FR3128181A1 - Cooling system for electrical equipment(s) on board a vehicle - Google Patents
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Abstract
Système de refroidissement d’ équipement (s) électrique(s) embarqué ( s ) à bord d’un véhicule L’invention concerne un système (10) de refroidissement d’équipement(s) électrique(s) embarqué(s) à bord d’un véhicule, ledit système (10) comprenant au moins deux capteurs (12, 14) de température, localisés dans un équipement (16) dont la température est à contrôler, et configurés pour fournir une mesure de température à un dispositif (18) de commande propre à : - les comparer à au moins un seuil de température prédéterminé ; - en cas de mesure(s) supérieure(s), transmettre un ordre d’ouverture, à au moins deux électrovannes (20, 22) pneumatiques connectées à un circuit (24) et à une conduite (26) d’alimentation pneumatique en air comprimé d’au moins un tube vortex refroidisseur (28) propre à diffuser de l’air refroidi au sein dudit équipement ; et - en l’absence de mesure(s) supérieure(s), transmettre auxdites au moins deux électrovannes pneumatiques, un ordre de fermeture et/ou de maintien de fermeture. Figure pour l'abrégé : Figure 1System for cooling electrical equipment(s) on board a vehicle The invention relates to a system (10) for cooling electrical equipment(s) on board(s). of a vehicle, said system (10) comprising at least two temperature sensors (12, 14), located in equipment (16) whose temperature is to be monitored, and configured to supply a temperature measurement to a device (18 ) control specific to: - compare them to at least a predetermined temperature threshold; - in the event of higher measurement(s), transmitting an opening order to at least two pneumatic solenoid valves (20, 22) connected to a circuit (24) and to a pneumatic supply pipe (26) in compressed air from at least one cooling vortex tube (28) capable of diffusing cooled air within said equipment; and - in the absence of higher measure(s), transmitting to said at least two pneumatic solenoid valves, a closing and/or maintaining closing order. Figure for abstract: Figure 1
Description
La présente invention concerne un système de refroidissement d’équipement(s) électrique(s) embarqués à bord d’un véhicule propre à se déplacer entre deux positions géographiques distinctes, notamment un véhicule ferroviaire.The present invention relates to a system of cooling of electrical equipment(s) embarked on board a vehicle capable of traveling between two distinct geographical positions, in particular a rail vehicle.
La présente invention concerne également un véhicule propre à se déplacer entre deux positions géographiques distinctes, notamment un véhicule ferroviaire, le véhicule comprenant un circuit d’alimentation pneumatique.The present invention also relates to a vehicle capable of moving between two distinct geographical positions, in particular a railway vehicle, the vehicle comprising a pneumatic supply circuit.
La présente invention concerne le contrôle/maintien de la température au sein d’un équipement électrique embarqué à bord d’un véhicule, notamment un véhicule ferroviaire. En effet, actuellement, certains composants électroniques d’équipement(s) électrique(s), notamment ferroviaire(s), sont propres à ne fonctionner que dans certaines plages de température et dysfonctionnent, voire se détériorent dans des plages de températures élevées supérieures à un seuil de température prédéterminé.The present invention relates to the control/maintenance of the temperature within electrical equipment on board a vehicle, in particular a railway vehicle. Indeed, currently, certain electronic components of electrical equipment(s), in particular rail(s), are capable of operating only in certain temperature ranges and malfunction, or even deteriorate in high temperature ranges above a predetermined temperature threshold.
Pour pallier cet inconvénient, un refroidissement est généralement mis en œuvre pour garantir le fonctionnement de tels composants électroniques, cependant les solutions de refroidissement actuelles, par climatisation, usage de gaz réfrigérant, ne sont pas optimales en termes d’intégration au sein du véhicule, notamment ferroviaire, ni en termes de coût et de sécurité.To overcome this drawback, cooling is generally implemented to guarantee the operation of such electronic components, however current cooling solutions, by air conditioning, use of refrigerant gas, are not optimal in terms of integration within the vehicle, particularly rail, or in terms of cost and safety.
L’un des buts de l’invention est de pallier les inconvénients précités en proposant une solution de contrôle de température dont la sécurité, la fiabilité et le coût sont optimisés par rapport aux solutions de contrôle/maintien de température actuelles.One of the aims of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks by proposing a temperature control solution whose safety, reliability and cost are optimized compared to current temperature control/maintenance solutions.
