FR3130216A1 - Système de transport à véhicule tracteur électrique - Google Patents

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Fabien Perdu
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Abstract

L’invention concerne un système de transport comprenant : Un véhicule tracteur (1) comprenant au moins un moteur électrique (10) coopérant avec un ensemble de mise en mouvement pour faire avancer le système de transport,Une plateforme (2) de transport d'un ou plusieurs véhicules (VE), solidaire dudit véhicule tracteur,Chaque véhicule électrique (VE) transporté étant de type électrique et comportant une source d'alimentation électrique dite déportée (S),Le véhicule tracteur (1) n'embarquant aucune source d'alimentation électrique dédiée à l'alimentation de son au moins un moteur électrique durant les phases de transport des véhicules électriques,Le système de transport comportant des moyens de gestion configurés pour :Commander une alimentation du au moins un moteur électrique du véhicule tracteur à partir des sources d'alimentation électriques déportées (S). Figure à publier avec l'abrégé : Figure 1

Description

Système de transport à véhicule tracteur électrique
Domaine technique de l'invention
La présente invention se rapporte à un système de transport comprenant un véhicule tracteur doté d'au moins un moteur électrique et une plateforme de transport destinée à transporter un ou plusieurs véhicules électriques utilisés pour alimenter ledit au moins un moteur électrique.
Etat de la technique
Dans le domaine des systèmes de transport à motorisation électrique, on vise à remplir différents objectifs :
  • Assurer une disponibilité rapide et fréquente de véhicules électriques, en tous lieux ;
  • Assurer une meilleure disponibilité des bornes de recharge électrique sur un territoire, pour éventuellement les répartir sur ce territoire en adéquation avec la densité de véhicules électriques présents ;
Ainsi, permettre à des véhicules électriques à autonomie faible ou modérée de parcourir de grandes distances, en un minimum de temps et en limitant l'impact écologique reste aujourd’hui un enjeu. Il peut de façon similaire être utile de transporter de tels véhicules sur de longues distances, par choix des propriétaires, sans pour autant les faire rouler.
Ceci reste cependant pénalisant d’un point de vue environnemental du fait des masses importantes transportées.
C'est dans ce cadre que l'invention vise à proposer un système de transport comportant un véhicule tracteur à motorisation électrique, ce véhicule tracteur étant destiné à transporter un ou plusieurs autres véhicules électriques. Le but de l'invention est de proposer un système de transport apte à remplir un ou plusieurs des objectifs cités ci-dessus.
Ce but est atteint par un système de transport comprenant :
  • Un véhicule tracteur comprenant au moins un moteur électrique coopérant avec un ensemble de mise en mouvement pour faire avancer le système de transport,
  • Une plateforme de transport d'un ou plusieurs véhicules, solidaire dudit véhicule tracteur,
  • Chaque véhicule électrique transporté étant de type électrique et comportant une source d'alimentation électrique dite déportée,
  • Le véhicule tracteur n'embarquant aucune source d'alimentation électrique dédiée à l'alimentation de son au moins un moteur électrique durant les phases de transport des véhicules électriques,
  • Le système de transport comportant des moyens de gestion configurés pour :
    • Commander une alimentation du au moins un moteur électrique du véhicule tracteur à partir des sources d'alimentation électriques déportées.
Selon une particularité, les moyens de gestion sont configurés pour acquérir l'état de charge de chaque source d'alimentation électrique déportée.
Selon une autre particularité, les moyens de gestion sont configurés pour déterminer le nombre de sources d'alimentation électrique déportées à connecter pour fournir une puissance de traction au système.
Selon une autre particularité, le système comporte un dispositif de distribution de puissance configuré pour connecter ledit au moins un moteur électrique à au moins une source d'alimentation électrique déportée et commandé pour assurer :
  • Une décharge de chaque source d'alimentation électrique déportée.
