FR3070555A1 - THREE-VOLTAGE POWER SUPPLY NETWORK FOR A MOTOR VEHICLE WITH ELECTRIC MOTOR VEHICLE - Google Patents

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Pierre Duquene
Rodolphe Roblot
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Abstract

Un réseau d'alimentation électrique (RA) équipe un véhicule (V) comprenant une chaîne de transmission comportant une machine motrice (MM) électrique et fournissant du couple pour entraîner un train (T1) en consommant de l'énergie stockée sous une première tension dans une première batterie (BR1) rechargeable, et des premiers équipements électriques (E1) consommant de l'énergie stockée sous une deuxième tension, inférieure à la première tension, dans une seconde batterie (BR2) rechargeable. Ce réseau (RA) comprend les première (BR1) et seconde (BR2) batteries, un premier convertisseur (C1) de type DC/DC, couplé à ces dernières (BR1, BR2) et convertissant la première tension en deuxième tension, et un second convertisseur (C2) de type DC/DC couplé à la première batterie (BR1) et à des seconds équipements électriques (E2) du véhicule (V), non sécuritaires et consommant de l'énergie sous une troisième tension, comprise entre les première et deuxième tensions, et convertissant la première tension en troisième tension.A power supply network (RA) equips a vehicle (V) comprising a transmission chain comprising an electric power engine (MM) and providing torque for driving a train (T1) by consuming energy stored under a first voltage in a first rechargeable battery (BR1), and first electrical equipment (E1) consuming energy stored under a second voltage, less than the first voltage, in a second rechargeable battery (BR2). This network (RA) comprises the first (BR1) and second (BR2) batteries, a first converter (C1) DC / DC type, coupled to the latter (BR1, BR2) and converting the first voltage to second voltage, and a second converter (C2) of DC / DC type coupled to the first battery (BR1) and second electrical equipment (E2) of the vehicle (V), unsafe and consuming energy at a third voltage, between the first and second voltages, and converting the first voltage to third voltage.

Description

RÉSEAU D’ALIMENTATION ÉLECTRIQUE À TROIS TENSIONS POUR UN VÉHICULE À MACHINE MOTRICE ÉLECTRIQUETHREE-VOLTAGE POWER SUPPLY NETWORK FOR A VEHICLE WITH AN ELECTRIC DRIVE MACHINE

L’invention concerne les réseaux d’alimentation électrique qui équipent les véhicules ayant une chaîne de transmission comprenant une machine motrice électrique et des équipements électriques.The invention relates to power supply networks which equip vehicles having a transmission chain comprising an electric drive machine and electrical equipment.

On entend ici par « machine motrice électrique >> une machine (ou un moteur) électrique agencé(e) de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer un véhicule, soit seul(e) soit en complément d’au moins une éventuelle autre machine motrice électrique ou thermique (comme par exemple un moteur thermique). Une telle machine motrice électrique fournit du couple (pour entraîner au moins un train) en consommant de l’énergie qui est stockée sous une première tension dans une première batterie rechargeable d’un réseau d’alimentation électrique. Cette première tension est généralement comprise entre 200 V et 600 V.The term “electric drive machine” is understood here to mean an electric machine (or motor) arranged so as to provide or recover torque for moving a vehicle, either alone or in addition to at least one other possible electric or thermal engine (such as a heat engine). Such an electric motor provides torque (to drive at least one train) by consuming energy which is stored under a first voltage in a first rechargeable battery of an electrical power supply network. This first voltage is generally between 200 V and 600 V.

De nombreux véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent, en complément de leur chaîne de transmission électrique ou hybride (électrique et thermique), des équipements électriques qui consomment de l’énergie stockée sous une deuxième tension, inférieure à la première tension, dans une seconde batterie rechargeable du réseau d’alimentation électrique. Cette deuxième tension est généralement comprise entre 12 V et 24 V.Many vehicles, possibly of the automobile type, include, in addition to their electric or hybrid transmission chain (electric and thermal), electrical equipment which consumes energy stored under a second voltage, lower than the first voltage, in a second rechargeable battery from the power supply network. This second voltage is generally between 12 V and 24 V.

La seconde batterie (ou batterie de servitude) est généralement couplée à la première batterie via un convertisseur faisant partie du réseau d’alimentation électrique et de type DC/DC (« Direct Current/ Direct Current >> - continu/continu), afin de pouvoir être rechargée, notamment lorsque la première batterie est dans une phase de recharge.The second battery (or service battery) is generally coupled to the first battery via a converter forming part of the power supply network and of the DC / DC type ("Direct Current / Direct Current >> - continuous / continuous), in order to be able to be recharged, especially when the first battery is in a recharging phase.