A cet effet, l’invention concerne un système de refroidissement d’équipement(s) électrique(s) embarqué(s) à bord d’un véhicule propre à se déplacer entre deux positions géographiques distinctes, notamment un véhicule ferroviaire, ledit système comprenant au moins deux capteurs de température, localisés au sein d’un même équipement électrique dont la température est à contrôler, et configurés chacun pour fournir une mesure de température à un dispositif de commande dudit système hors dudit équipement électrique, le dispositif de commande étant propre au moins à :To this end, the invention relates to a cooling system for electrical equipment(s) on board a vehicle capable of moving between two distinct geographical positions, in particular a railway vehicle, said system comprising at least two temperature sensors, located within the same electrical equipment whose temperature is to be controlled , and each configured to supply a temperature measurement to a control device of said system outside of said electrical equipment, the control device being suitable at least for:
- comparer chaque mesure de température à au moins un seuil de température prédéterminé ;- comparing each temperature measurement to at least one predetermined temperature threshold;
- en cas de mesure(s) supérieure(s) audit au moins un seuil de température prédéterminé, transmettre, à au moins deux électrovannes pneumatiques dudit système, connectées à un circuit d’alimentation pneumatique dudit véhicule et à une conduite d’alimentation dédiée à l’alimentation en air comprimé d’au moins un tube vortex refroidisseur dudit système, un ordre d’ouverture desdites au moins deux électrovannes et d’alimentation en air comprimé, via ladite conduite d’alimentation dédiée, dudit au moins un tube vortex refroidisseur dudit système, le tube vortex refroidisseur étant propre à diffuser de l’air refroidi au sein dudit équipement électrique ; et- in the event of measurement(s) higher than said at least one predetermined temperature threshold, transmitting to at least two pneumatic solenoid valves of said system, connected to a pneumatic supply circuit of said vehicle and to a dedicated supply line to the supply of compressed air to at least one cooling vortex tube of said system, an order to open said at least two solenoid valves and to supply compressed air, via said dedicated supply line, of said at least one vortex tube cooler of said system, the cooler vortex tube being able to diffuse cooled air within said electrical equipment; And
- en l’absence de mesure(s) supérieure(s) audit au moins un seuil de température prédéterminé, transmettre auxdites au moins deux électrovannes pneumatiques dudit système, un ordre de fermeture et/ou de maintien de fermeture desdites au moins deux électrovannes.- in the absence of measurement(s) above said at least one predetermined temperature threshold, transmitting to said at least two pneumatic solenoid valves of said system, an order to close and/or keep said at least two solenoid valves closed.
Selon un mode de réalisation particulier, le système de refroidissement comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :According to a particular embodiment, the cooling system comprises one or more of the following characteristics, taken individually or according to all the technically possible combinations:
- ledit dispositif de commande est embarqué au sein d’une unité de contrôle, localisée en dehors dudit équipement électrique ;- said control device is embedded in a control unit, located outside of said electrical equipment;
- l’unité de contrôle localisée en dehors dudit équipement électrique, comprend en entrée un premier module d’entrées/sorties distant RIOM et son étage de conversion configuré pour convertir, chaque signal électrique analogique représentatif d’une mesure de température transmis par un capteur de température desdits au moins deux capteurs de température localisés au sein du même équipement électrique, en un signal électrique numérique fourni en entrée dudit dispositif de commande ;- the control unit located outside of said electrical equipment, comprises as input a first remote input/output module RIOM and its conversion stage configured to convert each analog electrical signal representative of a temperature measurement transmitted by a sensor temperature of said at least two temperature sensors located within the same electrical equipment, in a digital electrical signal provided at the input of said control device;
- l’unité de contrôle localisée en dehors dudit équipement électrique, comprend en sortie un deuxième module d’entrées/sorties distant RIOM et son étage de conversion configuré pour convertir, chaque ordre numérique d’ouverture d’électrovanne pneumatique généré par le dispositif de commande 18 en un signal électrique basse tension à destination de chaque électrovanne pneumatique respectivement, via un câblage mis en œuvre au sein dudit véhicule ;- the control unit located outside of said electrical equipment, comprises at the output a second remote input/output module RIOM and its conversion stage configured to convert each digital order for opening a pneumatic solenoid valve generated by the control 18 into a low voltage electrical signal intended for each pneumatic solenoid valve respectively, via wiring implemented within said vehicle;
- le dispositif de commande est propre à comparer les mesures de températures fournies simultanément par lesdits au moins deux capteurs de température localisés au sein du même équipement électrique, et à émettre une première alerte en cas d’écart supérieur à une valeur d’écart prédéterminée ;- the control device is able to compare the temperature measurements provided simultaneously by said at least two temperature sensors located within the same electrical equipment, and to issue a first alert in the event of a difference greater than a predetermined difference value ;
- le dispositif de commande est propre à :- the control device is suitable for:
- filtrer les mesures de températures fournies simultanément par lesdits au moins deux capteurs de température localisés au sein du même équipement électrique, en présence d’une mesure de température en dehors d’une plage de température prédéterminée, ladite mesure de température en dehors de ladite plage de température prédéterminée étant extraite ;- filtering the temperature measurements provided simultaneously by said at least two temperature sensors located within the same electrical equipment, in the presence of a temperature measurement outside a predetermined temperature range, said temperature measurement outside said predetermined temperature range being extracted;
- transmettre une deuxième alerte représentative de la présence de ladite mesure de température en dehors de ladite plage de température prédéterminée et extraite ;- Transmitting a second alert representative of the presence of said temperature measurement outside of said predetermined and extracted temperature range;
- ladite première alerte et/ou ladite deuxième alerte est transmise à un conducteur dudit véhicule et/ou à une plateforme de maintenance distante dudit véhicule ;- Said first alert and/or said second alert is transmitted to a driver of said vehicle and/or to a remote maintenance platform of said vehicle;
- le dispositif de commande est configuré pour transmettre une instruction d’arrêt d’urgence au conducteur dudit véhicule en cas de mesure(s) supérieure(s) audit au moins un seuil de température prédéterminé pendant une période supérieure à une durée prédéterminée ;- the control device is configured to transmit an emergency stop instruction to the driver of said vehicle in the event of measurement(s) greater than said at least one predetermined temperature threshold for a period greater than a predetermined duration;
- lesdits au moins deux capteurs de température sont identiques.- Said at least two temperature sensors are identical.
