FR2912850A1 - Vehicule de transport en commun, procede d'utilisation et bloc batterie pour ce vehicule - Google Patents

Abstract

Ce véhicule de transport en commun comporte :- un bus DC (8) conçu pour fonctionner sous une tension continue nominale VDCnom, et- une batterie (30) raccordée au bus DCLa tension VDCnom est systématiquement inférieure à 33% d'une tension VBmax aux bornes de la batterie lorsqu'elle est complètement chargée.Le véhicule comporte aussi un abaisseur (40) de tension DC-DC raccordé, d'un côté aux bornes de la batterie (30) et, de l'autre côté, au bus DC.

Description

VEHICULE DE TRANSPORT EN COMMUN, PROCEDE D'UTILISATION ET BLOC BATTERIE

POUR CE VEHICULE

La présente invention concerne un véhicule de 5 transport en commun, un procédé d'utilisation et un bloc batterie pour ce véhicule. Il existe des véhicules de transport en commun comportant : - un bus DC formé de deux conducteurs entre lesquels 10 sont raccordées, en parallèle, différentes charges électriques embarquées dans ce véhicule, ces charges électriques étant conçues pour fonctionner sous une tension continue nominale VDCnom, l'une des charges étant un onduleur propre à alimenter un moteur de propulsion du véhicule, et 15 - une batterie raccordée au bus DC pour alimenter les différentes charges avec de l'énergie électrique stockée dans cette batterie, cette batterie présentant entre ses bornes une tension VBmaX lorsque la batterie est complètement chargée et une tension VBmin lorsque la batterie est 20 déchargée, les tensions VBma; et VBmin étant mesurées lorsque la batterie est électriquement raccordée au bus DC. Par batterie, on désigne ici un accumulateur qui délivre un courant continu par conversion d'énergie chimique en énergie électrique. Le procédé de conversion 25 étant réversible, il est également possible de stocker de l'énergie électrique dans la batterie. Une telle batterie peut être formée d'une seule batterie aux bornes de laquelle est directement prélevée l'énergie électrique stockée ou par un ensemble de plusieurs batteries 30 raccordées en série ou en parallèle, l'énergie électrique étant alors prélevée aux bornes de cet ensemble. Dans cette description et dans le jeu de revendications, le terme batterie est utilisé pour désigner aussi bien une batterie seule qu'un ensemble de batteries raccordées en série et/ou en parallèle. Dans le cas où la batterie est formée d'un ensemble de batteries, chaque élément de cet ensemble est ici appelé pile électrique rechargeable afin de ne pas désigner par le même terme l'ensemble et l'un des éléments individuels de cet ensemble. Dans les véhicules existants, la tension nominale VBnom de la batterie est choisie proche ou égale de la tension VDCnom. Typiquement, la tension VBnom est égale à 70% ou 80% de la tension VBmax. Ainsi, la tension VDCnom est aussi égale à 70% ou 80% de la tension VBmax. Typiquement, la tension VBmin est proche de 33% de la tension VBmax. Dans ces conditions, sur presque toute l'étendue de la plage de fonctionnement de la batterie, la tension VB aux bornes de la batterie est strictement inférieure à la tension VDCnom.

Dès lors, pour décharger la batterie sur le bus DC, un élévateur de tension doit, par exemple, être mis en oeuvre. Ces véhicules existants fonctionnent correctement. Toutefois, il est aujourd'hui souhaitable d'augmenter encore plus la quantité d'énergie par unité de temps transférable de la batterie vers le bus DC. L'invention vise donc à proposer un véhicule de transport en commun dans lequel la capacité à transférer de l'énergie électrique stockée dans la batterie vers le bus DC est augmentée.

L'invention a donc pour objet un tel véhicule dans lequel : - la tension VDCnom est systématiquement inférieure à 33% de la tension VBmax, et - le véhicule comporte un abaisseur commandable de tension DC-DC raccordé, d'un côté aux bornes de la batterie et, de l'autre côté, au bus DC, cet abaisseur étant apte à délivrer sur le bus DC l'énergie électrique stockée dans la batterie sous une tension égale à la tension VDCnom.

