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Patent 3105109 Summary

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Claims and Abstract availability

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  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 3105109
(54) English Title: SYSTEME ET PROCEDE DE GESTION DE L'ENERGIE D'ALIMENTATION D'UN VEHICULE DE TRANSPORT, ET VEHICULE DE TRANSPORT CORRESPONDANT
(54) French Title: SYSTEM AND METHOD FOR POWER SUPPLY MANAGEMENT FOR A TRANSPORT VEHICLE, AND CORRESPONDING TRANSPORT VEHICLE
Status: Application Compliant
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • B60W 20/00 (2016.01)
  • B60R 16/03 (2006.01)
(72) Inventors :
  • CARSON, NEIL (France)
(73) Owners :
  • ALSTOM TRANSPORT TECHNOLOGIES
(71) Applicants :
  • ALSTOM TRANSPORT TECHNOLOGIES (France)
(74) Agent: ROBIC AGENCE PI S.E.C./ROBIC IP AGENCY LP
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(22) Filed Date: 2021-01-07
(41) Open to Public Inspection: 2021-07-10
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
FR 20 00205 (France) 2020-01-10

Abstracts

French Abstract


Système et procédé de gestion de l'énergie d'alimentation d'un véhicule de
transport, et véhicule de transport correspondant
ABREGE
Système (100) et procédé (200) de gestion de l'énergie d'alimentation à bord
d'un
véhicule (1) de transport, et véhicule (1) de transport correspondant, où une
première et
une deuxième sources d'énergie (110, 120) fournissent de l'énergie électrique
pour
alimenter au moins un équipement consommateur (2) du véhicule. Un système
intermédiaire de transmission d'énergie (130) reçoit de l'énergie électrique
fournie par au
moins une des deux sources d'énergie et la transfère vers l'au moins un
équipement
consommateur. Un système de conversion-contrôle d'énergie (140) applique, en
entrée au
système intermédiaire de transmission d'énergie, l'énergie électrique à
fournir, réglée en
fonction de l'état opérationnel de la première source d'énergie et d'un signal
en entrée (S120)
indicatif d'un état opérationnel de la deuxième source. La première source
d'énergie (110)
comporte un moteur à combustion interne (111) connecté à un alternateur à
aimants
permanents (112) qui est placé entre le moteur à combustion interne (111) et
le système
de conversion-contrôle d'énergie (140).
Date Reçue/Date Received 2021-01-07

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


11
REVENDICATIONS
1. Un système de gestion de l'énergie d'alimentation à bord d'un véhicule de
transport, comportant au moins :
- une première source d'énergie et une deuxième source d'énergie
configurées pour fournir de l'énergie électrique destinée à alimenter au
moins un équipement consommateur du véhicule de transport;
- un système intermédiaire de transmission d'énergie connecté aux
première et deuxième sources d'énergie et configuré pour recevoir de
l'énergie électrique fournie par au moins une des première et deuxième
sources d'énergie et transférer l'énergie électrique reçue, au moins
partiellement, vers l'au moins un équipement consommateur à alimenter;
- un système de conversion-contrôle d'énergie connecté au moins à une
des première et deuxième sources d'énergie et configure pour appliquer,
en entrée au système intermédiaire de transmission d'énergie, l'énergie
électrique à fournir par au moins une des première et deuxième sources
d'énergie réglée en fonction de l'état opérationnel de la première source
d'énergie et d'un signal en entrée (S120) indicatif d'un état opérationnel de
la deuxième source,
et dans lequel la première source d'énergie comporte un moteur à
combustion interne connecté à un alternateur à aimants permanents qui est
placé entre le moteur à combustion interne et le système de conversion-
contrôle d'énergie.
2. Le système de gestion selon la revendication 1, dans lequel le système de
conversion-contrôle d'énergie est configuré pour appliquer, en entrée, au
système intermédiaire de transmission d'énergie, l'énergie électrique à
fournir par la première source d'énergie réglée de façon que l'au moins un
équipement consommateur est alimenté avec de l'énergie électrique fournie
simultanément par la première source d'énergie et par la deuxième source
d'énergie.
3. Le système de gestion selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le système
de conversion-contrôle d'énergie est configure pour appliquer, en entrée, au
système intermédiaire de transmission d'énergie, l'énergie électrique à
fournir par la première source d'énergie réglée de façon que l'au moins un
équipement consommateur et/ou la deuxième source d'énergie sont
Date Reçue/Date Received 2021-01-07

