FR2858484A1 - Systeme de delivrance d'energie electrique de batterie - Google Patents

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Abstract

Un système d'alimentation électrique comporte une batterie (14) à une tension de source, un dispositif de commutation (54) qui exécute un fonctionnement en conduction/non conduction dans le but de générer un courant pulsé à la tension de source, un transformateur d'isolement (50) qui génère une tension élevée supérieure à la tension de source en réponse au courant pulsé, un condensateur (58) qui emmagasine de l'énergie électrique à la tension élevée et applique la tension élevée à un appareil électrique (16) sensible à une modification de la tension appliquée, et un dispositif de commande (8) qui commande le dispositif de commutation et le circuit élévateur de manière à ce que la tension élevée coïncide avec une tension désirée. Donc, même si la tension de source de la batterie diminue du fait d'un prélèvement d'énergie électrique à partir de la batterie, on peut faire fonctionner l'appareil électrique à la tension désirée.

Description

SYSTEME DE DELIVRANCE D'ENERGIE ELECTRIQUE DE BATTERIE
La présente invention se rapporte de manière générale à un système d'alimentation électrique destiné à délivrer à 5 partir d'une batterie de l'énergie électrique à des appareils électriques de divers types montés sur un véhicule.
Récemment, les divers types d'appareils électriques montés sur un véhicule ont augmenté en nombre, ainsi que la 10 capacité de charge des appareils électriques sur chaque véhicule. De ce fait, quand on délivre à partir d'une batterie de véhicule de l'énergie électrique à des appareils électriques ayant une capacité de charge élevée, on abaisse de manière indésirable la tension aux bornes de 15 la batterie. La tension aux bornes réduite entraîne un fonctionnement incorrect des appareils électriques tels qu'un appareil de navigation.
La spécification de brevet japonais n 2576072 présente un procédé de réduction de la consommation de 20 carburant dans un véhicule par commande de l'énergie électrique générée dans le véhicule en fonction des conditions de marche du véhicule. Dans ce procédé, si on arrête ou si on réduit la génération d'énergie pendant une accélération du véhicule, on diminue quelquefois la tension 25 aux bornes de la batterie.
Dans le but d'éviter une modification de la tension de l'énergie électrique délivrée aux consommateurs de courant (c'est-à-dire aux appareils électriques), on présente une première technique classique, par exemple sur les pages 4 à 30 14 et les figures 1 à 9 de la publication examinée de demande de brevet japonais H11-513240. Dans cette technique, une batterie principale et une batterie secondaire sont montées sur un véhicule, sont reliées à un générateur de courant alternatif monté sur le véhicule, et 35 sont séparées l'une de l'autre par un convertisseur continu/continu classique. Dans cette disposition, si la tension aux bornes de la batterie principale diminue, on peut éviter la réduction de la tension aux bornes de la batterie secondaire. On peut donc maintenir à un niveau 5 donné une tension appliquée à aux consommateurs de courant partir de la batterie secondaire.
On présente une deuxième technique classique destinée à éviter une modification de la tension de l'énergie électrique délivrée aux consommateurs de courant, par 10 exemple sur les pages 3 à 6 et les figures 1 à 5 de la publication de demandes de brevet japonais non encore examinées nO 2001-204137. Cette technique fait usage à la fois d'un convertisseur continu/continu à faible capacité connecté aux consommateurs de courant à faible charge 15 d'énergie et d'un convertisseur continu/continu à grande capacité connecté aux consommateurs de courant à forte charge d'énergie. Quand les consommateurs de courant à faible charge d'énergie ont besoin d'énergie électrique à une tension prédéterminée, on abaisse à la tension 20 prédéterminée dans le convertisseur continu/continu à faible capacité une petite quantité d'énergie électrique à haute tension délivrée par une source de courant continu, et on délivre directement la petite quantité d'énergie électrique à la tension prédéterminée aux consommateurs de 25 courant à faible charge. D'autre part, quand les consommateurs de courant à charge d'énergie élevée ont besoin d'énergie électrique à une tension prédéterminée, on abaisse à la tension prédéterminée dans le convertisseur continu/continu à grande capacité une grande quantité 30 d'énergie électrique à haute tension délivrée par une source de courant continu, et on délivre directement la grande quantité d'énergie électrique à la tension prédéterminée aux consommateurs de courant à charge d'énergie élevée. On peut donc maintenir à un niveau désiré 35 une tension appliquée aux consommateurs d'électricité.
Toutefois, dans la première technique classique, il est nécessaire de monter la batterie secondaire sur le véhicule en plus de la batterie principale. Donc, dans la pratique, ceci présente des difficultés pour placer les 5 deux batteries dans un compartiment moteur ou un coffre à bagages.
Dans la deuxième technique classique, il est nécessaire de monter deux convertisseurs continu/continu sur le véhicule, et le convertisseurs continu/continu à 10 grande capacité est de taille élevée. Il apparaît donc un problème en ce sens qu'un système d'alimentation comportant les deux convertisseurs continu/continu est de plus grande taille.
Un but de la présente invention est de fournir, en 15 prenant en considération les problèmes du système d'alimentation classique, un système d'alimentation électrique qui génère de façon stable de l'énergie électrique à une tension constante à partir de l'énergie électrique d'une batterie comportant une tension de source 20 modifiable et qui délivre de l'énergie électrique à tension constante à des appareils électriques avec une configuration du système de taille relativement faible.
On parvient à ce but en fournissant un système d'alimentation électrique qui comprend: une batterie qui 25 comporte une borne de source et emmagasine l'énergie électrique d'une tension de source; un circuit élévateur qui comporte une borne d'entrée et une borne de sortie, élève à une tension élevée la tension de source de l'énergie électrique fournie par la batterie par 30 l'intermédiaire de la borne d'entrée, et délivre l'énergie électrique à la tension élevée à une liaison d'alimentation électrique; une unité de condensateur qui comporte une première borne connectée à la borne de la batterie et une deuxième borne connectée à la borne de sortie du circuit 35 élévateur, emmagasine une partie de l'énergie électrique délivrée par le circuit élévateur par l'intermédiaire de la borne de sortie de manière à augmenter la différence de potentiel entre les première et deuxième bornes jusqu'à une valeur égale à la différence entre la tension élevée et la 5 tension de source, et applique la tension électrique de l'énergie électrique emmagasinée à la liaison d'alimentation électrique afin de maintenir la tension élevée de la liaison d'alimentation électrique; et un dispositif de commande qui commande le circuit élévateur de 10 façon à délivrer l'énergie électrique à la tension élevée coïncidant avec une tension désirée supérieure à la tension de source à la liaison d'alimentation électrique et à l'unité de condensateur.
Dans cette invention, même si la tension de source de 15 la batterie diminue, on peut appliquer à la liaison d'alimentation électrique la tension désirée supérieure à la tension de source. De ce fait, quand on connecte à la liaison d'alimentation électrique un appareil électrique sensible à une modification de la tension appliquée, le 20 système d'alimentation électrique peut délivrer de façon stable aux appareils électriques de l'énergie électrique à la tension désirée, supérieure à la tension de source, de manière à garantir le fonctionnement stable des appareils électriques.
En outre, du fait que l'appareil électrique sensible à une modification de la tension appliquée agit normalement comme un faible consommateur d'énergie électrique, la quantité d'énergie électrique délivrée à l'appareil électrique est relativement faible. De ce fait, on peut 30 configurer le système avec une taille relativement petite.
Il est préférable que la première borne de source de la batterie soit une borne d'électrode positive, qu'une deuxième borne de source de la batterie soit une borne d'électrode négative, que la première borne de l'unité de 35 condensateurs soit une borne à basse tension et que la deuxième borne de l'unité de condensateurs soit une borne à haute tension.
On peut donc emmagasiner de l'énergie électrique à tension élevée à la borne haute tension de l'unité de 5 condensateur, de manière à superposer une différence de potentiel électrique de l'unité de condensateur à la tension de source de la batterie.
Il est préférable que la borne de source de la batterie (14) soit une borne d'électrode négative, que la 10 première borne de l'unité de condensateur (58) soit une borne haute tension et que la deuxième borne de l'unité de condensateurs (58) soit une borne basse tension.
On peut donc superposer une différence de potentiel électrique de l'unité de condensateur à la tension de 15 source de la batterie, l'énergie électrique à la tension élevée permettant d'obtenir une différence de potentiel désirée équivalente à une différence entre la tension désirée et 0 V, et on peut donc faire fonctionner électrique à la tension désirée.
Il est préférable que le circuit élévateur comprenne une unité de génération de courant pulsé qui génère un courant pulsé à la tension de source à partir de l'énergie électrique à la tension de source emmagasinée dans la batterie, et une unité élévatrice qui élève la tension de 25 source de la batterie à la tension élevée en réponse au courant pulsé généré dans l'unité de génération de courant pulsé afin de générer l'énergie électrique à la tension élevée.
Le dispositif de commande peut donc commander l'unité 30 de génération de courant pulsé de manière à ce que l'unité élévatrice élève la tension de source de la batterie à la tension désirée.
Il est préférable de modifier la tension de source de la batterie au moyen d'une quantité restante d'énergie 35 électrique de la batterie, et que le dispositif de commande détecte une différence de potentiel modifiable entre les première et deuxième bornes de l'unité de condensateurs et commande l'unité de génération de courant pulsé de manière à ce que la différence de potentiel électrique modifiable 5 coïncide avec une différence de potentiel désirée obtenue en soustrayant la tension de source de la tension désirée.
Donc, du fait que le dispositif de commande détecte la différence de potentiel modifiable, on peut améliorer la vitesse de réponse pour la compensation d'une modification 10 de la tension de source de la batterie. En outre, si la tension de source de la batterie est revenue à une tension normale du fait de la fourniture d'énergie électrique à la batterie, le dispositif de commande peut empêcher que l'unité de condensateur n'applique une tension 15 excessivement élevée aux appareils électriques.
Il est préférable que l'unité de génération de courant pulsé comporte un dispositif de commutation destiné à exécuter un fonctionnement en conduction/non conduction sous la commande par le dispositif de commande, et que le 20 circuit élévateur génère la tension élevée coïncidant avec la tension désirée en réponse au fonctionnement en conduction/non conduction du dispositif de commutation.
On peut donc générer de façon fiable le courant pulsé à la tension de source en fonction du fonctionnement en 25 conduction/non conduction du dispositif de commutation pour générer la tension élevée coïncidant avec la tension désiree.
