FR3140586A1 - Véhicule à batterie à recharge à rendement élevé par une source d’alimentation interne à panneau photovoltaïque - Google Patents
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Abstract
Un véhicule (V) comprend une batterie (BP) rechargeable sous le contrôle d’un calculateur de batterie (CB) et une source d’alimentation (SA) comportant au moins un panneau photovoltaïque propre à produire un courant en présence d’une lumière externe. La source d’alimentation (SA) est couplée au calculateur de batterie (CB) afin, lorsqu’elle produit son courant et qu’il est endormi, de le réveiller et l’alimenter en courant produit. Le calculateur de batterie (CB) est agencé, une fois réveillé par la source d’alimentation (SA), pour réveiller un convertisseur (CV1, CV2) auquel est couplée la source d’alimentation (SA) afin qu’il convertisse le courant produit en courant de recharge propre à recharger la batterie (BP). Figure 1
Description
L’invention concerne les véhicules comprenant une batterie rechargeable sous le contrôle d’un calculateur de batterie et alimentant en courant électrique un circuit électrique principal, et plus précisément la recharge d’une telle batterie lorsque le calculateur de batterie est endormi.
Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent une batterie rechargeable, généralement dite « principale » (ou « de traction »), et chargée d’alimenter électriquement, via un dispositif d’isolement, un circuit électrique principal (parfois dit « haute tension ») auquel est connectée au moins une machine motrice électrique de leur groupe motopropulseur (ou GMP).
Ce circuit électrique principal permet la recharge de la batterie principale, sous le contrôle d’un calculateur de batterie qui lui est associé, par une source d’alimentation externe qui est temporairement couplée à un connecteur de recharge du véhicule.
Selon l’agencement du véhicule, la recharge de la batterie principale peut se faire en mode 2 ou 3 et/ou en mode 4. Il est rappelé que dans une recharge en mode 2 ou 3 la batterie principale est rechargée en courant continu par un convertisseur connecté au circuit électrique principal, après une conversion AC/DC (par exemple de 220 V AC (courant alternatif) versune tension batterie allant typiquement de 48 V à 900 V DC (courant continu), lorsque ce circuit électrique principal est temporairement couplé à une source d’alimentation externe via un câble de recharge connecté au connecteur de recharge du véhicule. Il est également rappelé que dans une recharge en mode 4, la batterie principale est rechargée, via le circuit électrique principal, en courant continu élevé (typiquementde 125 A à 250 A) qui est issu directement d’une source d’alimentation (en courant continu) externe, temporairement connectée au circuit électrique principal via un câble de recharge connecté au connecteur de recharge du véhicule, sans conversion par le convertisseur.
Afin de permettre une rechargesupplémentairedu véhicule quandsa batterie n’est pas pleine, mais aussi de réduire le coût des recharges de la batterie principale, il a été proposé de recharger cette dernière avec un courant de recharge produit par au moins un panneau photovoltaïque d’une source d’alimentation interne équipant le véhicule, lorsque ce dernier est endormiou dans une phase d e roulageet que chaque panneau photovoltaïque reçoit suffisamment de lumière externe. On notera que chaque panneau photovoltaïque est généralement installé sur le toit (ou pavillon) du véhicule.
Dans un premier mode de réalisation, la source d’alimentation interne (à panneau(x) photovoltaïque(s)) peut être couplée au réseau de bord (par exemple de type 12 V) du véhicule, lequel est alimenté par une batterie de servitude lorsque le convertisseur ne le fait pas. Un inconvénient principal de ce premier mode de réalisation réside dans le fait qu’il nécessite que le convertisseur soit réversible, ce qui s’avère onéreux. Un autre inconvénient de ce premier mode de réalisation réside dans le fait qu’à chaque fois que la recharge s’effectue avec la source d’alimentation interne, on est contraint de réveiller de nombreux équipements du véhicule (et en particulier des calculateurs, la batterie de servitude, le convertisseur et surtout le dispositif d’isolement qui comprend des contacteurs (ou interrupteurs)) consommant beaucoup de courant lorsqu’ils doivent être placés et maintenus dans un état fermé), ce qui consomme une bonne partie du courant de recharge fourni par la source d’alimentation interne et donc induit une recharge très lente et par conséquent à très faible rendement.
