l'homme du métier aura avantage à ce que les dimensions respectives de la bobine primaire (27) et de son logement (25) autorisent un déplacement selon deux axes de direction formant un plan. L'invention met alors de préférence en oeuvre au moins deux paires d'électroaimants (39, 41). Avantageusement, les quatre électroaimants (39a, 39b, 41a, 41b) constituant les paires (39, 41) sont placés aux quatre points cardinaux du plan dans lequel se déplace la bobine primaire (27). A chaque axe de direction est associé une paire d'électroaimants (39, 41).

La bobine primaire (27) est quant à elle entourée par au moins un aimant (43) pouvant être chargé positivement ou négativement. Si plusieurs aimants entourent la bobine primaire (27) ils présentent la même orientation polaire. Les paires d'électroaimants (39, 41) vont générer un champ magnétique de même polarité positive ou négative que celui de l'aimant (43) entourant la bobine primaire (27) ce qui va avoir pour effet de la repousser. La bobine primaire (27) est placée en une position donnée entre les deux aimants d'une paire (39, 41) en fonction de la puissance présentée par chacun d'eux. Cette position correspond à une position d'équilibre entre les différentes forces magnétiques mises en jeu. Lorsque les deux électroaimants d'une paire (39, 41) sont de même puissance, la bobine primaire (27) est placée à équidistance des deux électroaimants (39a, 39b, ou 41a, 41 b).

Cette position est avantageusement une position centrale selon l'une des directions du plan formé par la paroi inférieure interne du logement (25). Lorsque un seul des électroaimants (39a, 41a ou 39b, 41b) d'une paire est magnétisé, la bobine primaire (27) est déplacée jusqu'à se coller contre la paroi de la tranche du logement (25) derrière laquelle se trouve l'autre électroaimant de la paire (39b, 41 b ou 39a, 41a), non magnétisé. On comprend bien comment en modulant la puissance respective des deux électroaimants (39a, 39b, ou 41a, 41b), il est possible de déterminer une position donnée sur l'axe séparant les deux électroaimants (39a, 39b, ou 41a, 41b) et d'y placer la bobine primaire (27).

Lorsque le dispositif émetteur (19) présente au moins quatre électroaimants (39a, 39b, 41a, 41b) agencés en paires selon les quatre tranches d'un boitier à quatre côtés, il est possible de placer la bobine primaire (27) en tout point du plan formé par la paroi inférieure du logement (25). L'invention est remarquable en ce qu'elle permet de définir les coordonnées d'une position de la bobine primaire (27) à l'intérieur du logement (25) et de l'y déplacer. La détermination d'une position donnée et la modulation de la puissance des électroaimants (39a, 39b, 41a, 41 b) est assurée par un module de contrôle (43) présenté par une unité de transmission (45) du système de recharge (33).

De préférence, une fois la bobine primaire (27) placée sous la bobine secondaire, les électroaimants (39a, 39b, 41a, 41b) sont démagnétisés. La bobine primaire (27) reste en place et est alimentée en électricité par un module d'alimentation (47) du système de recharge (33) via la nappe électronique (31) sorte à effectuer la transmission d'énergie par induction.

On aura compris que le dispositif émetteur (19) selon l'invention doit permette le libre positionnement du dispositif récepteur (non représenté) sur la surface d'interface (23) de la base, c'est-à-dire qu'il n'est pas demandé à l'utilisateur de procéder lui-même à l'alignement des bobines. C'est pourquoi selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, le dispositif émetteur (19) présente également - des moyens de détection d'un objet déposé sur sa surface, - des moyens de mesure permettant la détection de la position relative de deux bobines et/ou la détermination de leur taux de recouvrement.

Les moyens de détection d'un objet sur la surface d'interface (23) du boitier (21) d'un dispositif émetteur (19) sont connus de l'homme du métier et ne seront pas détaillés dans le présent mémoire. On notera pour la clarté de l'exposé qu'il est par exemple possible d'envisager des moyens mettant en oeuvre la détection d'un changement de capacité électrique d'une électrode placée sur ou à proximité de la surface d'interface (23) en réponse à la dépose d'un objet sur ladite surface. De la sorte, lorsqu'un objet est détecté sur la surface d'interface (23), l'information est transmise au module de contrôle (43) qui va initier le procédé d'alignement de le bobine primaire (27) avec la bobine secondaire, et à cette fin mettre en mouvement la bobine primaire (27) afin de partir à la recherche d'une éventuelle bobine secondaire à laquelle elle est destinée à se coupler.

