FR3007583A1 - Systeme de stockage d’energie et systeme d’entrainement et de recuperation d’energie - Google Patents

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Abstract

La présente invention a pour objet un système de stockage (10) supercapacitif de l'énergie électrique d'un véhicule (1), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de contrôle (12) agencé pour : - autoriser la charge de éléments de stockage capacitifs (11) du système de stockage (10) lorsque la tension des éléments de stockage capacitifs (11) est inférieure ou égale à une valeur de tension maximale de la plage de fonctionnement d'un système d'entrainement et de récupération d'énergie (20), et - interdire la charge des éléments de stockage capacitifs (11) lorsque la tension du réseau de distribution de puissance électrique (2) est supérieure à une valeur de tension maximale de fonctionnement (Vn) des éléments de stockage capacitifs (11), un système d'entrainement et de récupération d'énergie (20) caractérisé en ce la plage de tension de fonctionnent du système d'entrainement et de récupération d'énergie (20) correspond à la plage de tension de fonctionnement du système de stockage (10), un procédé de contrôle comprenant une étape de contrôle consistant à contrôler la tension de charge des éléments de stockage capacitifs (11) ainsi qu'un véhicule (1) comprenant un tel système de stockage (10) et un tel système d'entrainement et de récupération d'énergie (20).

Description

La présente invention concerne le domaine des véhicules électriques et a plus particulièrement pour objet un système de stockage de l'énergie électrique d'un véhicule, un système d'entrainement et de récupération d'énergie dudit véhicule, un tel véhicule ainsi qu'un procédé de contrôle de l'énergie électrique d'un véhicule. La plupart des véhicules électriques récents utilisés soit routier, soit navals, soit dans les réseaux de transport publics, comportent un réseau de distribution de puissance électrique autrement appelé bus continu sur lequel est connecté un système d'entrainement et de récupération d'énergie configuré pour fonctionner dans une plage de tension de fonctionnement donnée, et un système de stockage. La présente invention s'intéresse aux véhicules dont le système de stockage comprend des éléments de stockage capacitifs susceptibles d'être chargés par une tension de charge délivrée par le réseau de distribution de puissance électrique et comprise dans la plage de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie. Le système d'entrainement et de récupération d'énergie comprend généralement une machine électrique réversible permettant un fonctionnement selon un mode dit « moteur » de manière à assurer l'entrainement ou la traction/propulsion du véhicule à l'aide d'une énergie électrique fournie et permettant alternativement un fonctionnement selon un mode dit « générateur » de manière à assurer la conversion de l'énergie mécanique due au freinage ou à la décélération du véhicule en énergie électrique. En mode moteur, le moteur consomme de l'énergie électrique qui 25 lui est fournie par les éléments de stockage capacitifs du système de stockage. En mode générateur, le moteur produit de l'énergie électrique et charge les éléments de stockage capacitifs du système de stockage. Les véhicules hybrides thermique/électrique comprennent en plus un moteur thermique pouvant assurer à lui seul l'entrainement du véhicule mais 30 pouvant également entrainer la machine électrique réversible de manière à le faire fonctionner en mode générateur. L'énergie électrique fournie par le moteur en mode générateur est alors transmise au réseau de distribution de puissance électrique du véhicule et récupérée par les éléments de capacitifs du système de stockage de la 35 même manière que lors d'un freinage ou d'une décélération du véhicule.
De façon connue, les éléments de stockage capacitifs comprennent notamment un ensemble de capacités double-couches, autrement appelées supercapacités, supercondensateurs ou EDLC (Electrolytic Double Layer Capacitor) dans laquelle est stockée l'énergie électrique.
