FR3132876A1 - ACCUMULATOR CHARGE MANAGEMENT STATION FOR MOTOR VEHICLES - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une station de gestion de charge d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles, d’un parc de rechargement et/ou de déchargement d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles, d’un procédé de gestion des connexions-déconnexions d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles d’un parc de rechargement et/ou de déchargement, d’un programme d’ordinateur pour la mise en œuvre de ce procédé, d’un procédé d’échange d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles. Figure 1The invention relates to a station for managing the charging of energy accumulators for motor vehicles, a park for recharging and/or unloading energy accumulators for motor vehicles, a method for managing the connections- disconnection of energy accumulators for motor vehicles from a recharging and/or unloading fleet, of a computer program for the implementation of this method, of a method for exchanging accumulators of energy for motor vehicles. Figure 1
Description
L’invention se rapporte à une station de gestion de charge d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles, d’un parc de rechargement et/ou de déchargement d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles, d’un procédé de gestion des connexions-déconnexions d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles d’un parc de rechargement et/ou de déchargement, d’un programme d’ordinateur pour la mise en œuvre de ce procédé, d’un procédé d’échange d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles.The invention relates to a charging management station for energy accumulators for motor vehicles, a park for recharging and/or discharging energy accumulators for motor vehicles, a method for managing connections-disconnections of energy accumulators for motor vehicles from a recharging and/or unloading park, a computer program for implementing this method, a method for exchanging accumulators energy for motor vehicles.
Le domaine dans lequel le brevet se situe est celui des stations de stockage et de recharge électrique d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles. Ces stations de stockage et de recharge doivent ainsi permettre la recharge de plusieurs accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles et de stocker ces accumulateurs, éventuellement pour des périodes longues.The field in which the patent is located is that of storage and electrical charging stations for energy accumulators for motor vehicles. These storage and recharging stations must therefore allow the recharging of several energy accumulators for motor vehicles and the storage of these accumulators, possibly for long periods.
En particulier, les accumulateurs d’énergie peuvent être échangeables et par exemple prendre la forme de prolongateurs d’autonomie pour véhicules électriques, tels que des petites remorques ou chariots attelés derrière ledit véhicule électrique, aussi appelés « tender-batteries mobiles ».In particular, the energy accumulators can be exchangeable and for example take the form of range extenders for electric vehicles, such as small trailers or carts attached behind said electric vehicle, also called “mobile battery tenders”.
Dans le contexte de la présente invention, « tender-batteries mobiles », « remorques-batteries » et « chariots-batteries mobiles » sont des expressions équivalentes, synonymes, pouvant être remplacées les unes par les autres.In the context of the present invention, “mobile battery tender”, “battery trailers” and “mobile battery trolleys” are equivalent, synonymous expressions, which can be replaced by one another.
Le concept d’accumulateur échangeable sous la forme d’un tender-batterie mobile permet de limiter une masse importante due à la batterie qui n’est pas utile au quotidien, il permet donc de réduire la masse totale du véhicule électrique lorsqu’il est « seul ».The concept of an exchangeable accumulator in the form of a mobile battery tender makes it possible to limit a significant mass due to the battery which is not useful on a daily basis, it therefore makes it possible to reduce the total mass of the electric vehicle when it is " alone ".
Dans le contexte de la présente invention et pour tous les modes de réalisations décrits, les accumulateurs d’énergie peuvent être des accumulateurs échangeables tels que des tender-batteries mobiles.In the context of the present invention and for all the embodiments described, the energy accumulators can be exchangeable accumulators such as mobile battery tenders.
Ainsi, le temps de recharge du véhicule ici est le temps que met l’accumulateur échangeable, tel qu’un tender-batterie mobile, à s’atteler au véhicule électrique. En quelque sorte, le temps de recharge du véhicule électrique est reporté sur le temps de charge de l’accumulateur échangeable (tender-batterie mobile), qui peut être beaucoup plus lent et correctement géré dans la station de recharge décrite précédemment, en particulier sur les voies rapides comme les autoroutes.Thus, the vehicle recharge time here is the time it takes for the exchangeable accumulator, such as a mobile battery tender, to connect to the electric vehicle. In a way, the charging time of the electric vehicle is transferred to the charging time of the exchangeable accumulator (mobile battery tender), which can be much slower and correctly managed in the charging station described previously, in particular on expressways such as highways.