Selon une autre particularité, le système comporte des moyens de communication, agencés entre lesdits moyens de gestion et une unité de gestion locale, associée à chaque source d'alimentation électrique déportée.
L'invention concerne également un procédé de gestion d'un système de transport tel que défini ci-dessus, le procédé consistant à commander une alimentation du au moins un moteur électrique du véhicule tracteur à partir des sources d'alimentation électriques déportées.
Selon une particularité, le procédé consiste à acquérir l'état de charge de chaque source d'alimentation électrique déportée.
Selon une autre particularité, le procédé consiste à déterminer le nombre de sources d'alimentation électrique déportées à connecter pour fournir une puissance de traction au système.
Selon une autre particularité, le procédé consiste à commander une connexion du au moins un moteur électrique à au moins une source d'alimentation électrique déportée.
Selon une autre particularité, le procédé consiste à établir des communications entre lesdits moyens de gestion et une unité de gestion locale, associée à chaque source d'alimentation électrique déportée.
Le système de transport de l'invention permet ainsi de :
  • Transporter les véhicules électriques sur un lieu particulier, en utilisant les sources d'alimentation électrique secondaires présentes dans les véhicules électriques transportés ;
  • Limiter ou éviter les temps d'arrêt pour recharge du véhicule tracteur du système, grâce à l'utilisation des sources d'alimentation électrique déportées présentes dans les véhicules transportés, ce qui permet de réduire le temps de trajet et d'être moins dépendant des infrastructures de recharge présentes sur le trajet et/ou sur le lieu de destination ;
  • Réduire la masse globale transportée par l’ensemble camion de transport et véhicules transportés, et donc l’impact environnemental et énergétique du transport ; le principe de l'invention présente d'autant plus d'intérêt lorsque le véhicule tracteur est lui-même conçu et fonctionne de manière optimale en termes d'impacts énergétique et environnemental ; D’un point de vue de la fabrication, l’invention réduit également les besoins de fabrication de batteries avec les impacts environnementaux associés.
Le principe de l'invention est d'autant plus pertinent que l’énergie disponible de ces sources déportées augmente avec le nombre et donc la masse des véhicules à transporter.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée ci-après, faite en liaison avec les figures listées ci-dessous :
  • La représente un exemple de réalisation du système de transport conforme à l'invention ;
  • La représente de manière schématique l'architecture fonctionnelle du système de transport de l'invention ;
Description détaillée d'au moins un mode de réalisation
En référence à la et à la , le système de transport de l'invention comporte un véhicule tracteur 1 à motorisation électrique et une plateforme 2 solidaire du véhicule tracteur 1 et apte à transporter un ou plusieurs véhicules électriques VE indépendants.
Le véhicule tracteur 1 comporte un ensemble de roulage lui permettant de progresser sur le sol, par exemple des roues, chenilles ou équivalents. Il peut aussi s’agir d’éléments de roulement associés à une utilisation sur rail.
Le véhicule tracteur 1 comporte au moins un moteur électrique 10 (ci-après désigné le moteur électrique 10) coopérant avec l'ensemble de roulage et commandé pour entraîner ledit ensemble de roulage en vue de faire avancer le système de transport sur le sol ou sur un rail. Le moteur électrique 10 peut être de tous types.
Le système de transport présente la particularité de n'embarquer aucune source d'alimentation électrique dédiée au transport des véhicules, pour alimenter son moteur électrique.
Il faut noter qu'une source d’alimentation électrique auxiliaire du moteur électrique du véhicule tracteur pourra être prévue à but de manœuvres ou de déplacement local du véhicule tracteur seul, mais de capacité électrique très réduite et n’autorisant que quelques kilomètres d’autonomie pour le véhicule tracteur sans véhicule transporté.
Alternativement, le véhicule tracteur sans véhicule transporté ne dispose d’aucune source d’alimentation électrique de son moteur électrique, et une source électrique doit lui être adjoint pour ce type de manœuvre ou de déplacement local.