L’invention a également pour objet tout véhicule propre à se déplacer entre deux positions géographiques distinctes, notamment un véhicule ferroviaire, le véhicule comprenant un circuit d’alimentation pneumatique, et comprend en outre un système de refroidissement d’équipement(s) électrique(s) tel que décrit précédemment.The invention also relates to any vehicle capable of moving between two distinct geographical positions, in particular a railway vehicle, the vehicle comprising a pneumatic supply circuit, and further comprising a system for cooling electrical equipment(s). s) as previously described.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence à la
En particulier, sur la
Un tel équipement électrique 16 correspond par exemple à une armoire électrique spécifique de véhicule, par exemple de véhicule ferroviaire, telle qu’une armoire électrique de système européen de gestion du trafic ferroviaire ERTMS (de l’anglais European Rail Traffic Management System) ou une armoire électrique dédiée à un système de conduite automatique , un coffre électrique de sécurité, des composants prédéterminés présents dans les véhicules moteurs ferroviaires, un équipement de sécurité de la locomotive ou de l’ensemble du véhicule ferroviaire, ou encore une surface dont la température est à contrôler, etc.Such electrical equipment 16 corresponds for example to a specific electrical cabinet of a vehicle, for example of a railway vehicle, such as an electrical cabinet of the European rail traffic management system ERTMS (European Rail Traffic Management System) or a electrical cabinet dedicated to an automatic driving system, an electrical safety box, predetermined components present in railway motor vehicles, safety equipment of the locomotive or of the entire railway vehicle, or even a surface whose temperature is to control, etc.
Le dispositif 18 est localisé hors de l’équipement électrique 16 dont la température est à contrôler.The device 18 is located outside the electrical equipment 16 whose temperature is to be controlled.
Un tel dispositif 18 de commande est tout d’abord propre au moins à comparer chaque mesure de température fournie par chacun desdits au moins deux capteurs de température 12, 14 à au moins un seuil de température prédéterminé, par exemple de 45°C ou encore de 50°C, et en cas de mesure(s) supérieure(s) audit au moins un seuil de température prédéterminé, propre à transmettre, à au moins deux électrovannes 20, 22 pneumatiques, d’un ensemble E2d’électrovannes pneumatiques dudit système de refroidissement, connectées à un circuit 24 d’alimentation pneumatique dudit véhicule et à une conduite 26 d’alimentation dédiée à l’alimentation en air comprimé d’au moins un tube vortex refroidisseur 28 dudit système, un ordre d’ouverture desdites au moins deux électrovannes 20, 22 et d’alimentation en air comprimé, via ladite conduite d’alimentation dédiée 26, dudit au moins un tube vortex refroidisseur 28 dudit système.Such a control device 18 is first of all suitable at least for comparing each temperature measurement provided by each of said at least two temperature sensors 12, 14 with at least one predetermined temperature threshold, for example 45° C. or even of 50° C., and in the event of measurement(s) greater than said at least one predetermined temperature threshold, capable of transmitting, to at least two pneumatic solenoid valves 20, 22, of a set E 2 of pneumatic solenoid valves said cooling system, connected to a pneumatic supply circuit 24 of said vehicle and to a supply line 26 dedicated to supplying compressed air to at least one cooler vortex tube 28 of said system, an order to open said at least two solenoid valves 20, 22 and compressed air supply, via said dedicated supply line 26, of said at least one cooler vortex tube 28 of said system.