Il est préférable de modifier la tension de source de la batterie (14) au moyen d'une quantité restante d'énergie 30 électrique de la batterie, que l'unité de génération de courant pulsé comporte un dispositif de commutation destiné à exécuter un fonctionnement en conduction/non conduction, que le dispositif de commande détecte une différence de potentiel électrique modifiable entre les première et 35 deuxième bornes de l'unité de condensateur et commande le fonctionnement en conduction/non conduction du dispositif de commutation de manière à ce que la différence de potentiel électrique modifiable coïncide avec une différence de potentiel désirée obtenue en soustrayant la tension de source de la tension désirée.
Donc, du fait que le dispositif de commande commande le fonctionnement en conduction/non conduction du dispositif de commutation en fonction de la différence de potentiel électrique modifiable entre les première et 10 deuxième bornes de l'unité de condensateur, on peut améliorer la vitesse de réponse pour la compensation d'une modification de la tension de source de la batterie.
Il est préférable de mettre en oeuvre un fonctionnement normal d'un appareil électrique connecté à la liaison 15 d'alimentation électrique quand la tension appliquée à l'appareil électrique se trouve dans une plage comprise entre une tension limite et la tension désirée, et que le dispositif de commande détecte la tension de source de l'énergie électrique emmagasinée dans la batterie et 20 commande le circuit élévateur si la tension de source est inférieure à la tension limite, de manière à ce que la tension élevée générée dans le circuit élévateur coïncide avec la tension désirée On peut donc mettre en oeuvre de façon fiable le 25 fonctionnement normal de l'appareil électrique sensible à une modification de la tension appliquée.
Il est préférable que la batterie applique directement l'énergie électrique à la tension de source à un appareil électrique qui peut fonctionner même si la tension de 30 source est inférieure à la valeur limite Du fait qu'on fait fonctionner l'appareil électrique qui peut fonctionner à une tension inférieure à la tension limite sans qu'il reçoive un courent à la tension désirée, on peut configurer le système avec une taille relativement 35 petite.
Il est préférable que le dispositif de commande détecte la tension de source de l'énergie électrique emmagasinée dans la batterie et commande le circuit élévateur si la tension de source de la batterie est 5 inférieure à une tension limite, de manière à ce que le circuit élévateur ne génère pas d'énergie électrique.
On peut donc éviter la décharge excessive de la batterie.
Il est préférable que le dispositif de commande 10 détecte une quantité restante d'énergie électrique de la batterie et commande le circuit générateur de courant pulsé quand la quantité restante d'énergie électrique de la batterie est inférieure à une valeur prédéterminée, de manière à ce que le circuit élévateur ne génère pas 15 d'énergie électrique.
On peut donc éviter la décharge excessive de la batterie.
Il est préférable que le dispositif de commande commande le circuit générateur de courant pulsé quand un 20 appareil électrique est directement connecté à la batterie et est en fonctionnement avec une charge d'énergie électrique élevée, de manière à ce que le circuit élévateur délivre à l'unité de condensateur l'énergie électrique à la tension élevée.
Quand une quantité importante d'énergie électrique de la batterie est consommée dans l'appareil électrique directement connecté à la batterie, on s'attend à une baisse rapide de la tension de source. Dans ce cas, la vitesse de réponse pour le maintien de la tension désirée 30 dans l'unité de condensateur a tendance à baisser du fait du délai de charge de l'unité de condensateur. Toutefois, du fait du fait que l'on délivre l'énergie électrique de la batterie à l'unité de condensateur avant la diminution de la tension de source de la batterie, on ne peut pas éviter 35 la détérioration de la vitesse de réponse due au délai de charge de l'unité de condensateur.
Il est préférable que le circuit élévateur comprenne un transformateur d'isolement, qu'une borne positive de l'enroulement primaire du transformateur d'isolement soit 5 reliée à une borne négative de l'enroulement secondaire du transformateur d'isolement, et que la combinaison du circuit générateur de courant pulsé et du circuit élévateur constitue un convertisseur continu/continu d'un type à isolement.
On peut donc maintenir dans l'unité de condensateur une différence de potentiel électrique obtenue dans l'enroulement secondaire du transformateur d'isolement afin de compenser la diminution de la tension de source.
Il est préférable que la combinaison du circuit 15 générateur de courant pulsé et du circuit élévateur constitue un convertisseur continu/continu d'un type à inversion.
On peut donc convertir la tension de source en tension élevée dans le circuit générateur de courant pulsé et le 20 circuit élévateur.
Dans la présente invention, on préfère que l'unité élévatrice comprenne un dispositif de commutation comportant une diode parasite, que le dispositif de commande mette le dispositif de commutation dans un état de 25 non conduction quand le dispositif de commande commande l'unité de génération de courant pulsé de manière à ce que l'unité de génération de courant pulsé génère la tension élevée afin de délivrer de l'énergie électrique à la tension élevée à l'unité de condensateur par 30 l'intermédiaire de la diode parasite, et que le dispositif de commande mette le dispositif de commutation dans un état de conduction quand le dispositif de commande commande l'unité de génération de courant pulsé de manière à ce que l'unité de génération de courant pulsé ne génère pas de 35 tension élevée afin de délivrer l'énergie électrique de la batterie à l'appareil électrique par l'intermédiaire du dispositif de commutation.
Du fait que le dispositif de commutation est mis à l'état de conduction pendant que le système n'est pas en 5 fonctionnement, il ne passe aucun courant dans la diode parasite. On peut donc éviter la perte de courant passant dans la diode parasite pendant que le système n'est pas en fonctionnement, et on peut mettre en oeuvre efficacement une alimentation à partir de la batterie pendant que le système 10 n'est pas en fonctionnement.
L'unité élévatrice doit de préférence comprendre un dispositif de commutation et une diode disposés en parallèle l'un avec l'autre, le dispositif de commande commande met le dispositif de commutation dans un état de 15 non conduction quand le dispositif de commande commande l'unité de génération de courant pulsé de manière à ce que l'unité de génération de courant pulsé génère la tension élevée afin de délivrer l'énergie électrique à la tension élevée à l'unité de condensateur par l'intermédiaire de la 20 diode, et le dispositif de commande met le dispositif de commutation dans un état de conduction quand le dispositif de commande commande l'unité de génération de courant pulsé de manière à ce que l'unité de génération de courant pulsé ne génère pas de tension élevée afin de délivrer l'énergie 25 électrique de la batterie à l'appareil électrique par l'intermédiaire du dispositif de commutation.
Du fait que le dispositif de commutation est mis à l'état de conduction pendant que le système n'est pas en fonctionnement, du courant passe dans le dispositif de 30 commutation à l'état de conduction. On peut donc éviter la perte de courant passant dans la diode parasite pendant que le système n'est pas en fonctionnement, et on peut mettre en oeuvre efficacement une alimentation à partir de la batterie pendant que le système n'est pas en 35 fonctionnement.
Il est préférable que le dispositif de commande détecte la tension de source de l'énergie électrique emmagasinée dans la batterie et commande un turbocompresseur afin de générer de l'énergie électrique 5 délivrée à la batterie quand la tension de source est inférieure à une valeur de délivrance prédéterminée, et commande le turbocompresseur de manière à ce qu'il consomme l'énergie électrique de la batterie quand la tension de source est égale ou supérieure à la valeur de délivrance 10 prédéterminée.
Si la tension de source est inférieure à une valeur de délivrance prédéterminée, l'énergie électrique générée dans le turbocompresseur est délivrée à la batterie. On peut donc charger la batterie de façon fiable quand la tension 15 de source de la batterie diminue.
On parvient également au but par la fourniture d'un système d'alimentation électrique, comprenant une batterie et un convertisseur continu/continu caractérisé en ce que le convertisseur continu/continu comporte un circuit 20 élévateur qui élève une tension à une borne de la batterie, et un condensateur connecté à la borne de la batterie et à une borne de sortie du circuit élévateur.
Le système d'alimentation électrique peut donc générer de façon stable de l'énergie électrique à une tension 25 élevée à partir de l'énergie électrique d'une batterie ayant une tension de source modifiable et délivrer de l'énergie électrique à la tension élevée à des appareils électriques tout en configurant le système de manière à ce qu'il soit d'une taille relativement petite.
La figure 1 est une vue montrant la configuration d'un système monté sur véhicule, comprenant un système d'alimentation électrique selon les modes de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue du circuit d'un système 35 d'alimentation électrique comprenant un convertisseur continu/continu développé, représenté sur la figure 1, selon le premier mode de réalisation; la figure 3 est un schéma fonctionnel montrant un fonctionnement de commande d'un dispositif de commande 5 d'alimentation électrique représenté sur la figure 1, exécuté avant la mise en oeuvre d'un convertisseur continu/continu développé du système d'alimentation électrique; la figure 4 est un schéma fonctionnel montrant un 10 fonctionnement de commande du dispositif de commande d'alimentation exécuté pendant la mise en oeuvre du convertisseur continu/continu développé ; la figure 5 est un schéma fonctionnel montrant un autre fonctionnement de commande du dispositif de commande 15 de l'alimentation électrique, exécuté pendant la mise en oeuvre du convertisseur continu/continu selon une modification du premier mode de réalisation; la figure 6 est une vue du circuit d'un système d'alimentation électrique comprenant un convertisseur 20 continu/continu développé, représenté sur la figure 1, selon le deuxième mode de réalisation; la figure 7 est une vue du circuit d'un système d'alimentation électrique comprenant un convertisseur continu/continu développé, représenté sur la figure 1, 25 selon le troisième mode de réalisation; la figure 8 est un schéma fonctionnel montrant un fonctionnement de commande du dispositif de commande d'alimentation électrique selon le troisième mode de réalisation; la figure 9 est une vue du circuit d'un système d'alimentation électrique comprenant un convertisseur continu/continu développé, représenté sur la figure 1, selon le quatrième mode de réalisation; et la figure 10 est une vue du circuit d'un système 35 d'alimentation électrique comprenant un convertisseur continu/continu développé, représenté sur la figure 1, selon le cinquième mode de réalisation.
On décrira maintenant les modes de réalisation de la présente invention en faisant référence aux dessins joints, 5 dans lesquels des numéros de référence identiques indiquent des composants, pièces ou éléments identiques dans l'ensemble de la spécification, sauf indication contraire.
Un système d'alimentation électrique en conformité avec les modes de réalisation de la présente invention 10 comprend une batterie et un convertisseur continu/continu.