Comme indiqué ci-dessus, le système de transport comporte une plateforme 2 de transport destinée à transporter un ou plusieurs véhicules électriques VE indépendants, distincts du véhicule tracteur 1. Cette plateforme 2 est solidaire du véhicule tracteur 1 et entraînée en mouvement par le véhicule tracteur 1. Elle peut par exemple prendre la forme d'une remorque accrochée au véhicule tracteur 1 ou former un ensemble monobloc avec le véhicule tracteur 1. Sur la , les véhicules électriques VE transportés sont tous identiques mais il faut comprendre qu'ils pourraient être différents en taille et en architecture. Par véhicule électrique, on entend un véhicule qui comporte son propre ensemble de roulage, distinct de celui du système de transport et qui lui permet d'avancer sur le sol.
Selon une particularité, les véhicules électriques VE transportés sont par exemple à autonomie faible ou modérée. Le système de transport peut ainsi être employé pour amener ces véhicules électriques VE dans un lieu où ils ne pourraient pas se rendre sans être rechargés au cours du trajet. Leur autonomie serait en effet insuffisante pour cela.
Le système de transport présente la particularité d'utiliser la source d'alimentation électrique, dite déportée S, présente dans chaque véhicule électrique VE transporté pour alimenter le moteur électrique 10 du système et permettre d'entraîner le système de transport pour sa traction.
Il faut noter que chaque véhicule électrique VE comporte également au moins un moteur électrique indépendant lui permettant de se déplacer, ce moteur pouvant être alimenté par sa source d'alimentation électrique déportée S, lorsqu'il n'est pas transporté par le système de l'invention.
Le système de transport comporte ainsi des moyens de gestion 4 configurés pour gérer les sources d'alimentation électrique déportées S présentes dans chaque véhicule électrique VE transporté par le système de transport et assurer une alimentation optimale du moteur électrique 10.
Le système comporte des moyens de communication comprenant une ou plusieurs liaisons de communication 6 (traits en pointillés sur la ) agencés entre les moyens de gestion 4 et une unité de gestion locale de chaque source d'alimentation électrique, principale et secondaire du dispositif. Il faut noter que chaque source d'alimentation électrique peut en effet disposer d'une unité de gestion locale, en capacité de gérer localement la source d'alimentation électrique à laquelle elle est rattachée. Cette unité est par exemple apte à acquérir toutes les données de fonctionnement de la source (état de charge, tension, courant, température,…) à l'aide de plusieurs capteurs présents sur la source d'alimentation électrique. Ces données sont ensuite transférables aux moyens de gestion 4 pour effectuer une gestion centralisée.
Le système de transport comporte un dispositif de distribution de puissance 5 ayant pour rôle de répartir l’énergie à travers le système en fonction des données remontées par les unités de gestion locales, à travers les différentes liaisons de communications.
Le dispositif de distribution de puissance 5 comporte des moyens de conversion électrique, formés de convertisseurs de type DC/DC et/ou DC/AC, des moyens de commutation tels que des contacteurs et des moyens de protection (disjoncteur notamment). Ces différents moyens sont embarqués sur le système de transport et commandés par les moyens de gestion 4 pour appliquer la stratégie de fonctionnement déterminée par les moyens de gestion 4.
Chaque convertisseur embarqué dépendra notamment du type et du nombre de sources d'alimentation électriques gérées par le système de transport.
Le nombre de convertisseurs peut dépendre du nombre de véhicules électriques que le système peut transporter.
Par ses différents moyens, le dispositif de distribution de puissance 5 peut de manière indépendante relier ou isoler un ou plusieurs véhicules électriques VE transportés en contrôlant les liaisons de puissance 7.
Selon un aspect particulier de l'invention, les liaisons de puissance 7 sont agencées entre chaque source d'alimentation électrique déportée S et le moteur électrique 10, ces liaisons de puissance 7 étant gérées par le dispositif de distribution de puissance 5.
