FR3123768A3 - Procédé d’alimentation d’au moins un récepteur électrique et unité de stockage d’électricité correspondante - Google Patents
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Abstract
Procédé d’alimentation d’au moins un récepteur électrique et unité de stockage d’électricité correspondante Le procédé d’alimentation est réalisé à l’aide d’une unité de stockage d’électricité (2) comprenant un unique boîtier (4) intégrant une batterie (6) comprenant une pluralité d’accumulateurs électriques (10) rechargeables, un système électronique de gestion de batterie à commutation (8) configuré pour gérer la charge et la décharge de chacun des accumulateurs électriques (10) de manière individuelle, une ou plusieurs prise(s) d’entrée (12) et une ou plusieurs prise(s) de sortie (14). Le procédé d’alimentation comprend, simultanément, la recharge de la batterie (6) en connectant l’unité de stockage d’électricité (2) à une ou plusieurs source(s) d’électricité (32) et l’alimentation d’un ou plusieurs récepteur(s) électrique(s) (30) en le(s) raccordant à l’unité de stockage d’électricité (2). Figure pour l'abrégé : Figure unique
Description
La présente invention concerne le domaine de l’alimentation de récepteurs électriques, en particulier dans des zones géographiques où l’accès à l’électricité est difficile.
Un récepteur électrique désigne de manière générale un appareil qui est alimenté en énergie électrique pour permettre son fonctionnement.
Il existe des zones géographiques dans lesquelles l’accès à l’électricité est difficile, soit parce qu’il n’y a pas de réseau de distribution d’électricité, soit par ce qu’il y a un réseau de distribution d’électricité défaillant, par exemple parce qu’il ne fournit pas d’électricité en continu, la distribution d’électricité étant parfois interrompue, de manière planifiée ou non.
Or, l’accès à l’électricité est nécessaire pour satisfaire des besoins parfois essentiels, en particulier pour l’alimentation électrique de récepteurs électriques comme des réfrigérateurs pour le stockage de produits médicaux ou de produits alimentaires, des dispositifs d’éclairage, des ordinateurs, des appareils médicaux...
Afin de fournir un accès à l’électricité dans de telles zones géographiques, il est possible de prévoir un dispositif d’alimentation électrique, qui peut être mobile ou statique, comprenant un dispositif photovoltaïque pour générer de l’énergie électrique à partir de l’énergie solaire, une batterie pour stocker de l’énergie électrique, un chargeur de batterie pour charger la batterie à partir du dispositif photovoltaïque ou éventuellement d’une autre source d’énergie électrique, un convertisseur pour fournir un courant électrique approprié à partir de la batterie pour l’alimentation de récepteurs électriques, et des prises électriques pour brancher les récepteurs électriques sur le dispositif d’alimentation électrique. Un tel dispositif d’alimentation électrique est décrit par exemple dans WO2020/260349A1.
Cependant, la mise en place d’un tel dispositif d’alimentation électrique peut s’avérer difficile en pratique. En effet, il est nécessaire de raccorder entre eux les différents composants du dispositif d’alimentation électrique de manière appropriée. En outre, les différents composants du dispositif d’alimentation électrique peuvent présenter des disfonctionnements nécessitant des opérations de maintenance.
Un des buts de l’invention est de proposer un procédé d’alimentation en énergie électrique d’au moins un récepteur électrique, qui permette une alimentation en énergie électrique efficace et facile à mettre en œuvre.
A cet effet, l’invention propose un procédé d’alimentation d’un ou plusieurs récepteur(s) électrique(s) à l’aide d’une unité de stockage d’électricité, de préférence transportable ou portative, l’unité de stockage d’électricité comprenant un unique boîtier intégrant :
- une batterie comprenant une pluralité d’accumulateurs électriques rechargeables,
- un système électronique de gestion de batterie à commutation configuré pour gérer la charge et la décharge de chacun des accumulateurs électriques de manière individuelle,
- une ou plusieurs prise(s) d’entrée, chaque prise d’entrée étant prévue pour le raccordement d’une source d’électricité à l’unité de stockage d’électricité pour la recharge de la batterie, et
- une ou plusieurs prise(s) de sortie, chaque prise de sortie étant prévue pour le raccordement d’un récepteur électrique à l’unité de stockage d’électricité en vue de l’alimentation du récepteur électrique à l’aide de la batterie,
le procédé d’alimentation comprenant, simultanément, la recharge de la batterie en connectant l’unité de stockage d’électricité à une ou plusieurs source(s) d’électricité et l’alimentation d’un ou plusieurs récepteur(s) électrique(s) en le(s) raccordant à l’unité de stockage d’électricité.