Une tension inférieure à 33% de la tension VBmax correspond sensiblement à la tension résiduelle aux bornes de la batterie lorsque celle-ci est complètement déchargée ou en fin de vie. Ainsi, dans le véhicule ci-dessus, puisque la tension VDCnom est inférieure à 33% de la tension VBmax, seul l'abaisseur de tension est utilisé pour délivrer sur le bus DC l'énergie stockée dans la batterie sous une tension égale ou très proche de la tension VDCnom• Or, un abaisseur de tension, à complexité égale, peut transférer des quantités d'énergie par unité de temps beaucoup plus importante qu'un élévateur de tension. Ainsi, dans ce véhicule, la capacité à transférer de l'énergie électrique stockée dans la batterie au bus DC est augmentée. De plus, un tel choix de la tension VBmax permet également de prolonger la durée de vie des batteries puisqu'il est possible d'exploiter l'énergie stockée dans cette batterie même si la tension entre ces bornes est proche de la tension VBmin• Les modes de réalisation de ce véhicule peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la batterie et l'abaisseur commandable de tension sont intégrés dans un même bloc batterie formant une seule pièce amovible, et ce bloc batterie et le bus DC comportent des connecteurs complémentaires propres à être embrochés l'un dans l'autre de manière à raccorder électriquement le bloc batterie au bus DC et, en alternance, à être débrochés l'un de l'autre de manière à permettre l'extraction du bloc batterie du véhicule ; - une mémoire réinscriptible non volatile contenant une consigne Vconfig susceptible de prendre plusieurs valeurs différentes, et une unité de pilotage propre à commander l'abaisseur de tension pour que celui-ci délivre sur le bus DC l'énergie stockée dans la batterie sous une tension déterminée en fonction de l.a valeur de la consigne Vconfig, et - une unité de configuration permettant de régler la valeur de la consigne Vconfig avant même que le bloc batterie 5 ne soit électriquement raccordé au bus DC ; - la batterie est formée d'au moins deux piles électriques rechargeables raccordées en série, chaque pile rechargeable présentant une tension Vpmax lorsqu'elle est complètement chargée, cette tension Vpmax étant strictement 10 supérieure à deux fois la tension VDCnom pour chacune des piles électriques rechargeables, la tension Vpmax étant mesurée lorsque la batterie est électriquement raccordée au bus DC ; - l'abaisseur de tension est apte à couper un 15 courant de décharge de la batterie circulant de la batterie vers le bus DC, et le véhicule comporte un disjoncteur commandable apte à couper le courant de décharge et de charge pour isoler électriquement la batterie du bus DC, et une unité de pilotage apte à commander l'abaisseur de 20 tension pour couper le courant de décharge et maintenir la coupure de ce courant de décharge pendant un temps prédéterminé, et à commander l'ouverture du disjoncteur en fonction de la commande de l'abaisseur de manière à garantir que l'ouverture du disjoncteur se produit lorsque 25 l'intensité du courant de décharge est nulle ; - l'abaisseur de tension est un hacheur/abaisseur propre à abaisser la tension aux bornes de la batterie pour délivrer l'énergie électrique stockée dans la batterie sous une tension égale à la tension VDCnom par hachage du courant 30 de décharge ; - le véhicule comporte aussi un élévateur de tension DC-DC raccordé, d'un côté, aux bornes de la batterie et, de l'autre côté, au bus DC, cet élévateur étant apte à élever la tension du bus DC pour délivrer de l'énergie électrique à stocker dans la batterie sous une tension VDCcharge strictement supérieure à la tension VDCnom/ et dans lequel le véhicule comporte une unité de pilotage de l'élévateur pour régler la tension VDCcharge en fonction d'une tension actuellement mesurée aux bornes de la batterie ; - le véhicule comporte éventuellement un écrêteur de tension raccordé au bus DC, cet écrêteur étant propre à maintenir systématiquement la tension sur le bus DC inférieure ou égale à une tjension VDCmax au-delà de laquelle les charges électriques raccordées au bus DC risquent d'être endommagées, la tension V DCmax étant strictement supérieure à la tension VDCnom. Ces modes de réalisation du véhicule présentent en outre les avantages suivants : -l'utilisation d'un bloc batterie formant une seule pièce amovible permet un remplacement facile du bloc batterie par un autre et offre la possibilité de recharger le bloc batterie sans passer par l'intermédiaire du bus DC, l'utilisation de la consigne Vconfig permet d'utiliser le même bloc batterie dans différents véhicules équipés de bus DC présentant des tensions VDCnom différentes, - utiliser une batterie formée d'au moins deux piles rechargeables raccordées en série facilite le contrôle de la charge de cette batterie et l'utilisation des piles par rapport au cas où celles-ci seraient raccordées en parallèle, - la présence d'une unité de pilotage apte à commander l'abaisseur de tension pour couper le courant de décharge et à commander ensuite l'ouverture du disjoncteur simplifie la conception de ce disjoncteur car le pouvoir de coupure de ce dernier ne sera utilisé qu'en cas de défaillance ou à l'inverse de disposer d'un organe de coupure très performant, - utiliser en tant qu'abaisseur de tension un hacheur/abaisseur permet, à performances égales, de réduire l'encombrement, - régler la tension VDCcharge permet de régler l'intensité du courant de charge de la batterie en fonction de son état de charge représenté par la tension VB et donc de protéger la batterie contre des courants de charge trop forts, et - l'écrêteur de tension raccordé au bus DC garantit 10 que les différentes charges électriques raccordées à ce bus ne seront pas détériorées par une surtension. L'invention a également pour objet un procédé d'utilisation du véhicule de transport en commun ci-dessus. Ce procédé comporte une phase de libération de l'énergie 15 emmagasinée dans la batterie sur le bus DC, dans laquelle, systématiquement, pendant toute la durée de la phase de libération de l'énergie, seul l'abaisseur de tension est utilisé. L'invention a également pour objet un bloc batterie 20 apte à être mis en oeuvre dans le véhicule ci-dessus de transport en commun. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins 25 sur lesquels : - la figure 1 est une illustration schématique de l'architecture d'un véhicule de transport en commun, et - la figure 2 est un organigramme d'un procédé d'utilisation du véhicule de la figure 1. 30 Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne seront pas décrites en détail.