Le convertisseur continu/continu comporte un circuit élévateur qui élève une tension à une borne de la batterie, et un condensateur connecté à la fois à la borne de la batterie et à la borne de sortie du circuit élévateur.
La figure 1 est une vue montrant la configuration d'un système monté sur un véhicule, comprenant un système d'alimentation électrique selon les modes de réalisation de la présente invention.
Un système 100 monté sur un véhicule, représenté sur 20 la figure 1, comprend un moteur 31, un épurateur d'air 34 destiné à épurer l'air, un turbocompresseur 1 destiné à aspirer l'air épuré, à faire tourner un rotateur (non représenter) et à délivrer de l'air comprimé au moteur 31, un refroidisseur 35 destiné à refroidir l'air comprimé 25 destiné au moteur 31, une boîte de vitesses 32 destinée à modifier le couple et la vitesse de rotation du rotor tournant dans le moteur 31, un dispositif 33 de commande de transmission de force d'entraînement destiné à commander la force transmise du moteur 31 à la boîte de vitesse 32, une 30 pluralité d'appareils électriques 16 montés sur le véhicule tels que les phares, un dispositif de navigation et des éléments analogues, une pluralité d'appareils électriques 17 montés sur le véhicule tels que des appareils de chauffage de tôles et des éléments analogues, et un système 35 d'alimentation électrique 30, 30A, 30B, 30C ou 30D destiné à délivrer de l'énergie électrique aux appareils 17 montés sur le véhicule à une tension de source, à délivrer de l'énergie électrique aux appareils 16 montés sur le véhicule à une tension constante et à recevoir l'énergie électrique depuis le moteur 31.
Les appareils 16 montés sur le véhicule sont sensibles à une modification de la tension appliquée et nécessitent un réglage de courant continu dans une plage de tension (par exemple de 13 V à 14 V) pour un fonctionnement normal 10 de ceux-ci. On peut faire fonctionner les appareils 17 montés sur le véhicule malgré une modification de la tension appliquée, et un ou plusieurs des appareils 17 montés sur le véhicule sont susceptibles d'être des grands consommateurs de courant.
Le turbocompresseur 1 comprend une turbine 4 destinée à tourner en réponse à l'énergie des gaz d'échappement du moteur 31, un compresseur 2 fixé coaxialement à la turbine 4 et destiné à comprimer l'air épuré, une machine dynamoélectrique 3 destinée à agir comme générateur électrique 20 par réception de l'énergie de rotation de la turbine 4 et à agir comme moteur électrique fonctionnant par réception de l'énergie électrique d'entraînement délivrée par le système d'alimentation électrique 30 dans le but d'assister le fonctionnement du turbocompresseur 1, et un capteur de 25 rotation 15 destiné à détecter la vitesse de rotation de la turbine 4.
Le système 100 monté sur véhicule comprend en outre un alternateur (ou un générateur de courant alternatif monté sur le véhicule) 5 relié mécaniquement à un vilebrequin 30 (non représenté) du moteur 31 par l'intermédiaire d'une courroie (non représentée) afin de générer de l'énergie électrique à courant alternatif en fonction de la vitesse du moteur, un redresseur 6 destiné à redresser le courant alternatif afin d'obtenir de l'énergie électrique à courant 35 continu, un régulateur 7 destiné à délivrer un courant d'excitation à l'alternateur 5 de façon à faire fonctionner l'alternateur 5 et à recevoir l'énergie électrique à courant continu, une pluralité de capteurs de courant 13 liés respectivement aux trois liaisons d'alimentation 11 de 5 la machine dynamo-électrique 3 dans le but de détecter les courants dans les liaisons 11, un circuit détecteur 9 destiné les valeurs des courants détectés par les capteurs de courant 13, un dispositif de commande 12 de la machine électro-dynamique connecté au dispositif de commande 33 de 10 transmission de la force d'entraînement par l'intermédiaire du système 30 d'alimentation électrique, le capteur de rotation 15 et le circuit de destinés à commander la machine électrodynamique 3 de manière à ce qu'elle agisse comme générateur électrique ou comme moteur électrique en 15 fonction des conditions de fonctionnement du moteur 31.
Le système 30 d'alimentation électrique comprend une batterie 14, comportant une borne d'électrode positive 14a et une borne d'électrode négative 14b, destinée à emmagasiner de l'énergie électrique et à délivrer un 20 courant continu à la tension de source aux appareils électriques 17montés sur le véhicule par l'intermédiaire d'une liaison 19 d'alimentation électrique, et à un convertisseur continu/continu développé ou amélioré 18, 18A, 18B, 18C ou 18D destiné à élever la tension de source 25 de la batterie 14 afin de générer un courant continu à une tension constante supérieure à la tension de source et à délivrer le courant continu à la tension constante aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule par l'intermédiaire d'une liaison 20 d'alimentation électrique. 30 La tension de source de la batterie 14 diminue du fait de la consommation de l'énergie électrique de la batterie 14. La liaison 19 d'alimentation électrique connecte ensemble la borne d'électrode positive 14a de la batterie 14, le dispositif de commande 12 de la machine dynamo35 électrique, les appareils électriques 17 montés sur le véhicule et le régulateur 7. Les bornes de sortie des appareils électriques 16 et 17 montés sur le véhicule et la borne d'électrode négative 14b de la batterie 14 sont mises à la masse.
Le système 30 d'alimentation électrique comprend en outre un dispositif de commande 8 d'alimentation électrique destiné à détecter la tension de source de la batterie 14 ou une quantité restante S d'énergie électrique de la batterie 14, à adresser une instruction de délivrance au 10 dispositif 33 de commande de transmission de force si la tension de source ou la quantité S d'énergie électrique restante de la batterie 14 sont inférieures à une valeur de délivrance prédéterminée, à commander le régulateur 7 et/ou le dispositif de commande 12 de la machine dynamo15 électrique de manière à délivrer l'énergie électrique issue de l'alternateur et/ou de la machine dynamo-électrique 3 à la batterie 14 en réponse à l'instruction de délivrance et à commander le convertisseur continu/continu 18 de manière à ce qu'il délivre le courant continu à tension constante 20 aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule.
On décrit ensuite sommairement ci-dessous le fonctionnement du système 100 monté sur véhicule.
Quand on fait tourner la turbine 4 du turbocompresseur 1 en réponse à la réception de l'énergie des gaz 25 d'échappement du moteur 31, le compresseur 2 comprime l'air épuré dans l'épurateur 34. Puis, le refroidisseur 35 refroidit l'air comprimé, et l'air comprimé refroidi est amené dans le moteur 31. La boîte de vitesses 32 modifie le couple et la vitesse de rotation du rotor tournant dans le 30 moteur 31. Ensuite, l'énergie générée dans le moteur 31 est transmise à un engrenage de réduction final et aux pneus et est utilisée comme force d'entraînement d'un véhicule.
On décrit ensuite ci-dessous le fonctionnement du système 100 monté sur véhicule, lié au système 35 d'alimentation électrique 30.
Si le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique juge que la tension de source ou la quantité S d'énergie électrique restant dans la batterie 14 est égale ou supérieure à la valeur de délivrance prédéterminée, le 5 dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique adresse une instruction de non-délivrance d'énergie au dispositif de commande 12 de la machine dynamo-électrique.
Le dispositif de commande 12 de la machine dynamoélectrique commande la machine dynamo-électrique 3 de 10 manière à ce qu'elle agisse comme moteur électrique. Après quoi la machine dynamo-électrique 3 reçoit de l'énergie électrique délivrée par la batterie 14 par l'intermédiaire de la borne d'électrode positive 14a, de la liaison 19 d'alimentation électrique, du dispositif de commande 12 de 15 la machine dynamo- électrique et des liaisons 11 d'alimentation électrique, et on la fait fonctionner comme moteur électrique sous la commande du dispositif de commande 12 de la machine dynamo-électrique en se basant sur les résultats de détection du capteur de rotation 15 et 20 du circuit détecteur 9 afin d'assister le fonctionnement du turbocompresseur 1.
Si le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique juge que la tension de source ou la quantité S d'énergie électrique restant dans la batterie 14 est 25 inférieure à la valeur de délivrance prédéterminée, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique adresse une instruction de délivrance d'énergie au dispositif de commande 33 de transmission de la force d'entraînement, au régulateur 7 et au dispositif de 30 commande 12 de la machine dynamo-électrique. Puis, le dispositif de commande 33 de transmission de la force d'entraînement commande la moteur 31 et la boîte de vitesses 32 de manière à ce qu'ils élèvent la puissance de sortie du moteur 31, et le dispositif de commande 12 de la 35 machine dynamo-électrique commande la machine dynamo- électrique 3 de manière à ce qu'elle agisse comme générateur électrique. Après quoi la machine dynamoélectrique 3 génère de l'énergie électrique sous la commande du dispositif de commande 12 de la machine dynamo5 électrique en se basant sur les résultats de détection du capteur de rotation 15 et du circuit détecteur 9, et la machine dynamo-électrique 3 délivre de l'énergie électrique à la batterie 14 par l'intermédiaire des liaisons 11 d'alimentation électrique, du dispositif de commande 12 de 10 la machine dynamo-électrique, de la liaison 19 d'alimentation électrique et de la borne d'électrode positive 14a.
Le régulateur 7 délivre un courant d'excitation à l'alternateur 5, et l'alternateur 5 génère de l'énergie à 15 courant alternatif (ca) en réponse à l'augmentation de la puissance de sortie du moteur 31. L'énergie ca de l'alternateur 5 est délivrée au redresseur 6, et le redresseur 6 convertit l'énergie ca en énergie à courant continu (cc). L'énergie cc est délivrée à la batterie 14 20 par l'intermédiaire du régulateur 7, de la liaison 19 d'alimentation électrique et de la borne d'électrode positive 14a. En outre, le régulateur 7 comporte un circuit de communication et un circuit de commande, et commande la tension de sortie de l'alternateur 5, la tension de sortie 25 du redresseur 6 et le degré d'énergie ca générée dans l'alternateur 5.
On décrit ensuite en détail la configuration du convertisseur continu/continu 18.
La figure 2 est une vue du circuit d'un système 30 d'alimentation électrique 30 comprenant le convertisseur continu/continu 18 selon le premier mode de réalisation.