Cette énergie électrique stockée dans les éléments de stockage capacitifs peut ensuite être utilisée comme énergie principale ou d'appoint pour l'alimentation du moteur électrique du véhicule électrique. En outre, il est connu de disposer d'un système de stockage comprenant un convertisseur continu-continu connecté au réseau de puissance électrique du véhicule et un système d'entrainement et de récupération d'énergie comprenant un moyen de conversion du courant connecté lui aussi au réseau de puissance électrique du véhicule. Le convertisseur continu-continu permet d'adapter la tension variable des éléments de stockage capacitifs du système de stockage à la 15 tension continue de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie du véhicule. En outre, le convertisseur continu-continu doit être capable d'une part de transférer en mode moteur la puissance totale de traction/propulsion depuis les éléments de stockage capacitifs du système de stockage vers la 20 machine électrique réversible via le réseau de puissance électrique du véhicule et d'autre part de transférer en mode générateur la puissance totale de freinage depuis la machine électrique réversible vers les éléments de stockage capacitifs du système de stockage via le réseau de puissance électrique du véhicule. 25 Le moyen de conversion du courant permet quant à lui de faire varier la puissance alimentant la machine électrique réversible en mode moteur en fonction d'une commande provoquée par un utilisateur par exemple par l'intermédiaire de la pédale d'accélérateur du véhicule ou tout autre moyen de commande. 30 Le moyen de conversion du courant doit pouvoir également transférer l'énergie électrique en provenance de la machine électrique réversible lorsque celle-ci fonctionne en mode générateur vers les éléments de stockage capacitifs du système de stockage via le convertisseur continu-continu. 35 D'une façon connue en soi, le moyen de conversion du courant peut être soit un variateur de vitesse, soit un onduleur.
Un système de stockage connecté à un tel système d'entrainement et de récupération d'énergie via le réseau de distribution de puissance du véhicule est satisfaisant en ce qu'il est facilement adaptable à une chaine de traction/propulsion existante et permet de découpler les fonctions de traction/propulsion et de stockage. Ces deux fonctions sont généralement traitées par deux métiers différents au sein d'une même entreprise et l'intégration d'un système de stockage et d'un système d'entrainement et de récupération d'énergie sur un même réseau de distribution de puissance électrique d'un véhicule ne nécessite pas d'intervention de l'homme du métier ayant réalisé la fonction de traction/propulsion du véhicule. Cependant, un couplage entre un tel système de stockage et un tel système d'entrainement et de récupération d'énergie a pour inconvénient de cumuler les rendements de deux convertisseurs, celui du convertisseur continu-continu et celui du moyen de conversion du courant qui comprend également un convertisseur statique. Ce cumul de rendement diminue fortement l'efficacité énergétique du couplage entre un système de stockage et un système d'entrainement et de récupération d'énergie à cause du cumul des pertes de conversion.
Par ailleurs, un tel système de stockage a également pour inconvénient de devoir utiliser un convertisseur continu-continu ayant une masse et un encombrement non négligeable. La présente invention a pour but de remédier à tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus, en proposant une alternative à l'utilisation 25 d'un convertisseur continu-continu dans le système de stockage, notamment par un contrôle du système de stockage. A cet effet, la présente invention a pour objet un système de stockage d'énergie électrique d'un véhicule, destiné à être connecté à un réseau de distribution de puissance électrique, ce véhicule comportant un 30 système d'entrainement et de récupération d'énergie connecté au réseau de distribution de puissance électrique, ledit système d'entrainement et de récupération d'énergie étant configuré pour fonctionner dans une plage de tension de fonctionnement, le système de stockage comportant : 35 - des éléments de stockage capacitifs comprenant une tension maximale de fonctionnement et étant susceptibles d'être chargés par une tension de charge délivrée par le réseau de distribution de puissance électrique comprise dans la plage de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie, ledit système de stockage étant caractérisé en ce qu'il comprend 5 un dispositif de contrôle agencé pour : - autoriser la charge des éléments de stockage lorsque la tension des éléments de stockage est inférieure ou égale à la valeur de tension maximale de la plage de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie, 10 - interdire la charge des éléments de stockage capacitifs lorsque la tension du réseau de distribution de puissance électrique du véhicule est supérieure à la valeur de tension maximale de fonctionnement des éléments de stockage. Un tel système de stockage de l'énergie électrique d'un véhicule 15 augmente l'efficacité du couplage avec un système d'entrainement et de récupération d'énergie et assure l'adaptation en tension entre les éléments de stockage et le système d'entrainement et de récupération d'énergie. En effet, le système de stockage ne nécessite plus de convertisseur continu-continu. Ainsi, seul le rendement du moyen de 20 conversion du courant est pris en compte ce qui limite les pertes par cumul de conversion. De plus, la masse ainsi que l'encombrement d'un tel système de stockage est diminué. Selon un aspect de l'invention, le dispositif de contrôle comporte un 25 organe de mesure de la tension délivrée par les éléments de stockage ou par le réseau de distribution de puissance électrique du véhicule apte à transmettre au système d'entrainement et de récupération d'énergie une information destinée à provoquer l'arrêt de la récupération d'énergie par le système d'entrainement et de récupération d'énergie. 