12
alimentés avec de l'énergie électrique fournie par la première source
d'énergie.
4. Le système de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
dans lequel le système de conversion-contrôle d'énergie est configuré pour
que l'au moins un équipement consommateur et/ou la première source
d'énergie sont alimentés avec de l'énergie électrique fournie par la deuxième
source d'énergie, et/ou dans lequel la deuxième source d'énergie comporte
une source d'électricité en courant continu CC connectée directement au
système intermédiaire de transmission d'énergie.
5. Le système de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
dans lequel la première source d'énergie comporte un système de
génération d'électricité en courant alternatif AC, la deuxième source
comporte un dispositif de stockage d'énergie en courant continu CC et le
système de conversion-contrôle d'énergie comporte un convertisseur AC-
DC associé à un module de contrôle qui est configuré pour appliquer, en
entrée du système intermédiaire de transmission d'énergie, en fonction de
l'état opérationnel du système de génération d'électricité en courant
alternatif AC et convertie par le convertisseur AC-DC, et d'un signal (S120)
fourni en entrée au module de contrôle indicatif de l'état de charge du
dispositif de stockage en courant continu.
6. Le système de gestion selon la revendication 5, dans lequel le système de
conversion-contrôle d'énergie comporte un convertisseur quatre quadrants
(4QC).
7. Un procédé pour la gestion de l'énergie d'alimentation à bord d'un véhicule
de transport, comportant au moins les étapes suivantes :
fournir, au moyen d'une première source d'énergie et d'une
deuxième source d'énergie placées à bord du véhicule et
connectées à un système intermédiaire de transmission d'énergie,
de l'énergie électrique destinée à alimenter au moins un
équipement consommateur du véhicule, le système intermédiaire
de transmission d'énergie étant configuré pour recevoir de
l'énergie fournie par au moins une des première et deuxième
sources d'énergie et transférer l'énergie électrique reçue, au
moins partiellement, vers l'au moins un équipement
consommateur à alimenter;
Date Reçue/Date Received 2021-01-07

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appliquer, en entrée au système intermédiaire de transmission
d'énergie au moyen d'un système de conversion-contrôle,
l'énergie électrique souhaité à fournir par au moins une des
première et deuxième sources d'énergie réglée en fonction de
l'état opérationnel de la première source d'énergie et d'un signal
(6120) indicatif d'un état opérationnel de la deuxième source, reçus
en entrée par le système de conversion-contrôle, dans lequel la
première source d'énergie comporte un moteur à combustion
interne connecté à un alternateur à aimants permanents qui est
placé entre le moteur à combustion interne et le système de
conversion-contrôle d'énergie.
8. Un véhicule de transport comprenant, un système de gestion de l'énergie
d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
9. Le véhicule selon la revendication 8, dans lequel le véhicule est un
véhicule
ferroviaire.
Date Reçue/Date Received 2021-01-07

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


1
Système et procédé de gestion de l'énergie d'alimentation d'un véhicule de
transport, et véhicule de transport correspondant
Domaine
La présente invention concerne un système et un procédé de gestion de
l'énergie
d'alimentation à bord d'un véhicule de transport, et un véhicule de transport
correspondant,
notamment un véhicule ferroviaire.
Le système et le procédé de gestion selon la présente invention sont
spécialement
adaptés pour être utilisés dans les véhicules ferroviaires, et seront décrits
en faisant ici une
référence spécifique à cette application. Toutefois, cette référence ne doit
pas être
considérée comme limitant la possibilité d'appliquer le système ou le procédé
de gestion
selon la présente invention à d'autres types de véhicules de transport, et
l'homme du métier
comprendra aisément, à la lecture de la description suivante, qu'ils peuvent
être utilisés
.. avec tout véhicule de transport adapté pour être alimenté par deux sources
d'énergie
différentes, en particulier à traction hybride, c'est-à-dire combinant une
source d'énergie
traditionnelle, par exemple du type thermique, comme un moteur à combustion
interne,
avec une source d'énergie électrique.
Contexte
Il est connu que dans le domaine des transports, les véhicules modernes à
traction
complètement électrique, c'est-à-dire alimentés avec de l'électricité fournie
par exemple par
des batteries rechargeables placées à bord du véhicule, sont soumis à des
procédures non
totalement efficaces de remplacement de l'énergie électrique utilisée.
En fait, les procédures actuellement les plus utilisées consistent à remplacer
les
batteries déchargées par des batteries complètement chargées ou,
alternativement, à
connecter une source d'alimentation externe au véhicule et charger les
batteries.
Ces procédures ont l'inconvénient principal que les véhicules doivent rester
hors
service en attendant que le processus de charge ou de replacement soit
terminé.
Un autre inconvénient opérationnel de ces véhicules électriques est la durée
de
fonctionnement des batteries qui souffrent d'une limitation inhérente à leur
autonomie.
Une solution utilisée pour surmonter, au moins partiellement, les limitations
indiquées ci-dessus consiste à utiliser des véhicules électriques du type
hybride, c'est-à-
dire des véhicules équipés avec une deuxième source d'énergie, généralement de
type
traditionnel, comme par exemple un moteur à combustion interne, qui est
ajoutée aux
batteries et est utilisée également pour alimenter les équipements
consommateurs du
Date Reçue/Date Received 2021-01-07