Selon des modes de mise en œuvre particuliers, le procédé d’alimentation comprend une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- la recharge de la batterie est réalisée en connectant l’unité de stockage simultanément à plusieurs sources d’électricité ;
- la (les) source(s) d’électricité est(incluent) un réseau de distribution d’électricité ;
- le réseau de distribution d’électricité possède des périodes de délestage ;
- la(les) source(s) d’électricité est(incluent) un dispositif photovoltaïque ;
- le système électronique de gestion de batterie à commutation est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter les accumulateurs électriques entre eux et à une prise de sortie de manière à générer un courant à tension continue sur cette prise de sortie ;
- le système électronique de gestion de batterie à commutation est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter les accumulateurs électriques entre eux et à une prise de sortie de manière à générer un courant à tension variable sur cette prise de sortie, en particulier un courant à tension alternative ;
- le système électronique de gestion de batterie à commutation est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter les accumulateurs électriques de manière à générer simultanément une premier courant sur une première prise de sortie et un deuxième courant sur une deuxième prise de sortie, le premier courant étant différent du deuxième courant ;
- il comprend un mode d’utilisation comprenant la recharge de la batterie sur un lieu de recharge en connectant l’unité de stockage d’électricité à une ou plusieurs sources d’électricité et l’alimentation d’un ou plusieurs récepteur(s) électrique(s) en le(s) raccordant à l’unité de stockage d’électricité sur un lieu d’utilisation, de préférence différent du lieu de recharge, l’unité de stockage d’électricité étant déconnecté de toute source d’électricité ;
- la batterie possède une puissance égale ou supérieure à 500W et/ou une capacité égale ou supérieure à 1kWh.
L’invention concerne aussi une unité de stockage d’électricité, de préférence transportable ou portative, comprenant un unique boîtier intégrant :
- une batterie comprenant plusieurs accumulateurs électriques rechargeables,
- un système électronique de gestion de batterie à commutation configuré pour gérer la charge et la décharge de chacun des accumulateurs électriques de manière individuelle,
- une ou plusieurs prise(s) d’entrée, chaque prise d’entrée étant prévue pour le raccordement d’une source d’électricité à l’unité de stockage d’électricité pour la recharge de la batterie, et
- une ou plusieurs prise(s) de sortie, chaque prise de sortie étant prévue pour le raccordement d’un récepteur électrique à l’unité de stockage d’électricité en vue de l’alimentation du récepteur électrique à l’aide de la batterie,
dans laquelle le système électronique de gestion de batterie à commutation est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, réaliser simultanément la recharge de la batterie à partir d’une ou plusieurs source(s) d’électricité raccordé(s) à l’unité de stockage d’électricité, et l’alimentation d’un ou plusieurs récepteur(s) électrique(s) en le(s) raccordé(s) à l’unité de stockage d’électricité.
Selon des modes de réalisation particuliers, l’unité de stockage d’électricité comprend une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le système électronique de gestion de batterie à commutation est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter les accumulateurs électriques entre eux et à une prise de sortie de manière à générer un courant à tension continue sur cette prise de sortie ;
- le système électronique de gestion de batterie à commutation est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter les accumulateurs électriques entre eux et à une prise de sortie de manière à générer un courant à tension variable sur cette prise de sortie, en particulier un courant à tension alternative ;
- le système électronique de gestion de batterie à commutation est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter les accumulateurs électriques de manière à générer simultanément une premier courant sur une première prise de sortie et un deuxième courant sur une deuxième prise de sortie, le premier courant étant différent du deuxième courant ;
- le premier courant et le deuxième courant sont deux courants monophasés à tensions continues, deux courants monophasés à tensions variables, deux courants monophasés à tensions alternatives, en particulier sinusoïdales, un courant monophasé à tension continue et un courant monophasé à tension variable ou un courant monophasé à tension continue et un courant monophasé à tension alternative ;
- la batterie possède une puissance égale ou supérieure à 500W et/ou une capacité égale ou supérieure à 1kWh.
L’invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence à la annexée, qui illustre une unité de stockage d’électricité configurée pour la mise en œuvre d’un procédé d’alimentation en énergie électrique d’un ou plusieurs récepteur(s) électrique(s).
L’unité de stockage d’électricité 2 illustrée sur la est intégrée (ou « tout-en-un »). Elle comprend un unique boîtier 4 contenant une batterie 6 pour le stockage d’énergie électrique et un système électronique de gestion de batterie à commutation 8 (ci-après « système de gestion de batterie 8 »).
La batterie 6 comprend une pluralité d’accumulateurs électriques 10.
Chaque accumulateur électrique 10 est un élément de stockage d’énergie électrique (ou « cellule électrique ») propre à stocker de l’énergie électrique pour la restituer ultérieurement.
Chaque accumulateur électrique 10 est rechargeable. Chaque accumulateur électrique 10 est capable de recevoir et stocker de l’énergie électrique provenant d’une source d’électricité, et de délivrer de l’énergie électrique préalablement stockée à un récepteur électrique.
Lorsqu’un accumulateur électrique 10 reçoit de l’électricité pour la stocker, l’accumulateur électrique 10 est en charge, et lorsque l’accumulateur électrique 10 fournit de l’électricité, l’accumulateur électrique 10 est en décharge.
Chaque accumulateur électrique 10 est électrochimique. Chaque accumulateur électrique 10 électrochimique est configuré pour stocker l’énergie électrique sous forme électrochimique.