30 Cette disposition permet de surveiller la tension des éléments de stockage de manière à générer une consigne consistant à interrompre lorsque nécessaire la charge des éléments de stockage en stoppant directement la récupération d'énergie. L'interruption de la charge pourra être faite soit en agissant sur le 35 traitement de la consigne du système d'entrainement et de récupération d'énergie, soit en intervenant sur un moyen d'isolation électrique associé au système de stockage, par exemple en coupant sa connexion électrique avec le réseau de distribution de puissance électrique. Selon un aspect de l'invention, le dispositif de contrôle comprend des moyens d'isolation électrique agencés pour interrompre la récupération d'énergie lors d'un freinage, de préférence par l'interruption de l'approvisionnement d'énergie électrique par le système d'entrainement et de récupération d'énergie. Cette disposition permet d'interrompre la connexion électrique entre les éléments de stockage et le système d'entrainement et de 10 récupération d'énergie de manière à protéger les éléments de stockage d'éventuelles surtensions. Selon un aspect de l'invention, le système de stockage comprend un dispositif de première charge dit de pré-charge destiné à être connecté sur le réseau de distribution de puissance électrique entre les éléments de 15 stockage et le système d'entrainement et de récupération d'énergie. Cette disposition permet aux éléments de stockage d'atteindre leur tension minimale de fonctionnement lors de la mise sous tension du véhicule tout limitant le courant d'appel. Selon un aspect de l'invention, les éléments de stockage 20 comportent un ensemble de supercapacités agencées pour fournir plus de 75% de leur flux d'énergie disponible dans la plage de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie. L'énergie disponible est définie par la formule suivante : 1 , 25 dans laquelle E est la valeur de l'énergie disponible E et s'exprime en joule, C est la valeur de la capacité équivalente de la combinaison en série et/ou parallèle des éléments de stockage 11 et s'exprime en Farad, V est la valeur de tension totale délivrée par l'ensemble des éléments de stockage 11 et s'exprime en volt. 30 Selon un aspect de l'invention, les supercapacités sont montées en série et/ou en parallèle. La présente invention a également pour objet un système d'entrainement et de récupération d'énergie d'un véhicule, ce véhicule comportant : 35 - un réseau de distribution de puissance électrique, et - un système de stockage de l'énergie électrique du véhicule tel que décrit précédemment connecté au réseau de distribution de puissance électrique, le système d'entrainement et de récupération d'énergie étant 5 caractérisé en ce que la plage de tension de fonctionnent du système d'entrainement et de récupération d'énergie correspond à la plage de tension de fonctionnent du moyen de conversion de courant. Selon un aspect de l'invention, le système d'entrainement et de récupération d'énergie comprend un générateur agencé pour fonctionner sur 10 une plage de tension de fonctionnement, ladite plage de tension de fonctionnement du générateur comprenant une valeur de tension minimale correspondant à la valeur minimale de la plage de tension de fonctionnement du moyen de conversion de courant. Ainsi, l'énergie prioritairement utilisée est celle provenant du 15 système de stockage, l'énergie du générateur prenant la suite lorsqu'en se déchargeant le système de stockage atteint la tension de fonctionnement du générateur. De la même manière, lors d'une phase de récupération d'énergie, la tension à vide du générateur correspond à la tension de début de charge du 20 système de stockage. La présente invention a également pour objet un véhicule électrique comprenant un réseau de distribution de puissance électrique sur lequel est connecté un système de stockage tel que décrit précédemment et un système d'entrainement et de récupération d'énergie tel que décrit 25 précédemment. La présente invention a également pour objet un procédé de contrôle d'un système de stockage de l'énergie électrique d'un véhicule, ce véhicule comportant : - un réseau de distribution de puissance électrique, et 30 - un système d'entrainement et de récupération d'énergie connecté au réseau de distribution de puissance électrique, le système de stockage comportant : - des éléments de stockage capacitifs comprenant une tension maximale de fonctionnement et étant susceptibles d'être chargés par une 35 tension de charge délivrée par le réseau de distribution de puissance électrique comprise dans la plage de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie, ledit système d'entrainement et de récupération d'énergie étant configuré pour fonctionner dans une plage de tension de fonctionnement, ledit procédé de contrôle étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à contrôler la tension de charge des éléments de stockage ou la tension du réseau de distribution de puissance électrique du véhicule de manière à: - autoriser la charge des éléments de stockage lorsque la tension 10 des éléments de stockage est inférieure ou égale à la valeur de tension maximale de la plage de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie, ou - interdire la charge des éléments de stockage capacitifs lorsque la tension du réseau de distribution de puissance électrique du véhicule est 15 supérieure à la valeur de tension maximale de fonctionnement des éléments de stockage capacitifs. Selon une mise en oeuvre du procédé, l'étape de contrôle de la tension de charge des éléments de stockage capacitif ou de la tension du réseau de distribution de puissance électrique du véhicule comprend des sous-20 étapes consistant à: (i) mesurer la tension délivrée par les éléments de stockage capacitifs ou par le réseau de distribution de puissance électrique du véhicule, et (ii) transmettre au système d'entrainement et de récupération 25 d'énergie une information destinée à provoquer l'arrêt de la récupération d'énergie par le système d'entrainement et de récupération d'énergie. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, un système de stockage, un système 30 d'entrainement et de récupération d'énergie ou un véhicule mettant en oeuvre les étapes d'un procédé selon l'invention. La figure 1 représente un schéma de principe d'un réseau de distribution de puissance électrique du véhicule sur lequel est connecté un système de stockage de l'état de la technique comme énergie principale ou 35 comme énergie d'appoint et un système d'entrainement et de récupération d'énergie de l'état de la technique.