En effet, avec le déploiement d’accumulateurs échangeables, tels qu’un tender-batterie mobile, et de cette solution d’augmentation de l’autonomie des véhicules électriques, cette nouvelle architecture de station de recharge peut avoir une bonne pérennité malgré l’amélioration des batteries et de leur capacité, et l’augmentation des autonomies des véhicules électriques, qui conduisent malgré tout à un coût trop élevé des véhicules électriques. Les améliorations sur les batteries profiteraient également au pack batterie embarqué dans l’accumulateur échangeable, tel qu’un tender-batterie mobile. Le potentiel est lié essentiellement au développement des véhicules électriques grand public présentant une trop faible autonomie sur les longues distances et également à toutes les voies de circulations à vitesse élevée (réseaux de voies rapides et d’autoroutes). Le développement de l’usage des véhicules électriques peut ainsi être accompagné par une réduction du temps de recharge par l’ajout d’un accumulateur échangeable, tel qu’un tender-batterie mobile. Celui-ci doit être correctement et pleinement chargé grâce à une station de recharge adéquate.Indeed, with the deployment of exchangeable accumulators, such as a mobile battery tender, and this solution for increasing the autonomy of electric vehicles, this new charging station architecture can have good sustainability despite the improvement of batteries and their capacity, and the increase in the ranges of electric vehicles, which despite everything leads to too high a cost of electric vehicles. Improvements in batteries would also benefit the battery pack embedded in the exchangeable accumulator, such as a mobile battery tender. The potential is essentially linked to the development of mainstream electric vehicles with too little autonomy over long distances and also to all high-speed traffic routes (expressway and motorway networks). The development of the use of electric vehicles can thus be accompanied by a reduction in recharging time by the addition of an exchangeable accumulator, such as a mobile battery tender. This must be correctly and fully charged using a suitable charging station.
Le document WO2019206481 A1 décrit une telle zone d'infrastructure de recharge. Ce document divulgue ainsi :Document WO2019206481 A1 describes such a charging infrastructure zone. This document discloses as follows:
- la fourniture d’une unité de charge se déplaçant de manière autonome pour charger l'accumulateur d'énergie ou pour suppléer partiellement l’accumulateur d’énergie du véhicule à moteur électrique à l'aide de l'unité de commande d'infrastructure,- provision of an autonomously moving charging unit for charging the energy accumulator or for partially supplementing the energy accumulator of the electric motor vehicle using the infrastructure control unit ,
- un couplage de l'unité de chargement fournie au véhicule à moteur,- a coupling of the loading unit supplied to the motor vehicle,
- une recharge d'accumulateur d'énergie du véhicule à moteur à l'aide de l'unité de charge couplée suivant le véhicule à moteur, ainsi que- recharging the energy accumulator of the motor vehicle using the charging unit coupled according to the motor vehicle, as well as
- l’arrêt de la commande du véhicule à moteur à l'aide de l'unité de commande d'infrastructure lors d'une sortie du véhicule à moteur de la zone d'infrastructure de charge (à l'aide de l'unité de charge suivant ledit véhicule à moteur chargeant l'accumulateur d'énergie).- stopping the control of the motor vehicle using the infrastructure control unit when the motor vehicle leaves the charging infrastructure area (using the charging infrastructure unit charging following said motor vehicle charging the energy accumulator).
Le document DE102012015099 A1 décrit une station de relais de batteries électriques amovibles, équipée de remorques qui sont déconnectées de l'attelage de la remorque lors de la déconnexion électrique et qui sont couplées à des colonnes adjacentes par un léger virage. Les remorques chargées sont détachées des colonnes et sont accrochées à l'attelage du véhicule électrique dans l'ordre inverse pendant l'accostage. La colonne est raccordée à un onduleur bidirectionnel par une ligne d'alimentation, où l'onduleur extrait le courant d'un réseau électrique à alimenter pour charger la remorque ancrée. La remorque peut ainsi également injecter de l’énergie dans le réseau grâce à l’onduleur.Document DE102012015099 A1 describes a removable electric battery relay station, equipped with trailers which are disconnected from the trailer hitch during electrical disconnection and which are coupled to adjacent columns by a slight bend. The loaded trailers are detached from the columns and are attached to the hitch of the electric vehicle in reverse order during docking. The column is connected to a bidirectional inverter via a power line, where the inverter extracts current from an electrical network to be supplied to charge the anchored trailer. The trailer can also inject energy into the network thanks to the inverter.