De préférence, cette mise en mouvement se fait dans un premier temps selon un schéma de scannage prédéfini consistant en un ensemble de positions déterminées de la bobine primaire (27) dans le plan du logement (25) pour lesquelles des mesures sont faites en vue de la détection d'une bobine secondaire à proximité. Le dispositif émetteur (19) présente donc avantageusement des moyens de détection de la position relative de deux bobines. De tels moyens de détections sont connus de l'homme du métier et par exemple décrits dans le document EP2043226. Ces moyens mettent par exemple en oeuvre le suivi de la modification de l'inductance présentée par la bobine primaire (27) lorsqu'elle s'approche de la bobine secondaire. En effet, l'inductance de la bobine primaire (27) va augmenter au voisinage d'un objet présentant des propriétés magnétiques tel qu'une bobine secondaire. Le résultat de ces mesures est transmis au module de contrôle (43). La présence bobine secondaire est détectée par le module de contrôle (43) suite à l'augmentation de l'inductance de la bobine primaire (27) au delà d'une premier valeur seuil prédéterminée. Le module de contrôle (43) commande alors le déplacement de la bobine primaire (27) selon un second schéma de scannage qui vise à favoriser cette augmentation d'inductance jusqu'à atteindre ou dépasser une seconde valeur seuil prédéterminée indicative d'un alignement convenable ou suffisant des deux bobines pour un transfert d'énergie selon un rendement considéré comme étant acceptable. Le module de contrôle (43) va ainsi définir un taux de recouvrement des deux bobines. Selon l'invention, le déplacement de la bobine primaire (27) et les mesures d'inductance effectuées en vue de la détection de la bobine secondaire et de l'alignement des deux bobines se font successivement et de manière alternée. Ainsi dans un premier temps, la bobine sera par exemple déplacée par les électroaimants (39a, 39b, 41a, 41 b) jusqu'à une première position prédéterminée par un schéma de scannage de détection de la bobine secondaire. Pendant la durée de ce déplacement les moyens de détections sont inactifs. Dans un deuxième temps, les électroaimants (39a, 39b, 41a, 41 b) sont démagnétisés et le module de contrôle (43) va activer les moyens de détection pour effectuer une première mesure de l'inductance de la bobine primaire (27).

Si le résultat de la mesure ne permet pas au module de contrôle (43) de conclure à la présence à proximité d'une bobine secondaire, le module de contrôle (43) commande le déplacement de la bobine primaire (27) par les électroaimants (39a, 39b, 41a, 41b) jusqu'à la deuxième position prédéterminée du schéma de scannage de détection. On rappelle que le schéma de scannage selon l'invention est composé d'un ensemble de points régulièrement espacés et dont l'espacement et la localisation sont choisis pour tester l'intégralité de la surface d'interface (23) en un minimum de mesures. Pendant toutes les phases de déplacement les moyens de détections sont inactifs. Si en aucune des positions du schéma de scannage, les mesures effectuées ne permettent de conclure à la présence d'une bobine secondaire, la bobine primaire (27) est ramenée à sa position initiale et n'est pas alimentée en électricité en vue d'une transmission d'énergie. Une telle situation résulte par exemple de la dépose un objet quelconque sur la surface d'interface (23) par l'utilisateur. On notera au passage que la détection d'une bobine secondaire et non pas d'un simple objet, comme par exemple des pièces de monnaie ou un trousseau de clefs, déposé sur la surface d'interface (23) permet au dispositif émetteur d'éviter d'appliquer un champ magnétique à des objets métalliques qui seraient en conséquent chauffés, ce qui risquerait de causer des blessures à l'utilisateur.

Si le résultat de la mesure permet au module de contrôle (43) de conclure à la présence d'une bobine secondaire à proximité. Le module de contrôle (43) va déplacer la bobine primaire (27) selon un nouveau schéma de scannage plus fin destiné à affiner l'alignement des bobines.