La figure 2 représente un schéma fonctionnel synoptique illustrant le principe de régulation d'une machine électrique d'un système d'entrainement et de récupération d'énergie de l'état de la technique connecté au réseau de distribution de puissance électrique du véhicule avec un système de stockage selon l'état de la technique. La figure 3 montre une courbe illustrant le ratio de flux d'énergie électrique disponible d'un condensateur en fonction de son état de charge. La figure 4 montre une courbe identique à celle de la figure 3 sur laquelle a été rajoutée une plage de fonctionnement d'un générateur.
La figure 5 représente un schéma de principe d'un réseau de distribution de puissance électrique du véhicule sur lequel est connecté un système de stockage selon l'invention comme énergie principale ou comme énergie d'appoint et un système d'entrainement et de récupération d'énergie selon l'invention.
La figure 6 représente un schéma fonctionnel synoptique illustrant le principe de régulation d'une machine électrique réversible d'un système d'entrainement et de récupération d'énergie selon l'invention connecté au réseau de distribution de puissance électrique du véhicule avec un système de stockage selon l'invention.
La figure 7 est un schéma synoptique d'un véhicule selon l'invention. Comme illustré aux figures 1 et 7, un véhicule électrique 1 comporte un réseau de distribution de puissance électrique 2 sur lequel sont connectés un système d'entrainement et de récupération d'énergie 20 et un 25 système de stockage 10. Selon l'état de la technique, le système d'entrainement et de récupération d'énergie 20 comprend une machine électrique réversible 21 et un moyen de conversion du courant. Dans l'exemple présenté, le moyen de conversion du courant 22 30 est un variateur de vitesse. Le système de stockage 10 comprend quant à lui des éléments de stockage capacitifs 11 et un convertisseur continu-continu 23. Dans un mode de fonctionnement dit moteur du système d'entrainement et de récupération d'énergie 20, les éléments de stockage 35 capacitifs 11 du système de stockage 10 délivrent l'énergie électrique emmagasinée dans le réseau de distribution de puissance électrique 2.
Cette énergie électrique applique une tension au convertisseur continu-continu 23 qui adapte cette tension de manière à ce qu'elle puisse être injectée dans le réseau de distribution de puissance électrique 2 puis utilisée par le variateur de vitesse 22 pour contrôler la vitesse de rotation et le couple du moteur 21 selon une commande de l'utilisateur, notamment via la pédale d'accélérateur du véhicule ou tout autre moyen de commande. Les caractéristiques intrinsèques du variateur de vitesse 22 et du moteur 21 définissent une plage de tension de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie 20, notamment une tension minimale permettant la mise en mouvement du moteur 21 et une tension maximale supportée par le variateur de vitesse 22. Le mode de fonctionnement moteur du système d'entrainement et de récupération d'énergie 20 est utilisé lors des phases de mise en mouvement du véhicule ou d'accélération.
Dans un mode de fonctionnement dit générateur du système d'entrainement et de récupération d'énergie 20, le moteur 21 produit de l'énergie électrique et applique une tension au variateur de vitesse 22. Le système d'entrainement et de récupération d'énergie 20 entame alors une phase de récupération d'énergie.