Ces enseignements présentent néanmoins plusieurs inconvénients. En effet, l’état de charge des accumulateurs n’est pas pris en compte lors de leurs arrivées. Ainsi, si les stations de charge sont soumises à une forte demande d’échanges, elles ne sont pas en capacité de fournir une réponse adéquate. Ainsi, l’état de la technique ne propose pas de station de recharge avec une gestion optimisée de tels accumulateurs sur un parc (ou une station) de rechargement.These lessons nevertheless have several drawbacks. In fact, the state of charge of the accumulators is not taken into account when they arrive. Thus, if charging stations are subject to high demand for exchanges, they are not able to provide an adequate response. Thus, the state of the art does not offer a recharging station with optimized management of such accumulators on a recharging park (or station).
En outre, les variations d’affluences dans ce type de station (par exemple en périodes de vacances avec un fort nombre d’arrivées ou des périodes intermédiaires avec peu de roulement des accumulateurs), nécessitent des moyens pour la mise en condition de stockage des accumulateurs. En effet, selon la technologie des batteries employée, afin de ne pas les endommager, il peut être nécessaire de fixer le taux de charge à des valeurs intermédiaires (par exemple autour 50% du niveau de charge ; ce niveau est typiquement propre à la technologie employée dans l’accumulateur d’énergie).In addition, variations in crowds in this type of station (for example during holiday periods with a high number of arrivals or intermediate periods with little turnover of accumulators), require means to put storage conditions in place. Accumulators. Indeed, depending on the battery technology used, in order not to damage them, it may be necessary to set the charging rate at intermediate values (for example around 50% of the charge level; this level is typically specific to the technology used in the energy accumulator).
Le but de l’invention est donc de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant une station de gestion de charge d’accumulateurs d’énergie (en particulier de tender-batteries mobiles), comprenant un parc de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie pour véhicule automobile, pouvant mettre en œuvre un procédé d’échange d’accumulateurs d’énergie, le parc pouvant être géré par un procédé de gestion des connexions-déconnexions d’accumulateurs d’énergie pour véhicule automobile pouvant être contrôlé par un programme d’ordinateur adapté.The aim of the invention is therefore to overcome the drawbacks of the prior art by proposing a charging management station for energy accumulators (in particular mobile battery tenders), comprising a loading and/or unloading park of energy accumulators for a motor vehicle, which can implement a process for exchanging energy accumulators, the fleet being able to be managed by a method for managing the connections-disconnections of energy accumulators for a motor vehicle which can be controlled by a suitable computer program.
Un premier objet selon la présente invention concerne donc une station de gestion de charge pour accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles comprenant :A first object according to the present invention therefore concerns a charge management station for energy accumulators for motor vehicles comprising:
- un parc de chargement et/ou de déchargement d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles ;- a loading and/or unloading park for energy accumulators for motor vehicles;
- au moins une zone de réception d’accumulateurs d’énergie, lesdits accumulateurs d’énergie pouvant être chargés, déchargés ou partiellement déchargés, ladite zone de réception étant en lien avec le parc d’accumulateurs d’énergie ; et- at least one reception zone for energy accumulators, said energy accumulators being able to be charged, discharged or partially discharged, said reception zone being linked to the park of energy accumulators; And
- au moins une zone de livraison d’accumulateurs d’énergie en lien avec le parc d’accumulateurs d’énergie, ladite zone de livraison d’accumulateurs d’énergie pouvant être confondue avec la zone de réception ;- at least one energy accumulator delivery zone linked to the energy accumulator park, said energy accumulator delivery zone being able to be confused with the reception zone;
caractérisée en ce que ledit parc de gestion de charge comprend au moins deux lignes distinctes de charge et/ou décharge configurées pour une charge et/ou décharge, préférentiellement en série ou partiellement en série, des accumulateurs d’énergie.characterized in that said charge management park comprises at least two distinct charging and/or discharging lines configured for charging and/or discharging, preferably in series or partially in series, of energy accumulators.