Les moyens de gestion 4 sont configurés pour :
  • Déterminer la disponibilité de chaque source d'alimentation électrique déportée S ;
  • Acquérir des données relatives à chaque source d'alimentation électrique déportée S, par exemple l'état de charge, le courant délivré par la source, la tension aux bornes de la source, la température, les données de diagnostic ;
  • Eventuellement, sélectionner une ou plusieurs des sources d'alimentation électrique déportées S parmi celles qui sont disponibles et suffisamment chargées, pour assurer la traction du système ;
Les moyens de gestion 4 sont ainsi aptes à établir une cartographie des états de chaque source d'alimentation électrique déportée S, en vue de mettre en place une stratégie de gestion adaptée à la traction du système.
Les moyens de gestion 4 sont également configurés pour :
  • Vérifier l'état de charge de chaque source d'alimentation électrique déportée S ;
  • Commander une décharge de chaque source d'alimentation électrique déportée S ;
Les moyens de gestion 4 sont aptes à établir des priorités de décharge entre les différentes sources d'alimentation électrique déportées S, en hiérarchisant les états de charge, mais aussi en tenant compte de l'état de santé de chaque source d'alimentation électrique déportée S.
Il faut noter que l'un des objectifs des moyens de gestion 4 pourra être de faire en sorte que l'ensemble des sources d'alimentation électrique déportées S reste à un état de charge suffisant au bout d'une période donnée, par exemple à la fin du trajet menant au lieu de destination. A titre d'exemple, il s'agira de faire en sorte que chaque source d'alimentation électrique déportée S reste à un état de charge d'au moins 50%, lorsque le lieu de destination est atteint, même après avoir alimenté le moteur électrique au cours du trajet.
Pour une raison d’autonomie du moyen de transport, ou de respect d’une condition de charge des véhicules transportés tel que mentionné ci-dessus, le système de transport peut avoir à se recharger en cours de trajet, par exemple lors d’un arrêt dans une station de recharge. Les différentes sources d’alimentation électrique déportées S font ainsi l’objet d’une recharge pour permettre de continuer le trajet.
Chaque véhicule électrique VE placé sur la plateforme 2 est connecté aux moyens de gestion 4 via des liaisons de communication 6 de type filaire ou sans-fil. Avantageusement, la source d'alimentation électrique déportée S de chaque véhicule électrique VE est branchée sur des moyens de connexion disponibles sur la plateforme 2 de manière à former lesdites liaisons de puissance 7.
Les véhicules électriques VE peuvent ainsi être connectés par le biais de câbles électriques et/ou chargeurs dotés de connecteurs adaptés aux différents types de véhicules pouvant être transportés. A titre d'exemple, chaque ligne d’alimentation reliée à un véhicule électrique pourrait délivrer une puissance de 90 kW.
Le système embarque avantageusement des moyens de gestion et de protection thermique 8, permettant notamment d'assurer un refroidissement de l'installation.
A titre d'exemple, le convoi composé d'un véhicule tracteur 1 qui tire une semi-remorque de type porte-véhicule rentre préférentiellement dans le gabarit routier standard (20,35 m x 2,55 m x 4,50 m - 44 tonnes).
La semi-remorque est aménagée afin d’accueillir plusieurs (de un à douze) véhicules électriques VE. Les véhicules électriques VE transportés sont répartis sur un ou deux étages. Les véhicules électriques sont immobilisés sur la plateforme 2 par le moyen de cales et des sangles.
La source d'alimentation déportée, présente dans chaque véhicule électrique est par exemple une batterie de typiquement 30 kWh, capable de fournir des pics de puissance de 90 kW sur une courte durée. Avec dix véhicules électriques VE transportés, il est ainsi possible de produire une puissance instantanée de 900 kW à destination du moteur électrique 10. Par ailleurs, dix véhicules électriques dotés chacune d'une batterie de 30 kWh apportent ainsi une énergie totale de 300 kWh. En considérant une consommation de 150 kWh / 100 km pour la totalité du système, une autonomie d'environ 200 km est à espérer. A noter que plus le nombre de véhicules électrique chargés est important, plus la masse totale augmente ; mais dans le même temps plus la puissance et l’autonomie disponibles augmentent.
