La présente invention concerne un système de génération d'énergie électrique permettant la recharge, pendant le roulage, d'une batterie d'accumulateurs utilisée pour la propulsion des véhicules automobiles du type électriques ou hybrides, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel système.The present invention relates to an electrical energy generation system for recharging, while driving, an accumulator battery used for the propulsion of electric or hybrid type motor vehicles, as well as a motor vehicle equipped with a motor vehicle. such system.
Les techniques antérieures pour la recharge des batteries ou accumulateurs font appel à une source extérieure telle que le secteur ou une source embarquée comme un générateur du type alternateur par exemple ou bien encore utilise la récupération d'énergie réalisée lors du ralentissement ou du freinage du véhicule. La présente invention à pour but d'éviter l'inconvénient d'avoir comme dans certains véhicules hybrides plusieurs machines électriques distinctes pour générer une énergie électrique et pour appliquer un couple moteur venant en complément de celui délivré par le moteur thermique. Il en est de même pour certains véhicules électriques pouvant disposer de deux machines électriques afin de réaliser ces deux fonctions. La présente invention à notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure et de proposer un système de génération d'énergie électrique simple d'utilisation et comportant un rendement élevé. L'invention comporte à cet effet un système de génération d'énergie électrique pour véhicule automobile possédant une motorisation réalisant l'entrainement du véhicule et une ou plusieurs moteurs/générateurs électriques indépendants de cette motorisation, sans lien avec la transmission aux roues du véhicule, ce système permettant de générer un courant électrique stocké dans des accumulateurs électriques lors de la phase de roulage, caractérisé en ce que la génération d'énergie électrique est obtenue par l'exploitation des déplacements relatifs entre la structure d'une automobile et ses roues qui entrainent des variation continues de la distance entre les points d'accrochages du système. Le principal avantage de ce système est sa capacité à produire en permanence du courant électrique de façon autonome sans surcharge pour les machines de traction. L'exploitation de la masse du véhicule comme charge initiale (compression) combinée aux ressorts de suspension (détente), les variations du relief de la chaussée auxquelles est soumis le véhicule lors du roulage, les phénomènes de pompage, lacet, tangage et roulis, provoqués par le basculement du véhicule lors de démarrages, ralentissements et freinages constituent la source énergétique du système. - Le système de génération d'énergie électrique selon l'invention peut également 35 comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le système de génération d'énergie comporte deux moteurs-générateurs dont le sens de rotation est adapté pour limiter les effets gyroscopiques. Avantageusement, le système de génération d'énergie possède la faculté d'être 40 réversible et de fonctionner en mode moteur permettant de lancer le système de génération d'énergie au démarrage et durant les phases ou il n'est pas totalement opérationnel afin de ne pas durcir la suspension. Avantageusement le système de génération d'énergie électrique possède un moyen de gestion électronique de ces différentes phases afin d'optimiser les points de 45 fonctionnement. Il est évident que le calculateur peut assimiler la gestion de tous les autres dispositifs de récupération d'énergie tels que ceux utilisé au freinage par exemple. Le générateur électrique est reliée d'une part à la masse du véhicule et d'autre part à une batterie d'accumulateurs électriques. Entre le générateur électrique et la batterie 50 d'accumulateurs on a successivement un transistor de charge de cette batterie qui est piloté par un signal venant du calculateur et une résistance de mesure montée en série dont les bornes sont reliées à ce calculateur pour fournir une information sur l'intensité du courant de charge. Le calculateur est alimenté en courant par une alimentation venant de la batterie 55 d'accumulateurs et reçoit des informations des capteurs de régime de rotation des systèmes de génération d'énergie électrique. En fonction des différentes informations reçues et des modes de fonctionnement mis en mémoire dans le calculateur, celui-ci envoie un signal de commande vers les systèmes pour les commutations vers les modes de fonctionnement en générateur 60 ou moteur. Le véhicule pouvant être un véhicule à traction uniquement électrique ou un véhicule hybride combinant la traction d'un moteur thermique avec celle de moteurs électriques de traction étant indépendants des générateurs électriques. Les générateurs électriques ayant pour but principal de récupérer l'énergie électrique 65 produite par les systèmes. Cette énergie stockée dans la batterie d'accumulateurs sert ensuite pour alimenter les moteurs de traction électrique. Avantageusement par rapport à tous les autres dispositifs de production d'énergie, celui-ci n'a nul besoin d'être ajusté car il n'altère à aucun moment la puissance du véhicule.The prior techniques for recharging batteries or accumulators use an external source such as the sector or an on-board source such as a generator of the alternator type, for example, or even uses the energy recovery performed during the deceleration or braking of the vehicle. . The present invention aims to avoid the disadvantage of having as in some hybrid vehicles several separate electrical machines to generate electrical energy and to apply a torque engine complementing that delivered by the engine. It is the same for some electric vehicles that can have two electrical machines to perform these two functions. The present invention is intended in particular to avoid these drawbacks of the prior art and to provide an electrical power generation system that is simple to use and has a high efficiency. The invention comprises for this purpose an electric power generation system for a motor vehicle having a motorization carrying out the driving of the vehicle and one or more motors / electric generators independent of this engine, unrelated to the transmission to the wheels of