Comme le montre la figure 2, le convertisseur continu/continu 18 comprend un circuit élévateur 22 et un condensateur (ou une unité de condensateurs) 58. Le circuit 35 élévateur 22 comporte une borne d'entrée connectée à l'électrode positive 14a de la batterie 14 et une borne de sortie connectée à la liaison 20 d'alimentation électrique et élève jusqu'à une tension élevée la tension de source de l'énergie électrique délivrée par la batterie 14 et délivre 5 l'énergie électrique à la tension élevée à la liaison 20 d'alimentation électrique. Le condensateur 58 comporte une borne basse tension connectée à l'électrode positive 14a de la batterie 14 et une borne haute tension connectée à la borne de sortie du circuit élévateur 22, emmagasine une 10 partie de l'énergie électrique délivrée par le circuit élévateur 22 par l'intermédiaire de la borne de sortie du circuit élévateur 22 de manière à augmenter la différence de potentiel électrique entre les bornes haute et basse tension jusqu'à une valeur égale à la différence entre la 15 tension élevée et la tension de source et applique la tension élevée de l'énergie électrique emmagasinée à la liaison 20 d'alimentation électrique de manière à maintenir la tension élevée de la liaison 20 d'alimentation électrique.
Le circuit élévateur 22 comprend une unité 24 de génération de courant pulsé et une unité élévatrice 26.
L'unité 24 de génération de courant pulsé génère un premier courant pulsé à la tension de source qui s'écoule à partir de la batterie 14 sous la commande du dispositif de 25 commande 8 de l'alimentation électrique. L'unité élévatrice 26 génère de l'énergie électrique à la tension élevée en réponse au premier courant pulsé généré dans l'unité 24 de génération de courant pulsé.
L'unité 24 de génération de courant pulsé comporte une 30 diode 52 et un transistor de puissance 54 disposés en parallèle l'un avec l'autre. Une borne de sortie (ou une cathode) de la diode 52 est connectée à un collecteur 54c du transistor 54 et à la borne négative 50c de l'enroulement primaire du transformateur 50, et une borne 35 d'entrée (ou une anode) de la diode 52 est connectée à un émetteur 54e du transistor 54 et est mise à la masse. Un signal impulsionnel est délivré par le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique à une base 54b du transistor de puissance 54, de sorte que le transistor de 5 puissance 54 exécute un fonctionnement en conduction/non conduction (ou une opération de commutation) sous la commande du dispositif de commande 8.
L'unité élévatrice 26 comporte un transformateur d'isolement 50 et une diode 56.
Dans le transformateur 50, une borne positive 50a d'un enroulement primaire (ou d'un côté d'entrée) est connectée à la borne d'électrode positive 14a de la batterie 14, et une borne négative 50b de l'enroulement primaire est connectée au collecteur 54c du transistor de puissance 54 15 et à la borne de sortie de la diode 52. Une borne négative 50c d'un enroulement secondaire (ou d'un côté de sortie) est connectée à la borne positive 50a de l'enroulement primaire, et une borne positive 50d de l'enroulement secondaire est connectée à une borne d'entrée (ou anode) de 20 la diode 56.
Une borne de sortie (ou cathode) de la diode 56 est connectée aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule. La borne basse tension du condensateur 58 est connectée à la borne positive 50a de l'enroulement primaire 25 du transformateur d'isolement 50 à un point de connexion d'entrée 18a, et la borne haute tension du condensateur 58 est connectée à la borne de sortie de la diode 56 à un point de connexion de sortie 18b.
Le convertisseur continu/continu 18 est d'un genre 30 appelé type à isolement.
Dans un véhicule, on règle normalement la tension de sortie de l'alternateur 5 de manière à placer la tension de source de la batterie 14 dans une plage de 13 V à 14 V. Si l'énergie électrique de la batterie 14 est consommée par 35 certains des appareils 16 et 17 montés sur le véhicule, l'alternateur 5 et la machine dynamo-électrique 3 délivrent de l'énergie électrique à la batterie 14 afin d'éviter que la tension de source de la batterie 14 ne tombe à une valeur inférieure à 13 V. Toutefois, si on fait 5 fonctionner un ou plusieurs appareils électriques 17 prédéterminés montés sur le véhicule, susceptibles de consommer de l'énergie électrique avec un taux de consommation élevé, une importante énergie électrique de la batterie 14 est rapidement consommée par les appareils 10 électriques 17 montés sur le véhicule. Dans ce cas, l'alternateur 5 et la machine dynamo-électrique 3 ne peuvent pas générer l'énergie électrique rapidement consommée dans les appareils 17, et la tension de source de la batterie 14 diminue de façon indésirable dans un système 15 d'alimentation électrique classique. En outre, quand on délivre une grande quantité de courant aux appareils 17, la tension de source de la batterie 14 diminue encore du fait de la résistance interne de la batterie 14. Il en résulte que le fonctionnement normal des appareils électriques 16 20 montés sur le véhicule, sensibles aux modifications de la tension qui leur est appliquée, est difficile.
Dans le premier mode de réalisation et dans les suivants, si la tension de source de la batterie 14 diminue jusqu'à une valeur inférieure à une première valeur limite 25 V1, le convertisseur continu/continu 18 génère une tension de compensation en réponse à la tension de source de la batterie 14 et superpose (ou ajoute) la tension de compensation à la tension de source de manière à appliquer aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule une 30 tension désirée supérieure à la tension de source. La première tension limite V1 est par exemple fixée à une valeur placée dans une plage de 11 V à 12 V. La tension désirée est par exemple fixée à une valeur placée dans une plage de 13V à 14V.
On décrit en détail le fonctionnement du système 30 d'alimentation électrique en faisant référence à la figure 3 et à la figure 4.
La figure 3 est un schéma fonctionnel montrant un fonctionnement de commande d'un dispositif de commande 8 de 5 l'alimentation électrique avant la mise en oeuvre du convertisseur continu/continu 18.
Comme le montre la figure 3, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique juge si au moins une charge électrique consommant une grande quantité d'énergie 10 électrique (par exemple un appareil électrique 17 monté sur le véhicule ou la machine dynamo- électrique 3) est ou non en fonctionnement à cet instant (étape S100). Si on ne fait fonctionner aucune charge électrique consommant une grande quantité d'énergie électrique (NON à l'étape S100), le 15 dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique détecte la tension de source Vbat de la batterie 14 et la quantité d'énergie électrique S restant dans la batterie 14 (étape S101). On exécute cette détection afin de préparer la charge de l'énergie électrique dans le condensateur 58 20 avant la diminution de la tension de source Vbat.
Après quoi le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique juge si la tension de source Vbat détectée est ou non inférieure à une première tension limite V1 (étape S102). Si la tension de source Vbat n'est 25 pas inférieure à la première tension limite V1 (NON à l'étape S102), on met fin à l'opération de commande sans faire fonctionner le convertisseur continu/continu 18.
C'est-à-dire que si la tension de source Vbat est suffisamment élevée pendant l'absence de fonctionnement de 30 la charge électrique consommant une grande quantité d'énergie électrique, l'élévation de la tension de source Vbat n'est pas nécessaire.
Pendant l'absence de fonctionnement du convertisseur continu/continu 18, aucune opération de commutation n'est 35 exécutée dans le transistor de puissance 54 représenté sur la figure 2. Aucun courant pulsé passant dans l'enroulement primaire du transformateur d'isolement 50 n'est donc généré dans le convertisseur continu/continu 18. Si on fait fonctionner au moins un appareil électrique 16 monté sur le 5 véhicule, la batterie 14 délivre un courant continu à la tension de source Vbat à l'appareil électrique 16 monté sur le véhicule par l'intermédiaire de l'enroulement secondaire du transformateur d'isolement 50 et de la diode 56.
En revenant maintenant à la figure 3, si on fait 10 fonctionner une charge électrique consommant une grande quantité d'énergie électrique (OUI à l'étape S100) ou si la tension de source Vbat est inférieure à la première tension limite V1 (OUI à l'étape S102), la procédure passe à l'étape S103. Dans l'étape S103, le dispositif de commande 15 8 de l'alimentation électrique juge si la tension de source Vbat détectée est ou non supérieure à une deuxième tension limite V2, qui est inférieure à la première tension limite V1. Si la tension de source Vbat n'est pas supérieure à la deuxième tension limite V2 (NON à l'étape S103), on met fin 20 à l'opération de commande sans faire fonctionner le convertisseur continu/continu 18. C'est-à-dire que si la tension de source Vbat est très inférieure à la première tension limite Vi, il est inapproprié, au vu de la protection de la batterie 14, de prélever de l'énergie 25 électrique de la batterie 14 dans le but d'élever la tension de source Vbat. Ensuite, on allume ou on fait fonctionner respectivement par exemple un voyant ou une alarme indiquant qu'il est inapproprié d'élever la tension de source Vbat.
Si la tension de source Vbat est supérieure à la deuxième valeur limite V2 (OUI à l'étape S103), le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique juge si la quantité d'énergie électrique S restant dans la batterie 14 est ou non supérieure à une valeur 35 prédéterminée S0 (étape S104). Si la quantité d'énergie électrique S restant dans la batterie n'est pas supérieure à la valeur prédéterminée SO (NON à l'étape S104), on met fin à l'opération de commande sans faire fonctionner le convertisseur continu/continu 18. C'est-à-dire que si la 5 quantité d'énergie électrique S restant dans la batterie 14 est très faible, il est inapproprié, au vu de la protection de la batterie 14, de prélever de l'énergie électrique de la batterie 14 dans le but d'élever la tension de source Vbat. Ensuite, on allume ou on fait fonctionner un voyant 10 ou une alarme indiquant qu'il est inapproprié d'élever la tension de source Vbat comme dans le cas ci- dessus où la tension de source Vbat a considérablement diminué.
Si la quantité d'énergie électrique S restant dans la batterie 14 est supérieure à la valeur prédéterminée SO 15 (OUI à l'étape S104), on démarre le fonctionnement du convertisseur continu/continu 18 (étape S105) .
Le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique exécute cette opération de commande à des intervalles prédéterminés.
La figure 4 est un schéma fonctionnel montrant un fonctionnement de commande du dispositif de commande 8 de l'alimentation exécuté pendant la mise en oeuvre du convertisseur continu/continu 18.
