FR2832263A1 - Unite de source d'energie - Google Patents
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Abstract
Une unité de source d'énergie comprend un onduleur (5) relié à un dispositif de transfert d'énergie (2), une première batterie (3) qui peut être chargée et déchargée par l'onduleur et une deuxième batterie (4) qui peut être chargée et déchargée par l'onduleur. La deuxième batterie a une tension inférieure à celle de la première batterie. L'unité de source d'énergie comprend en outre un dispositif de conversion d'énergie (6) relié à l'onduleur, assumant une fonction de transformation, et un dispositif de commutation (7) prévu entre le dispositif de conversion d'énergie et les première et deuxième batteries. Le dispositif de conversion (7) commute une liaison entre le dispositif de conversion d'énergie (6) et la première batterie (3) et entre le dispositif de conversion d'énergie (6) et la deuxième batterie (4). L'onduleur est relié à la première et à la deuxième batterie par l'intermédiaire du dispositif de conversion d'énergie.
Description
\']flRSCH4\VOLl\DACTYLO\18400\18447 revs modifiées.doc - 7 février 2002 -
17/4
UNITE DE SOURCE D'ENERGIE
1. Domaine de l' invention L' invention se rapporte à une unité de source d'énergie de véhicule et analogue. Plus particulièrement, l' invention se rapporte à une unité de source d'énergie dans laquelle il est prévu une pluralité de batteries
chargeables et déchargeables.
2. Description de la Technique Concernée
En tant qu'unité de source d'énergie comprenant une pluralité de batteries chargeables et déchargeables, il existe une unité de source d'énergie connue, telle que celle décrite dans la demande de brevet japonais en attente d'examen n 2000-50402, qui est montée sur un véhicule hybride comportant une combinaison d'un moteur à combustion interne et d'un moteur électrique. Plus spécifiquement, comme le montre la figure 5, une unité de source d'énergie comprenant une batterie principale à haute tension 101 et une batterie auxiliaire à basse tension 102 provoque la fourniture par le groupe convertisseur (M/G) 104 d'énergie électrique grâce à l'entraînement par un moteur thermique 103. L'unité de source d'énergie charge ensuite la batterie principale 101 par l'intermédiaire d'un onduleur 105 de sorte que le groupe convertisseur 104 est entraîné par l'énergie électrique de la batterie principale 101. Un convertisseur continu-continu 106 est prévu entre la batterie principale 101 et la batterie auxiliaire 102 de
manière à assurer les transferts d'énergie entre celles-ci.
L'unité de source d'énergie ci-dessus mentionnce a besoin du convertisseur continu-continu 106 pour charger et décharger la batterie auxiliaire 102. Ceci peut entraîner une augmentation de coût. Plus spécifiquement, le convertisseur courant continu- courant continu exige un convertisseur comprenant un circuit de conversion courant alternatif/courant continu d'un côté haute tension, un circuit de conversion courant alternatif/courant continu d'un côté basse tension, un transformateur et analogue, et un circuit de commutation élévateur nécessaire à la charge de la batterie principale 101 par la batterie secondaire 102. La configuration résultante du convertisseur courant continu-courant continu 106 devient donc compliquce, ce qui
augmente le coût.
Un objectif de la présente invention est de fournir une unité de source d'énergie qui permette la charge et la
décharge d'une pluralité de batteries à des coûts réduits.
Selon un exemple de mode de réalisation de l' invention, une unité de source d'énergie comprend un onduleur relié à un dispositif de transfert d'énergie, une première batterie qui peut être chargée et déchargée par l'intermédiaire de l'onduleur et une deuxième batterie qui peut être chargée et déchargée par l'intermédiaire de l'onduleur. La tension de la deuxième batterie est inférieure à celle de la première batterie. L'unité de source d'énergie comprend en outre un dispositif de conversion d'énergie relié à l'onduleur, assumant une fonction de transformation, et un dispositif de commutation prévu entre le dispositif de conversion d'énergie et les première et deuxième batteries. Le dispositif de commutation commute une liaison entre le dispositif de conversion d'énergie et la première batterie, et entre le
dispositif de conversion d'énergie et la deuxième batterie.