Le tube vortex refroidisseur 28 est en effet propre à diffuser de l’air froid au sein dudit équipement électrique 16. Un tel tube vortex refroidisseur 28 reçoit en entrée l’air comprimé fourni par la conduite 26, et présente deux sorties, l’une exploitée par la présente invention est froide (i.e. fournit un air refroidi par rapport à l’air comprimé qui l’alimente) et destinée à refroidir l’équipement électrique 16, tandis que l’autre sortie, non représentée, est « chaude » et fournit de l’air chaud en dehors de l’équipement électrique 16 à refroidir.The cooler vortex tube 28 is in fact capable of diffusing cold air within said electrical equipment 16. Such a cooler vortex tube 28 receives compressed air supplied by line 26 as an input, and has two outlets, one exploited by the present invention is cold (i.e. provides air cooled with respect to the compressed air which feeds it) and intended to cool the electrical equipment 16, while the other output, not shown, is "hot" and supplies hot air outside the electrical equipment 16 to be cooled.
En revanche, en l’absence de mesure(s) supérieure(s) audit au moins un seuil de température prédéterminé, le dispositif 18 de commande est propre à transmettre auxdites au moins deux électrovannes 20, 22 pneumatiques dudit système de refroidissement, un ordre de fermeture et/ou de maintien de fermeture desdites au moins deux électrovannes 20 et 22.On the other hand, in the absence of measurement(s) higher than said at least one predetermined temperature threshold, the control device 18 is capable of transmitting to said at least two pneumatic solenoid valves 20, 22 of said cooling system, an order closing and/or keeping said at least two solenoid valves 20 and 22 closed.
La présente invention tire ainsi profit d’un circuit d’alimentation pneumatique existant au sein du véhicule, par exemple utilisé classiquement pour alimenter des consommateurs pneumatiques auxiliaires (tels que des portes, contacteurs, etc.), afin, selon la présente invention, d’alimenter en air comprimé un tube vortex refroidisseur.The present invention thus takes advantage of an existing pneumatic supply circuit within the vehicle, for example conventionally used to supply auxiliary pneumatic consumers (such as doors, contactors, etc.), in order, according to the present invention, to to supply compressed air to a cooler vortex tube.
Autrement dit, la présente invention propose d’utiliser l’air comprimé déjà présent au sein d’un circuit d’alimentation pneumatique existant du véhicule, notamment roulant, par exemple le circuit d’alimentation pneumatique dédié aux consommateurs pneumatiques auxiliaires (tels que des portes, contacteurs, etc.), propre à mettre en œuvre la détente d’un gaz (i.e. en utilisant un détendeur de gaz compact notamment), comme une source avantageusement illimitée d’air comprimé propre à alimenter de manière contrôlée et sécurisée un tube vortex refroidisseur de l’équipement dont la température est à contrôler.In other words, the present invention proposes to use the compressed air already present within an existing pneumatic supply circuit of the vehicle, in particular rolling, for example the pneumatic supply circuit dedicated to auxiliary pneumatic consumers (such as doors, contactors, etc.), suitable for implementing the expansion of a gas (i.e. using a compact gas regulator in particular), such as an advantageously unlimited source of compressed air capable of supplying a tube in a controlled and secure manner vortex cooler of the equipment whose temperature is to be controlled.
De plus, la présente invention met en œuvre un tel refroidissement intégré au sein dudit véhicule, notamment roulant, de manière sécurisée au moyen d’au moins deux boucles de sécurité, en mesure et commande, redondantes pour que le refroidissement soit mis en œuvre, même en présence d’une défaillance au sein d’une des deux boucles de sécurité à savoir le capteur de température et/ou l’électrovanne associée afin de fournir un système de refroidissement conforme à un niveau d’intégrité de sécurité SIL2(de l’anglaisSafety Integrity Level).In addition, the present invention implements such integrated cooling within said vehicle, in particular rolling, in a secure manner by means of at least two safety loops, in measurement and control, redundant for the cooling to be implemented, even in the presence of a failure within one of the two safety loops, namely the temperature sensor and/or the associated solenoid valve, in order to provide a cooling system that complies with a SIL 2 safety integrity level (from English Safety Integrity Level ).
Plus précisément, une première boucle comprend notamment le capteur de température 12 et l’électrovanne 20, tandis que la deuxième boucle redondante comprend, indépendamment de la première boucle, le capteur de température 14 (distinct du capteur de température 12) et l’électrovanne 22 (distincte de l’électrovanne 20). La présence de ces deux boucles au minimum permet de pallier une éventuelle défaillance du capteur de température ou de l’électrovanne constituant chaque boucle, de sorte que la probabilité de défaillance des deux boucles simultanément est inférieure à une valeur prédéterminée et ainsi conforme au niveau d’intégrité de sécurité SIL2(de l’anglaisSafety Integrity Level).More precisely, a first loop notably comprises the temperature sensor 12 and the solenoid valve 20, while the second redundant loop comprises, independently of the first loop, the temperature sensor 14 (separate from the temperature sensor 12) and the solenoid valve 22 (separate from solenoid valve 20). The presence of these two loops at least makes it possible to overcome a possible failure of the temperature sensor or of the solenoid valve constituting each loop, so that the probability of failure of the two loops simultaneously is less than a predetermined value and thus complies with the level of SIL 2 safety integrity ( Safety Integrity Level ).