Certains des équipements électriques, comme par exemple le pulseur de la climatisation ou le pare-brise chauffant, sont de gros consommateurs d’énergie électrique sous 12 V, et par conséquent le premier convertisseurSome of the electrical equipment, such as the air conditioning blower or the heated windshield, are large consumers of electrical energy at 12 V, and therefore the first converter

DC/DC doit être capable de supporter de fortes puissances pour des besoins fonctionnels et sécuritaires. Cela favorise l’isolation des équipements électriques, mais dans le même temps cela impose l’utilisation de composants électroniques particuliers et augmente le poids, l’encombrement et le coût du premier convertisseur. En outre, cela nécessite l’utilisation de faisceaux électriques (intervenant dans le couplage des équipements électriques à la seconde batterie) de section importante pour supporter les fortes puissances ou garantir les niveaux de tension nécessaires au fonctionnement des équipements sécuritaires, ce qui les rend encombrants et onéreux.DC / DC must be able to support high powers for functional and safety needs. This promotes the isolation of electrical equipment, but at the same time it requires the use of particular electronic components and increases the weight, size and cost of the first converter. In addition, this requires the use of electrical harnesses (involved in the coupling of electrical equipment to the second battery) with a large section to support high powers or guarantee the voltage levels necessary for the operation of safe equipment, which makes them bulky. and expensive.

Afin d’améliorer la situation, il serait possible d’adjoindre au réseau d’alimentation électrique une troisième batterie stockant de l’énergie sous une troisième tension, comprise entre les première et deuxième tensions, et d’alimenter les équipements électriques, gros consommateurs d’énergie, sous cette troisième tension. Mais dans ce cas, la troisième batterie doit être couplée à un alternateur dédié, différent de celui qui est couplé à la deuxième batterie, et/ou à un convertisseur DC/DC, afin de pouvoir être rechargée. Un alternateur n’offre pas un bon temps de réponse, et donc lors de sollicitations dynamiques sur le réseau électrique il n’a pas le temps de répondre instantanément ce qui engendre des chutes de tensions aux bornes des équipements électriques pendant quelques centaines de millisecondes. De plus, l’intégration d’une troisième batterie et de l’alternateur et/ou du convertisseur DC/DC associé(s) peut s’avérer difficile, voire impossible, dans de nombreux véhicules en raison du manque de place libre. Enfin, l’ajout d’une troisième batterie et de l’alternateur associé induit un surcoût et une masse additionnelle qui nuit à la consommation d’énergie.In order to improve the situation, it would be possible to add to the electrical supply network a third battery storing energy under a third voltage, between the first and second voltages, and to supply electrical equipment, large consumers of energy, under this third tension. But in this case, the third battery must be coupled to a dedicated alternator, different from that which is coupled to the second battery, and / or to a DC / DC converter, in order to be able to be recharged. An alternator does not offer a good response time, and therefore during dynamic stresses on the electrical network it does not have time to respond instantly, which causes voltage drops at the terminals of electrical equipment for a few hundred milliseconds. In addition, integrating a third battery and the associated alternator and / or DC / DC converter (s) can be difficult, if not impossible, in many vehicles due to the lack of free space. Finally, the addition of a third battery and the associated alternator induces an additional cost and additional mass which affects energy consumption.

Il est également possible, comme décrit dans le document brevet US 20160059708, d’utiliser des boîtiers de gestion de puissance comprenant chacun plusieurs convertisseurs en cascade, par exemple pour convertir la première tension (maximale) en troisième tension (intermédiaire), puis la troisième tension en deuxième tension (minimale). Mais cela complexifie l’architecture électrique du réseau d’alimentation électrique du véhicule, et augmente l’encombrement de ce dernier et son coût d’installation. De plus, cela complexifie notablement les boîtiers de gestion de puissance, et augmente l’encombrement, la complexité et le coût de ces derniers.It is also possible, as described in patent document US 20160059708, to use power management boxes each comprising several converters in cascade, for example to convert the first voltage (maximum) to third voltage (intermediate), then the third second voltage (minimum). But this complicates the electrical architecture of the vehicle’s power supply network, and increases the size of the vehicle and its installation cost. In addition, this significantly complicates power management boxes, and increases the size, complexity and cost of the latter.

L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.The invention therefore aims in particular to improve the situation.