Lors de la transmission d'énergie, le dispositif émetteur (19) va avantageusement mesurer en continu ou de manière régulière le taux de recouvrement des deux bobines. Si ce taux varie de sorte à passer sous le seuil correspondant à un taux défini et considéré comme acceptable les moyens de détection et de positionnement de la bobine primaire (27) sous la bobine secondaire sont à nouveau activés pour un repositionnement de la bobine primaire (27). Une telle situation se produit lorsque par exemple le véhicule sur lequel est embarqué le dispositif émetteur prend un virage un peu brusque et que l'appareil mobile à charger est déplacé.

De préférence, le dispositif émetteur (19) présente des moyens connus pour calculer la quantité d'énergie à transmettre et pour prévenir l'utilisateur lorsque l'opération de charge du dispositif récepteur est achevée. Lorsque l'appareil mobile est retiré de la base, l'unité de contrôle (43) commande le repositionnement de la bobine primaire (27) à sa position de départ. La communication entre la bobine primaire (27) et le module de contrôle (43) se fait par le biais de la nappe électronique (31). Le signal émis par la bobine primaire (27) peut avantageusement être traité par un module de communication (49) assurant sa démodulation avant d'être transmis à l'unité de contrôle (43).

Avantageusement, une ou plusieurs LED (non représentés) sont reliés à la bobine primaire (27) afin de permettre à l'utilisateur de repérer la bobine primaire (27) sous la surface d'interface (23) et par exemple suivre son déplacement quand celle-ci est guidée par le module de contrôle (43) pour rechercher la bobine secondaire. Dans un tel cas le boîtier (21) présentera avantageusement une paroi translucide au niveau de sa surface d'interface (23).

Comme on a pu le voir, l'invention présente de nombreux avantages parmi lesquels on citera : - l'absence de moyens mécaniques de mise en oeuvre du déplacement de la bobine primaire (27). Cette dernière n'est reliée qu'à une nappe électronique souple (31). Ce qui en réduit les coûts de production. - la possibilité d'optimiser en continu le positionnement d'une bobine émettrice (27) sous une bobine réceptrice pour conserver un rendement convenable de la transmission d'énergie tout au long de l'opération de chargement, ce qui lui permet d'être adaptée à une utilisation dans un véhicule automobile où ledit appareil à charger est susceptible de bouger pendant son chargement. - la polyvalence liée à la liberté de positionnement (« free positioning ») qui fait que le dispositif émetteur (19) selon l'invention peut s'adapter à différent types d'appareils électriques quelles que soit leur dimension ou leur forme.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits dans le présent mémoire et donnés à titre d'exemple, mais englobe toutes les variantes envisageables par l'homme du métier dans le cadre de la définition qui en a été donnée. Ainsi il est possible d'envisager des dispositifs émetteurs dont la forme du logement permette à la bobine primaire d'atteindre toutes les positions possibles en étant mise en déplacement par un nombre impair (3, 5, 7...) d'électroaimants.