Dans un second mode de réalisation, la source d’alimentation interne (à panneau(x) photovoltaïque(s)) est couplée au dispositif d’isolement via un convertisseur dédié à la recharge photovoltaïque et alimenté par le réseau de bord. Un inconvénient principal de ce premier mode de réalisation réside dans le fait qu’à chaque fois que la recharge s’effectue avec la source d’alimentation interne, on est contraint de réveiller de nombreux équipements du véhicule (et en particulier des calculateurs, la batterie de servitude, le convertisseur dédié et surtout le dispositif d’isolement, ce qui consomme une bonne partie du courant de recharge fourni par la source d’alimentation interne et donc induit une recharge très lente et par conséquent à très faible rendement.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Elle propose notamment à cet effet un véhicule comprenant une batterie rechargeable sous le contrôle d’un calculateur de batterie et une source d’alimentation comportant au moins un panneau photovoltaïque propre à produire un courant en présence d’une lumière externe.
Ce véhicule se caractérise par le fait que :
- sa source d’alimentation est couplée au calculateur de batterie afin, lorsqu’elle produit son courant et que ce calculateur de batterie est endormi, de le réveiller et l’alimenter en courant produit, et
- son calculateur de batterie est agencé, une fois réveillé par la source d’alimentation, pour réveiller un convertisseur auquel est couplée la source d’alimentation et couplé à la batterie, afin qu’il convertisse le courant produit en courant de recharge propre à recharger la batterie.
Ainsi, on n’a pas besoin d’un convertisseur réversible, et le nombre d’équipements du véhicule devant être réveillés puis alimentés en courant est réduit, voire très réduit, et donc permet une rechargeplus rapide et à rendement élevé.
Le véhicule selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- dans un premier mode de réalisation, son convertisseur peut être intercalé entre la source d’alimentation et au moins une borne de la batterie ;
- dans ce premier mode de réalisation, son convertisseur peut faire partie d’un ensemble comportant la batterie et être couplé à des bornes de cette dernière ;
- dans le premier mode de réalisation, il peut comprendre un fusible intercalé entre le convertisseur et une borne de la batterie, et au moins un module de commutation intercalé entre le convertisseur et ce fusible et propre à coupler/découpler le convertisseur à/de la batterie selon une valeur en cours d’une tension en sortie du convertisseur ;
- dans un deuxième mode de réalisation, il peut comprendre un circuit électrique principal, et un dispositif d’isolement connecté à des bornes de la batterie et au circuit électrique principal et couplé au convertisseur, et propre à isoler/coupler la batterie du/au circuit électrique principal et/ou du/au convertisseur sur ordre du calculateur de batterie ;
- dans ce deuxième mode de réalisation, il peut comprendre au moins un module de commutation intercalé entre le convertisseur et le dispositif d’isolement et propre à coupler/découpler le convertisseur au/du dispositif d’isolement selon une valeur en cours d’une tension en sortie du convertisseur ;
- dans un troisième mode de réalisation, il peut comprendre un circuit électrique principal auquel est connecté le convertisseur, et un dispositif d’isolement connecté à des bornes de la batterie et au circuit électrique principal et propre à isoler/coupler la batterie du/au circuit électrique principal sur ordre du calculateur de batterie ;
- il peut comprendre un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant au moins une machine motrice électrique propre à fournir du couple pour le déplacer. Dans ce cas, sa batterie peut être propre à fournir de l’énergie électrique pour la machine motrice électrique ;
- en présence de la dernière option, la machine motrice électrique peut être couplée au circuit électrique principal ;
- il peut être de type automobile.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
L’invention a notamment pour but de proposer un véhicule V comprenant une batterie BP rechargeable avec un rendement élevé par une source d’alimentation interne à panneau(x) photovoltaïque(s) SA, sous le contrôle d’un calculateur de batterie CB.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré sur les figures 1 à 3. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant une batterie rechargeable connectée à un circuit électrique principal (ou « haute tension ») et une source d’alimentation interne à panneau(x) photovoltaïque(s). Ainsi, elle concerne, par exemple, les véhicules terrestres (véhicules utilitaires, camping-cars, minibus, cars, camions, motocyclettes, engins de voirie, engins de chantier, engins agricoles, engins de loisir (motoneige, kart), et engins à chenille(s), par exemple), les bateaux et les aéronefs.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) de type tout électrique (et donc dont la motricité est assurée exclusivement par au moins une machine motrice électrique MME). Mais le GMP pourrait être de type hybride (thermique et électrique).