Elle propose à cet effet un réseau d’alimentation électrique, d’une part, destiné à équiper un véhicule comprenant une chaîne de transmission comportant au moins une machine motrice électrique et fournissant du couple pour entraîner au moins un train en consommant de l’énergie stockée sous une première tension dans une première batterie rechargeable, et des premiers équipements électriques consommant de l’énergie stockée sous une deuxième tension, inférieure à la première tension, dans une seconde batterie rechargeable, et, d’autre part, comprenant les première et seconde batteries et un premier convertisseur de type DC/DC couplé à ces dernières et convertissant la première tension en deuxième tension.To this end, it offers an electrical supply network, on the one hand, intended to equip a vehicle comprising a transmission chain comprising at least one electric drive machine and supplying torque to drive at least one train while consuming energy. stored under a first voltage in a first rechargeable battery, and first electrical equipment consuming energy stored under a second voltage, lower than the first voltage, in a second rechargeable battery, and, on the other hand, comprising the first and second batteries and a first DC / DC type converter coupled to the latter and converting the first voltage into second voltage.

Ce réseau d’alimentation électrique se caractérise par le fait qu’il comprend également un second convertisseur de type DC/DC, couplé à la première batterie, propre à être couplé à des seconds équipements électriques du véhicule, non sécuritaires et consommant de l’énergie sous une troisième tension comprise entre les première et deuxième tensions, et convertissant la première tension en troisième tension.This electrical supply network is characterized by the fact that it also comprises a second DC / DC type converter, coupled to the first battery, suitable for being coupled to second electrical equipment of the vehicle, unsafe and consuming energy under a third voltage between the first and second voltages, and converting the first voltage into third voltage.

On dispose ainsi d’un réseau d’alimentation électrique qui offre trois tensions différentes, alimentant trois sous-réseaux auxquels sont respectivement connectés la machine motrice électrique, les premiers équipements électriques et les seconds équipements électriques, avec seulement deux batteries rechargeables et deux convertisseurs.There is thus an electrical supply network which offers three different voltages, supplying three sub-networks to which the electric motor machine, the first electrical equipment and the second electrical equipment are respectively connected, with only two rechargeable batteries and two converters.

Le réseau d’alimentation électrique selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :The power supply network according to the invention may include other characteristics which can be taken separately or in combination, and in particular:

- il peut également comprendre un premier boîtier de distribution électrique connecté à la première batterie et aux premier et second convertisseurs via respectivement des premier, deuxième et troisième faisceaux électriques, et propre à être couplé à la machine motrice via un quatrième faisceau électrique ;- It can also include a first electrical distribution box connected to the first battery and to the first and second converters via respectively first, second and third electrical harnesses, and suitable for being coupled to the driving machine via a fourth electrical harness;

- il peut également comprendre un deuxième boîtier de distribution électrique connecté à la seconde batterie et au premier convertisseur via respectivement des cinquième et sixième faisceaux électriques ;- It can also include a second electrical distribution box connected to the second battery and to the first converter via respectively fifth and sixth electrical harnesses;

- il peut également comprendre un troisième boîtier de distribution électrique connecté au second convertisseur via un septième faisceau électrique et propre à être couplé aux seconds équipements électriques ;- It can also include a third electrical distribution box connected to the second converter via a seventh electrical harness and suitable for being coupled to the second electrical equipment;

- la première batterie peut stocker de l’énergie sous une première tension qui peut être comprise entre 200 V et 600 V ;- The first battery can store energy at a first voltage which can be between 200 V and 600 V;

- la seconde batterie peut stocker de l’énergie sous une deuxième tension qui peut être comprise entre 12 V et 24 V ;- the second battery can store energy at a second voltage which can be between 12 V and 24 V;

- le second convertisseur peut convertir la première tension en une troisième tension qui peut être comprise entre 40 V et 70 V.- the second converter can convert the first voltage into a third voltage which can be between 40 V and 70 V.

L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant :The invention also provides a vehicle, possibly of the automobile type, and comprising:

- une chaîne de transmission comportant au moins une machine motrice électrique et fournissant du couple pour entraîner au moins un train en consommant de l’énergie stockée sous une première tension dans une première batterie rechargeable,- a transmission chain comprising at least one electric drive machine and supplying torque to drive at least one train while consuming energy stored under a first voltage in a first rechargeable battery,

- des premiers équipements électriques consommant de l’énergie stockée sous une deuxième tension, inférieure à cette première tension, dans une seconde batterie rechargeable,- first electrical equipment consuming energy stored at a second voltage, lower than this first voltage, in a second rechargeable battery,

- des seconds équipements électriques non sécuritaires et consommant de l’énergie sous une troisième tension, et- second unsafe electrical equipment consuming energy under a third voltage, and

- un réseau d’alimentation électrique du type de celui présenté ci-avant et auquel sont couplés la machine motrice, les premiers équipements électriques, et les seconds équipements électriques.- an electrical power supply network of the type presented above and to which the driving machine, the first electrical equipment, and the second electrical equipment are coupled.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel l’unique figure illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de véhicule comprenant une chaîne de transmission électrique et un exemple de réalisation d’un réseau d’alimentation électrique selon l’invention.Other characteristics and advantages of the invention will appear on examining the detailed description below, and the appended drawing, in which the single figure illustrates schematically and functionally an example of a vehicle comprising an electric transmission chain and a exemplary embodiment of a power supply network according to the invention.