Comme le montre la figure 4, si le fonctionnement du 25 convertisseur continu/continu 18 est décidé à l'étape S105 de la figure 3, le dispositif de commande 8 de l'alimentation fixe une tension désirée (par exemple 14 V) à laquelle doit être portée la liaison 20 d'alimentation électrique (étape S200). La tension désirée est supérieure 30 à la première tension limite V1. Si les appareils électriques 16 montés sur le véhicule reçoivent un courant continu dans une plage de tension comprise entre la tension désirée et la première tension limite V1, les appareils électriques 16 fonctionnent normalement. Ensuite, le 35 dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique continue à détecter la tension de sortie réelle du convertisseur continu/continu 18 sur la liaison 20 d'alimentation électrique (étape S201). Après quoi le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique 5 commande le transistor de puissance 58 de manière à ce qu'il exécute une opération de commutation (étape S202), et on élève la tension de sortie réelle détectée à la tension désirée.
On décrit en détail le fonctionnement du convertisseur 10 continu/continu 18.
Pendant l'absence de fonctionnement du convertisseur continu/continu 18, on applique la tension de source Vbat de la batterie 14 à la liaison 20 d'alimentation électrique par l'intermédiaire de l'enroulement secondaire du 15 transformateur d'isolement 50 et de la diode 56. Si la tension de source Vbat de la batterie 14 diminue jusqu'à une valeur inférieure à la première valeur limite Vi, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique détecte que la tension appliquée à la liaison 20 20 d'alimentation électrique est inférieure à la première tension limite V1.
Dans ce cas, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique délivre un ensemble de signaux impulsionnels avec un facteur de forme modifiable (un 25 facteur entre une période à haut niveau et une période à bas niveau) à la base 54b du transistor de puissance 54, et le transistor de puissance 54 passe de façon répétée de l'état conducteur à l'état non conducteur. Par exemple, le transistor de puissance 54 est mis à l'état conducteur en 30 réponse à chaque période à haut niveau du signal impulsionnel, et le transistor de puissance 54 est mis à l'état non conducteur en réponse à chaque période à bas niveau du signal impulsionnel Pendant le fonctionnement en conduction/non conduction du transistor de puissance 54, un premier courant pulsé délivré par la batterie 14 passe dans l'enroulement primaire du transformateur d'isolement 50 et le transistor de puissance 54. En outre, un deuxième courant pulsé généré dans la batterie 14 passe dans 5 l'enroulement secondaire du transformateur d'isolement 50, on élève la tension de source Vbat du deuxième courant pulsé à la tension élevée dans le transformateur d'isolement 50 et la diode 56, et le deuxième courant pulsé à la tension élevée supérieure à la tension de source Vbat 10 s'écoule dans la borne haute tension du condensateur 58. On augmente donc l'énergie électrique emmagasinée dans le condensateur 58 afin d'augmenter la différence de potentiel électrique dans le condensateur 58. Du fait que la borne de tension négative du condensateur 58 est connectée à la borne d'électrode positive 14a de la batterie 14, la différence de potentiel électrique dans le condensateur 58 se superpose à la tension de source Vbat de la batterie 14 pour générer la tension élevée supérieure à la tension de source Vbat, et on augmente progressivement la tension 20 élevée à la borne haute tension du condensateur 58.
On applique la tension élevée du condensateur 58 à la liaison 20 d'alimentation électrique, et le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique détecte la tension élevée appliquée à la liaison 20 d'alimentation électrique. 25 Si le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique détecte que la tension élevée appliquée à la liaison 20 d'alimentation électrique a augmenté jusqu'à la tension désirée, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique commande le transistor de puissance 54 de 30 manière à ce qu'il arrête l'opération de commutation.
Ensuite, si on fait fonctionner au moins un appareil électrique 16 monté sur le véhicule, on délivre à l'appareil électrique 16 un courant continu à la tension élevée en se basant sur l'énergie électrique du 35 condensateur 58. Si la tension élevée du condensateur 58 diminue jusqu'à une valeur inférieure à la première tension limite Vi, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique commande le transistor de puissance 54 de manière à ce qu'il redémarre l'opération de commutation, et 5 on délivre de l'énergie électrique à la tension élevée générée dans le transformateur d'isolement 50 et la diode 56 au condensateur 58 et à l'appareil électrique 16, alors que le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique modifie le facteur de forme du signal 10 impulsionnel de manière à élever et à régler la tension élevée du condensateur 58 à la tension désirée.
On décrit en détail ci-dessous le fonctionnement de commande du dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique en ce qui concerne le réglage de la tension 15 élevée à la tension désirée.
Si le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique détecte que la tension élevée est inférieure à la tension désirée sur la liaison 20 d'alimentation électrique, le dispositif de commande 8 de l'alimentation 20 électrique modifie (par exemple augmente) le facteur de forme du signal impulsionnel. On augmente donc l'énergie électrique à la tension élevée générée dans le transformateur d'isolement 50 et la diode 56, et on délivre de l'énergie électrique au condensateur 58 de manière à 25 augmenter la tension élevée du condensateur 58 jusqu'à la tension désirée. Au contraire, si le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique détecte que la tension élevée est supérieure à la tension désirée sur la liaison 20 d'alimentation électrique, le dispositif de commande 8 30 de l'alimentation électrique modifie (par exemple diminue) le facteur de forme du signal impulsionnel. On diminue donc l'énergie électrique à la tension élevée générée dans le transformateur d'isolement 50 et la diode 56, et on délivre l'énergie électrique du condensateur 58 à l'appareil 35 électrique 16 monté sur le véhicule de manière à abaisser la tension élevée du condensateur 58 jusqu'à la tension désirée. C'est-à-dire qu'on exécute l'opération de commutation du transistor de puissance 54 sous la commande du dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique de 5 manière à faire coïncider la tension élevée du condensateur 58 avec la tension désirée.
Comme il est décrit plus haut, du fait qu'on exécute l'opération de commutation du transistor de puissance 54 sous la commande du dispositif de commande 8 de 10 l'alimentation électrique de manière à faire coïncider la tension élevée du condensateur 58 avec la tension désirée, le convertisseur continu/continu 18 peut compenser la diminution de la tension de source Vbat de la batterie 14.
De ce fait, même si la tension de source Vbat de la 15 batterie 14 est inférieure à la première tension limite V1, on peut délivrer de façon stable aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule de l'énergie électrique à la tension élevée coïncidant avec la tension désirée.
En outre, du fait que seule la batterie 14 est 20 disposée dans le système 30 d'alimentation électrique, on peut aisément disposer le système 30 d'alimentation électrique dans le compartiment moteur ou le coffre à bagages du véhicule.
En outre, du fait que la borne positive 50a de 25 l'enroulement primaire du transformateur d'isolement 50 est directement connectée à la borne négative 50c de l'enroulement secondaire du transformateur d'isolement 50, le condensateur 58 peut avoir une différence de potentiel électrique entre la tension de source Vbat et la tension 30 élevée. On peut ainsi facilement délivrer aux appareils électriques 16 montés sur la véhicule de l'énergie électrique à la tension élevée, emmagasinée pour compenser la diminution de la tension de source de la batterie 14.
En outre, chaque appareil électrique 16 monté sur le 35 véhicule, dont le fonctionnement normal est difficile si la tension de source Vbat de la batterie 14 est inférieure à la première tension limite V1, est directement connecté à une borne de sortie (c'est-à-dire le point de connexion de sortie 18b) du convertisseur continu/continu 18. De ce 5 fait, on peut appliquer de façon fiable aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule la tension élevée nécessaire au fonctionnement normal des appareils électriques 16 montés sur le véhicule, sensibles à une modification de la tension appliquée.
En outre, les appareils électriques 17 montés sur le véhicule, qu'on peut faire fonctionner indépendamment d'une diminution de la tension appliquée, sont directement connectés à la batterie 14, et les appareils électriques 16 montés sur le véhicule, sensibles à une modification de la 15 tension appliquée, sont directement connectés à la borne de sortie du convertisseur continu/continu 18. Ainsi, du fait qu'aucune énergie électrique à la tension élevée, générée dans le convertisseur continu/continu 18, n'est délivrée aux appareils électriques 17 montés sur le véhicule,, on 20 peut réduire l'énergie électrique à convertir dans le convertisseur continu/continu 18, et on peut configurer le convertisseur continu/continu 18 avec une taille plus petite.
Le convertisseur continu/continu 18 comporte le 25 transistor de puissance 54 agissant comme dispositif de commutation destiné à commander la tension élevée appliquée aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule, et le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique commande le transistor de puissance 54 de manière à ce 30 qu'il exécute le fonctionnement en conduction/non conduction afin de fixer la tension élevée à la tension désirée. On peut donc facilement appliquer la tensiondésirée aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule.
Si la tension de source Vbat de la batterie 14 est inférieure à la deuxième tension limite V2 ou si la quantité d'énergie électrique S restant dans la batterie 14 n'est pas supérieure à une valeur prédéterminée, on limite ou on arrête le fonctionnement du convertisseur 5 continu/continu 18. On peut ainsi éviter à la batterie 14 une décharge excessive de son énergie électrique.
En outre, si le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique détecte qu'un appareil électrique prédéterminé 17 ou la machine dynamoélectrique 3 10 consommant une grande quantité d'énergie est en fonctionnement à cet instant, on démarre le fonctionnement du convertisseur continu/continu 18 même si la tension de source Vbat de la batterie 14 est égale ou supérieure à la première tension limite V1. Par exemple, si on démarre le 15 fonctionnement de la machine dynamoélectrique 3 du turbocompresseur 1 agissant comme un moteur électrique, on démarre immédiatement la charge de l'énergie électrique dans le condensateur 58. Ainsi, cette opération de commande du dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique 20 peut éviter la diminution de la vitesse de réponse du convertisseur continu/continu 18 comme ce serait autrement le cas du fait du délai de charge du condensateur 58.
Dans le premier mode de réalisation, on dispose un seul condensateur 58 dans le convertisseur continu/continu 25 en tant qu'unité de condensateurs. Toutefois, on peut disposer une pluralité de condensateurs disposés en parallèle ou en série à la place du condensateur 58 prévu comme unité de condensateurs. En outre, on peut utiliser comme unité de condensateurs un élément quelconque 30 emmagasinant de l'énergie électrique à la tension désirée.
De plus, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique règle la tension élevée à une valeur constante.
Toutefois, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique règle la tension élevée à une tension désirée de 35 valeur modifiable dans une plage comprise entre la tension limite inférieure V1 et une tension limite supérieure telle que 14 V, à la condition qu'on puisse exécuter un fonctionnement normal de chaque appareil électrique 16 à la tension désirée.
On utilise le transistor de puissance 54 pour l'opération de commutation dans l'unité 24 de génération de courant pulsé. Toutefois, on peut remplacer le transistor de puissance 54 par un autre dispositif de commutation arbitraire tel qu'un transistor à effet de champ.