On a schématiquement illustré sur les figures 1 à 3 trois exemples de réalisation d’un véhicule V selon l’invention. Dans ces trois exemples de réalisation, le véhicule V comprend une chaîne de transmission à GMP électrique, un réseau de bord RB, un circuit électrique principal CEP, une batterie rechargeable BP, au moins un premier convertisseur CV1, une batterie de servitude BS, et une source d’alimentation interne à panneau(x) photovoltaïque(s) SA. On reviendra plus loin sur les détails architecturaux qui différencient ces trois exemples de réalisation.
Le réseau de bord RB est un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) qui consomment de l’énergie électrique.
La batterie de servitude BS est chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord RB, en complément de celle fournie par le premier convertisseur CV1 alimenté par la batterie rechargeable BP via le circuit électrique principal CEP, et parfois à la place de ce premier convertisseur CV1. Par exemple, cette batterie de servitude BS peut être agencée sous la forme d’une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V). Elle est rechargeable au moins par le premier convertisseur de courant CV1. On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la batterie de servitude BS est de type Lithium-ion 12 V.
Le circuit électrique principal (ou haute tension) CEP est connecté, d’une part, à la batterie rechargeable BP via un dispositif d’isolement DI, et, d’autre part, à des équipements électroniques, comme par exemple le premier convertisseur CV1. Il permet aussi la recharge de la batterie rechargeable BP par une source d’alimentation externe et temporairement couplée à un connecteur de recharge CR du véhicule V. Ce circuit électrique principal CEP comprend donc au moins un circuit d’alimentation C1 assurant le couplage entre la batterie rechargeable BP et au moins les machine motrice électrique MME et premier convertisseur CV1, et un circuit de recharge C2 connecté au connecteur de recharge CR et permettant de recharger la batterie rechargeable BP via une source d’alimentation externe temporairement couplée au connecteur de recharge CR via un câble de recharge.
Dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 à 3 le circuit de recharge C2 permet de recharger la batterie rechargeable BP non seulement en mode 2 ou 3, mais aussi en mode 4, sous le contrôle des calculateur de recharge CA (associé au premier convertisseur CV1) et calculateur de batterie CB (associé à la batterie rechargeable BP). Mais dans des variantes de réalisation non illustrées, le circuit de recharge C2 pourrait ne permettre que les recharges en mode 2 ou 3, ou bien que les recharges en mode 4.
La chaîne de transmission a un GMP qui est, ici, purement électrique et donc qui comprend, notamment, une machine motrice électrique MME, un arbre moteur AM, et un arbre de transmission AT. On entend ici par « machine motrice électrique » une machine électrique agencée de manière à fournir du couple pour déplacer le véhicule V lorsqu’elle est alimentée en énergie électrique, ainsi qu’éventuellement à récupérer du couple dans la chaîne de transmission.
Le fonctionnement de la chaîne de transmission (et donc du GMP) est supervisé par un calculateur de supervision CS.
La machine motrice électrique MME (ici un moteur électrique) est ici couplée à la batterie rechargeable BP via le circuit d’alimentation C1 du circuit électrique principal CEP, afin d’être alimentée en énergie électrique, ainsi qu’éventuellement d’alimenter cette batterie rechargeable BP en énergie électrique, par exemple lors d’une phase de freinage récupératif.
Par ailleurs, cette machine motrice électrique MME est couplée à l’arbre moteur AM, pour lui fournir du couple par entraînement en rotation. Cet arbre moteur AM est ici couplé à un réducteur RD qui est aussi couplé à l’arbre de transmission AT, lui-même couplé à un premier train T1 (ici de roues), de préférence via un différentiel DF.
Ce premier train T1 est ici situé dans la partie avant PVV du véhicule V. Mais dans une variante ce premier train T1 pourrait être celui qui est ici référencé T2 et qui est situé dans la partie arrière PRV du véhicule V.