2
véhicule, notamment le système de traction, et/ou pour recharger les batteries
quand cela
est nécessaire.
Cette solution résout au moins partiellement les problèmes de temps de
recharge
ou de remplacement des batteries et les problèmes liés à leur autonomie de
fonctionnement, mais elle introduit en même temps d'autres inconvénients.
En particulier, l'introduction d'une deuxième source d'énergie augmente la
complexité de l'architecture globale du système de production d'énergie, ainsi
que sa
gestion, en raison des multiples composants utilisés et des multiples
paramètres à
contrôler.
En fait, un tel système de production d'énergie comporte deux branches
distinctes
qui sont connectées à un bus de distribution commun et doivent être
correctement
coordonnées.
Par exemple, le long d'une branche, le courant continu des batteries doit être
contrôlé pour gérer les phases de charge et de décharge et il faut utiliser un
convertisseur
additionnel DC-DC entre les batteries et un bus de distribution partagé avec
l'autre branche,
pour régler le niveau de la tension appliquée en entrée du bus.
En même temps, le long de l'autre branche il est nécessaire de contrôler la
tension
générée par l'autre source d'énergie d'alimentation ; cela induit normalement
d'utiliser des
alternateurs synchrones avec des systèmes d'excitation, des redresseurs à
diodes, leurs
dispositifs de contrôle, et cetera.
Par conséquent, un but principal de la présente invention est de fournir une
solution
offrant des améliorations par rapport à l'état de l'art connu et, en
particulier, de simplifier
substantiellement la gestion de l'énergie d'alimentation à bord d'un véhicule
de transport.
Sommaire
Dans ce cadre, un objet de la présente invention est de fournir une solution
ayant
une architecture simplifiée par rapport aux solutions de l'art antérieur et où
les flux d'énergie
entre les différents composants sont mieux coordonnés et de façon plus
efficace.
Un autre objet de la présente invention est de proposer une solution pour la
gestion
de l'énergie d'alimentation à bord d'un véhicule de transport hautement
fiable, relativement
facile à réaliser et à des coûts compétitifs.
Ce but, ces objets et d'autres qui deviendront apparents ci-après sont
atteints par
un système de gestion de l'énergie d'alimentation à bord d'un véhicule de
transport,
caractérisé en ce qu'il comporte au moins :
- une première source d'énergie et une deuxième source d'énergie configurées
pour
fournir de l'énergie électrique destinée à alimenter au moins un équipement
consommateur
du véhicule de transport;
Date Reçue/Date Received 2021-01-07