La figure 1 représente un véhicule 2 de transport en commun tel que, par exemple, un bus, un trolleybus, un tramway, ou autres. Le véhicule 2 comprend un bus DC formé de deux conducteurs électriques 6, 8 entre lesquels sont raccordées différentes charges électriques à alimenter en tension continue. Pour simplifier la figure, seules deux charges 10 et 12 ont été représentées. Les charges électriques peuvent être des climatiseurs, des charges électriques auxiliaires telles que des pompes hydrauliques, ou un transformateur propre à alimenter un autre réseau électrique embarqué de tension moins élevée. L'une des charges peut également être un autre accumulateur d'énergie électrique tel qu'un supercondensateur.

Chacune des charges électriques est prévue pour fonctionner sous une tension nominale de fonctionnement VDCnom• Par exemple, dans le véhicule 2, cette tension VDCnom est supérieure à 300 volts DC et de préférence supérieure ou égale à 350 volts DC.

Les charges électriques présentent également une tension VDCmax au-delà de laquelle elles risquent d'être détériorées. Par exemple, ici, la tension VDCmax est supérieure ou égale à 400 volts DC. Dans le mode de réalisation de la figure 1, un onduleur/redresseur 14 est raccordé, d'un côté, entre les conducteurs 6 et 8 et, de l'autre côté, à un moteur 16 de propulsion du véhicule 2. Par exemple, le moteur 16 est un moteur/alternateur triphasé équipé d'un arbre 18 propre à entraîner en rotation au moins une roue motrice 20 du véhicule 2. Le moteur 16 est également apte à fonctionner en alternateur pour produire une tension alternative. L'onduleur/redresseur 14 est également raccordé à une source principale d'énergie électrique 24. Ainsi, lorsque l'onduleur/redresseur 14 fonctionne en onduleur, celui-ci est apte à alimenter le moteur 16 à partir de la source 24 et/ou du bus DC. A l'inverse, lorsque l'onduleur/redresseur 14 fonctionne en redresseur, la tension alternative générée par le moteur 16, lorsque l'arbre 18 est entraîné en rotation par la roue 20, est transformée en tension continue délivrée sur le bus DC. Un interrupteur 26 permet de déconnecter la source 24 de l'onduleur/redresseur 14 lorsque celui-ci fonctionne en redresseur. Ici, lorsque l'onduleur/redresseur 14 fonctionne en 10 onduleur raccordé au bus DC, il est considéré comme une charge électrique raccordée à ce bus DC. Une batterie 30 est également raccordée entre les conducteurs 6 et 8 par l'intermédiaire d'un convertisseur DC-DC 32. 15 Quand la batterie 30 est complètement chargée, celle-ci présente entre ses bornes une tension VBmax lorsqu'elle est raccordée au convertisseur 32. A l'inverse, lorsque cette batterie 30 est complètement déchargée, la tension entre ses bornes est égale à VBmin• En pratique, la tension 20 VBmin n'est jamais nulle. Typiquement, la tension VBmin est inférieure à 33% de la tension VBmax et généralement, sur la plage de tension utilisée, à 20% de la tension VBmax. Ici, la tension nominale VBnom de la batterie 30 est comprise entre 70% et 80% de la tension VBmax. Par exemple, ici, la tension 25 nominale VBnom est égale à 80% de la tension VBmax. Dans ce mode de réalisation, la batterie 30 est choisie pour que celle-ci présente une tension VBmin strictement supérieure à la tension VDCnom et, par exemple, VBmin est au moins 1,5 fois supérieure à la tension VDCnom• 30 La valeur de la tension VBmax varie en fonction du vieillissement de la batterie 30, c'est-à-dire en fonction du nombre de cycles de charge et de décharge