Le fonctionnement de la machine motrice électrique MME est contrôlé par un calculateur de machine CM associé et qui reçoit notamment chaque consigne de couple définie par le calculateur de supervision CS et définissant le couple de sortie que doit fournir la machine motrice électrique MME ou le couple d’entrée que doit récupérer la machine motrice électrique MME.
La batterie rechargeable BP alimentant ici la machine motrice électrique MME, elle constitue une batterie principale (ou de traction). Elle peut, par exemple, comprendre des cellules de stockage d’énergie électrique, éventuellement électrochimiques (par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd). Egalement par exemple, la batterie principale BP peut être de type basse tension (typiquement 450 V à titre illustratif). Mais elle pourrait être de type moyenne tension ou haute tension.
Par ailleurs, la batterie rechargeable BP est (ici) associée à un boîtier de batterie BB qui comprend notamment le dispositif d’isolement DI, des moyens de mesure de tension/courant (non illustrés), et le calculateur de batterie CB. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, la batterie rechargeable BP et le boîtier de batterie BB peuvent faire partie d’un ensemble (ou « pack ») de batterie EB.
Le dispositif d’isolement DI est agencé de manière à isoler en cas de besoin la batterie rechargeable BP de l’intégralité du circuit électrique principal CEP, ainsi qu’éventuellement individuellement (ici) de la machine motrice électrique MME et/ou du premier convertisseur CV1. Il comprend par exemple des contacteurs (ou interrupteurs), éventuellement à base de MOSFET(s), qui peuvent être placés chacun dans un état ouvert (ou non passant) ou un état fermé (ou passant), ainsi que des fusibles de protection.
Le calculateur de batterie CB centralise les mesures de courant, les mesures de tension et les mesures de température interne (à l’intérieur de la batterie rechargeable BP), et détermine des paramètres de la batterie rechargeable BP en fonction de ces mesures, et notamment sa résistance interne, sa tension minimale et son état de charge en cours (ou SOC (« State Of Charge »)). Par ailleurs, le calculateur de batterie CB échange aussi des informations avec le calculateur de supervision CS du GMP et le calculateur de recharge CA, et contrôle des recharges de la batterie rechargeable BP.
Par ailleurs, et bien que cela n’apparaisse pas sur les figures 1 à 3, le calculateur de batterie CB est couplé au réseau de bord RB afin d’être alimenté en courant par ce dernier (RB) lorsque ce n’est pas la source d’alimentation interne SA qui le fait, comme expliqué plus loin.
On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, que le premier convertisseur CV1 peut faire partie d’un chargeur CH connecté électriquement au connecteur de recharge CR et comprenant le calculateur de recharge CA chargé au sein de son véhicule S d’au moins contrôler des recharges de la batterie rechargeable BP en coopération avec le calculateur de batterie CB.
On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 à 3 le véhicule V comprend aussi un boîtier de distribution BD auquel sont couplés la batterie de servitude BS, le premier convertisseur CV1 et le réseau de bord RB. Ce boîtier de distribution BD est chargé de distribuer dans le réseau de bord RB l’énergie électrique stockée dans la batterie de servitude BS ou produite par le premier convertisseur CV1, pour l’alimentation des organes (ou équipements) électriques couplés au réseau de bord RB en fonction de demandes d’alimentation reçues (notamment du calculateur de supervision CS du GMP).
La source d’alimentation interne SA comprend au moins un panneau photovoltaïque qui peut, par exemple, être installé sur le toit (ou pavillon) du véhicule V. En variante un panneau photovoltaïque peut, par exemple, être installé sur le capot avant ou le volet de coffre arrière du véhicule V. Le (chaque) panneau photovoltaïque est agencé de manière à produire un courant en présence d’une lumière externe suffisamment forte. Ce courant produit est notamment destiné à recharger la batterie rechargeable BP lorsque ce n’est pas une source d’alimentation externe qui le fait via le circuit de recharge C2 du circuit électrique principal CEP.
Comme illustré sur les figures 1 à 3, la source d’alimentation interne SA est couplée au calculateur de batterie CB afin, lorsqu’elle produit son courant et que le calculateur de batterie CB est endormi, de le réveiller et de l’alimenter en courant produit pour qu’il fonctionne normalement sans qu’il faille l’alimenter via le réseau de bord RB et donc sans qu’il faille réveiller des équipements du véhicule V impliqués dans une telle alimentation électrique via le réseau de bord RB.