L’invention a notamment pour but de proposer un réseau d’alimentation électrique RA offrant trois tensions différentes et destiné à équiper un véhicule V comprenant une chaîne de transmission comportant au moins une machine motrice électrique MM fournissant du couple pour entraîner au moins un train T1 à partir de l’énergie stockée dans une première batterie BR1 rechargeable.The object of the invention is in particular to propose an electrical power supply network RA offering three different voltages and intended to equip a vehicle V comprising a transmission chain comprising at least one electric motor machine MM supplying torque to drive at least one train T1 from the energy stored in a first rechargeable BR1 battery.

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. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant une chaîne de transmission comportant au moins une machine motrice électrique produisant du couple pour entraîner au moins un train (par exemple de roues). Par conséquent, l’invention concerne au moins les véhicules terrestres.In what follows, it is considered, by way of nonlimiting example, that vehicle V is of the automobile type. This is for example a car. However, the invention is not limited to this type of vehicle. It relates in fact to any type of vehicle comprising a transmission chain comprising at least one electric motor producing torque to drive at least one train (for example wheels). Consequently, the invention relates at least to land vehicles.

Il est rappelé que l’on entend ici par « machine motrice électrique >> une machine (ou un moteur) électrique agencé(e) de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer un véhicule, soit seul(e) soit en complément d’au moins une éventuelle autre machine motrice électrique ou thermique (comme par exemple un moteur thermique (réacteur, turboréacteur ou moteur chimique)).It is recalled that the term "electric motor machine" is understood here to mean an electric machine (or motor) arranged so as to supply or recover torque for moving a vehicle, either alone or in addition to '' at least one possible other electric or thermal engine (such as a heat engine (reactor, turbojet or chemical engine)).

On a schématiquement représenté sur l’unique figure un exemple de véhicule V comprenant une chaîne de transmission, un exemple de réalisation d’un réseau d’alimentation électrique RA selon l’invention, et des premier(s) E1 et second(s) E2 équipements électriques.There is schematically shown in the single figure an example of vehicle V comprising a transmission chain, an embodiment of an electrical power supply network RA according to the invention, and first (s) E1 and second (s) E2 electrical equipment.

On entend ici par « premier équipement électrique >> un équipement électrique qui a besoin d’une quantité d’énergie électrique plus ou moins forte pour fonctionner et qui peut éventuellement assurer une fonction sécuritaire. Il pourra, par exemple, s’agir d’un bloc optique, ou d’un essuie-glace, ou d’un éclairage intérieur, ou d’un calculateur (éventuellement de supervision (CS)), ou d’un capteur, ou d’une direction assistée électrique, ou encore d’un combiné central.The term "first electrical equipment" is understood here to mean electrical equipment which needs a greater or lesser amount of electrical energy to function and which can possibly provide a safe function. It could, for example, be an optical unit, or a windscreen wiper, or an interior light, or a computer (possibly supervision), or a sensor, or an electric power steering, or a central handset.

Par ailleurs, on entend ici par « second équipement électrique >> un équipement électrique qui a besoin d’une forte quantité d’énergie électrique pour fonctionner mais qui n’assure pas de fonction sécuritaire. Il pourra, par exemple, s’agir d’un pulseur ou d’un compresseur d’une installation de chauffage/climatisation ou d’un pare-brise chauffant ou d’un siège chauffant (et plus généralement d’un équipement comportant au moins un composant résistif).Furthermore, the term "second electrical equipment" is understood here to mean electrical equipment which needs a large amount of electrical energy to function but which does not provide a safety function. It could, for example, be a blower or a compressor of a heating / air conditioning installation or a heated windshield or a heated seat (and more generally of equipment comprising at minus a resistive component).

Dans l’exemple illustré non limitativement sur l’unique figure, la chaîne de transmission est de type tout électrique (et ne comprend qu’une seule machine motrice électrique MM). Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de chaîne de transmission. En effet, la chaîne de transmission pourrait être de type hybride en comportant en complément une machine motrice thermique associée à au moins un train (par exemple le second T2).In the example illustrated without limitation in the single figure, the transmission chain is of the all-electric type (and includes only one single electric motor MM). However, the invention is not limited to this type of transmission chain. In fact, the transmission chain could be of the hybrid type by additionally comprising a thermal driving machine associated with at least one train (for example the second T2).

La chaîne de transmission comprend ici, en complément de la machine motrice électrique MM, des moyens de couplage MC et un arbre de transmission AT. Le contrôle d’au moins la machine motrice électrique MM et des moyens de couplage MC est assuré par un calculateur de supervision CS.The transmission chain here comprises, in addition to the electric motor machine MM, coupling means MC and a transmission shaft AT. The control of at least the electric motor machine MM and of the coupling means MC is ensured by a supervision computer CS.