réalisés. Toutefois, il est toujours possible de choisir une batterie 30 dont on est sûr que même en fin de vie, sa tension Vpmin sera toujours strictement supérieure à la tension VDCnom• Ici, la batterie 30 est réalisée par le raccordement en série de deux piles électriques rechargeables 31A et 31B. De façon similaire à ce qui a été décrit pour la batterie 30, chacune des piles 31A et 32B présente une tension maximale Vpmax quand elle est complètement chargée et une tension minimale Vpmin lorsqu'elle est complètement déchargée. Les tensions vpmax et Vpmin sont mesurées lorsque la batterie 30 est électriquement raccordée au bus DC. De manière à obtenir une tension Vgmin au moins deux fois supérieure à la tension VDCnom, ici, les piles 31A et 31B sont choisies pour que leurs tensions Vpmax respectives soient chacune supérieures à trois fois VDCnom• Ici, la batterie 30 est une batterie NiMH (Nickel Metal Hybride) ou une batterie lithium. Un filtre RC 34 est raccordé en parallèle aux bornes du convertisseur 32 entre la batterie 30 et ce convertisseur 32 de manière à filtrer la tension issue du convertisseur 32. Ici, ce filtre 34 est formé d'un condensateur Cl raccordé en parallèle à une résistance R1. Un disjoncteur commandable 36 est également prévu entre la batterie 30 et le convertisseur 32 de manière à pouvoir isoler la batterie 30 de l'ensemble des charges raccordées au bus DC. Un écrêteur 38 de tension est raccordé aux conducteurs 6 et 8. Cet écrêteur 38 est apte à écrêter la tension présente sur le bus DC lorsque celle-ci dépasse la tension VDCmax. A cet effet, typiquement, l'écrêteur dissipe l'énergie électrique excédentaire présente sur le bus DC dans, par exemple, un rhéostat. Le convertisseur 32 comprend un hacheur/abaisseur 40 de tension ainsi qu'un hacheur/élévateur 42 de tension.

Ici, le hacheur/abaisseur 40 est apte à abaisser la tension VB aux bornes de la batterie 30 pour délivrer l'énergie électrique stockée dans la batterie 30 au bus DC sous une tension VDC proche ou égale à la tension VDCnom. Ce hacheur/abaisseur est également apte à couper un courant de décharge de la batterie 30 vers le bus DC dont l'intensité est supérieure à 100 ampères et de préférence supérieure à 300 ampères. Ici, le hacheur/abaisseur 40 est réalisé à l'aide d'une inductance L raccordée en série avec un interrupteur commandable I2. Plus précisément, une extrémité de l'inductance L est directement raccordée à une extrémité du conducteur 6 tandis que son autre extrémité 44 est raccordée à un premier côté de l'interrupteur I2. L'autre côté de l'interrupteur I2 est raccordé à la borne positive de la batterie 30. Par exemple, l'interrupteur I2 comporte une diode D2 dont l'anode est raccordée à l'extrémité 44 de l'inductance L, et un transistor Q2, raccordé en parallèle aux bornes de la diode D2. L'émetteur du transistor Q2 est raccordé à l'extrémité 44 de l'inductance L. Le transistor Q2 est, par exemple, un transistor IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Le hacheur/élévateur 42 est apte à élever la tension 25 VDC présente sur le bus DC pour produire une tension VDCcharge aux bornes du filtre RC34. A cet effet, le hacheur/élévateur 42 est formé de l'inductance L et d'un interrupteur commandable I1 raccordé d'un côté à l'extrémité 44 et de l'autre côté au conducteur 30 8. Par exemple, la structure de l'interrupteur I1 est identique à celle de l'interrupteur 12 à l'exception du fait que la diode et le transistor portent respectivement les références D1 et Q1.