On génère le courant pulsé dans l'unité 24 de génération de courant pulsé. Toutefois, on ne doit pas interpréter la présente invention comme se limitant au courant pulsé, et on peut générer un courant alternatif quelconque, dont on élève la tension dans l'unité 15 élévatrice 26, dans l'unité 24 génératrice de courant pulsé pour délivrer au condensateur 58 le courant alternatif à la tension élevée.
La figure 5 est un schéma fonctionnel montrant un fonctionnement de commande du dispositif de commande 8 de 20 l'alimentation électrique, exécuté pendant la mise en oeuvre du convertisseur continu/continu 18 selon une modification du premier mode de réalisation.
Dans l'opération de commande représentée sur la figure 4, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique 25 détecte la tension de la liaison 20 d'alimentation électrique. Toutefois, dans cette modification, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique détecte la différence de potentiel électrique entre les bornes haute et basse tension du condensateur 58.
Comme le montre la figure 5, si on décide le fonctionnement du convertisseur continu/continu 18 à l'étape 105 de la figure 3, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique fixe la tension désirée à laquelle doit être portée la liaison 20 d'alimentation 35 électrique (étape S300), et le dispositif de commande 8 fixe une différence de potentiel désirée modifiable entre les deux bornes du condensateur 58 (étape S301). La différence de potentiel désirée modifiable est égale à une valeur obtenue en soustrayant de la tension désirée la 5 tension de source de la batterie 14. Ensuite, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique détecte la différence de potentiel réelle entre les bornes du condensateur 58 (étape S302). Puis, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique commande le 10 transistor de puissance 54 de manière à ce qu'il exécute le fonctionnement en conduction/non conduction (étape S303), et on élève la différence de potentiel réelle à la différence de potentiel désirée modifiable. Par exemple, si la différence de potentiel réelle détectée est inférieure à 15 la différence de potentiel désirée modifiable, on modifie le facteur de forme du signal impulsionnel (par exemple on l'augmente) de manière à augmenter la différence de potentiel électrique réelle. Au contraire, si la différence de potentiel réelle détectée est supérieure à la différence 20 de potentiel désirée modifiable, on modifie le facteur de forme du signal impulsionnel (par exemple on le diminue) de manière à diminuer la différence de potentiel électrique réelle.
Donc, du fait que le transistor de puissance 54 25 exécute le fonctionnement en conduction/non conduction pour obtenir que la différence de potentiel électrique réelle coïncide avec la différence de potentiel électrique désirée modifiable, on applique aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule la tension élevée coïncidant avec la 30 tension désirée. Ainsi, même si la tension Vbat de la batterie 14 se modifie du fait par exemple d'une réduction de l'énergie électrique emmagasinée dans la batterie 14, l'influence défavorable basée sur la modification de la tension Vbat ne s'exerce pas sur les appareils électriques 35 16 montés sur le véhicule, et on peut appliquer de façon stable aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule la tension élevée réglée à la tension désirée.
La figure 6 est une vue du circuit d'un système d'alimentation électrique 30A comprenant le convertisseur continu/continu 18A selon le deuxième mode de réalisation.
Comme le montre la figure 6, le convertisseur continu/continu 18A comprend un circuit élévateur 22A et le condensateur 58. Le circuit élévateur 22A comprend l'unité 24 génératrice de courant pulsé et une unité élévatrice 10 26A. L'unité élévatrice 26A est configurée par remplacement du transformateur d'isolement 50 de l'unité élévatrice 26 représentée sur la figure 2 par une inductance 64. La borne d'entrée de l'inductance 64 est connectée à l'électrode positive 14a de la batterie 14 par l'intermédiaire du point 15 de connexion d'entrée 18a, et la borne de sortie de l'inductance 64 est connectée à l'anode de la diode 56 et au collecteur du transistor de puissance 54.
Le convertisseur continu/continu 18A est du genre appelé type à inversion.
On décrit ensuite ci-dessous le fonctionnement du système 30A d'alimentation électrique.
Pendant l'absence de fonctionnement du convertisseur continu/continu 18A, on applique la tension de source Vbat de la batterie 14 à la liaison 20 d'alimentation électrique 25 par l'intermédiaire de l'inductance 64 et de la diode 56.
Si la tension de source Vbat de la batterie 14 diminue jusqu'à une valeur inférieure à la première tension limite V1, le dispositif 8 de commande de l'alimentation électrique détecte que la tension appliquée à la liaison 20 30 d'alimentation électrique est inférieure à la première tension limite Vl. Dans ce cas, le dispositif 8 de commande de l'alimentation électrique commande le transistor de puissance 54 de manière à ce qu'il démarre le fonctionnement en conduction/non conduction. Pendant chaque 35 période à haut niveau du signal impulsionnel correspondant à l'état de conduction du transistor de puissance 54, un courant pulsé délivré par la batterie 14 passe dans l'inductance 64 et le transistor de puissance 54 tout en emmagasinant de l'énergie électrique dans l'inductance 64. 5 Si on met le transistor de puissance 54 à l'état de non conduction, l'énergie électrique de l'inductance 64 est délivrée au condensateur 58 par l'intermédiaire de la diode 56 afin d'augmenter progressivement la différence de potentiel électrique entre les bornes basse et haute 10 tension du condensateur 58. La différence de potentiel dans le condensateur 58 se superpose donc à la tension de source Vbat de la batterie 14, et on porte la borne haute tension du condensateur 58 à une tension élevée supérieure à la tension de source Vbat. La tension élevée du condensateur 15 58 est appliquée à la liaison 20 d'alimentation électrique.
Si le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique détecte que la tension de la liaison 20 d'alimentation électrique a augmenté jusqu'à la tension désirée ou que la différence de potentiel électrique du condensateur 58 20 augmenté jusqu'à une différence de potentiel électrique désirée, on arrête le fonctionnement de commutation du transistor de puissance 54 sous la commande du dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique.
Ensuite, si on fait fonctionner au moins un appareil 25 électrique 16 monté sur le véhicule, on délivre à l'appareil électrique 16 un courant continu à la tension élevée en se basant sur l'énergie électrique du condensateur 58. Si la tension élevée du condensateur 58 diminue jusqu'à une valeur inférieure à la première valeur 30 limite V1, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique commande le transistor de puissance 54 de manière à ce qu'il redémarre le fonctionnement de commutation, et l'énergie électrique emmagasinée dans l'inductance 64 est délivrée au condensateur 58 et à 35 l'appareil électrique 16 alors que le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique modifie le facteur de forme du signal impulsionnel afin d'augmenter la tension élevée du condensateur 58 et de la régler à la tension désirée.
On décrit en détail le fonctionnement de commande du dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique en ce qui concerne le réglage de la tension élevée à la tension désirée.
Si le dispositif de commande 8 de l'alimentation 10 électrique détecte que la tension élevée est inférieure à la tension désirée dans la liaison 20 d'alimentation électrique, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique modifie (par exemple augmente) le facteur de forme du signal impulsionnel. On augmente ainsi l'énergie 15 électrique emmagasinée dans l'inductance 64 à chaque période de haut niveau du signal impulsionnel, et on délivre de l'énergie électrique au condensateur 58 en réponse à la mise à l'état de non conduction du transistor de puissance 54 de manière à augmenter la tension élevée du 20 condensateur 58 jusqu'à la tension désirée. Au contraire, si le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique détecte que la tension élevée est supérieure à la tension désirée dans la liaison 20 d'alimentation électrique, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique 25 modifie (par exemple diminue) le facteur de forme du signal impulsionnel. On diminue ainsi l'énergie électrique emmagasinée dans l'inductance 64 à chaque période de haut niveau du signal impulsionnel, et on délivre l'énergie électrique du condensateur 58 à l'appareil électrique 16 30 monté sur le véhicule de manière à diminuer la tension élevée du condensateur 58 jusqu'à la tension désirée.
C'est-à-dire qu'on exécute le fonctionnement de commutation du transistor de puissance 54 sous la commande du dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique de 35 manière à obtenir que la tension élevée du condensateur 58 coïncide avec la tension désirée.
Donc, même si la tension de source Vbat de la batterie 14 diminue jusqu'à une valeur inférieure à la première valeur limite V1, la différence de potentiel électrique de 5 l'énergie électrique du condensateur 58 se superpose à la tension de source Vbat de la batterie 14. Ainsi, on peut fixer de façon fiable la tension élevée du courant continu délivré aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule à la tension désirée nécessaire aux appareils électriques 10 16 montés sur le véhicule.
En outre du fait que le coût de l'inductance 64 est inférieur à celui du transformateur d'isolement 50 du premier mode de réalisation, le convertisseur continu/continu 18A peut être configuré à un moindre coût.
En outre, du fait que l'inductance 64 est plus petite que le transformateur d'isolement 50, le convertisseur continu/continu 18A peut être configuré avec une taille plus petite.
La figure 7 est une vue du circuit d'un système d'alimentation électrique 30B comprenant le convertisseur continu/continu 18B selon le troisième mode de réalisation.
Comme le montre la figure 7, le convertisseur continu/continu 18B comprend un circuit élévateur 22B et le condensateur 58. Le circuit élévateur 22B comprend l'unité 25 24 génératrice de courant pulsé et une unité élévatrice 26B. L'unité élévatrice 26B est configurée par remplacement de la diode 56 de l'unité élévatrice 26 représentée sur la figure 2 par un transistor à effet de champ canal n métaloxyde-semiconducteur (MOS-FET) 66. Le MOS- FET 66 comporte 30 une diode parasite 66a entre la source et le drain de celui-ci et agit comme un dispositif de commutation. Le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique adresse un signal en conduction/non conduction à une gâchette du MOS-FET 66.
On décrit ensuite le fonctionnement du convertisseur continu/continu 18B en faisant référence à la figure 8.
La figure 8 est un schéma fonctionnel montrant un fonctionnement de commande du dispositif de commande 8 d'alimentation électrique selon le troisième mode de 5 réalisation. On fait fonctionner le convertisseur continu/continu 18B sous la commande du dispositif de commande 8 d'alimentation électrique selon la procédure représentée sur la figure 3, de la même manière qu'avec le convertisseur continu/continu 18.