L'onduleur est relié à la première et à la deuxième batterie par l'intermédiaire du dispositif de conversion d'énergie. Le dispositif de conversion d'énergie comprend un transformateur, un premier circuit en pont branché sur le côté primaire du transformateur et un deuxième circuit
en pont branché sur le côté secondaire du transformateur.
De plus, le dispositif de commutation comprend un circuit de commutation qui commute la liaison entre le dispositif de conversion d'énergie et la première batterie et entre le dispositif de conversion d'énergie et la
deuxième batterie.
De plus encore, le dispositif de commutation comprend une bobine branchée entre la première batterie et la deuxième batterie par l'intermédiaire du circuit de commutation. Le dispositif de transfert d'énergie comprend un groupe convertisseur, et l'onduleur permet le redressement de la sortie alternative du groupe convertisseur de manière à délivrer un courant alternatif
au groupe convertisseur.
L'unité de source d'énergie est de préférence installée sur un véhicule hybride entraîné par le dispositif de transfert d'énergie pour un fonctionnement en circulation. Selon le mode de réalisation ci-dessus mentionné, qui permet la commutation de la liaison entre le convertisseur d'énergie et la première batterie et entre le convertisseur d'énergie et la deuxième batterie, l'énergie électrique générée par l'unité de transfert d'énergie peut être sélectivement délivrée à la première batterie ou à la deuxième batterie en vue de leur charge. Il est également possible de délivrer sélectivement à l'unité de transfert d'énergie l'énergie électrique stockée dans la première batterie ou dans la deuxTème batterie. L'exemple de mode de réalisation de l' invention ne nocessite pas de circuit élévateur tel que le convertisseur courant continu-courant continu en sus du convertisseur. Il en résulte que la première batterie et la deuxTème batterie peuvent être chargées et déchargées sans le convertisseur, ce qui réduit
le coût en composants.
De plus, comme l'onduleur est relié à la première batterie et à la deuxième batterie par l'intermédiaire du convertisseur, il est possible d'apporter une tension d'entrce/sortie sur le côté batterie de l'onduleur dans un état de haute tension. Cette caractéristique permet d'emplayer des composants de type courant électrique faible pour constituer l'onduleur, ce qui réduit la taille et le coût de l'onduleur. Cette caractéristique devient particulièrement efficace quand le côté haute tension de l'une des première et deuxième batteries du côté haute tension est de type 30 ou 42 V. En outre, la bobine branchée entre la première batterie et la deuxième batterie par l'intermédiaire du circuit de commutation peut entraîner que le convertisseur d'énergie et l'unité de commutation fonctionnent comme hacheurs élévateurs de façon à permettre le transfert
d'énergie entre la première et la deuxième batterie.
La figure 1 est une vue d'un exemple d'unité de source d'énergie selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue d'un exemple d'unité de source d'énergie selon un deuxième mode de réalisation i la figure 3 est un exemple de circuit équivalent pendant le fonctionnement de l'unité de source d'énergie de la figure 2; la figure 4 est un exemple de circuit équivalent pendant le fonctionnement de l'unité de source d'énergie de la figure 2; et la figure 5 est une vue explicative d'une technique apparentée. En se référant aux dessins, divers modes de réalisation de l' invention seront expliqués en détail. Sur les dessins, les composants identiques possèdent des numéros de référence identiques, et les explications
identiques seront omises.
Premier mode de réalisation La figure 1 est une vue schématique d'un exemple d'unité de source d'énergie selon un premier mode de réalisation. Comme le montre la figure 1, une unité de source d'énergie 1 est montée sur un véhicule hybride comportant une combinaison d'un moteur thermique et d'un groupe convertisseur 2. L'unité de source de puissance 1 peut être montée sur n'importe quel type de véhicule hybride comprenant un type série dans lequel les roues sont entrainées par un groupe convertisseur et dans lequel un moteur thermique sert à délivrer de l'énergie au groupe convertisseur 2, un type parallèle dans lequel les roues peuvent étre entrainées par un moteur thermique ou par un groupe convertisseur, ou par un type série-parallèle dans lequel on peut obtenir à la fois les fonctionnements du
type série et du type parallèle.