Un ampèremètre 46 et un voltmètre 47 sont également prévus pour mesurer, respectivement, le courant iB de charge ou de décharge de la batterie 30 et la tension VB aux bornes de la batterie 30.

Un ampèremètre 48 et un voltmètre 49 sont prévus pour mesurer, respectivement, l'intensité du courant iD0 traversant le conducteur 6 et la tension VDC entre les conducteurs 6 et 8. Enfin, le véhicule 2 comporte une unité 50 de pilotage du convertisseur 32 et du disjoncteur 36. A cet effet, cette unité 50 est électriquement raccordée aux ampèremètres 46 et 48 ainsi qu'aux voltmètres 47 et 49. L'unité 50 est également raccordée à une mémoire 52 réinscriptible et non volatile contenant notamment une consigne Vconfig dont l'intérêt apparaîtra à la lecture de la suite de cette description. Dans ce mode de réalisation, la batterie 30, le convertisseur 32, le filtre 34, le disjoncteur 36, l'ampèremètre 46, le voltmètre 47, l'unité de pilotage 50 et la mémoire 52 sont intégrés dans un bloc batterie 54 formant une seule pièce amovible. A cet effet, le bloc batterie 54 comporte des connecteurs 56 et 58 embrochables et, en alternance, débrochables de connecteurs 60 et 62 complémentaires. Ici, les connecteurs 56 et 60 permettent de raccorder électriquement la batterie 30 aux conducteurs 6 et 8 par l'intermédiaire du convertisseur 32 tandis que les connecteurs 58 et 62 permettent de raccorder électriquement l'ampèremètre 48 et le voltmètre 49 à l'unité de pilotage 50.

Enfin, le bloc 54 comporte également une interface 64 raccordée à la mémoire 52. Cette interface 64 permet la connexion et, en alternance, la déconnexion d'une unité de configuration 66 amovible. L'unité 66 permet en outre de mémoriser une nouvelle valeur pour la consigne Vconfig dans la mémoire 52. A cet effet, l'unité 66 est, par exemple, équipée d'un clavier 68 et, éventuellement, d'un écran 70. Ici, l'unité 66 est indépendante du bloc batterie 54 et du véhicule 2.

Le fonctionnement du véhicule 2 va maintenant être décrit en regard du procédé de la figure 2. Le procédé débute par une phase 80 de configuration du bloc batterie 54 avant même que celui-ci ne soit monté à l'intérieur du véhicule 2. A cet effet, lors d'une étape 82, l'unité 66 de configuration est connectée à l'interface 64. Ensuite, lors d'une étape 84, l'unité de configuration enregistre une nouvelle valeur pour la consigne Vconfig. Ici, cette nouvelle valeur pour la consigne Vconfig est égale à la tension VDCnom du bus DC du véhicule 2.