Le chargement ou déchargement en série est une voie de chargement ou déchargement privilégiée car cela permet de limiter le taux d’électricité entrant ou sortant de la station de gestion de charge. Ceci évite l’utilisation de moyens électriques lourds de conversion des tensions et/ou ampérages des flux. Toutefois, il est possible de panacher les types de rechargement (i.e. « partiellement en série ») en mettant des lignes de charge/décharge en parallèle les unes des autres, ce qui permet de bénéficier des avantages des deux types de mise en réseaux (limitation des flux d’électricité par la mise en série avec une possibilité de variation de ces flux selon l’affluence par une disposition en parallèle de certaines des lignes ou points de charges et/ou décharges).Series loading or unloading is a preferred loading or unloading route because it limits the rate of electricity entering or leaving the charge management station. This avoids the use of heavy electrical means of converting the voltages and/or amperages of the flows. However, it is possible to mix the types of recharging (i.e. "partially in series") by putting charge/discharge lines in parallel with each other, which allows you to benefit from the advantages of both types of networking (limitation flows of electricity by serialization with a possibility of variation of these flows according to the affluence by a parallel arrangement of some of the lines or points of charges and/or discharges).
Cette gestion de la circulation et la gestion du niveau de charge et/ou décharge permet ainsi d’avoir un meilleur contrôle sur le vieillissement des accumulateurs d’énergie.This management of circulation and management of the charge and/or discharge level thus allows better control over the aging of energy accumulators.
L'invention concerne également un parc de chargement et/ou de déchargement d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles configuré pour une insertion dans une station de gestion de charge pour accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles telle que décrite ci-dessus, ladite station comprenant :The invention also relates to a park for charging and/or unloading energy accumulators for motor vehicles configured for insertion into a charging management station for energy accumulators for motor vehicles as described above, said station including:
- un parc de chargement et/ou de déchargement d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles ;a loading and/or unloading park for energy accumulators for motor vehicles;
- au moins une zone de réception d’accumulateurs d’énergie, lesdits accumulateurs d’énergie pouvant être chargés, déchargés ou partiellement déchargés, ladite zone de réception étant en lien avec le parc d’accumulateurs d’énergie ; etat least one reception zone for energy accumulators, said energy accumulators being able to be charged, discharged or partially discharged, said reception zone being linked to the park of energy accumulators; And
- au moins une zone de livraison d’accumulateurs d’énergie en lien avec le parc d’accumulateurs d’énergie, ladite zone de livraison d’accumulateur d’énergie pouvant être confondue avec la zone de réception.at least one energy accumulator delivery zone linked to the energy accumulator park, said energy accumulator delivery zone being able to be confused with the reception zone.
D'autres caractéristiques de l'invention sont décrites ci-dessous.Other features of the invention are described below.
La station de gestion de charge pour accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles selon la présente invention peut être caractérisée en ce que :The charge management station for energy accumulators for motor vehicles according to the present invention can be characterized in that:
- les accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles sont des tenders-batteries mobiles. Le fait que les accumulateurs d’énergies soient mobiles par eux-mêmes permet de facilement les déplacer dans le parc, ce qui facilite la gestion de ces accumulateurs ;- energy accumulators for motor vehicles are mobile battery tenders. The fact that the energy accumulators are mobile by themselves allows them to be easily moved around the park, which facilitates the management of these accumulators;
- les accumulateurs d’énergie sont statiques ou en mouvement pendant leur charge ou décharge, par exemple sur un manège tournant. L’intérêt d’une station dans laquelle les accumulateurs sont statiques est un coût de charge optimisée. En revanche, ce type de station peut nécessiter l’implémentation d’un procédé de gestion des entrées et sorties des accumulateurs pour un roulement optimisé des accumulateurs et ainsi une rentabilité financière et/ou énergétique suffisante. L’intérêt d’une station dans laquelle les accumulateurs sont en mouvement comme dans le cas d’un manège tournant, est d’avoir un système facilement modulable selon le taux d’affluence (le mouvement des accumulateurs pouvant être accéléré ou ralenti à volonté). En revanche, le coût de la maintenance d’un tel dispositif est accru par rapport à une station dans laquelle les accumulateurs d’énergie sont statiques ;- the energy accumulators are static or in motion during their charging or discharging, for example on a rotating merry-go-round. The advantage of a station in which the accumulators are static is an optimized charging cost. On the other hand, this type of station may require the implementation of a process for managing the inputs and outputs of the accumulators for optimized rotation of the accumulators and thus sufficient financial and/or energy profitability. The advantage of a station in which the accumulators are in movement, as in the case of a rotating merry-go-round, is to have a system that can easily be modulated depending on the attendance rate (the movement of the accumulators can be accelerated or slowed down at will. ). On the other hand, the cost of maintaining such a device is increased compared to a station in which the energy accumulators are static;