L'unité de source d'énergie 1 comprend une batterie principale 3 et une batterie auxiliaire 4. La batterie principale 3, de méme que la batterie secondaire chargeable et déchargeable, sert principalement à alimenter en électricité le groupe convertisseur 2. La batterie principale 3 est d'un type à haute tension, à courant continu sous 36 à 40 V, par comparaison avec la batterie auxiliaire 4. La batterie auxiliaire 4, en tant que batterie secondaire chargeable et déchargeable, alimente en électricité les accessoires montés sur le véhicule et le groupe convertisseur 2 si nécessaire. La batterie auxiliaire 4 est d'un type à plus basse tension, par exemple à courant continu sous 12 à 14 V, par comparaison
avec la batterie principale 3.
Le groupe convertisseur 2 est relié à un onduleur 5 qui redresse la sortie alternative du groupe convertisseur
2 auquel est délivrée l'énergie en courant alternatif.
L'onduleur 5 comprend un circuit triphasé en pont, constitué par six transistors 51. Une diode 52 est branchée en direction inverse entre la borne de collecteur et la
borne d'émetteur de chacun des transistors 51.
La base de chacun des transistors 51 est reliée à une unité de commande (non représentée). L'onduleur 5 est équipé d'un condensateur 53 dont le but est de stabiliser la tension continue. Chacun des transistors 51 de l'onduleur 5 est commandé selon un signal de commande délivré par l'unité de commande, de manière à mener la conversion entre le courant continu et le courant
alternatif triphasé.
L'onduleur 5 est relié à la batterie principale 3 et à la batterie auxiliaire 4 par l'intermédiaire d'un circuit
de conversion d'énergie 6 et d'un circuit de commutation 7.
Le circuit de conversion d'énergie 6 ayant une fonction de transformation est équipé d' un transformateur 61, d' un premier circuit en pont 62 et d'un deuxième circuit en pont 63. Le premier circuit en pont 62 est relié au côté primaire du transformateur 61 et le deuxième circuit en
pont 63 est relié au côté secondaire du transformateur 61.
Le premier circuit en pont 62 comprend quatre transistors 64, pour lesquels chacune des diodes 65 est branchée respectivement en direction inverse entre la borne de drain et la borne de source du transistor 64. On peut utiliser par exemple un FET (Transistor à Effet de Champ) comme transistor 64. Chacune des bornes de porte des transistors 64 respectifs est relice à une unité de commande (non représentée). Les transistors 64 respectifs sont commandés selon des signaux de commande délivrés par 1'unit de commande aux bornes de pote des transitors 64 respectifs. I1 en rAsulte que le courant alternatif du transformateur 61 est redress4, ou que le courant continu de la batterie principale et ainsi de suite est converti en courant alternatif. Le deuxime circuit en pont 63 comprend quatre transistors 66, pour lesquels chacune des diodes 67 est branche en direction inverse entre chaque borne de collecteur et chaque borne d'Ametteur des transistors 66 espectifs. Chacune des bornes de base des transistors 66 respectifs est elie une unit de commande (non reprsente). Chacun des transistors 66 respectifs est command selon des signaux de commande dlivrAs par 1'unit de commande la borne de base du transistor 64. I1 en rAsulte que le courant alternatif du transformateur 61 est redress@, ou que le courant continu de l'onduleur 5 est
converti en courant alternatif.
Le circuit de commutation 7 fonctionne de manire commuter la liaison entre le circuit de conversion d'@nergie 6 et la batterie principale 3, et entre le circuit de conversion d'4nergie 6 et la batterie auxiliaire 4. Un transistor 71 est placA comme AlAment de commutation entre le premier circuit en pont 62 et la batterie principale 3 dans le circuit de commutation. Un transistor 72 est placA comme autte Alment de commutation entre le premier circuit en pont 62 et la batterie auxiliaire 4 dans
le ctrcuit de commutation.
On peut utiliser un FET comme transistor 71. la borne de drain et la borne de source du transistor 71 sont relies respectivement au premier circuit en pont 62 et la borne positive de la batterie principale 3. La borne de porte du transistor 71 est relie 1'unit de commande
(non reprAsente).