Les moyens de couplage MC sont ici chargés de coupler/découpler la machine motrice électrique MM à/de l’arbre de transmission AT, sur ordre du calculateur de supervision CS, afin de communiquer du couple qu’elle produit et qui est défini par une consigne (de couple ou de régime), grâce à l’énergie électrique stockée dans la première batterie BR1, à l’arbre de transmission AT. Ce dernier (AT) est ici couplé au premier train T1 (ici de roues).The coupling means MC are here responsible for coupling / decoupling the electric motor machine MM to / from the transmission shaft AT, on the order of the supervision computer CS, in order to communicate the torque which it produces and which is defined by a setpoint (torque or speed), thanks to the electrical energy stored in the first battery BR1, at the transmission shaft AT. The latter (AT) is here coupled to the first train T1 (here of wheels).

Par exemple, le premier train T1 est situé à l’avant du véhicule V, et de préférence, et comme illustré, couplé à l’arbre de transmission AT via un différentiel (ici avant) D1. Mais dans une variante ce premier train T1 pourrait être situé à l’arrière du véhicule V.For example, the first train T1 is located at the front of the vehicle V, and preferably, and as illustrated, coupled to the drive shaft AT via a differential (here before) D1. But in a variant, this first train T1 could be located at the rear of vehicle V.

Les moyens de couplage MC peuvent, par exemple, être un mécanisme à crabots ou un embrayage ou un convertisseur de couple hydraulique ou encore un frein. Ils peuvent prendre au moins deux états de couplage : un premier (couplé) dans lequel ils assurent le couplage de la machine motrice électrique MM à l’arbre de transmission AT et un second (découplé) dans lequel ils découplent la machine motrice électrique MM de l’arbre de transmission AT. On notera qu’ils peuvent, également et éventuellement, prendre au moins un état intermédiaire (par exemple pour un glissement d’embrayage).The coupling means MC can, for example, be a clutch mechanism or a clutch or a hydraulic torque converter or even a brake. They can take at least two coupling states: a first (coupled) in which they ensure the coupling of the electric motor machine MM to the drive shaft AT and a second (decoupled) in which they decouple the electric motor machine MM from the AT drive shaft. Note that they can, also and possibly, take at least one intermediate state (for example for a clutch slip).

Le réseau d’alimentation électrique RA comprend au moins des première BR1 et seconde BR2 batteries rechargeables, et des premier C1 et second C2 convertisseurs de type DC/DC (continu/continu).The power supply network RA comprises at least first BR1 and second BR2 rechargeable batteries, and first C1 and second C2 DC / DC type converters (continuous / continuous).

La première batterie BR1 est agencée pour stocker de l’énergie électrique sous une première tension. Elle peut notamment être rechargée via un chargeur (non représenté) destiné à être raccordé à une source d’alimentation en courant externe, comme par exemple une borne de recharge ou une prise de courant du secteur, vi un cordon de charge dédié.The first BR1 battery is designed to store electrical energy under a first voltage. It can in particular be recharged via a charger (not shown) intended to be connected to an external current supply source, such as for example a charging station or a mains socket, vi a dedicated charging cord.

La machine motrice électrique MM fournit du couple (ici pour entraîner le premier train T1) en consommant de l’énergie stockée sous la première tension dans la première batterie BR1.The electric motor MM provides torque (here to drive the first train T1) by consuming energy stored under the first voltage in the first battery BR1.

Par exemple, la première tension peut être comprise entre 200 V et 600 V. A titre d’exemple illustratif, cette première tension peut être égale à 400 V.For example, the first voltage can be between 200 V and 600 V. As an illustrative example, this first voltage can be equal to 400 V.

La seconde batterie BR2 est agencée pour stocker de l’énergie électrique sous une deuxième tension qui est inférieure à la première tension. Elle peut notamment être rechargée via le premier convertisseur C1.The second battery BR2 is arranged to store electrical energy at a second voltage which is lower than the first voltage. It can in particular be recharged via the first converter C1.

Par exemple, la deuxième tension peut être comprise entre 12 V et 24 V. A titre d’exemple illustratif, cette deuxième tension peut être égale à 12 V.For example, the second voltage can be between 12 V and 24 V. As an illustrative example, this second voltage can be equal to 12 V.

Les premiers équipements électriques E1 du véhicule V consomment de l’énergie stockée sous la deuxième tension (minimale) dans la seconde batterie BR2, du fait qu’ils consomment peu d’énergie électrique. Ils sont donc couplés à cette seconde batterie BR2.The first electrical equipment E1 of vehicle V consumes energy stored under the second (minimum) voltage in the second battery BR2, owing to the fact that it consumes little electrical energy. They are therefore coupled to this second BR2 battery.