De plus, le calculateur de batterie CB est agencé, une fois qu’il a été réveillé par la source d’alimentation interne SA, pour réveiller un convertisseur CV1 ou CV2, auquel est couplée la source d’alimentation interne SA et qui est couplé à la batterie rechargeable BP, afin qu’il convertisse le courant produit par la source d’alimentation interne SA en courant de recharge propre à recharger la batterie rechargeable BP.
Il est important de noter que le convertisseur qui est réveillé par le calculateur de batterie CB peut être soit le premier convertisseur CV1 (comme illustré sur la ), soit un second convertisseur CV2 dédié à la recharge photovoltaïque (comme illustré sur les figures 1 et 2).
Ainsi, dès que la source d’alimentation interne SA est en capacité de produire au moins un courant suffisant pour une recharge photovoltaïque et que le calculateur de batterie CB est endormi, la source d’alimentation interne SA réveille puis alimente en courant ce dernier (CB) pour qu’il réveille à son tour le convertisseur CV1 ou CV2 afin qu’il se mette à produire, à partir du courant fourni par la source d’alimentation interne SA, un courant de recharge propre à recharger efficacement la batterie rechargeable BP. Par conséquent, on n’a pas besoin que le premier convertisseur CV1 soit réversible, et le nombre d’équipements du véhicule V devant être réveillés puis alimentés en courant est réduit, voire très réduit, et donc permet une recharge relativement rapide et à rendement élevé.
Au moins trois modes de réalisation ou architectures différent(e)s peuvent être envisagé(e)s pour le couplage entre la source d’alimentation interne SA et la batterie rechargeable BP.
Dans un premier mode de réalisation illustré sur la , un second convertisseur CV2, dédié à la recharge photovoltaïque, est intercalé entre la source d’alimentation interne SA et au moins une borne de la batterie rechargeable BP. Le calculateur de batterie CB est donc ici couplé au second convertisseur CV2 pour lui adresser un message de réveil, et le second convertisseur CV2 est couplé à la source d’alimentation interne SA afin, une fois réveillé par ce message de réveil, de convertir le courant qu’elle produit en un courant de recharge adapté à la recharge photovoltaïque de la batterie rechargeable BP. A cet effet, il convertit la tension en sortie de la source d’alimentation interne SA en une tension de recharge, par exemple sensiblement égale à 450 V.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la , la borne de sortie positive du second convertisseur CV2 est couplée à une borne d’entrée de la batterie rechargeable BP via une première liaison, tandis que la borne de sortie négative du second convertisseur CV2 est couplée, via une seconde liaison, à une borne d’entrée du dispositif d’isolement DI qui est de préférence couplée à une borne d’entrée négative de la batterie rechargeable BP via un dispositif de mesure chargé de mesurer le courant circulant dans cette dernière (BP) pour permettre un contrôle fin de sa recharge photovoltaïque. Mais dans une variante de réalisation non illustrée, la borne de sortie négative du second convertisseur CV2 pourrait être couplée, via la seconde liaison, à une borne d’entrée négative de la batterie rechargeable BP, sans passer par le dispositif de mesure.
On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la le second convertisseur CV2 fait partie de l’ensemble de batterie EB (qui comprend la batterie rechargeable BP) et est couplé à des bornes de cette dernière (BP). Mais dans une variante de réalisation non illustrée, le second convertisseur CV2 pourrait être externe à l’ensemble de batterie EB, tout en étant couplé à des bornes de sa batterie rechargeable BP.
On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la la première liaison (positive) est munie d’un fusible de protection FP chargé d’assurer une protection électrique entre le second convertisseur CV2 et une borne de la batterie rechargeable BP. De plus, la première liaison (positive) est aussi munie, intercalé entre le second convertisseur CV2 et le fusible de protection FP, d’au moins un module de commutation MCj (j = 1). Ce dernier (MC1) est propre à coupler/découpler le second convertisseur CV2 à/de la batterie rechargeable BP selon la valeur en cours de la tension en sortie du second convertisseur CV2. Par exemple, ce module de commutation MC1 peut comprendre une paire de transistors montés tête-bêche, qui ne se ferment qu’en cas de tension suffisante en sortie du second convertisseur CV2.