the vehicle, this system making it possible to generate an electric current stored in electric accumulators during the rolling phase, characterized in that the generation of electrical energy is obtained by exploiting the relative displacements between the structure of an automobile and its wheels which cause continuous variation in the distance between the points of collision of the system. The main advantage of this system is its ability to continuously generate electric power autonomously without overload for traction machines. The use of the vehicle mass as initial load (compression) combined with the suspension springs (relaxation), the variations in the relief of the road surface to which the vehicle is subjected during taxiing, the phenomena of pumping, yaw, pitch and roll, caused by the tilting of the vehicle during starts, slowdowns and braking are the energy source of the system. The electric power generation system according to the invention may also include one or more of the following features which may be combined with each other. Advantageously, the energy generation system comprises two motor-generators whose direction of rotation is adapted to limit the gyroscopic effects. Advantageously, the energy generation system has the ability to be reversible and to operate in motor mode to launch the energy generation system at startup and during phases where it is not fully operational so as not to not harden the suspension. Advantageously, the electrical energy generation system has an electronic management means for these different phases in order to optimize the operating points. It is obvious that the computer can assimilate the management of all other energy recovery devices such as those used in braking for example. The electric generator is connected on the one hand to the vehicle ground and on the other hand to a battery of electric accumulators. Between the electric generator and the accumulator battery 50 is successively a charge transistor of this battery which is controlled by a signal from the computer and a measurement resistor connected in series whose terminals are connected to this computer to provide information on the intensity of the charging current. The computer is supplied with power by a power supply from the accumulator battery 55 and receives information from the rotational speed sensors of the electrical energy generation systems. Depending on the different information received and the operating modes stored in the computer, the latter sends a control signal to the systems for switching to the modes of operation as a generator 60 or motor. The vehicle can be an electric traction vehicle or a hybrid vehicle combining the traction of a thermal engine with that of electric traction motors being independent of the electric generators. Electrical generators whose main purpose is to recover the electrical energy 65 produced by the systems. This energy stored in the storage battery is then used to power the electric traction motors. Advantageously compared to all other power generation devices, it does not need to be adjusted because it does not alter the power of the vehicle at any time.
L'invention à aussi pour objet un véhicule automobile, comportant une motorisation 70 électrique ou hybride réalisant l'entrainement du véhicule équipé de quatre systèmes de génération d'énergie électrique indépendants de cette motorisation permettant de produire en permanence un courant électrique pouvant être stocké dans une batterie d'accumulateurs électriques embarqués, ces systèmes de génération d'énergie électrique comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes.The subject of the invention is also a motor vehicle, comprising an electric or hybrid motorisation device 70 which drives the vehicle equipped with four independent electric power generation systems of this motorization making it possible to permanently produce an electric current that can be stored in the vehicle. an on-board electric storage battery, these electrical energy generation systems comprising any of the preceding features.
75 L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaitront plus clairement à la lecture de la description des dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est un schéma montrant la charge initiale utilisée comme source d'énergie appliquée sur un seul système. Ce schéma montre également l'installation 80 de ce système de génération d'énergie sur un véhicule. Le système peut être installé au niveau de chacune des roues indépendamment de l'amortisseur (A) ou bien intégré à celui-ci (B), soit un ensemble amortisseur/ressort de suspension/système de génération d'énergie. La figure 2 est un schéma montrant les différents axes autour desquels la masse du 85 véhicule automobile, soumise à des mouvements combinés de rotation, charge les ressorts de la suspension soit compression ou en détente suivant le relief de la chaussée ou lors des actions d'accélération ou de freinage. La figure 3 représentent un système de génération d'énergie électrique comprenant deux générateurs électriques pouvant être des alternateurs, des moteurs- 90 alternateurs ou d'autres types de machines électriques tournantes dont le rotor est entrainé en rotation par un ensemble mécanique du type boite d'engrenages et dont les sens de rotation sont adaptés pour contrer les effets gyroscopiques. La figure 4 représente le principe de charge d'une batterie d'accumulateurs. La figure 5 représente le principe de gestion des moteurs/générateurs et en 95 particulier pour le lancement au démarrage afin d'éviter de durcir la suspension. En référence à ces dessins, le système de génération d'énergie électrique comporte une vis à billes dont la tige ou vis (1) est actionnée suivant son axe alternativement sans possibilité de rotation sur celui-ci, sous l'effet du rapprochement ou de l'éloignement de ses points de fixation (21) (22). Le déplacement axial de la vis 100 (1) entraine en rotation l'écrou ou cage extérieure (2) de la vis à billes par l'intermédiaire d'une roue libre ou embrayage à billes ou à rouleaux (3) (4) pouvant avantageusement comporter un étage de roulements à billes ou autres (5) étanche ou non, formant paliers de la vis à billes. - 4 - Une charge axiale (F) appliquée en compression sur la tige (1) de la vis à billes dont 