Comme le montre la figure 8, le dispositif de commande 8 d'alimentation électrique juge si le convertisseur continu/continu 18B est ou non en fonctionnement à cet instant (étape S400). Si on fait fonctionner le convertisseur continu/continu 18B en exécutant le 15 fonctionnement de commutation du transistor de puissance 54 (OUI à l'étape S400), on met le MOS-FET 66 à l'état de non conduction (étape S401). Le deuxième courant pulsé passe donc dans la diode parasite 66a du POS-FET 66, et on emmagasine de l'énergie électrique à la tension élevée dans 20 le condensateur 58. Si on démarre le fonctionnement d'au moins un appareil électrique 16 monté sur le véhicule, le troisième courant pulsé s'écoulant du condensateur 58 se mélange avec le deuxième courant, et on délivre un courant continu à la tension élevée à l'appareil électrique 16 25 monté sur le véhicule de la même manière que dans le premier mode de réalisation.
Au contraire, si on ne fait pas fonctionner le convertisseur continu/continu 18B (NON à l'étape 400), on met le MOS-FET 66 à l'état de conduction (étape S402). 30 Donc, quand on démarre le fonctionnement d'au moins un appareil électrique 16 monté sur le véhicule, on transmet un courant continu à la tension de source Vbat de la batterie 14 à l'appareil électrique 16 monté sur le véhicule par l'intermédiaire de l'enroulement secondaire du 35 transformateur d'isolement 50 et le drain et la source du MOS-FET 66. Dans ce cas, du fait que le MOS-FET 66 est mis à l'état de conduction, le courant continu passe difficilement dans la diode parasite 66a du MOS-FET 66, et il n'y a pas de perte appréciable du courant continu en 5 tant que courant parasite passant dans la diode parasite 66a.
Ainsi, pendant l'absence de fonctionnement du convertisseur continu/continu 18B, on peut sensiblement délivrer tout le courant continu aux appareils électriques 10 16 montés sur le véhicule sans perte appréciable du courant continu en tant que courant parasite, et on peut délivrer efficacement l'énergie électrique de la batterie 14 aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule.
La figure 9 est une vue du circuit d'un système 15 d'alimentation électrique 30C comprenant le convertisseur continu/continu 18C selon le quatrième mode de réalisation.
Comme le montre la figure 9, le convertisseur continu/continu 18C comprend un circuit élévateur 22C et le condensateur 58. Le circuit élévateur 22C comprend l'unité 20 24 de génération de courant pulsé et une unité élévatrice 26C. L'unité élévatrice 26C est configurée par remplacement de la diode 56 de l'unité élévatrice 26A représentée sur la figure 6 par la combinaison de la diode 56 et d'un transistor de puissance 62. La cathode de la diode 52 et 25 l'émetteur du transistor de puissance 62 sont connectés au point de connexion de sortie 18b, et l'anode de la diode 56 et le collecteur du transistor de puissance 62 sont connectés à la borne de sortie de l'inductance 64 et au collecteur du transistor de puissance 54.
Le convertisseur continu/continu 18C est du genre appelé type à inversion.
On décrit ensuite ci-dessous le fonctionnement du convertisseur continu/continu 18C.
Si on démarre le fonctionnement en conduction/non 35 conduction du transistor de puissance 54 sous la commande du dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique met à l'état de non conduction le transistor de puissance 62, et un deuxième courant pulsé passe dans l'inductance 64 5 et la diode 56. On fait donc fonctionner le convertisseur continu/continu 18C de la même manière que le convertisseur continu/continu 18A du deuxième mode de réalisation.
Au contraire, si le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique arrête le fonctionnement en 10 conduction/non conduction du transistor de puissance 54, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique met à l'état de conduction le transistor de puissance 62. La batterie 14 délivre donc un courant continu à la tension de source Vbat aux appareils électriques 16 montés sur le 15 véhicule par l'intermédiaire de l'inductance 64 et du transistor de puissance 62. Dans ce cas, du fait qu'on met le transistor de puissance 62 à l'état conducteur, il y a difficilement perte du courant continu en tant que courant parasite passant dans une diode parasite.
Ainsi, pendant une absence de fonctionnement du convertisseur continu/continu 18C,on peut sensiblement délivrer tout le courant continu aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule avec une perte difficile du courant continu en tant que courant parasite, et on peut 25 délivrer efficacement l'énergie électrique de la batterie 14 aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule.
Dans ce mode de réalisation, on peut remplacer la combinaison de la diode 56 et du transistor de puissance 62 par le MOS-FET 66 représenté sur la figure 7.
En outre, dans le troisième mode de réalisation, on peut remplacer le MOSFET 66 représenté sur la figure 7 par la combinaison de la diode 56 et du transistor de puissance 62.
En outre, dans les premier à quatrième modes de 35 réalisation, le courant continu à la tension élevée généré par le fonctionnement du convertisseur continu/continu n'est délivré qu'au groupe d'appareils électriques 16 montés sur le véhicule, sensibles à une modification de la tension appliquée. Toutefois, on peut délivrer le courant 5 continu à la tension élevée au groupe d'appareils électriques 17 montés sur le véhicule, qu'on peut faire fonctionner indépendamment d'une modification de la tension appliquée, en plus des appareils électriques 16 montés sur le véhicule.
En outre, dans les premier à quatrième modes de réalisation, chacun des systèmes 30, 30A, 30B et 30C délivre de l'énergie électrique aux appareils électriques embarqués sur le véhicule. Toutefois, les systèmes peuvent délivrer de l'énergie électrique à des appareils 15 électriques non embarqués sur le véhicule.
La figure 10 est une vue du circuit d'un système d'alimentation électrique 30D comprenant le convertisseur continu/continu 18D selon le cinquième mode de réalisation.
Comme le montre la figure 10, le convertisseur 20 continu/continu 18D comprend un circuit élévateur 22D et le condensateur 58. Le circuit élévateur 22D comprend l'unité 24 de génération de courant pulsé et une unité élévatrice 26D. L'unité élévatrice 26D comprend l'inductance 64 et la diode 56. Le collecteur du transistor de puissance 54 et la 25 borne de sortie de la diode 52 sont directement connectés à la borne d'électrode positive 14a de la batterie 14 et à la liaison 20 d'alimentation électrique. L'émetteur du transistor de puissance 54 et la borne d'entrée de la diode 52 sont connectés à la borne de sortie de la diode 56 et à 30 la borne d'entrée de l'inductance 64. La borne de sortie de l'inductance 64 et la borne haute tension du condensateur 58 sont connectées à la borne d'électrode négative 14b de la batterie 14. La borne d'électrode négative 14b est mise à la masse. La borne basse tension du condensateur 58 et la 35 borne d'entrée de la diode 56 sont connectées à la borne de sortie de chaque appareil électrique 16 monté sur le véhicule.
On décrit ensuite ci-dessous le fonctionnement du système 30D d'alimentation électrique.
Si la tension de source Vbat de la batterie 14 est égale ou supérieure à la première tension limite V1, on ne fait pas fonctionner le convertisseur continu/continu 18, et on délivre un courant continu à la tension de source Vbat de la borne d'électrode positive 14a de la batterie 14 10 aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule par l'intermédiaire de la liaison 20 d'alimentation électrique et on le renvoie à la borne d'électrode négative 14b de la batterie 14 par l'intermédiaire de la diode 56 et de l'inductance 64.
Si la tension de source Vbat de la batterie 14 diminue jusqu'à une valeur inférieure à la première tension limite V1, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique commande le transistor de puissance 54 de manière à ce qu'il démarre le fonctionnement en 20 conduction/non conduction. Le fonctionnement en conduction/non conduction du transistor de puissance 54 est exécuté sous la commande du dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique de la même manière que dans le premier mode de réalisation. Pendant chaque période à haut 25 niveau du signal impulsionnel correspondant à la mise à l'état de conduction du transistor de puissance 54, un premier courant pulsé délivré par la borne d'électrode positive 14a de la batterie 14 passe dans le transistor de puissance 54 et l'inductance 64 tout en emmagasinant de 30 l'énergie électrique dans l'inductance 64, et le premier courant pulsé revient à la borne d'électrode négative 14b de la batterie 14. Si les transistor de puissance 54 est mis à l'état de non conduction, un deuxième courant basé sur l'énergie électrique de l'inductance 64 s'écoule dans 35 la borne haute tension du condensateur 58 de manière à diminuer la tension de la borne basse tension du condensateur 58 connectée à l'appareil électrique 16 par collecte des électrons vers la borne basse tension du condensateur 58, et l'énergie électrique emmagasinée dans 5 le condensateur 58 possède une différence de potentiel électrique entre sa borne basse tension et sa borne haute tension. La différence de potentiel électrique du condensateur 58 se superpose donc à la tension de source Vbat de la batterie 14 pour générer une différence de 10 potentiel électrique élevée supérieure à la différence de potentiel électrique entre Vbat et 0 V. Du fait que chaque appareil électrique 16 monté sur le véhicule est disposé entre la borne d'électrode positive 14a de la batterie 14 et la borne basse tension du condensateur 58, on applique 15 la différence de potentiel électrique élevée aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule.
Si la différence de potentiel électrique élevée appliquée aux appareils électriques 16 montés sur le véhicule diffère d'une différence de potentiel électrique 20 désirée égale à la différence de potentiel électrique entre la tension désirée et 0 V, le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique règle le facteur de forme du signal impulsionnel de la même manière que dans le premier mode de réalisation de manière à obtenir que la différence 25 de potentiel électrique élevée coïncide avec la différence de potentiel électrique désirée. Si le dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique détecte que la différence de potentiel électrique élevée a augmenté jusqu'à la différence de potentiel électrique désirée, le 30 dispositif de commande 8 de l'alimentation électrique commande le transistor de puissance 54 de manière à ce qu'il arrête le fonctionnement de commutation.
Ensuite, si on fait fonctionner au moins un des appareils électriques 16 montés sur le véhicule, on envoie 35 un courant de la borne d'électrode positive 14a de la batterie 14 à l'appareil électrique 16 monté sur le véhicule et on le ramène à la borne d'électrode négative 14b de la batterie 14 par l'intermédiaire de la diode 56 et de l'inductance 64 à la différence de potentiel électrique élevée.
Ainsi, même si le condensateur 58 est directement connecté à la borne d'électrode négative 14b de la batterie 14, on peut obtenir la différence de potentiel électrique élevée supérieure à la différence de potentiel électrique 10 entre la tension de source Vbat de la batterie 14 et O V. Donc, même si la tension de source Vbat de la batterie est inférieure à la première tension limite V1, on peut délivrer de façon stable de l'énergie électrique à la différence de potentiel élevée aux appareils électriques 16 15 montés sur le véhicule.