Lors de la charge de l’accumulateur électrique 10 électrochimique, l’énergie électrique reçue est utilisée pour réaliser une réaction électrochimique permettant de stocker l’électricité sous forme chimique, et lors de la décharge de l’accumulateur électrique 10 électrochimique, la réaction électrochimique inverse est réalisée pour restituer l’électricité.
La batterie 6 possède de préférence une puissance égale ou supérieure à 500Wet/ou une capacité de stockage égale ou supérieure à 1kWh. Une telle puissance et une telle capacité permettent par exemple l’alimentation en électricité d’installations électriques domestiques à l’aide de l’unité de de stockage d’électricité 2.
La capacité de stockage de la batterie 6 est égale à la somme des capacités de stockage individuelles des accumulateurs électriques 10.
Les accumulateurs électriques 10 sont de préférence identiques. Ils possèdent dans ce cas la même capacité de stockage individuelle.
L’unité de stockage d’électricité 2 comprend une ou plusieurs prise(s) d’entrée 12 prévue(s) sur le boîtier 4, chaque prise d’entrée 12 étant configurée pour raccorder l’unité de stockage d’électricité 2 à une source d’énergie électrique.
L’unité de stockage d’électricité comprend une ou plusieurs prise(s) de sortie 14 prévue(s) sur le boîtier 4, chaque prise de sortie 14 étant configurée pour raccorder un récepteur électrique à l’unité de stockage d’électricité 2.
Le système de gestion de batterie 8 est configuré pour réaliser différents schémas de connexions entre les accumulateurs électriques 10, la ou les prise(s) d’entrée 12 et la ou les prise(s) de sortie 14.
Chaque accumulateur électrique 10 comprend par exemple deux bornes 10A, 10B, chacune reliée au système de gestion de batterie 8, ce dernier étant configuré pour la réalisation de différents schémas de connexion entre les bornes 10A, 10B des accumulateurs électriques 10, la ou les prise(s) d’entrée 12 et la ou les prise(s) de sortie 14.
Le système de gestion de batterie 8 est configuré pour gérer la charge et la décharge de chaque accumulateur électrique 10 de manière individuelle.
Par exemple, le système de gestion de batterie 8 est configuré pour raccorder chaque accumulateur électrique 10, de manière individuelle, à une prise d’entrée 12 ou à une prise de sortie 14.
Le système de gestion de batterie 8 est configuré pour, simultanément, charger un ou plusieurs accumulateur(s) électrique(s) 10 à partir d’au moins une source d’énergie électrique raccordée à une prise d’entrée 12, et décharger un ou plusieurs accumulateur(s) électrique(s) 10 pour alimenter au moins un récepteur électrique raccordé à une prise de sortie 14.
Dans un tel cas, chaque accumulateur électrique 10 en charge est par exemple raccordé par le système de gestion de batterie 8 à une prise d’entrée 12 et chaque accumulateur électrique 10 en décharge est raccordé par le système de gestion de batterie 8 à une prise de sortie 14.
Le système de gestion de batterie 8 est configuré pour réaliser différents schémas de connexion des accumulateurs électriques 10 entre eux et avec la(les)à prise(s) de d’entrée 12 et la(les)prises de sortie 14.
Un accumulateur électrique 10 délivre une tension sensiblement continue, i.e. qui présente une valeur constante au cours du temps. Cette tension continue varie peu avec le taux de charge de l’accumulateur électrique 10.
Par ailleurs, la tension aux bornes d’un groupe d’accumulateurs électriques 10 connectés en série est égale à la somme des tensions individuelles des différents accumulateurs électriques 10 connectés en série.
Ainsi, il est possible de connecter des accumulateurs électrique 10 à une prise de sortie 14 de manière à fournir sur cette prise de sortie 14 un courant présentant une tension continue déterminée, en connectant à cette prise de sortie 14 un groupe d’accumulateurs électriques 10 reliés en série pour fournir la tension requise.
Il est aussi possible de connecter des accumulateurs électriques 10 à une prise de sortie 14 de manière à fournir sur cette prise de sortie 14 un courant présentant une tension variable en faisant varier en fonction du temps le nombre d’accumulateurs électriques 10 dans un groupe d’accumulateurs électrique 10 connectés en série à cette prise de sortie 14.
En outre, la tension aux bornes 10A, 10B de chaque accumulateur électrique 10 d’un groupe d’accumulateurs électriques 10 connectés en parallèle est la même, le groupe d’accumulateurs électriques 10 pouvant fournir une intensité supérieure à celle pouvant être fournie par chaque accumulateur électrique 10 pris individuellement.
Des groupes d’accumulateurs électriques 10 peuvent être connecté en parallèle pour pouvoir fournir une intensité électrique requise, en fonction du récepteur électrique alimenté par l’unité de stockage d’électricité.
Le système de gestion de batterie 8 est par exemple configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter des accumulateurs électriques 10 à une prise de sortie 14 de manière à fournir un courant de tension continue sur cette prise de sortie 14.