Cette tension est injectée dans le réseau de distribution de puissance électrique 2 puis transmise au convertisseur continu-continu 23 qui adapte cette tension en une tension de charge pour les éléments de stockage 11 du système de stockage 10. Le mode de fonctionnement générateur du système d'entrainement 25 et de récupération d'énergie 20 est utilisé lors des phases de freinage ou de décélération du véhicule. En outre, le système de stockage 10 peut être utilisé comme énergie principale ou d'appoint dans un véhicule 1. Dans le cas d'une utilisation du système de stockage 10 comme 30 énergie d'appoint, le véhicule 1 comprend une source d'énergie supplémentaire 5 apparaissant en pointillé sur la figure 1. Cette source d'énergie 5 peut par exemple être un moteur thermique entrainant un alternateur connecté au réseau de distribution de puissance 2 du véhicule 1. 35 Ce type de configuration se rencontre notamment dans les véhicules 1 dits hybrides.
Dans le cas d'une utilisation du système de stockage 10 comme énergie principale, le véhicule 1 comprend uniquement le système de stockage 10 comme source d'énergie pouvant alimenter le moteur électrique 21. Ce type de configuration se rencontre notamment dans les 5 véhicules 1 destinés au transport de passagers ou une recharge rapide des éléments de stockage 11 est possible. Comme illustré à la figure 2, une régulation du moteur électrique 21 du système d'entrainement et de récupération d'énergie 20 selon l'état de la technique peut être réalisée selon deux chaines directes d'action CD1, CD2 et 10 deux chaines de retour ou d'information CR1, CR2. La première chaine directe d'action CD1 comprend un premier comparateur CP1, typiquement un soustracteur, un premier bloc de régulation par exemple proportionnel intégral P11, un deuxième comparateur CP2, la deuxième chaine directe d'action CD2 et le moteur 21. 15 La deuxième chaine directe d'action CD2 comprend un deuxième bloc de régulation par exemple proportionnel intégral P12, et un bloc de transformation de couple/flux en courant/tension TR1. La première chaine de retour CR1 relie le moteur 21 au premier comparateur CP1. 20 La deuxième chaine de retour CR2 comprend un bloc de transformation des courants en couple de flux TR2 et relie l'entrée du moteur électrique 21 au deuxième comparateur CP2. Une vitesse de consigne VC, par exemple transmise par un utilisateur par l'intermédiaire de la pédale d'accélérateur du véhicule 1, ainsi 25 qu'une vitesse mesurée VM issue de la première chaine de retour est appliquée au premier comparateur CP1 de manière à en déduire un couple de consigne C à appliquer au moteur électrique 21. Ce couple de consigne C est ensuite corrigée par le premier bloc de régulation P11 qui en déduit une valeur de couple de consigne corrigée CcoR 30 appliquée au deuxième comparateur CP2. Le bloc de transformation des courants en couple de flux TR2 de la deuxième chaîne de retour CR2 réalise une fonction de transfert permettant de déduire une valeur de couple calculée CcAL à partir de mesure de courants 11, 12 circulant sur plusieurs phases du moteur électrique 21. 35 Cette valeur de couple calculée CcAL est ensuite comparée à la valeur de consigne de couple corrigée CcoR par le deuxième comparateur CP2.
De cette comparaison résulte un flux de consigne calculé FcAL à appliquer au moteur électrique. Ce flux de consigne calculé FcAL est ensuite corrigé par le deuxième bloc de régulation P12 qui en déduit une valeur de flux de consigne 5 corrigé FcOR Cette valeur de flux de consigne corrigé FcoR est ensuite appliquée en entrée du bloc de transformation de couple/flux en courant/tension TR1. Le bloc de transformation de couple/flux en courant/tension TR1 tend alors à ajuster un flux F pouvant provenir du système de stockage 10 avec 10 la valeur de consigne de flux corrigée FcoR de manière à appliquer au moteur électrique 21 un flux F permettant à ce dernier d'atteindre rapidement la vitesse de consigne VC. La présente invention se base sur la constatation selon laquelle 75% du flux d'énergie d'un condensateur classique ou d'un super-15 condensateur est disponible entre Vn et Vn/2 alors que 90% du flux d'énergie est disponible entre Vn et Vn/3. Une telle constatation peut être déduite du graphe de la figure 3. Ainsi, le dimensionnement du système de stockage 10 est effectué en faisant coïncider la plage de tension de fonctionnement du variateur de 20 vitesse 22 avec une plage de tension admissible pour définir l'état de charge des éléments de stockage capacitifs 11, par exemple entre Vn et Vn/2,où Vn est la tension maximale de fonctionnement des éléments de stockage 11. Ce dimensionnement peut être optimisé par l'utilisation des technologies de super-condensateurs ou supercapacités hybrides agencées 25 pour fournir plus de 75% de leur flux d'énergie disponible dans la plage de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie. Comme mentionné précédemment, cette énergie disponible autrement appelée énergie utile est définie par la formule : 1 E = -2 C17' 30 Ces super-condensateurs dits « hybrides » tels que par exemple les condensateurs au Lithium, possèdent une densité énergétique plus importante que des supercapacités classiques et permettent l'utilisation de 75% de leur flux d'énergie disponible entre par exemple Vn et 2Vn/3. Cette faculté offre une meilleure adaptation de la plage de tension de l'énergie utile à 35 la plage de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie 20.