On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la la première liaison (négative) est aussi munie d’au moins un autre module de commutation MCj (j = 2). Ce dernier (MC2) est propre à coupler/découpler le second convertisseur CV2 à/de la batterie rechargeable BP selon la valeur en cours de la tension en sortie du second convertisseur CV2. Par exemple, ce module de commutation MC2 peut comprendre une paire de transistors montés tête-bêche, qui ne se ferment qu’en cas de tension suffisante en sortie du second convertisseur CV2. On comprendra que cet autre module de commutation MC2 est destiné à assurer une redondance de protection.
Le premier mode de réalisation est particulièrement avantageux car il ne nécessite pas de faire fonctionner les éléments du dispositif d’isolement DI qui consomment beaucoup de courant (et notamment ses contacteurs (ou interrupteurs)).
Dans un deuxième mode de réalisation illustré sur la , on utilise aussi un second convertisseur CV2 dédié à la recharge photovoltaïque, comme dans le premier exemple de la . Mais, ici, le second convertisseur CV2 est entièrement intercalé entre la source d’alimentation interne SA et le dispositif d’isolement DI, afin de réutiliser l’un au moins de ses composants électroniques.
Le dispositif d’isolement DI est donc ici connecté à des bornes de la batterie rechargeable BP et au circuit électrique principal CEP, et couplé au second convertisseur CV2. C’est donc ici le dispositif d’isolement DI qui assure entièrement le couplage du second convertisseur CV2 aux bornes de la batterie rechargeable BP. De plus, le dispositif d’isolement DI est propre à isoler/coupler la batterie rechargeable BP du/au circuit électrique principal CEP et/ou du/au convertisseur CV2 sur ordre du calculateur de batterie CB.
Le calculateur de batterie CB est donc ici couplé au second convertisseur CV2 pour lui adresser un message de réveil, et le second convertisseur CV2 est couplé à la source d’alimentation interne SA afin, une fois réveillé par ce message de réveil, de convertir le courant qu’elle produit en un courant de recharge adapté à la recharge photovoltaïque de la batterie rechargeable BP. A cet effet, il convertit la tension en sortie de la source d’alimentation interne SA en une tension de recharge, par exemple sensiblement égale à 450 V.
La borne de sortie positive du second convertisseur CV2 est couplée, via une première liaison, à une borne d’entrée du dispositif d’isolement DI qui est de préférence couplée à un fusible de protection (c’est la raison pour laquelle cette première liaison n’a pas besoin d’être munie d’un fusible de protection tel que celui référencé FP dans le premier mode de réalisation). La borne de sortie négative du second convertisseur CV2 est couplée, via une seconde liaison, à une autre borne d’entrée du dispositif d’isolement DI qui est de préférence couplée à une borne d’entrée négative de la batterie rechargeable BP via un dispositif de mesure chargé de mesurer le courant circulant dans cette dernière (BP) pour permettre un contrôle fin de sa recharge photovoltaïque.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la la première liaison (positive) est munie, intercalé entre le second convertisseur CV2 et le dispositif d’isolement DI, d’au moins un module de commutation MCj (j = 1). Ce dernier (MC1) est propre à coupler/découpler le second convertisseur CV2 au/du dispositif d’isolement DI selon la valeur en cours de la tension en sortie du second convertisseur CV2. Par exemple, ce module de commutation MC1 peut comprendre une paire de transistors montés tête-bêche, qui ne se ferment qu’en cas de tension suffisante en sortie du second convertisseur CV2.
On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la la première liaison (négative) est aussi munie d’au moins un autre module de commutation MCj (j = 2). Ce dernier (MC2) est propre à coupler/découpler le second convertisseur CV2 au/du dispositif d’isolement DI selon la valeur en cours de la tension en sortie du second convertisseur CV2. Par exemple, ce module de commutation MC2 peut comprendre une paire de transistors montés tête-bêche, qui ne se ferment qu’en cas de tension suffisante en sortie du second convertisseur CV2. On comprendra que cet autre module de commutation MC2 est destiné à assurer une redondance de protection.