On peut utiliser un FET comme transistor 72. la borne de drain et la borne de source du transistor 72 sont reliées respectivement au premier circuit en pont 62 et à la borne positive de la batterie auxiliaire 4. La borne de porte du transistor 72 est reliée à l'unité de commande
(non représentée).
Le circuit de conversion d'énergie 6 est relié à la batterie principale 3 par passage du transistor 71 à l'état conducteur et passage du transistor 72 à l'état non conducteur, de manière à permettre le transfert d'énergie
entre l'onduleur 5 et la batterie principale 3.
Le circuit de conversion d'énergie 6 est relié à la batterie auxiliaire 4 par passage du transistor 71 à l'état non conducteur et passage du transistor 72 à l'état conducteur, de manière à permettre le transfert d'énergie
entre l'onduleur 5 et la batterie auxiliaire 4.
On décrira le fonctionnement de l'unité de source d'énergie selon le mode de réalisation. On décrira le fonctionnement de l'unité de source d'énergie 1 à la charge
de la batterie.
Si l'on se réfère à la figure 1, un courant alternatif triphasé est appliqué à l'onduleur 5 par le groupe convertisseur 2. Chaque transistor 51 de l'onduleur 5 est commuté par l'unité de commande (non représentée) de manière à convertir le courant alternatif en courant continu. Le courant continu est ensuite appliqué par l'onduleur au circuit de conversion d'énergie 6 dans lequel le courant continu est converti en courant alternatif par le deuxième circuit en pont 63. Le courant alternatif est abaissé à basse tension par le transformateur 61 et redressé par le premier circuit en pont 62. Le courant redressé est ensuite converti en courant continu par le
premier circuit en pont 62.
Chacun des transistors 66 du deuxième circuit en pont
63 est commuté par l'unité de commande (non représentée).
Cette caractéristique permet que le courant continu converti en courant alternatif soit en synchronisme avec le cycle de commutation. Chacun des transistors 64 du premier circuit en pont 62 est mis à l'état non conducteur. Le premier cTrcuit en pont 62 sert de circuit convertisseur pleine onde par les diodes 65, au moyen desquelles le courant alternatif est converti en courant continu. Cette caractéristique permet de commander le courant transformé dans le circuit de conversion d'énergie 6 en modifiant le facteur de forme à la commutation du transistor 66 dans le deuxième circuit en pont 63. Il en résulte qu'on peut régler la tension continue générce par le premier circuit
en pont 62.
Le courant continu est délivré par le circuit de conversion d'énergie 6 au circuit de commutation 7 o l'unité de commande (non représentée) met à l'état conducteur le transistor 71 ou le transistor 72. La batterie principale 3 peut être chargée par mise à l'état conducteur du transistor 71. La batterie auxiliaire 4 peut
être chargée par mise à l'état conducteur du transistor 72.
Comme il est mentionné antérieurement, la batterie principale 3 ou la batterie auxiliaire 4 peuvent être sélectivement chargées par commutation du circuit de
commutation 7.
On décrira le fonctionnement de l'unité de source d'énergie 1 à l'entraînement du groupe convertisseur. Si l'on se réfère à la figure 1, le transistor 71 est mis à l'état conducteur du fait de la fourniture d'électricité stockée dans la batterie principale 3 au cTrcuit de conversion d'énergie 6 par l'intermédiaire du cTrcuit de commutation 7. Par ailleurs, le transistor 72 est mis à l'état conducteur du fait de la fourniture d'électricité stockée dans la batterie auxiliaire 4 au circuit de conversion d'énergie 6 par l'intermédiaire du circuit de commutation 7. Dans le circuit de conversion d'énergie 6, le courant continu délivré par le circuit de commutation 7 est converti en courant alternatif par le premier circuit en pont 62. Le courant alternatif est ensuite élevé à haute tension au moyen du transformateur 61, et est redressé par le deuxtème circuit en pont 63 de manière à être converti
en courant continu.