Cette disposition permet d'augmenter la densité énergétique des éléments de stockage sur une partie plus importante de la plage de tension de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie, et donc de faciliter le contrôle de la charge des éléments de stockage 11 par un dispositif de contrôle 12. Comme illustré à la figure 5, un véhicule électrique 1 selon l'invention comporte également un réseau de distribution de puissance électrique 2 sur lequel sont connectés un système d'entrainement et de récupération d'énergie 20 et un système de stockage 10.
Cependant, à la différence d'un système de stockage 10 de l'état de la technique, le système de stockage 10 selon l'invention ne comprend plus de convertisseur continu-continu 23. En effet, le système de stockage 10 comprend uniquement des éléments de stockages capacitifs 11 et le dispositif de contrôle 12 de la charge 15 des éléments de stockage capacitifs 11. Comme illustré à la figure 6, une régulation du moteur électrique 21 du système d'entrainement et de récupération d'énergie 20 selon l'invention diffère d'une régulation du moteur électrique 21 d'un système d'entrainement et de récupération d'énergie 20 selon l'état de la technique en ce qu'elle réalise 20 notamment en plus une mesure de tension TmEs sur les éléments de stockage capacitifs 11 pour connaitre l'état de charge de ces derniers ou sur le réseau de distribution de puissance électrique 2 pour connaitre la valeur d'une éventuelle tension de charge des éléments de stockage capacitifs 11. Un bloc de transformation de tension en consigne d'arrêt de 25 récupération d'énergie TR3 interprète ensuite cette mesure de tension TmEs et délivre éventuellement une consigne d'arrêt de récupération d'énergie INFOsTop si cette mesure de tension TmEs est supérieure à la valeur de tension maximale Vn des éléments de stockage 11. Cette consigne d'arrêt de récupération d'énergie INFOsTop est 30 reçue par un bloc de limitation de consigne de couple LIM qui limite la valeur du couple de consigne corrigée CcoR à une valeur de couple de consigne limitée Cum qui est comparée par le deuxième comparateur CP2 à la valeur de couple calculée CCAL. Dans l'exemple présenté, cette information « fin de charge » 35 INFOsTop du système de stockage 10 est envoyée au variateur de vitesse 22.