Ensuite, l'unité 6 est déconnectée de l'interface 64 et, lors d'une étape 86, le bloc batterie 54 est installé à l'intérieur du véhicule. Lors de l'étape 86, lors d'une opération 88, les connecteurs 56 et 58 sont embrochés avec les connecteurs 60 et 62 du véhicule 2 pour raccorder électriquement le bloc batterie 54 au bus DC et à l'ampèremètre 48 et au voltmètre 49. L'utilisation du bloc batterie 54 par le véhicule 2 peut alors débuter. On rappelle qu'en permanence, lors de l'utilisation 25 du bloc batterie 54, l'écrêteur 58 écrête la tension VDC pour que celle-ci soit toujours inférieure à la tension VDCmax On suppose ici que, initialement, la batterie 30 est chargée. Dès lors, le procédé peut se poursuivre par une 30 phase 90 de libération de l'énergie stockée dans la batterie 30 pour alimenter les différentes charges raccordées au bus DC du véhicule 2. Au début de la phase 90, l'unité 50 désactive le hacheur/élévateur 42, lors d'une étape 92. Par exemple, lors de l'étape 92, l'unité 50 commande l'ouverture du transistor Q1, puis maintient ce transistor ouvert pendant toute la durée de la phase 90. Ensuite, lors d'une étape 94, l'unité 50 commande le hacheur/abaisseur 40 pour abaisser la tension VB aux bornes de la batterie 30 afin de délivrer l'énergie stockée dans cette batterie sous une tension égale à la consigne Vconfig• Lors de cette étape 84, la fréquence de découpage du courant iB par le transistor Q2 est réglé en fonction de la tension VB mesurée par le voltmètre 47 et de la valeur de la consigne Vconfig enregistrée dans la mémoire 52. On comprend donc que le bloc batterie 54 peut être raccordé à des bus DC de différents véhicules présentant des tensions VDCnom différentes simplement en ajustant la valeur de la consigne Vconfig avant de raccorder le bloc batterie 54 à ce véhicule. Ensuite, lors d'une étape 96, les différentes charges raccordées au bus DC consomment l'énergie électrique fournie par la batterie 30. Par exemple, une partie de l'énergie électrique fournie par la batterie 30 est utilisée par le moteur 16 pour entraîner en rotation les roues motrices. En parallèle de l'étape 96, lors d'une étape 98, l'unité 50 estime également l'état de charge de la batterie 30 en mesurant la quantité d'énergie électrique fournie au bus DC à partir de la batterie 30. Cette quantité d'énergie peut être estimée à partir des mesures de l'intensité iB et de la tension VB. Egalement en parallèle des étapes 96 et 98, lors d'une étape 100, l'unité 50 surveille la valeur de la tension VDC mesurée. Si celle-ci dépasse un seuil prédéterminé S1, alors l'unité 50 met automatiquement fin à la phase 90 et procède automatiquement à une phase 110 de stockage d'énergie dans la batterie 30. En effet, une élévation de la tension VDC signifie qu'un surplus d'énergie est disponible sur le bus DC et il est donc judicieux de stocker ce surplus d'énergie dans la batterie 30. Une telle augmentation de la tension VDC peut être provoquée par un freinage du véhicule 2 à l'aide du moteur 16. En effet, lors d'un tel freinage, le moteur 16 fonctionne en alternateur et produit donc un courant triphasé qui est ensuite redressé par le redresseur 14 et délivré sur le bus DC. Au début de la phase 110, lors d'une étape 112, l'abaisseur 40 est désactivé. Par exemple, l'unité 50 commande l'ouverture du transistor Q2 et maintient ce transistor ouvert pendant toute la durée de la phase 110. Ensuite, lors d'une étape 114, l'unité 50 commande le hacheur/élévateur 42 pour générer une tension VDCcharge strictement supérieure à la tension VDC présente au même moment sur le bus DC. Plus précisément, l'unité 50 commande le hacheur/élévateur 42 en fonction de la tension VDC et de la tension VB mesurée ainsi qu'en fonction de l'estimation de l'état de charge de la batterie 30 afin de déterminer quelle est la valeur de la tension VDCcharge la plus appropriée pour recharger la batterie 30. Régler la valeur de la tension VDCcharge en fonction des mesures précédentes et de l'état de charge de la batterie permet en effet de fixer l'intensité du courant iB puisque cette intensité dépend de la différence entre la tension VB et la tension VDCcharge • Par exemple, si l'état de charge est faible, la batterie 30 peut être chargée à l'aide d'un courant iB dont l'intensité est importante et dans ce cas, l'unité 50 commande le hacheur/élévateur 42 pour que la tension VDCcharge Soit nettement supérieure à la tension VB. A l'inverse, si l'état de charge de la batterie 30 est déjà élevé, l'intensité du courant iB doit être maintenue petite de manière à ne pas endommager la batterie 30. Dés lors, l'unité 50 commande le hacheur/élévateur 42 pour que la tension VDCcharge ne soit que légèrement supérieure à la tension VB. Ainsi, lors de l'étape 114, la batterie 30 est rechargée tout en contrôlant l'intensité du courant iB.