Le système de gestion de batterie 8 est par exemple configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter des accumulateurs électriques 10 à une prise de sortie 14 de manière à fournir un courant de tension variable sur cette prise de sortie 14.
La tension variable est par exemple une tension alternative, i.e. une tension variable mais présentant une valeur moyenne nulle.
La tension alternative est par exemple une tension alternative sinusoïdale ou pseudo-sinusoïdale. Une tension alternative sinusoïdale est obtenue en faisant varier au cours du temps, et selon une loi sensiblement sinusoïdale, le nombre d’accumulateurs électriques 10 branchés en série sur la prise de sortie 14.Avantageusement, le système de gestion de batterie 8 est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter des accumulateurs électriques 10 à une prise de sortie 14 de manière à fournir un courant de tension continue sur cette prise de sortie 14, et, simultanément, connecter des accumulateurs électriques 10 à une autre prise de sortie 14 de manière à fournir un courant de tension variable sur cette prise de sortie 14, par exemple un courant de tension alternative, en particulier un courant de tension alternative sinusoïdale.
Avantageusement, le système de gestion de batterie 8 est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter des accumulateurs électriques 10 à une prise de sortie 14 de manière à fournir un courant de tension continue sur cette prise de sortie 14, et, dans un autre mode de fonctionnement, connecter des accumulateurs électriques 10 à une cette même prise de sortie 14 de manière à fournir un courant de tension variable sur cette prise de sortie 14, par exemple un courant de tension alternative, en particulier un courant de tension alternative sinusoïdale.
De préférence, l’unité de stockage d’électricité 2 possède au moins une prise de sortie 14 pour délivrer un courant monophasé.
Le système de gestion de batterie 8 est configuré pour réaliser un ou des schéma(s) de connexion permettant de fournir un courant monophasé sur la ou les prise(s) de sortie 14 pour courant monophasé.
Le courant monophasé est à tension continue, tension variable ou tension alternative, en particulier à tension alternative sinusoïdale. Le courant est par exemple monophasé de tension alternative sinusoïdale avec une tension de crête de 230V et par exemple une fréquence de 50hz.
De préférence, le système de gestion de batterie 8 est configuré pour modifier le schéma de connexion de manière dynamique au cours d’une utilisation de l’unité de stockage d’électricité 2, en fonction de l’état de charge de chaque accumulateur électrique 10.
En particulier, le système de gestion de batterie 8 est configuré pour faire passer un accumulateur électrique 10 d’un premier groupe d’accumulateurs électriques 10 en cours de chargement à un deuxième groupe d’accumulateurs électriques 10 disponible pour l’alimentation d’un ou plusieurs receveur(s) électrique(s) une fois que cet accumulateur est suffisamment chargé, et/ou pour faire passer pour faire passer un accumulateur électrique 10 du deuxième groupe d’accumulateurs électriques 10 au premier groupe d’accumulateurs électriques 10 lorsque que cette accumulateur électriques 10 est insuffisamment chargé.
Une accumulateur électrique 10 en cours de charge est considéré comme suffisamment chargé par exemple lorsque son taux de charge atteint ou passe au-dessus un seuil supérieur de taux charge. Le seuil supérieur de taux de charge est par exemple 80% ou 100%.
Une accumulateur électrique 10 en cours de décharge est considéré comme insuffisamment chargé par exemple lorsque son taux de charge atteint ou passe au-dessous d’un seuil inférieur de taux charge. Le seuil inférieur de taux de charge est par exemple 20%, 10% ou 0%.
Le système de gestion de batterie 8 comprend un ensemble de commutation 16 configuré pour réaliser différents schémas de connexion électrique entre les accumulateurs électriques 10, chaque prise d’entrée 12 et chaque prise de sortie 14.
L’ensemble de commutation 16 comprend une pluralité de commutateurs 18 électroniques pouvant être commandés pour réaliser les différents schémas de connexion entre les accumulateurs électriques 10, chaque prise d’entrée 12 et chaque prise de sortie 14.
Une seul commutateur 18 est représenté schématiquement sur la Figure pour des raisons de simplification. L’ensemble de commutation 16 comprend en pratique une pluralité de commutateurs 18.
Chaque commutateur 18 est un composant électronique qui peut être commandé pour réaliser autoriser ou interrompre le passage d’un courant électrique.
Chaque commutateur 18 présente un état passant permettant le passage du courant électrique et un état non-passant empêchant le passage du courant électrique.
Chaque commutateur 18 est par exemple une diode, un interrupteur, un transistor ou un thyristor.
Le système de gestion de batterie 8 comprend par exemple un module de commande 20 configuré pour commander l’ensemble de commutation 16, et plus particulièrement pour commander l’état de chaque commutateur 18, pour réaliser les différents schémas de connexion.
Dans un exemple de réalisation, le module de commande 20 est une application logicielle contenant des instructions de code logiciel enregistrables dans une mémoire et exécutables par un processeur d’une unité de traitement de donnée.
Le système de gestion de batterie 8 comprend dans ce cas une unité de traitement de données 22 comprenant une mémoire 24 et un processeur 26, le module de commande 20 étant enregistré dans la mémoire 24 et exécutable par le processeur 26.