L'unité de commande (non représentée) exéaute la commande de la commutation des transistors 64 du premier circuit en pont 62 de manière à convertir le courant continu en courant alternatif en synchronisme avec le cycle de commutation. Les transistors respectifs 66 du deuxTème circuit en pont 63 sont mis à l'état non conducteur. Il en résulte que la diode 67 entraîne que le deuxième circuit en pont 63 sert de circuit de conversion pleine onde de manière à convertir le courant alternatif en courant continu. A cet instant, la modification dans la transformation exéautée dans le cTrcuit de conversion d'énergie 6 peut être commandée par modification du facteur de forme dans l'opération de commutation du transistor 64 dans le premier circuit en pont 62. Cette caractéristique permet de régler la tension continue de sortie par le
deuxième circuit en pont 63.
Le courant continu est délivré par le circuit de conversion d'énergie 6 à l'onduleur 5 dans lequel est exécutée la commande de commutation des transistors 51. Le courant continu délivré est en outre délivré au groupe convertisseur 2 sous la forme de courant alternatif
triphasé de manière à entraîner le groupe convertisseur 2.
Dans l'unité de source d'énergie 1, le circuit de commutation 7 permet la commutation de la liaison entre le circuit de conversion d'énergie 6 et la batterie principale 3, et entre le circuit de conversion d'énergie 6 et la batterie auxiliaire 4. L'énergie générée par le groupe convertisseur 2 peut être sélectivement délivrce à la batterie principale 3 et à la batterie auxiliaire 4 en vue de leur charge. L'énergie stockée dans la batterie principale 3 ou la batterie auxiliaire 4 peut aussi être sélectivement délivrée au groupe convertisseur 2. L'unité de source d'énergie 1 permet la charge et la décharge de la batterie principale 3 et de la batterie auxiliaire 4 sans circuit préamplificateur comme dans le convertisseur courant continu-courant continu ajouté au circuit de
conversion d'énergie 6, ce qui réduit les coûts.
Comme l'onduleur 5 est relié à la fois à la batterie principale 3 et à la batterie auxiliaire 4 par l'intermédiaire du circuit de conversion d'énergie 6, la tension d'entrée/sortie du côté batterie de l'onduleur 5 peut être placée dans un état de haute tension. Cette caractéristique permet d'utiliser le transistor 51 exigeant moins d'énergie comme composant de l'onduleur 5, ce qui
réduit la taille et le coût de l'onduleur 5.
Dans le cas dans lequel la batterie principale 3 est de type à haute énergie par comparaison avec la batterie auxiliaire 4, c'est-à-dire de type 30-42 V, et dans lequel l'onduleur 5 est directement relié à la batterie principale 3 sans insertion intermédiaire du circuit de conversion d'énergie 6, la tension basse puissance comprise entre 30 et 42 V est transformée par l'onduleur 5, ce qui exige que le transistor 51 soit d'un type à courant élevé. Le coût du transistor 51 est de ce fait augmenté, ce qui augmente la taille de l'onduleur 5. L'unité de source d'énergie 1 selon le mode de réalisation comportant le circuit de conversion d'énergie 6 au moyen duquel l'onduleur est relié à la
batterie principale 3 élimine ce problème.
Deuxième mode de réalisation La figure 2 est un exemple de vue schématique d'une unité de source d'énergie selon un deuxième mode de réalisation. Comme le montre la figure 2, une unité de source d'énergie la possède une configuration similaire à celle de l'unité de source d'énergie 1 du premier exemple de mode de réalisation. C'est-à-dire que l'unité de source d'énergie la comprend une batterie principale 3, une batterie auxiliaire 4, un onduleur 5 et un circuit de conversion d'énergie 6. De même que le circuit de commutation 7 du premier mode de réalisation, un circuit de commutation 7a de l'unité de source d'énergie la sert à commuter la liaison entre le circuit de conversion d'énergie 6 et la batterie principale 3, et entre le circuit de conversion d'énergie 6 et la batterie auxiliaire 4. Le circuit de commutation 7a et le deuxième circuit en pont 63 constituent le hacheur élévateur de manière à permettre le transfert d'énergie entre la batterie
principale 3 et la batterie auxiliaire 4.