En complément facultatif, non représenté, des boucles d’autotests au lancement du système de refroidissement 10 selon l’invention, conformes au niveau d’intégrité de sécurité SIL2sont également intégrées au présent système de refroidissement 10 . As an optional supplement, not shown, self-test loops at the start of the cooling system 10 according to the invention, conforming to the safety integrity level SIL 2 are also integrated into the present cooling system 10 .
De telles boucles d’autotests permettent classiquement de caractériser une défaillance du système notamment, avant sa mise en route pour vérifier la cohérence/véracité des valeurs de températures envoyées par les sondes, et durant le fonctionnement du système, pour vérifier une baisse effective de température après activation du tube vortex, et/ou pour vérifier une consommation d’air par ce même tube vortex. Such self-test loops typically allow to characterize a failure of the system in particular, before its start-up to check the consistency/veracity of the temperature values sent by the probes, and during the operation of the system, to check an effective drop in temperature after activation of the vortex tube, and/ or to check air consumption by this same vortex tube.
Selon un autre aspect complémentaire facultatif, non représenté, la pression d’air disponible au sein du circuit d’alimentation pneumatique 24 existant du véhicule est propre à être surveillée par le dispositif de commande 18, afin d’inhiber le cas échéant l’ouverture des électrovannes 20 et 22 en cas de pression d’alimentation inadaptée à la pression d’alimentation requise par le tube vortex refroidisseur 28.According to another optional additional aspect, not shown, the air pressure available within the existing pneumatic supply circuit 24 of the vehicle is capable of being monitored by the control device 18, in order to inhibit, if necessary, the opening solenoid valves 20 and 22 in the event of supply pressure unsuited to the supply pressure required by the cooling vortex tube 28.
Ainsi, la présente invention, offre une fiabilité accrue et une disponibilité élevée, car basée sur une source d’air comprimé existante illimitée, en vue de faire fonctionner des systèmes électriques/électroniques dans une plage de température contrôlée, par rapport à des conditions climatiques extérieures sévères telles que liées à la chaleur.Thus, the present invention, offers increased reliability and high availability, because based on an unlimited existing compressed air source, in order to operate electrical / electronic systems in a controlled temperature range, with respect to climatic conditions. harsh external conditions such as heat-related.
Selon un aspect particulier préférentiel optionnel, les au moins deux capteurs de température redondés 12 et 14 sont identiques. De plus, préférentiellement, les au moins deux capteurs de température redondés 12 et 14 sont localisés à proximité l’un de l’autre et à proximité d’une zone dite « chaude » (i.e. dont la température est la plus élevée au sein de l’équipement électronique 16 considéré).According to an optional particular preferred aspect, the at least two redundant temperature sensors 12 and 14 are identical. In addition, preferably, the at least two redundant temperature sensors 12 and 14 are located close to each other and close to a so-called "hot" zone (i.e. whose temperature is the highest within electronic equipment 16 considered).
Selon un aspect particulier de l’invention, le dispositif de commande 18 est embarqué au sein d’une unité de contrôle U comprenant un ou plusieurs modules d’entrées/sorties distant RIOM (de l’anglaisRemote Input Output Module), localisée en dehors dudit équipement électrique 16, dont la température est à contrôler.According to a particular aspect of the invention, the control device 18 is embedded within a control unit U comprising one or more remote input/output modules RIOM ( Remote Input Output Module ), located in outside of said electrical equipment 16, the temperature of which is to be controlled.
Une telle unité de contrôle U , localisée en dehors dudit équipement électrique 16, dont la température est à contrôler, comprend un premier module d’entrées/sorties distant RIOM et son étage de conversion C1configuré pour convertir chaque signal électrique analogique représentatif d’une mesure de température, par exemple un signal électrique analogique de 20mA, transmis par un capteur de température desdits au moins deux capteurs de température 12 ou 14 localisés au sein du même équipement électrique 16, en un signal numérisé à destination du dispositif de commande 18.Such a control unit U , located outside of said electrical equipment 16, the temperature of which is to be controlled, comprises a first remote input/output module RIOM and its conversion stage C 1 configured to convert each analog electrical signal representative of a temperature measurement, for example an analog electrical signal of 20mA, transmitted by a temperature sensor of said at least two temperature sensors 12 or 14 located within the same electrical equipment 16, into a digitized signal intended for the control device 18 .
Un tel signal électrique numérisé par le premier module d’entrées/sorties distant RIOM et son étage de conversion C1, est en effet analysable, par exemple de manière logicielle au sein dudit dispositif de commande 18 et utilisable sur un réseau de communication, notamment au sein d’un véhicule correspondant à un véhicule ferroviaire.Such an electrical signal digitized by the first remote input/output module RIOM and its conversion stage C 1 can in fact be analysed, for example in software within said control device 18 and usable on a communication network, in particular within a vehicle corresponding to a railway vehicle.