Celui-ci stoppe alors l'envoi d'énergie vers le réseau de distribution de puissance 2. Ceci peut être obtenu soit en pilotant le moteur 21 de manière à ce qu'aucune énergie ne soit renvoyée par le variateur de vitesse 22, soit en 5 dérivant cette énergie vers des résistances dites de freinage. L'organe de mesure de tension 13 permettant la mesure de tension TmEs, le bloc de transformation de tension en consigne d'arrêt de récupération d'énergie TR3 ainsi que le bloc de limitation de consigne de couple LIM sont plus généralement compris dans un dispositif de contrôle 12 du système de 10 stockage 10. Ce dispositif de contrôle 12 est agencé pour : - autoriser la charge des éléments de stockage capacitifs 11 lorsque la tension des éléments de stockage capacitifs 11 est inférieure ou égale à la valeur de tension maximale de la plage de fonctionnement du 15 système d'entrainement et de récupération d'énergie 20, et - interdire la charge des éléments de stockage capacitifs 11 lorsque la tension éléments de stockage du réseau de distribution de puissance électrique 2 du véhicule est supérieure à la valeur de tension maximale Vn des éléments de stockage capacitifs 11. 20 Ces deux conditions sont également comprises dans une étape d'un procédé de contrôle selon l'invention consistant à contrôler la tension de charge des éléments de stockage capacitifs 11. Dans l'exemple présenté, le système de stockage 10 doit intégrer des caractéristiques intrinsèques du variateur de vitesse 22, notamment sa 25 plage de fonctionnement en tension de manière à définir une plage de fonctionnement des éléments de stockage capacitifs 11 en fonction de la plage de fonctionnement du variateur de vitesse 22. Cette intégration est réalisée par le dimensionnement du système de stockage 10 lors de l'installation du système de stockage 10 dans le 30 véhicule 1 Selon une variante illustrée par le graphe de la figure 4, lorsque le système de stockage 10 constitue l'énergie d'appoint du véhicule illustrée par la courbe de tension A sur le graphe de la figure 4 et que l'énergie principale est fournie par un générateur 5 illustrée par la plage de tension de 35 fonctionnement du générateur B sur le graphe de la figure 4, par exemple un générateur thermique ou biomasse, ou une pile à combustible, alors la tension de charge des éléments de stockage capacitifs 11 du système de stockage 10 est calculée de manière à ce que la plage de tension admissible pour définir l'état de charge des éléments de stockage 11 du système de stockage 10 soit située au-delà de la plage de tension de fonctionnement du générateur 5.
Dans ce cas, la plage de tension de fonctionnement du générateur 5 comprend une valeur de tension minimale correspondant à la valeur minimale de la plage de tension de fonctionnement du moyen de conversion de courant 22. De cette manière, l'énergie prioritairement utilisée est celle 10 provenant du système de stockage 10, l'énergie du générateur 5 prenant la suite lorsqu'en se déchargeant le système de stockage 10 atteint la tension de fonctionnement du générateur 5. De la même manière lors d'une phase de récupération d'énergie, la tension à vide du générateur 5 correspondra à la tension de début de charge 15 du système de stockage 10. Selon une variante de l'invention, le dispositif de contrôle 12 peut comprendre des moyens d'isolation électrique (non représentés) des éléments de stockage 10 qui coupent électriquement la connexion entre les éléments de stockage capacitifs 11 et le réseau de distribution de puissance électrique, de 20 sorte à permettre l'isolement des éléments de stockage capacitifs 11 tout en permettant au système d'entrainement et de récupération d'énergie 20 de continuer à fonctionner. Enfin, le système de stockage 10 peut comprendre un dispositif de première charge (non représenté) dit de pré-charge destiné à être connecté sur 25 le réseau de distribution de puissance électrique 2 entre les éléments de stockage capacitifs 11 et le système d'entrainement et de récupération d'énergie 20 qui permet au système de stockage 20 d'atteindre sa tension minimum de fonctionnement à la mise sous tension du véhicule tout en minimisant le courant d'appel.
30 Ce dispositif résistif est ensuite effacé par insertion en parallèle d'un chemin de courant. Un relais statique ou contacteur électromécanique peut être utilisé à cet effet. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples particuliers de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et 35 qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Système de stockage (10) d'énergie électrique d'un véhicule (1), destiné à être connecté à un réseau de distribution de puissance électrique (2) ce véhicule (1) comportant un système d'entrainement et de récupération d'énergie (20) connecté au réseau de distribution de puissance électrique (2), ledit système d'entrainement et de récupération d'énergie (20) étant configuré pour fonctionner dans une plage de tension de fonctionnement, le système de stockage (10) comportant : - des éléments de stockage capacitifs (11) comprenant une tension maximale de fonctionnement (Vn) et étant susceptibles d'être chargés par une tension de charge délivrée par le réseau de distribution de puissance électrique (2) comprise dans la plage de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie (20), ledit système de stockage (10) étant caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de contrôle (12) agencé pour : - autoriser la charge des éléments de stockage capacitifs (11) lorsque la tension des éléments de stockage capacitifs (11) est inférieure ou égale à la valeur de tension maximale de la plage de fonctionnement du 20 système d'entrainement et de récupération d'énergie (20), - interdire la charge des éléments de stockage capacitifs (11) lorsque la tension du réseau de distribution de puissance électrique (2) du véhicule (1) est supérieure à la valeur de tension maximale de fonctionnement (Vn) des éléments de stockage (11). 25
  2. 2. Système de stockage (10) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de contrôle (12) comporte un organe de mesure (13) de la tension délivrée par les éléments de stockage capacitifs (11) ou par le réseau de distribution de puissance électrique (2) du véhicule (1) apte à transmettre au système d'entrainement et de récupération d'énergie (20) une 30 information (INFOsTop) destinée à provoquer l'arrêt de la récupération d'énergie par le système d'entrainement et de récupération d'énergie (20).