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- un système intermédiaire de transmission d'énergie connecté aux première
et
deuxième sources d'énergie et configuré pour recevoir de l'énergie électrique
fournie par
au moins une des première et deuxième sources d'énergie et transférer
l'énergie électrique
reçue, au moins partiellement, vers l'au moins un équipement consommateur à
alimenter;
- un système de conversion-contrôle d'énergie connecté au moins à une des
première et deuxième sources d'énergie et configuré pour appliquer, en entrée
du système
intermédiaire de transmission d'énergie, l'énergie électrique à fournir par au
moins une des
première et deuxième sources d'énergie réglée en fonction de l'état
opérationnel de la
première source d'énergie et d'un signal en entrée indicatif d'un état
opérationnel de la
deuxième source,
et en ce que la première source d'énergie comporte un moteur à combustion
interne
connecté à un alternateur à aimants permanents qui est placé entre le moteur à
combustion
interne et le système de conversion-contrôle d'énergie.
Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel
système
de gestion peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes,
prises selon
toute combinaison techniquement admissible :
- le système de conversion-contrôle d'énergie est configuré pour appliquer,
en
entrée, au système intermédiaire de transmission d'énergie, l'énergie
électrique à fournir
par la première source d'énergie, réglée de façon que l'au moins un équipement
consommateur est alimenté avec de l'énergie électrique fournie simultanément
par la
première source d'énergie et par la deuxième source d'énergie ;
- le système de conversion-contrôle d'énergie est configuré pour appliquer,
en
entrée, au système intermédiaire de transmission d'énergie, l'énergie
électrique à fournir
par la première source d'énergie réglée de façon que l'au moins un équipement
consommateur et/ou la deuxième source d'énergie sont alimentés avec de
l'énergie
électrique fournie par la première source d'énergie ;
- le système de conversion-contrôle d'énergie est configuré pour que l'au
moins un
équipement consommateur et/ou la première source d'énergie sont alimentés avec
de
l'énergie électrique fournie par la deuxième source d'énergie ;
- la deuxième source d'énergie comporte une source d'électricité en courant
continu
CC connectée directement au système intermédiaire de transmission d'énergie ;
- la première source d'énergie comporte un système de génération
d'électricité en
courant alternatif AC, la deuxième source comporte un dispositif de stockage
d'énergie en
courant continu CC et le système de conversion-contrôle d'énergie comporte un
convertisseur AC-DC associé à un module de contrôle qui est configuré pour
appliquer, en
entrée du système intermédiaire de transmission d'énergie, en fonction de
l'état
Date Reçue/Date Received 2021-01-07

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opérationnel du système de génération d'électricité en courant alternatif AC
et convertie par
le convertisseur AC-DC, et d'un signal fourni en entrée au module de contrôle
indicatif de
l'état de charge du dispositif de stockage en courant continu ;
- le système de conversion-contrôle d'énergie comporte un convertisseur
quatre
quadrants ;
- la deuxième source d'énergie comporte une ou plusieurs batteries
rechargeables ;
- la première source d'énergie comporte un moteur à combustion interne
connecté
à un alternateur à aimants permanents qui est placé entre le moteur à
combustion interne
et le système de conversion-contrôle d'énergie ;
- le système intermédiaire de transmission d'énergie comporte un bus commun
connecté, en entrée, à la deuxième source d'énergie et au système de
conversion-contrôle
d'énergie et, en sortie, à un onduleur DC-AC d'alimentation du au moins un
équipement
consommateur à alimenter.
Le but et les objets susmentionnés de la présente invention sont également
atteints
par un procédé de gestion de l'énergie d'alimentation à bord d'un véhicule de
transport,
caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes :
(a) : fournir, au moyen d'une première source d'énergie et d'une deuxième
source
d'énergie placées à bord du véhicule et connectées à un système intermédiaire
de
transmission d'énergie, de l'énergie électrique destinée à alimenter au moins
un
équipement consommateur du véhicule, le système intermédiaire de transmission
d'énergie
étant configuré pour recevoir de l'énergie fournie par au moins une des
première et
deuxième sources d'énergie et transférer l'énergie électrique reçue, au moins
partiellement,
vers l'au moins un équipement consommateur à alimenter;
(b) :
appliquer, en entrée du système intermédiaire de transmission d'énergie au
moyen d'un système de conversion-contrôle, l'énergie électrique souhaité à
fournir par au
moins une des première et deuxième sources d'énergie réglée en fonction de
l'état
opérationnel de la première source d'énergie et d'un signal indicatif d'un
état opérationnel
de la deuxième source, reçus en entrée par le système de conversion-contrôle.
Enfin, le but et les objets susmentionnés de la présente invention sont
également
atteints par un véhicule de transport, en particulier du type à traction
hybride, et notamment
un véhicule ferroviaire, adapté pour interagir avec, ou comprenant, un système
de gestion
de l'énergie d'alimentation à bord tel que mentionné ci-dessus, et/ou à
fonctionner
conformément à un procédé de gestion de l'énergie d'alimentation à bord
également tel
que mentionné ci-dessus.
Date Reçue/Date Received 2021-01-07