Le système de transport de l'invention présente ainsi de nombreux avantages, parmi lesquels :
  • Une solution permettant éventuellement de se passer d'une source d'alimentation électrique dédiée, embarquée dans le système, ou au moins de réduire drastiquement sa taille et son utilisation ;
  • Une solution efficace permettant à des véhicules électriques à autonomie faible ou modérée d'être amené sur un lieu éloigné en optimisant leur déplacement vis-à-vis des contraintes de recharge ; ;
  • Une solution réduisant l’impact énergétique et environnemental du déplacement des véhicules électriques, par la mutualisation et la réduction de la masse transportée ; cet avantage est d'autant plus marqué que le véhicule tracteur est conçu avec un faible impact énergétique et environnemental ;
  • Une solution réduisant le besoin de production de batterie, et donc les impacts environnementaux associés ;
On peut noter également que :
  • Plus le nombre de véhicules électriques VE transportés sera important, plus la puissance disponible, et potentiellement l’énergie électrique en fonction de leur niveau de charge, sera importante ;
  • Un seul système tel que celui de l'invention, transportant plusieurs véhicules électriques, pourra permettre de consommer moins d'énergie que si les véhicules électriques se rendaient sur le lieu de destination de manière indépendante, à l'aide de leur source d'alimentation respective ;

Claims (10)

  1. Système de transport comprenant :
    • Un véhicule tracteur (1) comprenant au moins un moteur électrique (10) coopérant avec un ensemble de mise en mouvement pour faire avancer le système de transport,
    • Une plateforme (2) de transport d'un ou plusieurs véhicules (VE), solidaire dudit véhicule tracteur,
    • Chaque véhicule électrique (VE) transporté étant de type électrique et comportant une source d'alimentation électrique dite déportée (S),
    Caractérisé en ce que :
    • Le véhicule tracteur (1) n'embarque aucune source d'alimentation électrique dédiée à l'alimentation de son au moins un moteur électrique durant les phases de transport des véhicules électriques,
    • Le système de transport comporte des moyens de gestion configurés pour :
      • Commander une alimentation du au moins un moteur électrique du véhicule tracteur à partir des sources d'alimentation électriques déportées (S).
  2. Système selon l'une des revendications 1, caractérisé en ce que les moyens de gestion sont configurés pour acquérir l'état de charge de chaque source d'alimentation électrique déportée (S).
  3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de gestion (4) sont configurés pour déterminer le nombre de sources d'alimentation électrique déportées (S) à connecter pour fournir une puissance de traction au système.
  4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de distribution de puissance (5) configuré pour connecter ledit au moins un moteur électrique (10) à au moins une source d'alimentation électrique déportée (S) et commandé pour assurer :
    • Une décharge de chaque source d'alimentation électrique déportée (S).
  5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de communication, agencés entre lesdits moyens de gestion et une unité de gestion locale, associée à chaque source d'alimentation électrique déportée (S).
  6. Procédé de gestion d'un système de transport tel que défini dans l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à commander une alimentation du au moins un moteur électrique du véhicule tracteur à partir des sources d'alimentation électriques déportées (S).
  7. Procédé selon l'une des revendication 6, caractérisé en ce que qu'il consiste à acquérir l'état de charge de chaque source d'alimentation électrique déportée (S).
  8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer le nombre de sources d'alimentation électrique déportées (S) à connecter pour fournir une puissance de traction au système.
  9. Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à commander une connexion du au moins un moteur électrique (10) à au moins une source d'alimentation électrique déportée (S).
  10. Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il consiste à établir des communications entre lesdits moyens de gestion et une unité de gestion locale, associée à chaque source d'alimentation électrique déportée (S).
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