L’unité de traitement de données 22 est connectée à l’ensemble de commutation 16 pour commander ce dernier lors de l’exécution du module de commande 20 par l’unité de traitement de données 22.
En variante, le module de commande 20 est un composant logique programmable, par exemple un réseau de portes programmablesin situ(ou FPGA pour « Field Programmable Gate Array ») ou un circuit intégré dédié (ou ASIC pour « Application Specific Integrated Circuit ») connecté à l’ensemble de commutation 16 pour commander ce dernier.
En option, l’unité de stockage d’électricité 2 comprend une interface homme-machine 28 configurée pour permettre à un utilisateur d’interagir avec l’unité de stockage d’électricité 2.
L’interface homme-machine 28 est par exemple configurée pour permettre à l’utilisateur de commander l’unité de stockage d’électricité 2.
L’interface homme-machine 28 est en particulier configurée pour permettre à l’utilisateur de commander le type de courant fourni sur chaque prise de sortie 14, en spécifiant par exemple s’il s’agit d’un courant de tension continue ou d’un courant de tension variable, en particulier un courant de tension alternative, en particulier encore un courant de tension alternative sinusoïdale.
Avantageusement, l’interface homme-machine 28 est configurée pour permettre à l’utilisateur de consulter des données de fonctionnement de l’unité de stockage d’électricité 2.
Des données de fonctionnements incluent par exemple un taux de charge des accumulateurs électriques 10 dans leur ensemble et/ou de chaque accumulateur électrique 10 individuellement, un état connecté ou non-connecté de chaque prise d’entrée 12, un état raccordé ou non-connecté de chaque prise de sortie 14, et/ou les caractéristiques (tension, intensité) d’un courant fourni par chaque prise de sortie 14.
L’interface homme-machine 28 comprend par exemple un écran d’affichage éventuellement tactile intégré au boîtier 4 et/ou des boutons de commande physiques et/ou tactiles intégrés au boîtier 4
En option, l’unité de stockage d’électricité 12 est contrôlable via une application logicielle d’interface propre à être enregistrée et exécutée sur un appareil électronique distinct de l’unité de stockage d’électricité 2 tel qu’un ordinateur, une tablette électronique ou un ordiphone (ou « smartphone »), lorsque l’appareil électronique est en communication filaire ou non filaire avec l’unité de stockage d’électricité 2.
De préférence, l’unité de stockage d’électricité 2 est portable ou portative. Une telle unité de stockage d’électricité 2 est aisément emportée avec soi, une seule personne pouvant la transportée avec elle.
Un procédé d’alimentation d’un ou plusieurs récepteur(s) électrique(s) 30 à l’aide de l’unité de stockage d’électricité 2 et d’une ou plusieurs source(s) d’électricité 32 va maintenant être décrit en référence à la Figure.
Chaque récepteur électrique 30 est connecté à une prise de sortie 14 de l’unité de stockage d’électricité 2. Chaque source d’électricité 32 est connectée à une prise d’entrée 12 de l’unité de stockage d’électricité 2.
Chaque récepteur électrique 30 est un appareil nécessitant une alimentation en énergie électrique.
Chaque récepteur électrique 30 est par exemple un système d’éclairage, un système de chauffage (par exemple un aérotherme, une plaque électrique…), un système de refroidissement (par exemple un climatiseur, un réfrigérateur pour aliment, un réfrigérateur pour médicaments…), un ordinateur, un téléphone mobile, une installation électrique d’un bâtiment, une prise électrique multiple, un outillage électrique (visseuse, perceuse…) ...
Dans un exemple de réalisation, un récepteur électrique 30 est une installation électrique d’un bâtiment, un récepteur électrique 30 est un ordinateur et un récepteur électrique 30 est un dispositif d’éclairage.
Chaque source d’électricité 32 est configuré pour fournir de l’électricité à l’unité de stockage d’électricité 2 de manière à stocker cette électricité dans la batterie 6.
Chaque source d’électricité 32 est par exemple un réseau de distribution d’électricité, un dispositif photovoltaïque configuré pour convertir de l’énergie solaire en énergie électrique, un groupe électrogène propre à produire de l’électricité par combustion d’u combustible, une pile à combustible propre à produire de l’électricité par une réaction électrochimique entre un combustible et un comburant, ou encore un module thermoélectrique propre à produire de l’électricité à partir de chaleur.
Dans un exemple de réalisation, comme illustré sur la Figure, une source d’électricité 32 est représentée sous la forme d’un réseau de distribution d’électricité (en haut), une source d’électricité 32 est représentée sous forme d’un dispositif photovoltaïque (au milieu) et une source d’électricité 32 est représentée sous la forme d’une pile à combustible (en bas).
Le procédé d’alimentation comprend un mode d’alimentation comprenant simultanément la recharge de la batterie 6 en connectant l’unité de stockage d’électricité 2 à une ou plusieurs source(s) d’électricité 32 et l’alimentation d’un ou plusieurs récepteur(s) électrique(s) 30 en le(s) raccordant à l’unité de stockage d’électricité 2.