Claims (20)

Revendications:
1. Système d'alimentation électrique comprenant: une batterie (14) qui comporte une borne de source et emmagasine de l'énergie à une tension de source; un circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) qui comporte une borne d'entrée et une borne de sortie, élève la tension de source de l'énergie électrique, délivrée par la batterie (14) par l'intermédiaire de la borne d'entrée, à une tension élevée et délivre l'énergie électrique à la 10 tension élevée à une liaison (20) d'alimentation électrique une unité de condensateur (58) qui comporte une première borne connectée à la borne de la batterie (14) et une deuxième borne connectée à la borne de sortie du 15 circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D), emmagasine une partie de l'énergie électrique délivrée par le circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) par l'intermédiaire de la borne de sortie de manière à augmenter une différence de potentiel électrique entre les première et deuxième bornes 20 jusqu'à une valeur égale à une différence entre la tension élevée et la tension de source et applique la tension élevée de l'énergie électrique emmagasinée à la liaison (20) d'alimentation électrique de manière à maintenir la tension élevée de la liaison (20) d'alimentation électrique 25; et un dispositif de commande (8) qui commande le circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) de manière à ce qu'il délivre à la liaison (20) d'alimentation électrique et à l'unité de condensateurs (58) l'énergie électrique à la 30 tension élevée coïncidant avec une tension désirée supérieure à la tension de source.
2. Système d'alimentation électrique selon la revendication 1, dans lequel la première borne de la 35 batterie (14) est une borne d'électrode positive, une deuxième borne de la batterie (14) est une borne d'électrode négative, la première borne de l'unité de condensateurs (58) est une borne basse tension, et la deuxième borne de l'unité de condensateurs (58) est une borne haute tension.
3. Système d'alimentation électrique selon la revendication 1, dans lequel la borne de source de la batterie (14) est une borne d'électrode négative, une 10 deuxième borne de source de la batterie (14) est une borne d'électrode positive, la première borne de l'unité de condensateurs (58) est une borne haute tension, et la deuxième borne de l'unité de condensateurs (58) est une borne basse tension.
4. Système d'alimentation électrique selon la revendication 1, dans lequel le circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) comprend: une unité (24) de génération de courant pulsé qui 20 génère un courant pulsé à la tension de source à partir de l'énergie électrique à la tension de source emmagasinée dans la batterie (14) ; et une unité élévatrice (26) qui élève la tension de source de la batterie (14) à la tension élevée en réponse 25 au courant pulsé généré dans l'unité (24) de génération de courant pulsé de manière à générer l'énergie électrique à la tension élevée, et le dispositif de commande (8) commande l'unité (24) de génération de courant pulsé de manière à ce que l'unité 30 élévatrice (26) élève la tension de source de la batterie à la tension désirée.
5. Système d'alimentation électrique selon la revendication 4, dans lequel la tension de source de la 35 batterie (14) est modifiée au moyen d'une quantité restante de l'énergie électrique de la batterie, et le dispositif de commande (8) détecte une différence de potentiel électrique modifiable entre les première et deuxième bornes de l'unité de condensateurs (58) et commande l'unité (24) de 5 génération de courant pulsé de manière à ce que la différence de potentiel électrique modifiable coïncide avec une différence de potentiel électrique désirée obtenue en soustrayant la tension de source de la tension désirée
6. Système d'alimentation électrique selon la revendication 4, dans lequel l'unité (24) de génération de courant pulsé comprend un dispositif de commutation (54) qui exécute un fonctionnement en conduction/non conduction sous la commande de dispositif de commande (8), et le 15 circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) génère la tension élevée coïncidant avec la tension désirée en réponse au fonctionnement en conduction/non conduction du dispositif de commutation.
7. Système d'alimentation électrique selon la revendication 6, dans lequel la tension de source de la batterie (14) est modifiée au moyen d'une quantité restante de l'énergie électrique de la batterie, l'unité (24) de génération de courant pulsé comprend un dispositif de 25 commutation (54) qui exécute un fonctionnement en conduction/non conduction, le dispositif de commande (8) détecte une différence de potentiel électrique modifiable entre les première et deuxième bornes de l'unité de condensateurs (58) et commande le fonctionnement en 30 conduction/non conduction du dispositif de commutation (54) de manière à ce que la différence de potentiel électrique modifiable coïncide avec une différence de potentiel électrique désirée obtenue en soustrayant la tension de source de la tension désirée.
8. Système d'alimentation électrique selon la revendication 4, dans lequel le circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) comprend un transformateur d'isolement (50) qui génère la tension élevée en réponse au courant pulsé généré dans l'unité (24) de génération de courant pulsé.
9. Système d'alimentation électrique selon la revendication 4, dans lequel le circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) comprend une inductance (64) qui emmagasine 10 temporairement de l'énergie électrique à la tension de source pendant un état de conduction du dispositif de commutation (54) et délivre l'énergie électrique à l'unité de condensateurs (58) en tant qu'énergie électrique à la tension élevée pendant un état de non conduction du 15 dispositif de commutation (54).
10. Système d'alimentation électrique selon la revendication 1, dans lequel un fonctionnement normal d'un appareil électrique (16) connecté à la liaison (20) 20 d'alimentation électrique est exécuté si une tension appliquée à un appareil électrique (16) se trouve dans une plage d'une tension limite (Vl) à la tension désirée, et le dispositif de commande (8) détecte la tension de source de l'énergie électrique emmagasinée dans la batterie (14) et 25 commande le circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) si la tension de source est inférieure à la tension limite (Vl), de manière à ce que la tension élevée générée dans le circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) coïncide avec la tension désirée.
11. Système d'alimentation électrique selon la revendication 10, dans lequel la batterie (14) délivre directement l'énergie électrique à la tension de source à un appareil électrique (17) qu'on peut faire fonctionner 35 même si la tension de source est inférieure à la tension limite (Vi).
12. Système d'alimentation électrique selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de commande (8) 5 détecte la tension de source de l'énergie électrique emmagasinée dans la batterie (14) et commande le circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) si la tension de source de la batterie (14) est inférieure à une tension limite (V2), de manière à ce que le circuit élévateur (22, 22A, 10 22B, 22C, 22D) ne génère pas d'énergie électrique.
13. Système d'alimentation électrique selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de commande (8) détecte une quantité restante de l'énergie électrique de la 15 batterie (14) et commande le circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) si la quantité restante de l'énergie électrique de la batterie (14) est inférieure à une valeur prédéterminée (SO), de manière à ce que le circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) ne génère pas d'énergie 20 électrique.
14. Système d'alimentation électrique selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de commande (8) commande le circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) si 25 un appareil électrique (17) est directement connecté à la batterie (14) et est en fonctionnement avec une charge d'énergie électrique élevée, de manière à ce que le circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) délivre à l'unité de condensateurs (58) l'énergie électrique à la tension élevée 30 coincidant avec la tension désirée.
15. Système d'alimentation électrique selon la revendication 1, dans lequel le circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) comprend un transformateur d'isolement (50), 35 une borne positive (50a) d'un enroulement primaire du transformateur d'isolement (50) est connectée à une borne négative (50d) d'un enroulement secondaire du transformateur d'isolement (50), et une combinaison du circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) et de l'unité de 5 condensateurs (58) constitue un convertisseur continu/continu du type à isolement.
16. Système d'alimentation électrique selon la revendication 1, dans lequel la combinaison du circuit 10 élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) et de l'unité de condensateurs (58) est un convertisseur continu/continu du type à inversion.
17. Système d'alimentation électrique selon la revendication 4, dans lequel l'unité élévatrice (26) comprend un dispositif de commutation (66) comportant une diode parasite, le dispositif de commande (8) met le dispositif de commutation (66) à l'état non conducteur si le dispositif de commande (8) commande l'unité (24) de 20 génération de courant pulsé de manière à ce que l'unité (24) de génération de courant pulsé génère la tension élevée, afin de délivrer l'énergie électrique à la tension élevée à l'unité de condensateurs (58) par l'intermédiaire de la diode parasite, et le dispositif de commande (8) met 25 le dispositif de commutation (66) à l'état conducteur si le dispositif de commande (8) commande l'unité (24) de génération de courant pulsé de manière à ce que l'unité (24) de génération de courant pulsé ne génère pas de tension élevée, afin de délivrer l'énergie électrique de la 30 batterie (14) à l'appareil électrique (16) par l'intermédiaire du dispositif de commutation (62).
18. Système d'alimentation électrique selon la revendication 4, dans lequel l'unité élévatrice (26) 35 comprend un dispositif de commutation (62) et une diode (56) disposés en parallèle l'un avec l'autre, le dispositif de commande (8) met le dispositif de commutation (62) à l'état non conducteur si le dispositif de commande (8) commande l'unité (24) de génération de courant pulsé de 5 manière à ce que l'unité (24) de génération de courant pulsé génère la tension élevée, afin de délivrer l'énergie électrique à la tension élevée à l'unité de condensateurs (58) par l'intermédiaire de le diode (56), et le dispositif de commande (8) met le dispositif de commutation (62) à 10 l'état conducteur si le dispositif de commande (8) commande l'unité (24) de génération de courant pulsé de manière à ce que l'unité (24) de génération de courant pulsé ne génère pas de tension élevée, afin de délivrer l'énergie électrique de la batterie (14) à l'appareil électrique (16) 15 par l'intermédiaire du dispositif de commutation (62).
19. Système d'alimentation électrique selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de commande (8) détecte la tension de source de l'énergie électrique 20 emmagasinée dans la batterie (14), commande un turbocompresseur (1) de manière à générer de l'énergie électrique délivrée à la batterie (14) si la tension de source est inférieure à une valeur de délivrance prédéterminée, et commande le turbocompresseur (1) de 25 manière à ce qu'il consomme l'énergie électrique de la batterie (14) si la tension de source est égale ou supérieure à la valeur de délivrance prédéterminée.
20. Système d'alimentation électrique, comprenant une 30 batterie (14) et un convertisseur continu/continu (18, 18A, 18B, 18C), caractérisé en ce que le convertisseur continu/continu comporte: un circuit élévateur (22, 22A, 22B, 22C, 22D) qui 35 élève une tension à une borne de la batterie; et S1 un condensateur (58) connecté à la borne de la batterie et à une borne de sortie du circuit élévateur.
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