105 le pas et le nombre de filet sont adaptés à la charge (F) met en rotation l'écrou (2) de la vis à billes. Un assemblage par cannelures (6) entraine la cage intérieure de l'embrayage à billes (3) et embraye simultanément la cage extérieure qui possède une denture d'engrenage (7) entrainant en rotation sur des axes secondaires des engrenages planétaires dont la position est fixe.The invention will be better understood and other features and advantages will become more apparent upon reading the description of the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a diagram showing the initial load used as a source of energy applied to a single system . This diagram also shows the installation 80 of this system for generating energy on a vehicle. The system can be installed at each wheel independently of the damper (A) or integrated therewith (B), a damper / suspension spring / energy generation system. FIG. 2 is a diagram showing the various axes around which the mass of the motor vehicle, subjected to combined rotational movements, charges the springs of the suspension either in compression or in relaxation depending on the relief of the roadway or during the actions of acceleration or braking. FIG. 3 represents an electrical energy generation system comprising two electric generators that can be alternators, motor-alternators or other types of rotating electrical machines whose rotor is rotated by a mechanical assembly of the box type. gears and whose directions of rotation are adapted to counter the gyroscopic effects. Figure 4 shows the charging principle of a storage battery. FIG. 5 represents the principle of management of the motors / generators and in particular for launching at start-up in order to avoid hardening the suspension. With reference to these drawings, the electrical energy generation system comprises a ball screw whose rod or screw (1) is actuated along its axis alternately without the possibility of rotation thereon, under the effect of the approximation or the distance from its attachment points (21) (22). The axial displacement of the screw 100 (1) rotates the nut or outer cage (2) of the ball screw via a freewheel or ball or roller clutch (3) (4) which can advantageously comprise a stage of ball bearings or other (5) sealed or not, forming bearings of the ball screw. - 4 - An axial load (F) applied in compression on the rod (1) of the ball screw whose pitch and the number of threads are adapted to the load (F) rotates the nut (2) of the ball screw. A spline assembly (6) drives the inner race of the ball clutch (3) and simultaneously engages the outer race which has a gear teeth (7) rotating on secondary axes of the planetary gears whose position is fixed.
110 Un second embrayage (4) est monté dans les mêmes conditions en opposition sur la vis à billes et fonctionne en roue libre pendant que le premier est embrayé. Un arbre, (8) supportant deux roues dentées montées en opposition (9), assemblée par cannelures sur sa partie médiane, est installé sur les embrayages en engrenant sur les cannelures de la bague extérieure dans un cas et sur les engrenages satellites 115 dans l'autre cas. En détente sous l'action du ressort de suspension, l'effort axial appliqué en traction sur la tige libère le premier embrayage à billes (3) qui se met en roue libre et embraye simultanément sur le second embrayage (4). Avantageusement cette disposition fait que le sens de rotation des générateurs est 120 inchangé alors que le déplacement de la tige de la vis à billes est alterné. Cet arrangement présente l'avantage de conserver l'énergie cinétique et de contrer l'effet gyroscopique. Les pignons (11) montés sur roulement à billes ou autres (12) engrenant avec la roue dentée, entrainent en rotation les rotors des générateurs (18), fixée au carter (16), par l'intermédiaire d'un assemblage par cannelures (15).110 A second clutch (4) is mounted in the same conditions in opposition to the ball screw and operates freewheeling while the first is engaged. A shaft, (8) supporting two counter-mounted gears (9), splined on its middle portion, is installed on the clutches by meshing with the splines of the outer ring in one case and on the planet gears 115 in the housing. 'other case. In expansion under the action of the suspension spring, the axial force applied in tension on the rod releases the first ball clutch (3) which starts to freewheel and engages simultaneously on the second clutch (4). Advantageously, this arrangement makes the direction of rotation of the generators unchanged while the displacement of the ball screw rod is alternated. This arrangement has the advantage of conserving kinetic energy and countering the gyroscopic effect. The gears (11) mounted on ball bearings or other (12) meshing with the toothed wheel, rotates the rotors of the generators (18), fixed to the housing (16), by means of a spline assembly ( 15).
125 Avantageusement le rotor (13) du système de génération d'énergie électrique est placé à l'extérieur par rapport au stator (14) afin d'augmenter l'énergie cinétique par rapport à une situation classique. L'enceinte huile contenant la partie mécanique est constituée par le carter (16) et les flasques (17). Les passages de la vis sans fin sont fermés, en partie basse par une 130 traversée de paroi (19), en partie haute par une traversée de paroi (20) qui comporte le point de liaison supérieur (21) du système à la structure, le second point étant situé à l'extrémité de la tige de la vis à billes (22). Le système selon l'invention est tout particulièrement destiné à la charge des batteries d'accumulateurs automobiles lors du roulage.Advantageously, the rotor (13) of the electrical energy generation system is placed outside with respect to the stator (14) in order to increase the kinetic energy with respect to a conventional situation. The oil chamber containing the mechanical part is constituted by the casing (16) and the flanges (17). The auger passages are closed at the bottom by a wall penetration (19) at the top by a wall penetration (20) which has the upper connection point (21) of the system to the structure. the second point being located at the end of the ball screw shaft (22). The system according to the invention is particularly intended for charging automobile storage batteries during driving.