Dans ce mode d’alimentation, le système de gestion de batterie 8 réalise par exemple un schéma de connexion dans lequel chaque prise d’entrée 12 reliée à une source d’électricité est connectée à des accumulateurs électriques 10 d’un premier groupe d’accumulateurs électriques 10 pour la charge de ces accumulateurs électriques 10, et chaque prise de sortie 14 reliée à un receveur électrique 30 est connectée à des accumulateurs électriques 10 d’un deuxième groupe d’accumulateurs électriques 10 pour l’alimentation du receveur électrique 30 à partir de ces accumulateurs électriques 10. Le premier groupe d’accumulateurs électriques 10 et le deuxième groupe d’accumulateurs électriques 10 sont distincts.
Le schéma de connexion réalisé par le système de gestion de batterie 8 est éventuellement modifié en fonction de l’état de charge de chaque accumulateur électrique 10, par exemple de telle manière qu’un accumulateur électrique 10 déchargé passe du deuxième groupe au premier groupe et/ou qu’un accumulateur électrique 10 chargé passe du premier groupe au deuxième groupe.
Dans ce mode d’alimentation, l’unité de stockage d’électricité 2 est raccordée à une seule source d’électricité 32 ou simultanément à plusieurs sources d’électricité 32. Sur la Figure, plusieurs sources d’électricité 32 sont représentées.
Ce mode d’alimentation permet de maintenir l’unité de stockage d’électricité 2 raccordée à une ou plusieurs source(s) d’électricité 32 pour assurer la recharge des accumulateurs électriques 10, au moins lorsque cela est possible, tout en assurant la continuité de l’alimentation électrique du(des) récepteur(s) électrique(s) 30 raccordé(s) à l’unité de stockage d’électricité 2.
Dans un exemple de réalisation, une source d’électricité 32 est un réseau de distribution d'électricité (source d’électricité 32 située en haut sur la Figure).
Lorsque l’unité de stockage d’électricité 2 est reliée à une source d’électricité 32 qui est un réseau de distribution d’électricité, l’unité de stockage d’électricité 2 permet de stocker de l’énergie électrique pendant une période pendant laquelle le réseau de distribution d’électricité fournit effectivement de l’électricité, et d’assurer la continuité de l’alimentation électrique pendant une période pendant laquelle le réseau de distribution d’électricité ne fournit pas d’électricité.
Une source d’électricité 32 à laquelle l’unité de stockage d’électricité 2 est raccordée est par exemple un réseau de distribution d’électricité possédant des périodes de délestage, i.e. des périodes planifiées ou non pendant lesquelles le réseau de distribution d’électricité ne fournit pas d’électricité à des points de raccordement à ce réseau de distribution d’électricité.
Dans un exemple de réalisation, une source d’électricité 32 à laquelle est raccordée l’unité de stockage d’électricité 2 est un dispositif photovoltaïque (source d’électricité 32 située au milieu sur la Figure).
De manière connue, un dispositif photovoltaïque est configuré pour utiliser de la lumière, et en particulier les rayonnements solaires, pour générer de l’électricité. Il comprend à cet effet des cellules photovoltaïques, qui sont par exemple disposées sur un ou plusieurs panneau(x), appelés panneau(x) photovoltaïques.
Lorsque l’unité de stockage d’électricité 2 est reliée à une source d’électricité 32 qui est un dispositif photovoltaïque, l’unité de stockage d’électricité 2 permet de stocker de l’énergie électrique pendant une période ensoleillée pendant laquelle le dispositif photovoltaïque produit de l’électricité, et d’assurer la continuité de l’alimentation électrique pendant une période sans soleil pendant laquelle le dispositif photovoltaïque ne produit de l’électricité.
L’unité de stockage d’électricité 2 peut être raccordé à tout autre type de source d’électricité 32.
Dans un mode d’alimentation, le procédé d’alimentation comprend la recharge de la batterie 6 sur un lieu de recharge en connectant l’unité de stockage d’électricité 2 à une ou plusieurs source(s) d’électricité 32, la déconnexion de l’unité de stockage d’électricité 2 de chaque dite source(s) d’électricité 32, et l’alimentation d’un ou plusieurs récepteurs électriques 30 en le(s) raccordant chacun à une prise de sortie 14 de l’unité de stockage d’électricité 2 sur un lieu d’alimentation.
Le lieu d’alimentation est par exemple différent du lieu de recharge, l’unité de stockage d’électricité étant transportée du lieu de recharge au lieu d’alimentation avec après déconnexion de l’unité de stockage d’électricité 2 de chaque source d’électricité 32.
Dans un mode d’alimentation, l’unité de stockage d’électricité 2 le système de gestion de batterie 8 est commandé pour connecter les accumulateurs électriques 10 de manière à générer un courant à tension continue sur au moins une prise de sortie 14 et/ou de manière à générer un courant à tension variable sur au moins une prise de sortie 14, en particulier un courant à tension alternative sur au moins une prise de sortie 14.