Dans le circuit de commutation 7a, un transistor 73 et un transistor 74 sont branchés en série entre le premier cTrcuit en pont 62 et la batterie principale 3. Une bobine 77 et le transistor 72 sont branchés en série entre le premier circuit en pont 62 et la batterie auxiliaire 4. Les transistors 72, 73 et 74, par exemple sous la forme de FET, fonctionnent comme éléments de commutation. Le fonctionnement de la commutation dans ces transistors 72, 73 et 74 est commandé par une unité de commande (non représentée). Une diode 75 est prévue en direction directe entre la borne de drain et la borne de source du transistor 73, dans la liaison entre le premier circuit en pont 62 et la batterie principale 3. Une diode 76 est prévue en direction inverse entre la borne de drain et la borne de source du transistor 74, dans la liaison entre le premier circuit en
pont 62 et la batterie principale 3.
On décrira le fonctionnement de l'unité de source d'énergie la selon le mode de réalisation à la charge de la batterie. Le courant électrique généré par le groupe convertisseur 2 s'écoule vers l'onduleur 5 sous la forme d'un courant alternatif triphasé. Le courant alternatif est
converti en courant continu par l'onduleur 5.
Le courant continu s'écoule de l'onduleur 5 vers le circuit de conversion d'énergie 6 dans lequel le courant continu est converti en courant alternatif par le deuxième circuit en pont 63. Le courant alternatif est abaissé à basse tension par le transformateur 61, et le courant alternatif abaissé par le premier circuit en pont 62 est redressé et converti en courant continu. L'onduleur 5 et le circuit de conversion d'énergie 6 fonctionnent d'une façon similaire à celle de l'unité de source d'énergie 1 du
premier mode de réalisation.
Le courant continu s'écoule du cTrcuit de conversion d'énergie 6 vers le circuit de commutation 7a dans lequel l'unité de commande (non représentée) maintient au moins les transistors 73 et 74 et le transistor 72 dans l'état conducteur. Quand les transistors 73 et 74 sont mis à l'état conducteur, la batterie principale 3 est prête à être chargée. Par ailleurs, quand le transistor 72 est mis à l'état conducteur, la batterie auxiliaire 4 est prête à être chargée. La batterie principale 3 et la batterie auxiliaire 4 peuvent être chargées sélectivement en faisant
fonctionner le circuit de commutation 7a.
On décrira le fonctionnement de l'unité de source d' énergie la à l' entraînement du groupe convertisseur. En se réfèrant à la figure 2, en particulier aux transistors 73 et 74 ou le transistor 72 du circuit de commutation 7a, on décrira le fonctionnement de l'unité de source d'énergie
la à l' instant de l'entraînement du groupe convertisseur 2.
Sur la figure 2, les deux transistors 73 et 74 ou le transistor 72 du circuit de commutation 7a sont amenés à l'état conducteur. Quand les transistors 73 et 74 sont mis à l'état conducteur, l'énergie stockée dans la batterie principale 3 est délivrée au cTrcuit de conversion d'énergie 6 par l'intermédiaire du circuit de commotation 7a. Quand le transistor 72 est mis à l'état conducteur, l'énergie stockée dans la batterie auxiliaire 4 est délivrée au circuit de conversion d'énergie 6 par
l'intermédiaire du circuit de commutation 7a.
Le courant continu s'écoule du circuit de commutation 7a vers le circuit de conversion d'énergie 6 dans lequel le courant continu est converti en courant alternatif par le premier circuit en pont 62. Le courant alternatif est élevé à haute tension par le transformateur 61. Le courant alternatif élevé est redressé et converti en courant
continu par le deuxième circuit en pont 63.
Si l'on se réfère à l'exemple de circuit équivalent représenté sur la figure 3, le transistor 74 et la bobine 77 du circuit de commotation 7a, et la diode 65 du circuit de conversion d'énergie 6 servent de partie de hachage, de réactance de lissage et de diode de protection comme trajet du courant quand la partie hachage est à l'état non conducteur. Les composants du circuit de commutation 7a et du circuit de conversion d'énergie 6 constituent le hacheur abaisseur. Ceci permet de commuter la charge de la batterie
auxiliaire 4 par la batterie principale 3.