Le premier convertisseur C1 est couplé aux première BR1 et seconde BR2 batteries et chargé de convertir la première tension (de la première batterie BR1) en deuxième tension, notamment pour recharger la seconde batterie BR2.The first converter C1 is coupled to the first BR1 and second BR2 batteries and responsible for converting the first voltage (from the first battery BR1) into the second voltage, in particular for recharging the second battery BR2.

Le second convertisseur C2 est couplé à la première batterie BR1, est propre à être couplé aux seconds équipements électriques E2, et convertit la première tension (de la première batterie BR1) en une troisième tension, comprise entre les première et deuxième tensions.The second converter C2 is coupled to the first battery BR1, is suitable for being coupled to the second electrical equipment E2, and converts the first voltage (from the first battery BR1) into a third voltage, comprised between the first and second voltages.

Par exemple, la troisième tension peut être comprise entre 40 V et 70For example, the third voltage can be between 40 V and 70

V. A titre d’exemple illustratif, cette troisième tension peut être égale à 48 V ouV. As an illustrative example, this third voltage can be equal to 48 V or

V.V.

Les seconds équipements électriques E2 du véhicule V consomment de l’énergie stockée dans la première batterie BR1, après qu’elle ait été convertie en troisième tension (intermédiaire) par le second convertisseur C2, du fait qu’ils consomment beaucoup d’énergie électrique et n’assurent pas de fonction sécuritaire. Ils sont donc couplés à ce second convertisseur C2.The second electrical equipment E2 of vehicle V consumes energy stored in the first battery BR1, after it has been converted into third (intermediate) voltage by the second converter C2, because they consume a lot of electrical energy and do not provide a security function. They are therefore coupled to this second converter C2.

L’invention offre ainsi trois tensions différentes alimentant trois sousréseaux auxquels sont respectivement connectés la machine motrice électrique MM, les premiers équipements électriques E1 et les seconds équipements électriques E2, avec seulement deux batteries BR1 et BR2 et deux convertisseurs C1 et C2.The invention thus offers three different voltages supplying three sub-networks to which the electric motor machine MM, the first electrical equipment E1 and the second electrical equipment E2 are respectively connected, with only two batteries BR1 and BR2 and two converters C1 and C2.

Par ailleurs, l’invention permet d’économiser le développement d’une batterie dédiée au troisième sous-réseau (à la troisième tension (intermédiaire)), et de ne pas avoir à chercher d’emplacement pour son implantation et pour l’implantation de l’alternateur qui aurait dû être associé à cette batterie dédiée.Furthermore, the invention makes it possible to save the development of a battery dedicated to the third sub-network (at the third (intermediate) voltage), and to avoid having to search for a location for its implantation and for the implantation. of the alternator that should have been associated with this dedicated battery.

Les seconds équipements électriques E2, connectés au troisième sous-réseau, ne sont certes pas couplés à une batterie dédiée, mais cela n’est pas grave du fait qu’ils assurent essentiellement des fonctions de confort, non sécuritaires, et donc peuvent accepter d’éventuelles chutes de tensions. De plus, le second convertisseur C2, auquel ils sont couplés, offre un plus petit temps de réponse qu’un alternateur, et donc peut répondre à une partie de leurs appels de courant sans induire de chute de tension.The second electrical equipment E2, connected to the third sub-network, is certainly not coupled to a dedicated battery, but this does not matter since they essentially provide comfort functions, which are not safe, and therefore can accept d '' possible voltage drops. In addition, the second converter C2, to which they are coupled, offers a shorter response time than an alternator, and therefore can respond to part of their current calls without inducing a voltage drop.

En outre, les équipements électriques E2, gros consommateurs d’énergie électrique, n’étant plus couplés à la seconde batterie BR2, le premier convertisseur C1 et les faisceaux électriques intervenant dans le couplage des premiers équipements électriques E1 à la seconde batterie BR2 n’ont plus besoin de supporter de fortes puissances. Par conséquent, les composants électroniques du premier convertisseur C1 peuvent être plus simples, moins lourds, moins encombrants et moins onéreux, et les faisceaux électriques précités peuvent présenter une plus petite section, ce qui les rend moins encombrants et moins onéreux.In addition, the electrical equipment E2, large consumers of electrical energy, no longer being coupled to the second battery BR2, the first converter C1 and the electrical harnesses involved in the coupling of the first electrical equipment E1 to the second battery BR2 n ' no longer need to support strong powers. Consequently, the electronic components of the first converter C1 can be simpler, lighter, less bulky and less expensive, and the aforementioned electrical harnesses can have a smaller section, which makes them less bulky and less expensive.