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Brève description des figures
D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la
description qui suit, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en
référence aux dessins
annexés, parmi lesquels :
[FIG. 1] la Figure 1 est une représentation schématique d'un système de
gestion de
l'énergie d'alimentation à bord d'un véhicule de transport selon la présente
invention ;
[FIG. 2] la Figure 2 est un schéma blocs représentant schématiquement un
procédé
pour la gestion de l'énergie d'alimentation à bord d'un véhicule de transport
selon la
présente invention ;
[FIG. 3] la Figure 3 illustre schématiquement un exemple d'un véhicule de
transport,
notamment un véhicule ferroviaire, comprenant le système de gestion de
l'énergie
d'alimentation illustré dans la figure 1.
Description détaillée
Des variantes, des exemples et des modes de réalisation possibles de
l'invention y
sont décrits ci-dessous.
Il est à noter que pour décrire de manière claire et concise la présente
invention, les
dessins ne sont pas nécessairement à l'échelle et que certaines
caractéristiques peuvent
être présentées sous une forme schématique.
En outre, lorsque le terme "adapté" ou "agencé" ou "configure" est utilisé ici
en se
référant à tout composant dans son ensemble, ou à toute partie d'un composant,
ou à une
combinaison de composants, il doit être compris que cela signifie et englobe
la structure
et/ou la configuration et/ou la forme et/ou le positionnement du composant ou
de la partie
que ce terme désigne.
En particulier, par rapport à des moyens/modules électroniques et/ou
logiciels,
chacun des termes indiqués ci-dessus englobe les circuits électroniques, ainsi
que les
codes logiciels et/ou les algorithmes ou les programmes complets stockés ou en
cours
d'exécution.
La figure 1 illustre schématiquement un système selon la présente invention,
désigné par le numéro de référence 100, pour la gestion de l'énergie
d'alimentation à bord
d'un véhicule de transport.
Un exemple de véhicule de transport, en particulier d'un véhicule ferroviaire,
est
illustré sur la figure 3 et désigné par le numéro de référence 1.
La définition de véhicule de transport utilisée ici doit être interprétée
dans le sens
le plus large possible et peut donc être considérée comme couvrant les
véhicules
ferroviaires, par exemple les locomotives, les trams ou les trains, les
voitures, les autobus,
Date Reçue/Date Received 2021-01-07

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qui ont deux sources d'énergie d'alimentation embarquée pour alimenter de
façon
cordonnée un ou plusieurs équipement(s) consommateur(s) 2 du véhicule 1 de
transport.
Comme illustré dans la figure 1, le système de gestion 100 selon la présente
invention comporte une première source d'énergie 110, ou source primaire, et
une
deuxième source d'énergie 120, ou source secondaire, qui sont placées à bord
du véhicule
1 et sont configurées pour fournir de l'énergie électrique destinée à
alimenter un ou
plusieurs équipement(s) consommateur(s) du véhicule 1 de transport.
En particulier, le ou les équipement(s) consommateur(s) 2 du véhicule 1 de
transport
comportent un système de propulsion 2 lequel, en fonction du type de véhicule
1 et de
manière connue en soi ou facilement accessible à l'homme du métier, peut
comprendre, ou
être constitué par, par exemple un moteur électrique de traction ou des
dispositifs de
traction ou de propulsion équivalents.
En outre, les équipements consommateurs 2 peuvent comprendre d'autres
dispositifs à alimenter avec l'énergie fournie par la première source
d'énergie 110 et/ou par
la deuxième source d'énergie 120, comme par exemple des systèmes dits HVAC,
notamment de chauffage, de ventilation et/ou d'air conditionné destinés au
confort des
passagers du véhicule, des systèmes d'éclairage, des convertisseurs
auxiliaires, non
illustrés dans les figures.
Le système de gestion 100 selon l'invention comporte également :
- un système intermédiaire de transmission d'énergie, indiqué sur la figure 1
par le
numéro de référence 130, qui est connectée à la première source d'énergie 110
et à la
deuxième source d'énergie 120, et qui est configuré pour recevoir l'énergie
électrique
fournie par au moins une des première et deuxième sources d'énergie 110, 120
et transférer
l'énergie électrique reçue, au moins partiellement, vers au moins un
équipement
consommateur à alimenter, par exemple vers le système de traction 2 du
véhicule 1 ; et
- un système de conversion-contrôle d'énergie 140 qui est connecté au moins à
la
première source d'énergie 110 pour recevoir une tension d'alimentation générée
en sortie
par la première source d'énergie 110.
Avantageusement, le système de conversion-contrôle d'énergie 140 est configuré
pour appliquer, en entrée, au système intermédiaire de transmission d'énergie
130 l'énergie
électrique à fournir par au moins la première source 110 réglée en fonction de
l'état
opérationnel de la première source d'énergie 110 et d'un signal en entrée
indicatif d'un état
opérationnel de la deuxième source, et en particulier pour appliquer une
tension
d'alimentation U. souhaitée et réglée en fonction de la tension d'alimentation
provenant de
la première source d'énergie 110 et d'un signal S120 indicatif d'un état
opérationnel de la
deuxième source 120, reçus en entrée le système de conversion-contrôle 140.
Date Reçue/Date Received 2021-01-07