En parallèle de l'étape 114, lors d'une étape 118, l'unité 50 continue également de mettre à jour l'estimation de l'état de charge de la batterie 30 à partir de l'intensité du courant iB et de la tension VB mesurée. La phase 110 se prolonge tant que la tension VDC est supérieure au seuil Si. Lorsque cette condition n'est plus remplie, le procédé retourne à la phase 90. En parallèle aux phases 90 et 110, à tout instant, l'unité 50 peut procéder à une phase 120 d'isolement électrique de la batterie 30 du bus DC. Lors de cette phase 120, l'unité 50 commande l'ouverture des transistors Q1 et Q2 simultanément et maintient ces transistors ouverts tant que le disjoncteur 36 n'est pas ouvert. Ceci permet une protection très efficace car le temps de coupure des transistors Q1 et Q2 est mille fois inférieur à celui du disjoncteur 36. Dans ces conditions, l'intensité du courant de décharge est nulle et l'unité 50 peut commander l'ouverture du disjoncteur 36 à ce moment là. Pour des raisons d'entretien ou pour recharger le bloc batterie 54 autrement que par l'intermédiaire du bus DC, il est possible de procéder à une étape 130 d'extraction du bloc batterie 54 du véhicule 2. Lors de cette étape 130, les connecteurs 56 et 58 sont débrochés des connecteurs correspondants 60 et 62 et le bloc batterie 54 est extrait du véhicule 2. Le bloc batterie 54 peut alors être rechargé à partir d'une source d'électricité indépendante du véhicule 2 en raccordant cette source à la batterie 30 par l'intermédiaire du connecteur 56. A la fin de l'étape 130, il est possible soit de retourner à la phase 80 afin de reconfigurer le bloc batterie 54 pour que celui-ci puisse être installé dans un autre véhicule ou de retourner directement à l'étape 86 pour installer à nouveau le bloc batterie 54 dans le véhicule 2.

De nombreux autres modes de réalisation sont possibles. Par exemple, le hacheur/abaisseur 40 ou le hacheur/élévateur 42 peut comporter plusieurs branches en parallèle d'interrupteurs I1 ou I2. Dans ces conditions, pour la même puissance transmise de la batterie 30 vers le bus DC, le convertisseur peut travailler à une fréquence de découpage plus élevée. Cela permet de diminuer la taille de l'inductance L. En variante, les connecteurs 56, 58, 60 et 62 sont omis s'il n'est pas nécessaire que le bloc 54 soit 15 amovible. L'unité de configuration 66 peut également être intégrée à l'intérieur du bloc 54 ou à l'intérieur du véhicule 2. 20

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Véhicule de transport en commun comportant : - un bus DC (8) formé de deux conducteurs (6, 8) entre lesquels sont raccordées, en parallèle, différentes charges électriques (10, 12, 14) embarquées dans ce véhicule, ces charges électriques étant conçues pour fonctionner sous une tension continue nominale VDCnom, l'une des charges (14) étant un onduleur propre à alimenter un moteur de propulsion du véhicule, et - une batterie (30) raccordée au bus DC pour alimenter les différentes charges avec de l'énergie électrique stockée dans cette batterie, cette batterie présentant entre ses bornes une tension VBmax lorsque la batterie est complètement chargée et une tension VBmin lorsque la batterie est déchargée, les tensions VBmax et VBmin étant mesurées lorsque la batterie est électriquement raccordée au bus DC. caractérisé en ce que : - la tension VDCnom est systématiquement inférieure à 33% de la tension VBmax, et - le véhicule comporte un abaisseur commandable (40) de tension DC-DC raccordé, d'un côté aux bornes de la batterie (30) et, de l'autre côté, au bus DC, cet abaisseur étant apte à délivrer sur le bus DC l'énergie électrique stockée dans la batterie sous une tension égale à la tension VDcnom.

2. Véhicule selon la revendication 1, dans lequel : - la batterie (30) et l'abaisseur commandable (40) 30 de tension sont intégrés dans un même bloc batterie (54) formant une seule pièce amovible, et - ce bloc batterie (54) et le bus DC comportent des connecteurs complémentaires (56, 58, 60, 62) propres à être embrochés l'un dans l'autre de manière à raccorderélectriquement le bloc batterie au bus DC et, en alternance, à être débrochés l'un de l'autre de manière à permettre l'extraction du bloc batterie du véhicule.