Selon un autre aspect particulier, l’unité de contrôle U, localisée en dehors dudit équipement électrique 16, comprend en sortie dudit dispositif de commande 18 un deuxième module d’entrées/sorties distant RIOM et son étage de de conversion C2configuré pour convertir, chaque ordre numérique d’ouverture d’électrovanne pneumatique généré par le dispositif de commande 18 en un signal électrique basse tension à destination de chaque électrovanne pneumatique respectivement, via un câblage mis en œuvre au sein dudit véhicule.According to another particular aspect, the control unit U, located outside of said electrical equipment 16, comprises at the output of said control device 18 a second remote input/output module RIOM and its conversion stage C 2 configured to convert , each digital order to open the pneumatic solenoid valve generated by the control device 18 into a low-voltage electrical signal intended for each pneumatic solenoid valve respectively, via wiring implemented within said vehicle.
Autrement dit, une telle unité de contrôle U est « intelligente » et permet d’acquérir des informations numérisées, de traiter et vérifier ces informations et de transmettre en conséquence des commandes numérisées à d’autres dispositifs (i.e. ici les électrovannes 20 et 22).In other words, such a control unit U is "intelligent" and makes it possible to acquire digitized information, to process and verify this information and consequently to transmit digitized commands to other devices (i.e. here the solenoid valves 20 and 22) .
A titre d’alternative « basique » non représentée, l’ensemble formé par l’unité de contrôle U et l’ensemble E1de capteurs de température pourrait être remplacé par un simple thermostat propre à réaliser uniquement le rôle d’interrupteur d’activation/désactivation des électrovannes 20 et 22 asservi à la température, mais une telle alternative « basique » serait dépourvue d’intelligence, de contrôle de température et en conséquence non conforme à un niveau d’intégrité de sécurité SIL2(de l’anglaisSafety Integrity Level).As a "basic" alternative, not shown, the assembly formed by the control unit U and the assembly E 1 of temperature sensors could be replaced by a simple thermostat capable of performing only the role of a switch. activation/deactivation of the solenoid valves 20 and 22 controlled by temperature, but such a "basic" alternative would be devoid of intelligence, of temperature control and consequently not in conformity with a level of safety integrity SIL 2 (from the English Safety Integrity Level ).
En complément facultatif, selon un autre aspect particulier, le dispositif de commande 18 est propre à comparer les mesures de températures fournies simultanément par lesdits au moins deux capteurs de température 12 et 14 localisés au sein du même équipement électrique 16, et à émettre une première alerte en cas d’écart supérieur à une valeur d’écart prédéterminée entre ces deux mesures de températures.As an optional addition, according to another particular aspect, the control device 18 is able to compare the temperature measurements provided simultaneously by said at least two temperature sensors 12 and 14 located within the same electrical equipment 16, and to emit a first alert in the event of a difference greater than a predetermined difference value between these two temperature measurements.
En complément facultatif, le dispositif de commande 18 est également propre à filtrer les mesures de températures fournies simultanément par lesdits au moins deux capteurs 12 et 14 de température localisés au sein du même équipement électrique, en présence d’une mesure de température en dehors d’une plage de température prédéterminée, ladite mesure de température en dehors de ladite plage de température prédéterminée étant extraite, et à transmettre une deuxième alerte représentative de la présence de ladite mesure de température en dehors de ladite plage de température prédéterminée et extraite.As an optional addition, the control device 18 is also capable of filtering the temperature measurements provided simultaneously by said at least two temperature sensors 12 and 14 located within the same electrical equipment, in the presence of a temperature measurement outside of a predetermined temperature range, said temperature measurement outside said predetermined temperature range being extracted, and transmitting a second alert representative of the presence of said temperature measurement outside said predetermined temperature range and extracted.
Autrement dit, cet aspect particulier permet un filtrage de valeur de température aberrante au regard de la plage de température de fonctionnement souhaitée.In other words, this particular aspect allows outlier temperature value filtering with regard to the desired operating temperature range.
En particulier, ladite première alerte et/ou ladite deuxième alerte est transmise à un conducteur dudit véhicule et/ou à une plateforme de maintenance distante dudit véhicule, afin de signaler une incohérence entre capteur ou la défaillance d’un capteur pour maintenance.In particular, said first alert and/or said second alert is transmitted to a driver of said vehicle and/or to a remote maintenance platform of said vehicle, in order to signal an inconsistency between sensors or the failure of a sensor for maintenance.
En complément facultatif, le dispositif de commande 18 est configuré pour transmettre une instruction d’arrêt d’urgence au conducteur dudit véhicule en cas de mesure(s) supérieure(s) audit au moins un seuil de température prédéterminé pendant une période supérieure à une durée prédéterminée.As an optional addition, the control device 18 is configured to transmit an emergency stop instruction to the driver of said vehicle in the event of measurement(s) above said at least one predetermined temperature threshold for a period greater than one predetermined duration.