- les accumulateurs d’énergie sont chargés et/ou déchargées via au moins une borne dotée d’au moins une prise fixe, d’au moins une prise escamotable, d’au moins une prise accrochée à un câble ou une chaîne, ou via au moins une plaque à induction ;- the energy accumulators are charged and/or discharged via at least one terminal equipped with at least one fixed socket, at least one retractable socket, at least one socket attached to a cable or a chain, or via at least one induction hob;
– ladite station comprend au moins une zone de stockage des accumulateurs d’énergies ;– said station comprises at least one storage zone for energy accumulators;
– ladite station comprend au moins une unité de contrôle configurée pour gérer les entrées et les sorties des accumulateurs d’énergie, ainsi que leur charge, voire décharge. L’unité de contrôle est particulièrement utile dans le cas d’une station dans laquelle les accumulateurs sont chargés de manière statique ;– said station comprises at least one control unit configured to manage the inputs and outputs of the energy accumulators, as well as their charging or even discharging. The control unit is particularly useful in the case of a station in which the accumulators are charged statically;
- les lignes distinctes de charge et/ou décharge sont placées en parallèle et optionnellement de manière décalée les unes par rapport aux autres. Une telle disposition permet de faciliter et donc d’optimiser les entrées et sorties des accumulateurs sur le parc ;- the distinct charge and/or discharge lines are placed in parallel and optionally offset from each other. Such an arrangement makes it possible to facilitate and therefore optimize the entries and exits of the accumulators on the park;
- les lignes distinctes de charge et/ou décharge sont de capacités différentes en termes d’accueil d’accumulateurs d’énergie. Une telle disposition permet de faciliter la gestion de charge et/ou décharge des accumulateurs. En effet, en dédiant des lignes de charges et/ou décharge à des accumulateurs présentant des taux de charge initiaux proches, il est possible de catégoriser les différentes lignes pour des taches particulières. Par exemple, une ligne peut être dédiée à des accumulateurs nécessitant un fort taux de recharge, tandis qu’une autre ligne permet un roulement plus rapide d’accumulateurs avec des taux de charges proche du taux de sortie. De plus, des lignes peuvent être ainsi dédiées au chargement et/ou déchargement des accumulateurs en vue de leur stockage ;- the separate charge and/or discharge lines have different capacities in terms of accommodating energy accumulators. Such an arrangement makes it easier to manage the charging and/or discharging of accumulators. Indeed, by dedicating charge and/or discharge lines to accumulators having similar initial charge rates, it is possible to categorize the different lines for particular tasks. For example, one line can be dedicated to accumulators requiring a high recharge rate, while another line allows faster turnover of accumulators with charge rates close to the output rate. In addition, lines can be dedicated to the loading and/or unloading of accumulators with a view to their storage;
- le parc de chargement et/ou de déchargement d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles est configuré pour permettre d’utiliser l’énergie de certains accumulateurs (par exemple le trop plein d’énergie) pour alimenter d’autres accumulateurs, par exemple pour une mise en stockage d’une portion ou de la totalité des accumulateurs ;- the charging and/or unloading park of energy accumulators for motor vehicles is configured to allow the energy of certain accumulators (for example excess energy) to be used to power other accumulators, for example example for storing a portion or all of the accumulators;
- le parc de chargement et/ou de déchargement d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles est configuré pour permettre d’utiliser l’énergie d’accumulateurs (par exemple le trop plein d’énergie de certains accumulateurs) pour la redistribuer sur le réseau électrique ;- the charging and/or unloading park of energy accumulators for motor vehicles is configured to allow the energy of accumulators to be used (for example the excess energy of certain accumulators) to redistribute it on the electrical network;
- le parc de chargement et/ou de déchargement d’accumulateurs d’énergie (1) pour véhicules automobiles comprend un sens d’entrée et un sens de sortie prédéfini, permettant d’optimiser les cycles de charge et/ou décharge des accumulateurs d’énergie ; et/ou- the charging and/or unloading park of energy accumulators (1) for motor vehicles comprises an entry direction and a predefined exit direction, making it possible to optimize the charging and/or discharging cycles of the energy accumulators 'energy ; and or
- le parc de chargement et/ou de déchargement d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles comprend au moins deux entrées et/ou deux sorties des accumulateurs d’énergie sur ledit parc. La multiplication des voies d’entrées et de sortie des accumulateurs dans les lignes de charge et/ou décharge permet d’augmenter la modularité desdits parcs.- the charging and/or unloading park of energy accumulators for motor vehicles comprises at least two entrances and/or two exits of the energy accumulators on said park. The multiplication of the input and output channels of the accumulators in the charge and/or discharge lines makes it possible to increase the modularity of said parks.