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Selon des modes de réalisation du système de gestion 100, le système de
conversion-contrôle d'énergie 140 est configuré pour appliquer, en entrée, au
système
intermédiaire de transmission d'énergie 130 et en fonction de l'état
opérationnel de la
première source d'énergie 110 et du signal S120 indicatif de l'état
opérationnel de la
deuxième source 120, reçus en entrée:
- de l'énergie électrique fournie simultanément par la première source
d'énergie 110
et par la deuxième source d'énergie 120; et/ou
- de l'énergie électrique fournie uniquement par la première source
d'énergie 110 et
consommée par un équipement consommateur 2 et/ou la deuxième source d'énergie
120;
et/ou
- de l'énergie électrique fournie uniquement par la deuxième source
d'énergie 120
et consommée par un équipement consommateur 2 et/ou la première source
d'énergie 110.
L'alimentation de la première source d'énergie 110 par la deuxième source
d'énergie correspond à une mode de réalisation particulier pour démarrer le
moteur à
combustion interne 111.
Selon une forme possible de réalisation du système 100, la deuxième source
d'énergie 120 comporte une source d'électricité en courant continu, ou CC,
connectée au
système intermédiaire de transmission d'énergie 130 préférablement
directement, c'est-à-
dire sans interposition de dispositifs de conversion additionnels, comme des
convertisseurs
DC-DC nécessaires dans les solutions de l'art antérieur pour modifier la
tension continue
DC générée en sortie de la deuxième source 120, avant de l'appliquer en entrée
au système
intermédiaire 130.
En fait, comme illustré dans la figure 1, entre la deuxième source d'énergie
120 et
le système intermédiaire de transmission d'énergie 130, sont prévus seulement
des
composants de sécurité, par exemple un commutateur 121, et/ou des composants
de
filtrage, comme par exemple un inducteur 122 pour filtrer le courant
d'alimentation Iõ,.
Selon un mode de réalisation, la deuxième source d'énergie 120 comporte au
moins
un dispositif de stockage d'énergie rechargeable adapté à stocker et/ou à
délivrer de
l'énergie d'alimentation en courant continu CC.
Selon une forme possible de réalisation, et comme représenté schématiquement
sur la figure 1, le dispositif de stockage comporte par exemple une ou
plusieurs batterie(s)
rechargeable(s) 125 placée(s) à bord du véhicule 1.
Selon un mode de réalisation, la première source d'énergie 110 comporte un
système de génération d'électricité en courant alternatif AC.
En particulier, la première source d'énergie 110 comporte un moteur thermique
111,
notamment un moteur à combustion interne, de préférence un moteur diesel,
connecté à
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un alternateur à aimants permanents 112 qui est placé entre le moteur diesel
111 et le
système de conversion-contrôle d'énergie 140.
Cette combinaison, et en particulier l'utilisation d'un alternateur à aimants
permanents 112, permet d'augmenter l'efficacité de la première source
d'énergie par
rapport aux solutions de l'art antérieur utilisant des alternateurs avec leurs
systèmes
d'excitation.
A son tour, le système de conversion-contrôle d'énergie 140 comporte un
convertisseur AC-DC 141 associé à un module de contrôle 142.
En particulier, le module de contrôle 142 est configuré pour appliquer, en
entrée, au
système intermédiaire de transmission d'énergie 130 l'énergie électrique à
fournir par la
première source ou source primaire 110, représentée par le courant lõ et la
tension
d'alimentation U., continue ou DC. Le courant d'alimentation lõ souhaité est
déterminé en
fonction du mode de réalisation et notamment la contribution souhaitée par la
deuxième
source 120, représenté par le courant lbatt. Le module de contrôle 142 prend
en compte
l'état opérationnel du système 110 de génération d'électricité en courant
alternatif AC et
convertie par le convertisseur AC-DC 141, et du signal S120 fourni en entrée
au même
module de contrôle 142, le signal S120 étant représentatif, de façon générale,
de l'état
opérationnel de la deuxième source 120, et plus en particulier indicatif de
l'état de charge
du dispositif de stockage en courant continu 120.
Avantageusement, dans le système de gestion 100 selon la présente invention,
le
système de conversion-contrôle d'énergie 140 comporte un convertisseur quatre
quadrants
ou 4QC.
Le convertisseur quatre quadrants ou 4QC peut être d'un type commercialement
disponible sur le marché, incluant de manière connue en soi un convertisseur
AC-DC et un
module de commande associé, et qui est convenablement doté de circuits
électroniques
et/ou programmé avec du code logiciel pour réaliser les fonctionnalités de
conversion et
contrôle pour lesquelles il est utilisé dans le system de gestion 100, comme
décrit ici.
Le signal S120 indicatif de l'état de charge du dispositif de stockage en
courant continu
120 peut être fourni au module de contrôle 142 du système de conversion-
contrôle par un
détecteur additionnel non représenté, par exemple par un détecteur de tension
fournissant
la valeur de la tension Ub.õ en sortie du dispositif de stockage 120, aux
bornes de l'une ou
de plusieurs batterie(s) 125, ou directement par le système de gestion interne
des batteries
125.
En fonction de la valeur actuelle de l'état de charge détecté, le système de
conversion-contrôle 140, et en particulier le module de contrôle 142, peut
être programmé
par exemple pour appliquer en entrée du système intermédiaire de transmission
d'énergie
Date Reçue/Date Received 2021-01-07