Enfin, le second convertisseur C2 pourra rester endormi lors d’une recharge simple de la première batterie BR1, contrairement au premier convertisseur C1 qui devra maintenir le niveau de charge de la seconde batterie BR2.Finally, the second converter C2 can remain asleep during a simple recharge of the first battery BR1, unlike the first converter C1 which will have to maintain the charge level of the second battery BR2.

On notera, comme illustré non limitativement sur l’unique figure, que le réseau d’alimentation électrique RA peut également comprendre un premier boîtier de distribution électrique BD1 connecté à la première batterie BR1 et aux premier C1 et second C2 convertisseurs, et propre à être couplé à la machine motrice électrique MM. La connexion entre le premier boîtier de distribution électrique BD1 et la première batterie BR1 se fait via un premier faisceau électrique F1. La connexion entre le premier boîtier de distribution électrique BD1 et le premier convertisseur C1 se fait via un deuxième faisceau électrique F2. La connexion entre le premier boîtier de distribution électrique BD1 et le second convertisseur C2 se fait via un troisième faisceau électrique F3. La connexion entre le premier boîtier de distribution électrique BD1 et la machine motrice électrique MM se fait via un quatrième faisceau électrique F4.It will be noted, as illustrated without limitation in the single figure, that the power supply network RA can also include a first electrical distribution box BD1 connected to the first battery BR1 and to the first C1 and second C2 converters, and suitable for being coupled to the electric motor MM. The connection between the first electrical distribution box BD1 and the first battery BR1 is made via a first electrical harness F1. The connection between the first electrical distribution box BD1 and the first converter C1 is made via a second electrical harness F2. The connection between the first electrical distribution box BD1 and the second converter C2 is made via a third electrical harness F3. The connection between the first electrical distribution box BD1 and the electric motor machine MM is made via a fourth electrical harness F4.

On notera également, comme illustré non limitativement sur l’unique figure, que le réseau d’alimentation électrique RA peut aussi comprendre un deuxième boîtier de distribution électrique BD2 connecté à la seconde batterie BR2 et au premier convertisseur C1. La connexion entre le deuxième boîtier de distribution électrique BD2 et la seconde batterie BR2 se fait via un cinquième faisceau électrique F5. La connexion entre le deuxième boîtier de distribution électrique BD2 et le premier convertisseur C1 se fait via un sixième faisceau électrique F6.It will also be noted, as illustrated without limitation in the single figure, that the power supply network RA may also include a second electrical distribution box BD2 connected to the second battery BR2 and to the first converter C1. The connection between the second electrical distribution box BD2 and the second battery BR2 is made via a fifth electrical harness F5. The connection between the second electrical distribution box BD2 and the first converter C1 is made via a sixth electrical harness F6.

On notera également, comme illustré non limitativement sur l’unique figure, que le réseau d’alimentation électrique RA peut aussi comprendre un troisième boîtier de distribution électrique BD3 connecté au second convertisseur C2 via un septième faisceau électrique F7 et propre à être couplé aux seconds équipements électriques E2.It will also be noted, as illustrated without limitation in the single figure, that the power supply network RA can also include a third electrical distribution box BD3 connected to the second converter C2 via a seventh electrical harness F7 and suitable for being coupled to the second electrical equipment E2.

Par exemple, chaque boîtier de distribution électrique peut assurer une fonction de protection au moyen, notamment, de fusibles adaptés aux tensions concernées, et éventuellement de composants de commutation de puissance, tels que des relais, selon les besoins fonctionnels.For example, each electrical distribution box can provide a protection function by means, in particular, of fuses adapted to the voltages concerned, and possibly of power switching components, such as relays, according to functional needs.

Claims (9)