Autrement dit, ce dernier aspect permet par exemple de déclencher le refroidissement par le tube vortex refroidisseur 28 au sein de l’équipement 16 en cas de détection d’une température via les au moins deux capteurs redondés 12 et 14, par exemple supérieure ou égale à 45°C et à requérir un arrêt d’urgence si au bout d’une période prédéterminée la température au sein de l’équipement 16 ainsi refroidi ne devient pas inférieure à 45°C, ce qui aboutirait en parallèle à un arrêt du système de refroidissement 10 selon l’invention par ordre de fermeture des électrovannes 20 et 22. En effet, pendant toute la période de refroidissement, correspondant à la période d’ouverture des électrovannes 20 et/ou 22 en vue d’alimenter le tube vortex refroidisseur 28 directement avec l’air comprimé, par exemple de 5 à 10 bars et de débit prédéterminé, issu du circuit d’alimentation existant du véhicule, notamment roulant, par exemple le circuit d’alimentation pneumatique dédié aux consommateurs pneumatiques auxiliaires (portes, contacteurs), le système de refroidissement 10 selon la présente invention continue à vérifier la température, afin de vérifier qu’elle revient ou qu’elle se maintient dans la plage de température souhaitée.In other words, this last aspect makes it possible, for example, to trigger the cooling by the cooler vortex tube 28 within the equipment 16 in the event of detection of a temperature via the at least two redundant sensors 12 and 14, for example greater than or equal to at 45° C. and to request an emergency shutdown if, after a predetermined period, the temperature within the equipment 16 thus cooled does not fall below 45° C., which would lead in parallel to a shutdown of the system cooling 10 according to the invention by order of closure of the solenoid valves 20 and 22. Indeed, throughout the cooling period, corresponding to the period of opening of the solenoid valves 20 and / or 22 in order to supply the vortex cooling tube 28 directly with compressed air, for example from 5 to 10 bars and of predetermined flow, from the existing supply circuit of the vehicle, in particular rolling, for example the pneumatic supply circuit dedicated to auxiliary pneumatic consumers (doors, contactors ), the cooling system 10 according to the present invention continues to check the temperature, in order to verify that it returns or that it remains within the desired temperature range.
Selon un aspect non représenté sur la
Ainsi, l’homme du métier observera notamment que la solution de refroidissement (i.e. maintien de température dans une plage de température prédéterminée) selon la présente invention permet d’avoir une température de fonctionnement optimale et de garantir la meilleure durée de vie et la meilleure fiabilité pour des composants critiques en limitant la fatigue des composants en cas de changement brutal de température, élément très impactant notamment lors de l’arrivée d’un véhicule ferroviaire dans un tunnel par exemple, et ce tout en présentant avantageusement une puissance frigorifique illimitée dans le temps car puisant dans le circuit d’alimentation 24 pneumatique existant au sein dudit véhicule, dédié habituellement à une autre utilisation telle que celle fournie aux consommateurs pneumatiques auxiliaires (tels que des portes, contacteurs, etc.).Thus, those skilled in the art will observe in particular that the cooling solution (i.e. maintaining the temperature within a predetermined temperature range) according to the present invention makes it possible to have an optimal operating temperature and to guarantee the best lifespan and the best reliability for critical components by limiting the fatigue of the components in the event of a sudden change in temperature, a very impacting element in particular when a railway vehicle arrives in a tunnel for example, and this while advantageously presenting an unlimited cooling capacity in time because drawing from the existing pneumatic supply circuit 24 within said vehicle, usually dedicated to another use such as that supplied to auxiliary pneumatic consumers (such as doors, contactors, etc.).
Une telle puissance est par exemple de 30 à 1740W et modulable en fonction du besoin, même lorsqu’une faible puissance frigorifique est nécessaire, et permet de refroidir un volume complet d’équipement 16 ou une surface très spécifique.Such a power is for example from 30 to 1740W and can be modulated according to need, even when a low cooling power is necessary, and makes it possible to cool a complete volume of equipment 16 or a very specific surface.
De plus, la solution de refroidissement selon la présente invention est sécuritaire, car incluant les deux boucles de sécurité SIL2précitées, et permet de gérer le refroidissement d’une armoire électrique ou d’un système à refroidir avec une réduction de cout de 70 % par rapport à un système de climatisation classique.In addition, the cooling solution according to the present invention is safe, since it includes the two aforementioned SIL 2 safety loops, and makes it possible to manage the cooling of an electrical cabinet or of a system to be cooled with a cost reduction of 70 % compared to a conventional air conditioning system.