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130, une valeur de tension d'alimentation intermédiaire U. souhaitée,
correctement réglée
selon des seuils reliés aux niveaux de charge correspondants.
Donc, la valeur de la tension U,õ détermine l'état de charge des batteries 125
et
avec cette information, il est possible de décider s'il faut utiliser
l'énergie stockée dans les
batteries 125, par exemple pour alimenter la traction et/ou les dispositifs
auxiliaires du
véhicule, si la valeur de la tension Uõ, est au-dessus d'un certain seuil, ou
s'il faut charger
les batteries 125, par exemple lors d'un freinage électrique ou par la
première source
d'énergie 110, si cette valeur est en-dessous d'un certain seuil.
Par conséquent, et comme indiqué ci-dessus, le système de conversion-contrôle
140 peut alimenter un ou plusieurs équipement(s) consommateur(s) 2 avec
l'énergie
d'alimentation fournie par une seule source 110 ou 120, ou simultanément avec
les
énergies fournies par les deux sources d'énergie 110, 120; il peut également
partager
l'énergie fournie par une source pour alimenter l'autre source ainsi qu'un ou
plusieurs
équipement(s) consommateur(s) 2 pour économiser du carburant.
Enfin, selon une forme possible de réalisation, le système intermédiaire de
transmission d'énergie 130 comporte par exemple un bus commun 131 qui est
connecté,
en entrée à la deuxième source d'énergie 120 et au système de conversion-
contrôle
d'énergie 140, et en sortie à un onduleur DC-AC 132, par exemple un onduleur
de traction
destinée à alimenter le system de traction 2 du véhicule 1.
Un procédé 200 pour la gestion de l'énergie d'alimentation à bord d'un
véhicule 1
de transport, selon la présente invention, est décrit ci-après en référence à
la figure 2.
En particulier, le procédé 200 comporte au moins les étapes suivantes :
- 210 : fournir, au moyen d'une première source d'énergie 110 et d'une
deuxième
source d'énergie 120 placées à bord du véhicule 1 et connectées à un système
intermédiaire de transmission d'énergie 130, de l'énergie électrique destinée
à alimenter au
moins un équipement consommateur 2 du véhicule 1, le système intermédiaire de
transmission d'énergie 130 étant configuré pour recevoir l'énergie fournie par
au moins une
des première et deuxième sources d'énergie 110, 120 et transférer l'énergie
électrique
reçue, au moins partiellement, vers l'au moins un équipement consommateur 2 à
alimenter;
- 220: appliquer, en entrée du système intermédiaire de transmission d'énergie
130
et au moyen d'un système de conversion-contrôle 140, l'énergie électrique à
fournir par au
moins la première source 110 réglée en fonction de l'état opérationnel de la
première source
d'énergie 110 et d'un signal S120 indicatif d'un état opérationnel de la
deuxième source 120,
reçus en entrée par le même système de conversion-contrôle 140.
En particulier, comme indiqué ci-dessus, en fonction de la valeur de la
tension
générée par la première source 110 et de l'état opérationnel actuel de la
deuxième source
Date Reçue/Date Received 2021-01-07