En particulier, dans un mode d’alimentation le système de gestion de batterie 8 est commandé pour connecter les accumulateurs électriques 10 de manière à générer simultanément un premier courant sur une première prise de sortie 14 et un deuxième courant sur une deuxième prise de sortie 14, le premier courant et le deuxième courant étant différents.
Le premier courant et le deuxième courant sont par exemple deux courants monophasés à tensions continues mais différentes, deux courants monophasés à tensions variables différents, deux courants monophasés à tensions alternatives, en particulier sinusoïdales, possédant des valeurs maximales différentes ou des fréquences différentes, un courant monophasé à tension continue et un courant monophasé à tension variable, en particulier un courant monophasé à tension continue et un courant monophasé à tension alternative.
L’utilisation d’une unité de stockage électrique 2 intégrée comprenant un unique boîtier 4 intégrant une batterie 6 possédant une pluralité d’accumulateurs électriques 10 et un système électronique de gestion de batterie à commutation 8, une ou plusieurs prise(s) d’entrée 12 et une ou plusieurs prise(s) de sortie 14 permet une mise en œuvre simplifiée et limite les risques de disfonctionnement.
Le système électronique de gestion de batterie à commutation 8 permet de réaliser différents schémas de connexion pour charger les accumulateurs électriques 10 à partir de sources d’électricité 32 et décharge les accumulateurs électriques 10 pour alimenter des receveurs électriques 30, de manière simple et transparente pour l’utilisateur.
Ce dernier n’a pas à réaliser de raccordements compliqués entre différents composants électroniques ou électrotechniques pour installer l’unité de stockage d’électricité 2, ce qui serait source d’erreur.
L’utilisateur se contente de brancher l’unité de stockage d’électricité 2 à une ou plusieurs sources d’électricité 32 vis la(les) prises d’entrée 12 et à un ou plusieurs récepteur(s) électrique(s) 30 via la(les) prises de sortie 14, et le cas échéant de paramétrer l’unité de stockage d’électricité 2, par exemple via l’interface homme-machine 28, de manière que l’unité de stockage d’électricité 2 fournisse le courant requis sur chaque prise de sortie 14 utilisée.
L’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation et aux exemples de mise en œuvre décrits ci-dessus. D’autres exemple de réalisation et d’autres exemples de mise en œuvre sont envisageable.
Par exemple, il est envisageable que le système de gestion de batterie 8 soit configuré pour pouvoir fournir sur une ou plusieurs prise(s) de sortie un courant à tension variable du type tension en créneaux, en particulier tension en créneaux alternative.
Dans un exemple de réalisation, le système de gestion de batterie 8 est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, fournir un courant à tension en créneaux sur une prise de sortie 14 et simultanément un courant à tension continue sur une autre prise de sortie 14 et/ou un courant à tension variable sinusoïdale ou pseudo-sinusoïdale sur encore une autre prise de sortie 14.
Dans un exemple de réalisation, le système de gestion de batterie 8 est configuré pour fournir sur une même prise de sortie 14 sélectivement un courant à tension en créneaux, un courant à tension continue et/ou un courant à tension variable sinusoïdale ou pseudo-sinusoïdale.
Par ailleurs, il est envisageable de fournir des courants avec différentes valeurs de tension. En particulier, il est par exemple possible de connecter les accumulateurs électriques 10 pour fournir des courants à tension continue ayant différentes valeurs de tension, par exemple 5V, 12V, 24V ou 48V.
Dans un exemple de réalisation, le système de gestion de batterie 8 est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, fournir simultanément un courant à tension continue de 5V sur une prise de sortie 14, un courant à tension continue de 12V sur une autre prise de sortie 14, un courant à tension continue de 24V sur encore une autre prise de sortie 14 et/ou un courant à tension continue de 48V sur encore une autre une prise de sortie 14.Dans un exemple de réalisation, le système de gestion de batterie 8 est configuré pour fournir sur une même prise de sortie 14, sélectivement un courant à tension continue de 5V, un courant à tension continue de 12V, un courant à tension continue de 24V et/ou un courant à tension continue de 48V.
Claims (16)
- Procédé d’alimentation d’un ou plusieurs récepteurs électriques (30) à l’aide d’une unité de stockage d’électricité (2), de préférence transportable ou portative, l’unité de stockage d’électricité (2) comprenant un unique boîtier (4) intégrant :
- une batterie (6) comprenant une pluralité d’accumulateurs électriques (10) rechargeables,
- un système électronique de gestion de batterie à commutation (8) configuré pour gérer la charge et la décharge de chacun des accumulateurs électriques (10) de manière individuelle,
- une ou plusieurs prises d’entrée (12), chaque prise d’entrée (12) étant prévue pour le raccordement d’une source d’électricité (32) à l’unité de stockage d’électricité (2) pour la recharge de la batterie (6), et
- une ou plusieurs prises de sortie (14), chaque prise de sortie (14) étant prévue pour le raccordement d’un récepteur électrique (30) à l’unité de stockage d’électricité (2) en vue de l’alimentation du récepteur électrique (30) à l’aide de la batterie (6),
le procédé d’alimentation comprenant, simultanément, la recharge de la batterie (6) en connectant l’unité de stockage d’électricité (2) à une ou plusieurs sources d’électricité (32) et l’alimentation d’un ou plusieurs récepteurs électriques (30) en les raccordant à l’unité de stockage d’électricité (2). - Procédé d’alimentation selon la revendication 1, dans lequel la recharge de la batterie (6) est réalisée en connectant l’unité de stockage simultanément à plusieurs sources d’électricité (32).