Un autre objet selon la présente invention concerne un procédé de gestion des connexions-déconnexions d’accumulateurs d’énergie pour véhicule automobile, tel qu’un tender-batterie mobile pour véhicule automobile électrique, d’un parc de chargement et/ou déchargement desdits accumulateurs comprenant les étapes successives suivantes :Another object according to the present invention relates to a method for managing the connections-disconnections of energy accumulators for a motor vehicle, such as a mobile battery tender for an electric motor vehicle, of a loading and/or unloading park of said accumulators comprising the following successive stages:
- une étape de détermination du niveau de charge pour chaque accumulateur d’énergie sur le parc ;- a step of determining the charge level for each energy accumulator in the park;
- une étape de classement des accumulateurs d’énergie selon leur niveau de charge ;- a step of classifying the energy accumulators according to their charge level;
- une étape de sélection d’un accumulateur d’énergie ayant le plus haut niveau de charge pour être déconnecté et prélevé, voire échangé lors de l’arrivée d’un accumulateur d’énergie déchargé ou partiellement déchargé arrivant sur le parc ; et- a step of selecting an energy accumulator having the highest charge level to be disconnected and taken, or even exchanged upon the arrival of a discharged or partially discharged energy accumulator arriving at the park; And
- une étape de déconnexion et de prélèvement de l’accumulateur sélectionné à l’étape de sélection, voire d’échange de l’accumulateur sélectionné à l’étape de sélection par un accumulateur d’énergie déchargé ou partiellement déchargé arrivant sur le parc.- a step of disconnecting and removing the accumulator selected in the selection step, or even exchanging the accumulator selected in the selection step with a discharged or partially discharged energy accumulator arriving at the park.
Ainsi, la présente invention a comme avantage de faciliter le mouvement des accumulateurs d’énergie (tels que des tender-batteries mobiles) au sein de la station de gestion de charge (charge lente (smartgrid) et charge rapide (départ en vacances)), avec la notion du « premier-entré/ premier sorti » pour tous les -accumulateurs d’énergie (premier accumulateur d’énergie arrivé, premier accumulateur d’énergie sorti) tout en préservant leur charge. La solution proposée permet également d’assurer une recharge maximale de l’accumulateur d’énergie (tel qu’un tender-batterie mobile) avant que celui-ci ne soit demandé par un usager de véhicule électrique pour son parcours. On sécurise ainsi la prestation d’autonomie de l’accumulateur d’énergie (tel qu’un tender-batterie mobile) pour l’usager.Thus, the present invention has the advantage of facilitating the movement of energy accumulators (such as mobile battery tenders) within the charge management station (slow charging (smartgrid) and fast charging (going on vacation)) , with the notion of “first in/first out” for all energy accumulators (first energy accumulator to arrive, first energy accumulator to exit) while preserving their charge. The proposed solution also ensures maximum recharge of the energy accumulator (such as a mobile battery tender) before it is requested by an electric vehicle user for their journey. This secures the autonomy of the energy accumulator (such as a mobile battery tender) for the user.
Par « véhicule électrique », il est compris dans le contexte de la présente invention tout véhicule comprenant un moyen de motorisation électrique, tel qu’un véhicule ayant une motorisation uniquement électrique, ou un véhicule hybride avec un moteur à combustion interne.By “electric vehicle”, it is understood in the context of the present invention any vehicle comprising an electric motorization means, such as a vehicle having a purely electric motor, or a hybrid vehicle with an internal combustion engine.