  3. 3. Système de stockage (10) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le dispositif de contrôle (12) comprend des moyens d'isolation électrique des éléments de stockage capacitifs (11). 35
  4. 4. Système de stockage (10) selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant un dispositif de première charge dit de pré-charge destiné à êtreconnecté sur le réseau de distribution de puissance électrique (2) entre les éléments de stockage capacitifs (11) et le système d'entrainement et de récupération d'énergie (20).
  5. 5. Système de stockage (10) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les éléments de stockage capacitifs (11) comportent un ensemble de supercapacités en particulier des supercapacités hybrides agencées pour fournir plus de 75% de leur flux d'énergie disponible dans la plage de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie.
  6. 6. Système d'entrainement et de récupération d'énergie (20) d'un 10 véhicule (1), ce véhicule (1) comportant : - un réseau de distribution de puissance électrique (2), et - un système de stockage (10) de l'énergie électrique du véhicule (1) selon l'une des revendications 1 à 5 connecté au réseau de distribution de puissance électrique (2), 15 le système d'entrainement et de récupération d'énergie (20) étant caractérisé en ce que la plage de tension de fonctionnent du système d'entrainement et de récupération d'énergie (20) correspond à la plage de tension de fonctionnement du moyen de conversion de courant (22).
  7. 7. Système d'entrainement et de récupération d'énergie (20) selon 20 la revendication 6, comprenant un générateur (5) agencé pour fonctionner sur une plage de tension de fonctionnement, ladite plage de tension de fonctionnement du générateur (5) comprenant une valeur de tension minimale correspondant à la valeur minimale de la plage de tension de fonctionnement du moyen de conversion de courant (22). 25
  8. 8. Véhicule électrique (1) comprenant un réseau de distribution de puissance électrique (2) sur lequel est connecté un système de stockage (10) selon l'une des revendications 1 à 5 et un système d'entrainement et de récupération d'énergie (20) selon l'une des revendications 6 ou 7.
  9. 9. Procédé de contrôle d'un système de stockage (10) de l'énergie 30 électrique d'un véhicule (1), ce véhicule (1) comportant : - un réseau de distribution de puissance électrique (2), et - un système d'entrainement et de récupération d'énergie (20) connecté au réseau de distribution de puissance électrique (2), le système de stockage (10) comportant : 35 - des éléments de stockage capacitifs (11) comprenant une tension maximale de fonctionnement (Vn) et étant susceptibles d'être chargés par unetension de charge délivrée par le réseau de distribution de puissance électrique (2) comprise dans la plage de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie (20), ledit système d'entrainement et de récupération d'énergie (20) 5 étant configuré pour fonctionner dans une plage de tension de fonctionnement, ledit procédé de contrôle étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à contrôler la tension de charge des éléments de stockage capacitifs (11) ou la tension du réseau de distribution de puissance électrique (2) du véhicule (1) de manière à:
  10. 10 - autoriser la charge des éléments de stockage capacitifs (11) lorsque la tension des éléments de stockage est inférieure ou égale à la valeur de tension maximale de la plage de fonctionnement du système d'entrainement et de récupération d'énergie (20), ou - interdire la charge des éléments de stockage capacitifs (11) 15 lorsque la tension du réseau de distribution de puissance électrique (2) du véhicule (1) est supérieure à la valeur de tension maximale de fonctionnement (Vn) des éléments de stockage capacitifs (11). 10. Procédé de contrôle selon la revendication 9, dans laquelle l'étape de contrôle de la tension de charge des éléments de stockage 20 capacitif (11) ou de la tension du réseau de distribution de puissance électrique (2) du véhicule (1) comprend des sous-étapes consistant à: (i) mesurer la tension délivrée par les éléments de stockage capacitifs (11) ou par réseau de distribution de puissance électrique (2) du véhicule (1), et 25 (ii) transmettre au système d'entrainement et de récupération d'énergie (20) une information (INFOsTop) destinée à provoquer l'arrêt de la récupération d'énergie par le système d'entrainement et de récupération d'énergie (20).
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