1. Réseau d’alimentation électrique (RA) pour un véhicule (V) comprenant i) une chaîne de transmission comportant au moins une machine motrice (MM) électrique et fournissant du couple pour entraîner au moins un train (T1) en consommant de l’énergie stockée sous une première tension dans une première batterie (BR1) rechargeable, et ii) des premiers équipements électriques (E1) consommant de l’énergie stockée sous une deuxième tension, inférieure à ladite première tension, dans une seconde batterie (BR2) rechargeable, ledit réseau (RA) comprenant lesdites première (BR1) et seconde (BR2) batteries et un premier convertisseur (C1) de type DC/DC couplé à ces dernières (BR1, BR2) et convertissant ladite première tension en ladite deuxième tension, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un second convertisseur (C2) de type DC/DC, couplé à ladite première batterie (BR1), propre à être couplé à des seconds équipements électriques (E2) dudit véhicule (V), non sécuritaires et consommant de l’énergie sous une troisième tension, comprise entre lesdites première et deuxième tensions, et convertissant ladite première tension en ladite troisième tension.1. Electrical supply network (RA) for a vehicle (V) comprising i) a transmission chain comprising at least one electric motor (MM) and supplying torque to drive at least one train (T1) by consuming l energy stored at a first voltage in a first rechargeable battery (BR1), and ii) first electrical equipment (E1) consuming energy stored at a second voltage, lower than said first voltage, in a second battery (BR2) rechargeable, said network (RA) comprising said first (BR1) and second (BR2) batteries and a first converter (C1) of DC / DC type coupled to the latter (BR1, BR2) and converting said first voltage into said second voltage, characterized in that it further comprises a second converter (C2) of DC / DC type, coupled to said first battery (BR1), suitable for being coupled to second electrical equipment (E2) of said vehicle (V), unsafe and consuming energy under a third voltage, between said first and second voltages, and converting said first voltage into said third voltage. 2. Réseau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend un premier boîtier de distribution électrique (BD1) connecté à ladite première batterie (BR1) et auxdits premier (C1) et second (C2) convertisseurs via respectivement des premier (F1), deuxième (F2) et troisième (F3) faisceaux électriques, et propre à être couplé à ladite machine motrice (MM) via un quatrième faisceau électrique (F4).2. Network according to claim 1, characterized in that it comprises a first electrical distribution box (BD1) connected to said first battery (BR1) and to said first (C1) and second (C2) converters via respectively first (F1 ), second (F2) and third (F3) electrical harnesses, and suitable for being coupled to said motive machine (MM) via a fourth electrical harness (F4). 3. Réseau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend un deuxième boîtier de distribution électrique (BD2) connecté à ladite seconde batterie (BR2) et audit premier convertisseur (C1) via respectivement des cinquième (F5) et sixième (F6) faisceaux électriques.3. Network according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a second electrical distribution box (BD2) connected to said second battery (BR2) and to said first converter (C1) via respectively fifth (F5) and sixth (F6) electrical harnesses. 4. Réseau selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend un troisième boîtier de distribution électrique (BD3) connecté audit second convertisseur (C2) via un septième faisceau électrique (F7) et propre à être couplé auxdits seconds équipements électriques (E2).4. Network according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a third electrical distribution box (BD3) connected to said second converter (C2) via a seventh electrical harness (F7) and suitable for being coupled to said second electrical equipment (E2). 5. Réseau selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite première batterie (BR1) stocke de l’énergie sous une première tension comprise entre 200 V et 600 V.5. Network according to one of claims 1 to 4, characterized in that said first battery (BR1) stores energy at a first voltage between 200 V and 600 V. 6. Réseau selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite seconde batterie (BR2) stocke de l’énergie sous une deuxième tension comprise entre 12 V et 24 V.6. Network according to one of claims 1 to 5, characterized in that said second battery (BR2) stores energy at a second voltage between 12 V and 24 V. 7. Réseau selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit second convertisseur (C2) convertit ladite première tension en une troisième tension comprise entre 40 V et 70 V.7. Network according to one of claims 1 to 6, characterized in that said second converter (C2) converts said first voltage into a third voltage between 40 V and 70 V. 8. Véhicule (V) comprenant i) une chaîne de transmission comportant au moins une machine motrice (MM) électrique et fournissant du couple pour entraîner au moins un train (T1) en consommant de l’énergie stockée sous une première tension dans une première batterie (BR1) rechargeable, et ii) des premiers équipements électriques (E1) consommant de l’énergie stockée sous une deuxième tension, inférieure à ladite première tension, dans une seconde batterie (BR2) rechargeable, caractérisé en ce qu’il comprend également un réseau d’alimentation électrique (RA) selon l’une des revendications précédentes, auquel sont couplés ladite machine motrice (MM), lesdits premiers équipements électriques (E1), et des seconds équipements électriques (E2) non sécuritaires et consommant de l’énergie sous une troisième tension.8. Vehicle (V) comprising i) a transmission chain comprising at least one electric motor (MM) and supplying torque to drive at least one train (T1) by consuming energy stored under a first voltage in a first rechargeable battery (BR1), and ii) first electrical equipment (E1) consuming energy stored under a second voltage, lower than said first voltage, in a second rechargeable battery (BR2), characterized in that it also comprises an electrical power supply network (RA) according to one of the preceding claims, to which are coupled said motor machine (MM), said first electrical equipment (E1), and second electrical equipment (E2) which are unsafe and consume energy under a third tension. 9. Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il est de type automobile.9. Vehicle according to claim 8, characterized in that it is of the automobile type.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20100244782A1 (en) * 2009-03-02 2010-09-30 Omron Corporation Charging control device and method, charging device, as well as program
US20160152147A1 (en) * 2014-11-28 2016-06-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle electric power system

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