Si l'on se réfère à la figure 2, le transistor 73 du circuit de commutation 7a est amené à l'état non conducteur et le transistor 74 est à l'état conducteur. Le transistor 64 du deuxTème circuit en pont 62 est commuté. On décrira ensuite le fonctionnement au moment du transfert d'énergie entre la batterie principale 3 et la
batterie auxiliaire 4 dans l'unité de source d'énergie 1.
Le transfert d'énergie entre la batterie principale 3 et la batterie auxiliaire 4 est exécuté au moyen du circuit de
commutation 7a et du circuit de conversion d'énergie 6.
Sur la figure 2, les transistors 72 et 73 du circuit de commutation 7a sont mis à l'état conducteur, le transistor 74 est mis dans un état de commutation entre conducteur et non conducteur, et l'un des transistors 64 du deuxième circuit en pont 63 est mis à l'état non conducteur. Il en résulte, comme le montre l'exemple de circuit équivalent de la figure 3, que le transistor 74 et la bobine 77 du circuit de commutation 7a et la diode 65 du circuit de conversion d'énergie 6 fonctionnent respectivement comme une partie hachage, une réactance de lissage et une diode de protection qui devient un trajet de courant quand la partie hachage est à l'état non conducteur, ce qui permet de constituer un hacheur abaisseur au moyen des composants du circuit de commutation 7a et du circuit de conversion d'énergie 6. On peut donc, par commutation du transistor 74, charger la batterie
auxiliaire 4 à partir de la batterie principale 3.
D'autre part, sur la figure 2, le transistor 73 du circuit de commutation 7a est mis à l'état non conducteur, le transistor 74 est mis à l'état conducteur, et les transistors 64 du deuxième circuit en pont 63 sont mis dans
un état de commutation.
Il en résulte, comme le montre un exemple de circuit équivalent sur la figure 4, que le transistor 64 du cTrcuit de conversion d'énergie 6 et la bobine 77 et la diode 75 du circuit de commutation 7a fonctionnent respectivement comme une partie hachage, une réactance de lissage et une diode de retour, ce qui permet de constituer un hacheur élévateur au moyen des composants du circuit de commutation 7a et du circuit de conversion d'énergie 6. On peut donc, par commutation des transistors 64, charger la batterie
principale 3 à partir de la batterie auxiliaire 4.
Comme il est décrit plus haut, selon l'unité de source d'énergie la se rapportant à ce mode de réalisation (outre les mêmes effets du fonctionnement que dans l'unité de source d'énergie 1 se rapportant au premier exemple de mode de réalisation), en branchant la bobine 77 entre la batterie principale 3 et la batterie auxiliaire 4 par l'intermédiaire du circuit de commutation 7a, il est possible de faire fonctionner lectrcuit de commutation 7a et le circuit de conversion d'énergie 6 comme hacheurs élévateur et abaisseur. Donc, sans insérer de circuit élévateur distinct du circuit de conversion d'énergie 6 et le circuit de commutation 7a, on permet le transfert d'énergie entre la batterie principale 3 et la batterie
auxiliaire 4.
Bien que ce soit une unité de source d'énergie montée sur un véhicule qui soit expliquée dans les modes de réalisation ci-dessus mentionnés, l'unité de source d'énergie se rapportant à l' invention peut être montée sur
une unité autre qu'un véhicule.
Comme il est expliqué plus haut, selon l' invention, du fait qu'on permet une commutation de la liaison entre le moyen de conversion d'énergie et les première et deuxième batteries, on permet la charge et la décharge de la première batterie et de la deuxième batterie sans insérer un circuit élévateur tel qu'un convertisseur courant continu-courant continu distinct du moyen de conversion d'énergie, de sorte qu'il est possible de réduire les coûts liés aux composants. De plus, du fait que l'onduleur est relié à la première batterie et à la deuxième batterie par l'intermédiaire du circuit de conversion d'énergie, il est possible de fixer la tension d'entrée/sortie du côté batterie de l'onduleur à un état de haute tension. Il en résulte qu'il est possible d'utiliser un composant de type à courant faible comme composant de l'onduleur, ce qui permet de diminuer la taille de l'onduleur et de réduire
les coûts liés aux composants.