On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la le second convertisseur CV2 fait partie de l’ensemble de batterie EB (qui comprend la batterie rechargeable BP) et est couplé à des bornes de cette dernière (BP). Mais dans une variante de réalisation non illustrée, le second convertisseur CV2 pourrait être externe à l’ensemble de batterie EB, tout en étant couplé à des bornes de sa batterie rechargeable BP.
Le deuxième mode de réalisation est aussi particulièrement avantageux car il ne nécessite pas de faire fonctionner les éléments du dispositif d’isolement DI qui consomment beaucoup de courant (et notamment ses contacteurs (ou interrupteurs)).
Dans un troisième mode de réalisation illustré sur la , le véhicule V ne comprend pas de second convertisseur CV2 dédié à la recharge photovoltaïque. En effet, on utilise aussi, ici, le premier convertisseur CV1 pour effectuer la recharge photovoltaïque grâce à son couplage à la source d’alimentation interne SA. On utilise donc la fonction du premier convertisseur CV1 qui lui permet de recharger en mode 2 ou 3 la batterie rechargeable BP avec le courant issu d’une source d’alimentation externe. Mais dans ce cas, la recharge est photovoltaïque car le courant à convertir (augmentation de la tension) est issu de la source d’alimentation interne SA.
Le calculateur de batterie CB est donc ici couplé au premier convertisseur CV1 pour lui adresser un message de réveil. Ainsi, une fois que le premier convertisseur CV1 est réveillé par ce message de réveil, il peut convertir le courant produit par la source d’alimentation interne SA en un courant de recharge adapté à la recharge photovoltaïque de la batterie rechargeable BP. A cet effet, il convertit la tension en sortie de la source d’alimentation interne SA en une tension de recharge, par exemple sensiblement égale à 450 V.
Ce courant de recharge est transmis classiquement au dispositif d’isolement DI du fait qu’il est connecté à des bornes de la batterie rechargeable BP et au circuit électrique principal CEP (auquel est connecté le premier convertisseur CV1), et qu’il est propre à isoler/coupler la batterie rechargeable BP du/au circuit électrique principal CEP sur ordre du calculateur de batterie CB. Les protections lors de la recharge sont ici assurées par les fusibles de protection et contacteurs (ou interrupteurs) du dispositif d’isolement DI.
On notera également que dans les trois exemples de réalisation illustrés on peut installer une capacité de filtrage entre les deux liaisons qui connectent la source d’alimentation interne SA au convertisseur CV1 ou CV2, afin d’optimiser la stabilité.
On notera également que dans les trois exemples de réalisation illustrés, on peut installerun premi er dispositif de blocage d e courant ( comme par exemple une diode )sur la liaison connectant le calculateur de batterie CB au réseau de bord RB, etun second dispositif de blocage d e courant ( comme par exemple une diode )entre la liaison précitée et l’autre liaison connectant le calculateur de batterie CB à la source d’alimentation interne SA, afin d’éviter que la source d’alimentation interne SA charge et réveille le réseau de bord RB, et que la batterie de servitude BS soit vidée par le convertisseur CV1 ou CV2.
Afin que le calculateur de batterie CB puisse contrôler les recharges photovoltaïques, il peut, comme illustré non limitativement sur la , comprendre un dispositif de contrôle DC comportant au moins un processeur PR1, par exemple de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)), et au moins une mémoire MD. Ce dispositif de contrôle DC peut donc être réalisé sous la forme d’une combinaison de circuits ou composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou « software »). A titre d’exemple, il peut s’agir d’un microcontrôleur.
La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en œuvre par le processeur PR1 d’opérations de contrôle de chaque recharge photovoltaïque. Le processeur PR1 peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique.
On notera également, comme illustré non limitativement sur la , que le calculateur de batterie CB peut aussi comprendre une mémoire de masse MM1, notamment pour stocker d’éventuelles données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements, une interface d’entrée IE pour la réception d’un message de réveil issu de la source d’alimentation interne SA (et destiné à le réveiller), pour l’utiliser dans des calculs ou traitements, éventuellement après avoir mis en forme et/ou démodulé et/ou amplifié son contenu, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR2, et une interface de sortie IS, notamment pour délivrer des messages de réveil au moins pour le convertisseur CV1 ou CV2.