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120, notamment de son état de charge, la tension d'alimentation U. souhaitée
est réglée
par le système de conversion-contrôle d'énergie 140 de façon à ce que l'au
moins un
équipement consommateur 2 est alimenté avec de l'énergie électrique fournie
simultanément par la première source d'énergie 110 et par la deuxième source
d'énergie
120, et/ou de façon que l'au moins un équipement consommateur 2 et la deuxième
source
d'énergie 120 sont alimentés simultanément avec de l'énergie électrique
fournie par la
première source d'énergie 110, et/ou de façon que l'au moins un équipement
consommateur 2 et la première source d'énergie 110 sont alimentés
simultanément avec
de l'énergie électrique fournie par la deuxième source d'énergie 120.
Il ressort clairement de la description qui précède que le système 100 et le
procédé
de gestion 200, ainsi que le véhicule de transport 1 correspondant, permettent
d'atteindre
le but à la base de la présente invention et les objectifs visés, car la
gestion de l'énergie
disponible à bord du véhicule est faite de façon simplifiée et plus efficace
par rapport aux
solutions de l'art antérieur.
En particulier, l'utilisation d'un unique système de conversion-contrôle pour
les deux
sources d'énergie, notamment d'un convertisseur quatre quadrants ou 4QC,
permet de
gérer simultanément et de mieux coordonner les flux d'énergie électrique entre
la première
source d'énergie 110, la deuxième source d'énergie 120 et le système
intermédiaire 130,
ainsi que de simplifier l'architecture constructive du système entier, par
exemple en
éliminant un convertisseur DC-DC normalement utilisé dans les solutions de
l'art antérieur,
entre la source d'électricité en courant continu et les systèmes
intermédiaires de transfert
de l'énergie d'alimentation.
Ces résultats sont obtenus selon une solution efficace et très flexible qui
peut être
appliquée lors de la construction de tout véhicule de transport neuf ou lors
d'une
l'intervention sur des véhicules existants, avec des modifications simples.
Le système 100, le procédé 200 et le véhicule 1 ainsi conçus sont susceptibles
de
modifications et de variations tombant dans le cadre de l'invention comme
définie en
particulier par les revendications ci-jointes, et tous les détails peuvent en
outre être
remplacés par des éléments techniquement équivalents. Par exemple, il est
possible
d'utiliser d'autres types de dispositifs de stockage, comme des condensateurs
ou ultra-
condensateurs, le système de génération d'électricité en courant alternatif
peut comporter
d'autres type des moteurs, comme des moteurs à combustion interne alimentés
par des
combustibles autre que diesel.
Date Reçue/Date Received 2021-01-07

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Event History

Description Date
Common Representative Appointed 2021-11-13
Inactive: Cover page published 2021-08-13
Application Published (Open to Public Inspection) 2021-07-10
Compliance Requirements Determined Met 2021-05-17
Priority Document Response/Outstanding Document Received 2021-04-07
Inactive: IPC assigned 2021-01-20
Inactive: First IPC assigned 2021-01-20
Inactive: IPC assigned 2021-01-20
Letter sent 2021-01-19
Filing Requirements Determined Compliant 2021-01-19
Request for Priority Received 2021-01-18
Letter Sent 2021-01-18
Priority Claim Requirements Determined Compliant 2021-01-18
Inactive: QC images - Scanning 2021-01-07
Inactive: Pre-classification 2021-01-07
Application Received - Regular National 2021-01-07
Common Representative Appointed 2021-01-07

Abandonment History

There is no abandonment history.

Maintenance Fee

The last payment was received on 2023-12-13

Note : If the full payment has not been received on or before the date indicated, a further fee may be required which may be one of the following

  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
  • additional fee to reverse deemed expiry.

Please refer to the CIPO Patent Fees web page to see all current fee amounts.

Fee History

Fee Type Anniversary Year Due Date Paid Date
Application fee - standard 2021-01-07 2021-01-07
Registration of a document 2021-01-07 2021-01-07
MF (application, 2nd anniv.) - standard 02 2023-01-09 2022-12-27
MF (application, 3rd anniv.) - standard 03 2024-01-08 2023-12-13
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
ALSTOM TRANSPORT TECHNOLOGIES
Past Owners on Record
NEIL CARSON
Past Owners that do not appear in the "Owners on Record" listing will appear in other documentation within the application.
Documents

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List of published and non-published patent-specific documents on the CPD .

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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Representative drawing 2021-08-13 1 42
Description 2021-01-07 10 565
Claims 2021-01-07 3 113
Abstract 2021-01-07 1 26
Drawings 2021-01-07 3 19
Cover Page 2021-08-13 1 43
Courtesy - Filing certificate 2021-01-19 1 580
Courtesy - Certificate of registration (related document(s)) 2021-01-18 1 367
New application 2021-01-07 6 302
Priority document 2021-04-07 1 40