La réutilisation du circuit d’alimentation 24 pneumatique existant comme source d’alimentation en air comprimé du système de refroidissement selon la présente invention permet également d’optimiser la compacité et le coût du système de refroidissement selon la présente invention, et de limiter le risque de condensation au sein de l’équipement 16 considéré, en considérant que l’air comprimé fourni par le circuit d’alimentation 24 pneumatique existant est sec en sortie du compresseur de ce circuit d’alimentation 24 pneumatique existant.The reuse of the existing pneumatic supply circuit 24 as a compressed air supply source for the cooling system according to the present invention also makes it possible to optimize the compactness and the cost of the cooling system according to the present invention, and to limit the risk condensation within the equipment 16 considered, considering that the compressed air supplied by the existing pneumatic supply circuit 24 is dry at the outlet of the compressor of this existing pneumatic supply circuit 24.
De plus, la solution selon la présente invention est propre à permettre l’utilisation de composants électroniques moins onéreux mais qui ne répondraient pas à 100% à un critère contractuel de maximum de température (températures qui survient en de très rares occasions), ,une installation aisée sur véhicule existant dès lors que le compresseur du circuit d’alimentation 24 pneumatique existant est en capacité d’alimenter le système de refroidissement proposé selon la présente invention, et ne nécessitera pas d’entretien le plus souvent.In addition, the solution according to the present invention is suitable for allowing the use of less expensive electronic components but which would not meet 100% of a contractual criterion of maximum temperature (temperatures which occur on very rare occasions), a easy installation on an existing vehicle when the compressor of the existing pneumatic supply circuit 24 is able to supply the cooling system proposed according to the present invention, and will not require maintenance most often.
Par ailleurs, la présente invention permet de s’affranchir du besoin de gaz réfrigérant nécessaire à d’autres solution de refroidissement de l’état de la technique, ce qui rend la solution selon la présente invention plus écologique.Furthermore, the present invention makes it possible to dispense with the need for the refrigerant gas necessary for other cooling solutions of the state of the art, which makes the solution according to the present invention more ecological.
Claims (10)
- comparer chaque mesure de température à au moins un seuil de température prédéterminé ;
- en cas de mesure(s) supérieure(s) audit au moins un seuil de température prédéterminé, transmettre, à au moins deux électrovannes (20, 22) pneumatiques dudit système, connectées à un circuit (24) d’alimentation pneumatique dudit véhicule et à une conduite (26) d’alimentation dédiée à l’alimentation en air comprimé d’au moins un tube vortex refroidisseur (28) dudit système, un ordre d’ouverture desdites au moins deux électrovannes et d’alimentation en air comprimé, via ladite conduite d’alimentation dédiée, dudit au moins un tube vortex refroidisseur dudit système, le tube vortex refroidisseur étant propre à diffuser de l’air refroidi au sein dudit équipement électrique ; et
- en l’absence de mesure(s) supérieure(s) audit au moins un seuil de température prédéterminé, transmettre auxdites au moins deux électrovannes pneumatiques dudit système, un ordre de fermeture et/ou de maintien de fermeture desdites au moins deux électrovannes.System (10) of cooling of electrical equipment(s) board(s) on board a vehicle capable of moving between two distinct geographical positions, in particular a railway vehicle, characterized in that the said system (10) comprises at least two temperature sensors (12, 14), located within of the same electrical equipment (16) whose temperature is to be controlled, and each configured to supply a temperature measurement to a control device (18) of said system outside of said electrical equipment, the control device being suitable at least for:
- comparing each temperature measurement to at least one predetermined temperature threshold;
- in the event of measurement(s) greater than said at least one predetermined temperature threshold, transmitting to at least two pneumatic solenoid valves (20, 22) of said system, connected to a pneumatic supply circuit (24) of said vehicle and to a supply line (26) dedicated to supplying compressed air to at least one cooling vortex tube (28) of said system, an order to open said at least two solenoid valves and to supply compressed air, via said dedicated supply line, of said at least one cooler vortex tube of said system, the cooler vortex tube being able to diffuse cooled air within said electrical equipment; And
- in the absence of measurement(s) above said at least one predetermined temperature threshold, transmitting to said at least two pneumatic solenoid valves of said system, an order to close and/or keep said at least two solenoid valves closed.
- filtrer les mesures de températures fournies simultanément par lesdits au moins deux capteurs de température localisés au sein du même équipement électrique, en présence d’une mesure de température en dehors d’une plage de température prédéterminée, ladite mesure de température en dehors de ladite plage de température prédéterminée étant extraite ;
- transmettre une deuxième alerte représentative de la présence de ladite mesure de température en dehors de ladite plage de température prédéterminée et extraite.System (10) of cooling according to any one of the preceding claims, in which the control device (18) is suitable for:
- filtering the temperature measurements provided simultaneously by said at least two temperature sensors located within the same electrical equipment, in the presence of a temperature measurement outside a predetermined temperature range, said temperature measurement outside said predetermined temperature range being extracted;
- Transmitting a second alert representative of the presence of said temperature measurement outside of said predetermined and extracted temperature range.
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