Claims (10)
- Véhicule (V) comprenant une batterie (BP) rechargeable sous le contrôle d’un calculateur de batterie (CB) et une source d’alimentation (SA) comportant au moins un panneau photovoltaïque propre à produire un courant en présence d’une lumière externe, caractérisé en ce que ladite source d’alimentation (SA) est couplée audit calculateur de batterie (CB) afin, lorsqu’elle produit ledit courant et que ledit calculateur de batterie (CB) est endormi, de le réveiller et l’alimenter en courant produit, et en ce que ledit calculateur de batterie (CB) est agencé, une fois réveillé par ladite source d’alimentation (SA), pour réveiller un convertisseur (CV1, CV2) auquel est couplée ladite source d’alimentation (SA) et couplé à ladite batterie (BP), afin qu’il convertisse ledit courant produit en courant de recharge propre à recharger ladite batterie (BP).
- Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit convertisseur (CV2) est intercalé entre ladite source d’alimentation (SA) et au moins une borne de ladite batterie (BP).
- Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit convertisseur (CV2) fait partie d’un ensemble (EB) comportant ladite batterie (BP) et est couplé à des bornes de cette dernière (BP).
- Véhicule selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu’il comprend un fusible (FP) intercalé entre ledit convertisseur (CV2) et une borne de ladite batterie (BP), et au moins un module de commutation (MCj) intercalé entre ledit convertisseur (CV2) et ledit fusible (FP) et propre à coupler/découpler ledit convertisseur (CV2) à/de ladite batterie (BP) selon une valeur en cours d’une tension en sortie dudit convertisseur (CV2).
- Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend i) un circuit électrique principal (CEP), et ii) un dispositif d’isolement (DI) connecté à des bornes de ladite batterie (BP) et audit circuit électrique principal (CEP) et couplé audit convertisseur (CV2), et propre à isoler/coupler ladite batterie (BP) dudit/audit circuit électrique principal (CEP) et/ou dudit/audit convertisseur (CV2) sur ordre dudit calculateur de batterie (CB).
- Véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un module de commutation (MCj) intercalé entre ledit convertisseur (CV2) et ledit dispositif d’isolement (DI) et propre à coupler/découpler ledit convertisseur (CV2) audit/dudit dispositif d’isolement (DI) selon une valeur en cours d’une tension en sortie dudit convertisseur (CV2).
- Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend un circuit électrique principal (CEP) auquel est connecté ledit convertisseur (CV1), et un dispositif d’isolement (DI) connecté à des bornes de ladite batterie (BP) et audit circuit électrique principal (CEP) et propre à isoler/coupler ladite batterie (BP) dudit/audit circuit électrique principal (CEP) sur ordre dudit calculateur de batterie (CB).
- Véhicule selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend un groupe motopropulseur comportant au moins une machine motrice électrique (MME) propre à fournir du couple pour le déplacer, et en ce que ladite batterie (BP) est propre à fournir de l’énergie électrique pour ladite machine motrice électrique (MME).
- Véhicule selon l’une des revendications 5 à 7 prise en combinaison avec la revendication 8, caractérisé en ce que ladite machine motrice électrique (MME) est couplée audit circuit électrique principal (CEP).
- Véhicule selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il est de type automobile.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2210239A FR3140586A1 (fr) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | Véhicule à batterie à recharge à rendement élevé par une source d’alimentation interne à panneau photovoltaïque |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2210239A FR3140586A1 (fr) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | Véhicule à batterie à recharge à rendement élevé par une source d’alimentation interne à panneau photovoltaïque |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3140586A1 true FR3140586A1 (fr) | 2024-04-12 |
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ID=84362304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2210239A Pending FR3140586A1 (fr) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | Véhicule à batterie à recharge à rendement élevé par une source d’alimentation interne à panneau photovoltaïque |
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3140586A1 (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205864046U (zh) * | 2016-08-17 | 2017-01-04 | 汉能太阳能汽车技术有限公司 | 车用太阳能充电系统及太阳能汽车 |
| US20210078428A1 (en) * | 2019-09-18 | 2021-03-18 | Hyundai Motor Company | Solar charging system and method for vehicle |
| CN113270935A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-08-17 | 江铃汽车股份有限公司 | 一种电动汽车太阳能充电控制方法 |
-
2022
- 2022-10-06 FR FR2210239A patent/FR3140586A1/fr active Pending
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