L'invention concerne également un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes d’un procédé de gestion des connexions-déconnexions d’accumulateurs d’énergie pour véhicule automobile d’un parc de chargement et/ou déchargement desdits accumulateurs d’énergie selon la présente invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.The invention also relates to a computer program comprising program code instructions for executing the steps of a method for managing connections-disconnections of energy accumulators for a motor vehicle in a charging park and/or or discharging said energy accumulators according to the present invention, when said program runs on a computer.
Par « ordinateur », il est compris tout dispositif automatique de traitement de l'information, obéissant à des programmes formés par des suites d'opérations arithmétiques et logiques. Dans un mode réalisation préféré, un ordinateur est un automate.By “computer” is meant any automatic information processing device, obeying programs formed by sequences of arithmetic and logical operations. In a preferred embodiment, a computer is an automaton.
L'invention concerne en outre un procédé de fourniture voire d’échange d’un accumulateur d’énergie déchargé ou partiellement déchargé pour un véhicule automobile électrique, tel qu’un tender-batterie mobile pour véhicule automobile électrique, par un accumulateur d’énergie rechargé comprenant les étapes suivantes :The invention further relates to a method of supplying or even exchanging a discharged or partially discharged energy accumulator for an electric motor vehicle, such as a mobile battery tender for an electric motor vehicle, by an energy accumulator recharged including the following steps:
- dans le cas d’un échange d’un accumulateur d’énergie, une étape de réception dudit accumulateur d’énergie déchargé ou partiellement déchargé dans une zone de réception d’accumulateurs d’énergie, ladite zone de réception étant en lien avec un parc d’accumulateurs d’énergie ;- in the case of an exchange of an energy accumulator, a step of receiving said discharged or partially discharged energy accumulator in an energy accumulator reception zone, said reception zone being linked to a energy accumulator park;
- une étape de déconnexion du parc d’accumulateurs d’énergie d’un accumulateur d’énergie rechargé dont le choix de déconnexion en vue de son prélèvement, voire de son échange, a été déterminé par le procédé de gestion des connexions-déconnexions d’accumulateurs d’énergie pour véhicule automobile d’un parc de chargement et/ou déchargement selon la présente invention ;- a step of disconnecting the park of energy accumulators from a recharged energy accumulator whose choice of disconnection with a view to its withdrawal, or even its exchange, has been determined by the method of managing connections-disconnections of energy accumulators for a motor vehicle of a loading and/or unloading park according to the present invention;
- le cas échéant, une étape de mise en charge de l’accumulateur d’énergie déchargé ou partiellement déchargé ; et- where applicable, a step of charging the discharged or partially discharged energy accumulator; And
- précédemment, parallèlement ou suite à l’étape de mise en charge, le cas échéant, une étape de livraison sur une zone de livraison d’accumulateurs d’énergie de l’accumulateur d’énergie rechargé de l’étape de déconnexion.- previously, in parallel or following the charging step, where appropriate, a delivery step to an energy accumulator delivery zone of the recharged energy accumulator of the disconnection step.
Dans un mode de réalisation particulier, l'invention concerne un parc de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles caractérisée en ce qu’il comprend une unité de contrôle appliquant le procédé de gestion des connexions-déconnexions d’accumulateurs d’énergie pour véhicule automobile d’un parc de chargement et/ou déchargement selon la présente invention.In a particular embodiment, the invention relates to a park for loading and/or unloading energy accumulators for motor vehicles, characterized in that it comprises a control unit applying the method of managing connections-disconnections of energy accumulators for a motor vehicle from a loading and/or unloading park according to the present invention.
L’unité de contrôle peut être un centre de contrôle géré par un opérateur ou préférentiellement un ordinateur, par exemple une unité informatique de gestion pouvant appliquer un programme d’ordinateur tel que le programme d’ordinateur pour la mise en œuvre des étapes de classement et de sélection du procédé de gestion des connexions-déconnexions d’accumulateurs d’énergie d’un parc de chargement et/ou déchargement selon la présente invention.The control unit may be a control center managed by an operator or preferably a computer, for example a computer management unit capable of applying a computer program such as the computer program for the implementation of the classification steps. and selection of the method for managing connections-disconnections of energy accumulators from a loading and/or unloading park according to the present invention.