En outre, en branchant la bobine entre la première batterie et la deuxième batterie par l'intermédiaire du circuit de commutation, il est possible de faire fonctionner le dispositif de conversion d'énergie et le dispositif de commutation comme hacheurs élévateur et abaisseur, ce qui permet le transfert d'énergie entre la première batterie et la deuxième batterie sans insertion
additionnelle d'un circuit élévateur.
Alors que l' invention a été décrite en faisant référence à des modes de réalisation préférés de celle-ci, il doit être entendu que l' invention n'est pas limitée aux modes de réalisations ou aux configurations préférées. Au contraire, il est prévu que l' invention couvre diverses modifications et dispositions équivalentes. De plus, alors que les divers élément s des modes de réal i s at ion pré férés sont représentés selon diverses combinaisons et configurations qui sont des exemples, d'autres combinaisons et configurations, y compris plus, moins ou seulement un élément, se trouvent également dans l' esprit et le champ de
l' invention.
Claims (9)
1. Unité de source d'énergie (1) comprenant: un onduleur (5) relié à un dispositif de transfert d'énergie (2); une première batterie (3) qui peut être chargée et déchargée par l'onduleur; une deuxième batterie () qui peut être chargée et déchargée par l'onduleur, la deuxième batterie ayant une tension inférieure à la tension de la première batterie; un dispositif de conversion d'énergie (6) relié à l'onduleur, le dispositif de conversion d'énergie assumant une fonction de transformation; et un dispositif de commutation (7) prévu entre le dispositif de conversion d'énergie et les première et deuxième batteries, le dispositif de commutation commutant une liaison entre le dispositif de conversion d'énergie et la première batterie, et entre le dispositif de conversion d'énergie et la deuxième batterie, dans laquelle l'onduleur (5) est relié à la première et à la deuxième batterie par l'intermédiaire du
dispositif de conversion d'énergie.
2. Unité de source d'énergie selon la revendication 1, dans laquelle le dispositif de conversion d'énergie (6) comprend en outre un transformateur (61), un premier circuit en pont (62) relié à un côté primaire du transformateur, et un deuxième cTrcuit en pont (63) relié à
un côté secondaire du transformateur.
3. Unité de source d'énergie selon la revendication 2, dans laquelle le dispositif de commutation comprend en outre un circuit de commutation qui commute la liaison entre le dispositif de conversion d'énergie et la première batterie, et entre le dispositif de conversion d'énergie et
la deuxième batterie.
4. Unité de source d'énergie selon la revendication 3, dans laquelle le dispositif de commutation comprend en outre une bobine (77) branchée entre la première batterie (3) et la deuxième batterie (4) par l'intermédiaire du
circuit de commutation.
5. Unité de source d'énergie selon la revendication 4, dans laquelle le dispositif de commutation comprend en outre au moins deux éléments de commotation ((72, 73 et 74) disposés entre le premier circuit en pont et les première et deuxième batteries de manière de manière à commuter une opération de transfert d'énergie entre le dispositif de transfert d'énergie et la première batterie, et entre le
dispositif de transfert d'énergie et la deuxième batterie.
6. Unité de source d'énergie selon la revendication , dans laquelle les au moins deux éléments de commutation (72, 73 et 74) comprennent en outre des transistors à effet
de champ.
7. Unité de source d'énergie selon la revendication , dans laquelle la bobine est branchée entre la première batterie (3) et la deuxième batterie (4) par l'intermédiaire du cTrcuit de commutation de telle sorte que le dispositif de conversion d'énergie (6) et le dispositif de commutation (7) assument une fonction de hacheur élévateur et une fonction de hacheur abaisseur entre la première batterie et la deuxième batterie pour le
transfert d'énergie entre celles-ci.
8. Unité de source d'énergie selon la revendication 1, dans laquelle: le dispositif de transfert d'énergie (2) comprend en outre un groupe convertisseur; et l'onduleur permet le redressement d'une sortie alternative du groupe convertisseur de manière à délivrer
un courant alternatif au groupe convertisseur.
9. Unité de source d'énergie selon la revendication 1, dans laquelle l'unité de source d'énergie est prévue dans un véhicule hybride entraîné par le dispositif de transfert d'énergie (2) pour un
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