- Procédé d’alimentation selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel une source d’électricité (32) est un réseau de distribution d’électricité.
- Procédé d’alimentation selon la revendication 3, dans lequel le réseau de distribution d’électricité possède des périodes de délestage.
- Procédé d’alimentation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une source d’électricité (32) est un dispositif photovoltaïque.
- Procédé d’alimentation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système électronique de gestion de batterie à commutation (8) est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter les accumulateurs électriques (10) entre eux et à une prise de sortie (14) de manière à générer un courant à tension continue sur cette prise de sortie (14).
- Procédé d’alimentation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système électronique de gestion de batterie à commutation (8) est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter les accumulateurs électriques (10) entre eux et à une prise de sortie (14) de manière à générer un courant à tension variable sur cette prise de sortie (14), en particulier un courant à tension alternative.
- Procédé d’alimentation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système électronique de gestion de batterie à commutation (8) est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter les accumulateurs électriques (10) de manière à générer simultanément une premier courant sur une première prise de sortie (14) et un deuxième courant sur une deuxième prise de sortie (14), le premier courant étant différent du deuxième courant.
- Procédé d’alimentation selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un mode d’utilisation comprenant la recharge de la batterie sur un lieu de recharge en connectant l’unité de stockage d’électricité (32) à une ou plusieurs sources d’électricité et l’alimentation d’un ou plusieurs récepteurs électriques (30) en les raccordant à l’unité de stockage d’électricité (2) sur un lieu d’utilisation, de préférence différent du lieu de recharge, l’unité de stockage d’électricité (2) étant déconnecté de toute source d’électricité (32).
- Procédé d’alimentation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la batterie (6) possède une puissance égale ou supérieure à 500W et/ou une capacité égale ou supérieure à 1kWh.
- Unité de stockage d’électricité, de préférence transportable ou portative, comprenant un unique boîtier (4) intégrant :
- une batterie (6) comprenant plusieurs accumulateurs électriques rechargeables,
- un système électronique de gestion de batterie à commutation (8) configuré pour gérer la charge et la décharge de chacun des accumulateurs électriques (10) de manière individuelle,
- une ou plusieurs prises d’entrée (12), chaque prise d’entrée (12) étant prévue pour le raccordement d’une source d’électricité (32) à l’unité de stockage d’électricité (2) pour la recharge de la batterie (6), et
- une ou plusieurs prises de sortie (14), chaque prise de sortie (14) étant prévue pour le raccordement d’un récepteur électrique (30) à l’unité de stockage d’électricité (2) en vue de l’alimentation du récepteur électrique (30) à l’aide de la batterie (6),
dans laquelle le système électronique de gestion de batterie à commutation (8) est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, réaliser simultanément la recharge de la batterie (6) à partir d’une ou plusieurs sources d’électricité (32) raccordés à l’unité de stockage d’électricité, et l’alimentation d’un ou plusieurs récepteurs électriques (30) raccordés à l’unité de stockage d’électricité. - Unité de stockage selon la revendication 11, dans laquelle le système électronique de gestion de batterie à commutation (8) est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter les accumulateurs électriques (10) entre eux et à une prise de sortie (14) de manière à générer un courant à tension continue sur cette prise de sortie (14).
- Unité de stockage selon la revendication 11 ou la revendication 12, dans laquelle le système électronique de gestion de batterie à commutation (8) est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter les accumulateurs électriques (10) entre eux et à une prise de sortie (14) de manière à générer un courant à tension variable sur cette prise de sortie (14), en particulier un courant à tension alternative.
- Unité de stockage selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, dans laquelle le système électronique de gestion de batterie à commutation (8) est configuré pour, dans au moins un mode de fonctionnement, connecter les accumulateurs électriques (10) de manière à générer simultanément une premier courant sur une première prise de sortie (14) et un deuxième courant sur une deuxième prise de sortie (14), le premier courant étant différent du deuxième courant.
- Unité de stockage selon la revendication 14, dans laquelle le premier courant et le deuxième courant sont deux courants monophasés à tensions continues, deux courants monophasés à tensions variables, deux courants monophasés à tensions alternatives, en particulier sinusoïdales, un courant monophasé à tension continue et un courant monophasé à tension variable ou un courant monophasé à tension continue et un courant monophasé à tension alternative.
- Unité de stockage selon l’une quelconque des revendications 11 à 15, dans laquelle la batterie (6) possède une puissance égale ou supérieure à 500W et/ou une capacité égale ou supérieure à 1kWh.
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