3. Véhicule selon la revendication 2, dans lequel le bloc batterie (54) comporte : - une mémoire réinscriptible (52) non volatile contenant une consigne Vconfig susceptible de prendre plusieurs valeurs différentes, et - une unité (50) de pilotage propre à commander l'abaisseur de tension pour que celui-ci délivre sur le bus DC l'énergie stockée dans la batterie sous une tension déterminée en fonction de la valeur de la consigne Vconfig, et - dans lequel le véhicule comporte une unité (66) de 15 configuration permettant de régler la valeur de la consigne Vconfig avant même que le bloc batterie ne soit électriquement raccordé au bus DC.

4. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la batterie (30) est formée d'au 20 moins deux piles électriques rechargeables (31A, 31B) raccordées en série, chaque pile rechargeable présentant une tension Vpmax lorsqu'elle est complètement chargée, cette tension Vpmax étant strictement supérieure à deux fois la tension VDCnom pour chacune des piles électriques 25 rechargeables, la tension Vpmax étant mesurée lorsque la batterie est électriquement raccordée au bus DC.

5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'abaisseur (40) de tension est apte à couper un courant de décharge de la batterie 30 circulant de la batterie vers le bus DC, et dans lequel le véhicule comporte un disjoncteur commandable (36) apte à couper le courant de décharge et de charge pour isoler électriquement la batterie du bus DC, et une unité (50) de pilotage apte à commander l'abaisseur de tension pourcouper le courant de décharge et maintenir la coupure de ce courant de décharge pendant un temps prédéterminé, et à commander l'ouverture du disjoncteur en fonction de la commande de l'abaisseur de manière à garantir que l'ouverture du disjoncteur se produit lorsque l'intensité du courant de décharge est nulle.

6. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'abaisseur (40) de tension est un hacheur/abaisseur propre à abaisser la tension aux bornes de la batterie (30) pour délivrer l'énergie électrique stockée dans la batterie sous une tension égale à la tension VDCnom par hachage du courant de décharge.

7. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le véhicule comporte aussi un élévateur (42) de tension DC-DC raccordé, d'un côté, aux bornes de la batterie et, de l'autre côté, au bus DC, cet élévateur étant apte à élever la tension du bus DC pour délivrer de l'énergie électrique à stocker dans la batterie sous une tension VDCcharge strictement supérieure à la tension VDCnom, et dans lequel le véhicule comporte une unité (50) de pilotage de l'élévateur pour régler la tension VDCcharge en fonction d'une tension actuellement mesurée aux bornes de la batterie.

8. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le véhicule comporte un écrêteur (38) de tension raccordé au bus DC, cet écrêteur étant propre à maintenir systématiquement la tension sur le bus DC inférieure ou égale à une tension VDCmax au-delà de laquelle les charges électriques (10, 12, 14) raccordées au bus DC risquent d'être endommagées, la tension VDCmax étant strictement supérieure à la tension VDCnom.

9. Procédé d'utilisation d'un véhicule de transport en commun conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, ce procédé comportant une phase (90) delibération de l'énergie stockée dans la batterie (30) sur le bus DC, caractérisé en ce que, systématiquement, pendant toute la durée de la phase de libération de l'énergie, seul l'abaisseur de tension est utilisé.

10. Bloc batterie formant une seule pièce amovible apte à être mis en œuvre dans un véhicule conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, ce bloc comportant une batterie (30) propre à être raccordée au bus DC pour alimenter les différentes charges électriques avec de l'énergie électrique stockée dans la batterie, cette batterie présentant entre ses bornes une tension VBmax lorsque la batterie est complètement chargée et une tension `TBmin VBmin lorsque la batterie est déchargée, les tensions VBmax et étant mesurées lorsque la batterie est électriquement raccordée au bus DC, caractérisé en ce que : - la tension VDCnom est systématiquement inférieure à 33% de la tension VBmax, et - le bloc batterie comporte aussi : . des connecteurs (56, 58) propres à être embrochés dans des connecteurs complémentaires (60, 62) solidaires du bus DC de manière à raccorder électriquement le bloc batterie au bus DC et, en alternance, à être débrochés des connecteurs complémentaires de manière à permettre l'extraction du bloc batterie du véhicule, et . un abaisseur (40) de tension DC-DC raccordé, d'un côté, aux bornes de la batterie, et de l'autre côté, aux connecteurs (56, 58), cet abaisseur étant apte à délivrer sur le bus DC l'énergie électrique stockée dans la batterie sous une tension égale à la tension VDCnom.