Claims (16)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif émetteur (19) pour équipement de recharge sans fil d'un appareil électrique, ledit dispositif (19) comprenant une bobine primaire (27) mobile destinée à être placée sous la bobine secondaire d'un dispositif récepteur afin d'effectuer une transmission d'énergie par induction, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens électromagnétiques configurés pour déplacer la bobine primaire (27) et/ou la positionner en une position déterminée.
2. 2. Dispositif émetteur (19) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens électromagnétiques de déplacement et/ou de positionnement comprennent au moins un aimant (43) entourant la bobine primaire (27).
3. 3. Dispositif émetteur (19) selon une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les moyens électromagnétiques sont configurés pour déplacer et/ou positionner la bobine primaire (27) selon un axe de direction et comprennent au moins une paire d'électroaimants (39), les électroaimants (39a, 39b) étant disposés en regard l'un de l'autre et de part et d'autre dudit axe de direction.
4. 4. Dispositif émetteur selon une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les moyens électromagnétiques sont configurés pour déplacer et/ou positionner la bobine primaire (27) selon deux axes non parallèles formant un plan et comprennent au moins deux paires d'électroaimants (39, 41) disposées de sorte qu'à chaque axe de direction soit associé au moins une paire d'électroaimants (39, 41) afin que la bobine puisse être déplacée et/ou positionnée en tous points dudit plan, et en ce que les électroaimants (39a, 39b, 41a, 41b) sont disposés en regard l'un de l'autre et de part et d'autre de l'axe de direction auquel ils sont associés.
5. 5. Dispositif émetteur (19) selon une des revendications 3 à 4 caractérisé en ce les électroaimants (39a, 39b, 41a, 41b) sont configurés pour générer un champ magnétique de même polarité que celui de l'aimant (43) entourant la bobine primaire (27) de telle sorte à le repousser. 15
6. 6. Dispositif émetteur (19) selon une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un boitier (21) présentant un logement (25) étanche rempli de fluide diélectrique (35) et en ce que la bobine primaire (27) est confinée dans ledit logement (25).
7. 7. Dispositif émetteur (19) selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un boitier (21) présentant un logement (25) dans lequel la bobine primaire (27) est confinée et en ce qu'au moins une des parois internes dudit logement (27) et/ou au moins une des faces de la bobine primaire (27) en contact l'une avec l'autre, présente un revêtement comprenant du polytétrafluoroéthylène, de préférence lorsque la bobine primaire (27) présente un blindage (29) sur sa surface inférieure ledit revêtement est appliqué sur ledit blindage (29).
8. 8. Dispositif émetteur (19) selon une des revendications 6 à 7 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système de recharge (33), la bobine primaire (27) étant connectée audit système de recharge (33) au moyen d'une nappe électronique (31) souple et en ce que la nappe électronique (31) présente à l'intérieur du logement (25) une longueur au moins égale à la plus grande diagonale présentée par ledit logement (25).
9. 9. Dispositif émetteur (19) selon la revendication 8 caractérisé en ce que ledit système de recharge (33) comprend en outre un module de contrôle (43) auxquels sont connectés électriquement les électroaimants (39a, 39b, 41a, 41b) des moyens électromagnétiques de déplacement et/ou de positionnement, et en ce que ledit module de contrôle (43) est configuré pour commander le déplacement et/ou le positionnement de la bobine primaire (27) dans le logement par modification de la puissance d'au moins un desdits électroaimants (39a, 39b, 41a, 41 b).
10. 10. Dispositif émetteur (19) selon la revendication 8 à 9 caractérisé en ce que le module de contrôle (43) comprend en outre des moyens de mesure pour détecter la présence éventuelle d'une bobine secondaire placée à proximité de ladite bobine primaire (27) et/ou pour déterminer leur taux de recouvrement.35
11. 11. Dispositif émetteur (19) selon la revendication 10 caractérisé en ce que le module de contrôle (43) est configuré pour analyser le résultat des mesures effectuées par les moyens de mesure, pour les comparer à des mesures de référence et pour commander le déplacement et/ou le positionnement de la bobine primaire (27) en fonction du résultat de ces mesures.
12. 12. Dispositif émetteur (19) selon la revendication 11 caractérisé en ce que le module de contrôle (43) est configuré pour actionner de manière alternée les moyens de mesure et les moyens électromagnétiques de déplacement et/ou de positionnement.
13. 13. Dispositif émetteur (19) selon la revendication 12 caractérisé en ce que le système de recharge (33) est configuré pour que les moyens de mesure restent actionnés durant l'étape de transmission d'énergie par induction.
14. 14. Véhicule caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif émetteur (19) selon une des revendications 1 à 13.
15. 15. Procédé d'alignement de la bobine primaire (27) d'un dispositif émetteur (19) selon l'une des revendications 1 à 13 avec la bobine secondaire d'un dispositif récepteur en vue d'une transmission d'énergie par induction comprenant les étapes suivantes : - détection de la présence éventuelle de bobine secondaire et/ou détermination du taux de recouvrement de ladite bobine secondaire par la bobine primaire (27) par mesure des caractéristiques présentées par la bobine primaire (27) et comparaison du résultat des mesures effectuées avec des mesures de référence ; - déplacement de la bobine primaire (27) jusqu'à l'aligner sous la bobine secondaire en fonction du résultat de ces mesures ; caractérisé en ce que l'étape de déplacement met en oeuvre des moyens électromagnétiques de déplacement et/ou de positionnement de la bobine primaire (27), de préférence, les étapes de mesure et de déplacement sont effectuées de manière alternée.
16. 16. Procédé d'alignement selon la revendication 15 caractérisé en ce qu'il est initié par la détection de la présence d'un objet sur une surface d'interface (23) dudit dispositif récepteur (19).