Dans un mode de réalisation particulier, l'invention concerne également une station de gestion de charge ou de fourniture d’accumulateurs d’énergie comprenant :In a particular embodiment, the invention also relates to a charging management or energy accumulator supply station comprising:
- un parc de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles caractérisé en ce qu’il comprend une unité de contrôle appliquant le procédé de gestion des connexions-déconnexions d’accumulateurs d’énergie pour véhicule automobile d’un parc de chargement et/ou déchargement selon la présente invention ;- a park for loading and/or unloading energy accumulators for motor vehicles characterized in that it comprises a control unit applying the method of managing connections-disconnections of energy accumulators for motor vehicles of a loading and/or unloading park according to the present invention;
- une zone de réception d’accumulateurs d’énergie déchargés ou partiellement déchargés pour être rechargés, ladite zone de réception étant en lien avec le parc d’accumulateurs d’énergie ; et- a reception zone for discharged or partially discharged energy accumulators to be recharged, said reception zone being linked to the park of energy accumulators; And
- une zone de livraison d’accumulateurs d’énergie en lien avec le parc d’accumulateurs d’énergie, ladite zone de livraison d’accumulateurs d’énergie pouvant être confondue avec la zone de réception d’accumulateurs d’énergie déchargés ou partiellement déchargés.- a delivery zone for energy accumulators linked to the park of energy accumulators, said delivery zone for energy accumulators being able to be confused with the reception zone for discharged or partially discharged energy accumulators discharged.
Le procédé de gestion des connexions-déconnexions d’accumulateurs d’énergie pour véhicule automobile d’un parc de chargement et/ou déchargement desdits accumulateurs selon la présente invention peut être caractérisée en ce que :The method of managing connections-disconnections of energy accumulators for a motor vehicle from a loading and/or unloading park of said accumulators according to the present invention can be characterized in that:
- les accumulateurs d’énergie, préférentiellement des tender-batteries mobiles, sont placés sur au moins deux lignes distinctes de chargement et/ou déchargement en série ;- the energy accumulators, preferably mobile battery tenders, are placed on at least two separate loading and/or unloading lines in series;
- l’étape de déconnexion et de prélèvement comprend en outre, lorsqu’il s’agit d’un échange d’accumulateurs, une connexion en série de l’accumulateur d’énergie déchargé ou partiellement déchargé arrivant sur le parc à un accumulateur ne présentant pas le plus haut niveau de charge parmi les accumulateurs en bout de ligne, préférentiellement parmi les derniers accumulateurs arrivés en bout de ligne ;- the disconnection and withdrawal step further comprises, when it concerns an exchange of accumulators, a series connection of the discharged or partially discharged energy accumulator arriving at the park to an accumulator not not having the highest level of charge among the accumulators at the end of the line, preferably among the last accumulators to arrive at the end of the line;
- la sélection de l’étape de sélection s’effectue sur l’ensemble constitué par les derniers accumulateurs d’énergie arrivés sur chaque ligne de chargement et/ou déchargement en série ;- the selection of the selection step is carried out on the set made up of the last energy accumulators arriving on each loading and/or unloading line in series;
- lorsque au moins deux accumulateurs d’énergie ont un même niveau de charge maximal dans l’ensemble constitué par les derniers accumulateurs d’énergie arrivés sur chaque ligne de chargement et/ou déchargement en série, la sélection de l’étape de sélection est conditionnée par le premier accumulateur d’énergie, en partant du dernier accumulateur d’énergie en remontant chaque ligne distincte de chargement et/ou déchargement, présentant un niveau de charge le plus bas ;- when at least two energy accumulators have the same maximum charge level in the set constituted by the last energy accumulators arrived on each loading and/or unloading line in series, the selection of the selection step is conditioned by the first energy accumulator, starting from the last energy accumulator going up each separate loading and/or unloading line, presenting a lowest charge level;
- chaque ligne distincte de chargement et/ou déchargement en série comprend plusieurs points d’entrée et/ou de sortie de tender-batteries mobiles ;- each separate loading and/or unloading line in series includes several entry and/or exit points for mobile battery tenders;
- un accumulateur attelé à une borne est considéré être attelé à un accumulateur avec 0% de niveau de charge et ledit accumulateur attelé à une borne est placé en tête du classement de l’étape de classement pour être déconnecté et prélevé, voire échangé lors de l’arrivée d’un accumulateur d’énergie déchargé ou partiellement déchargé arrivant sur le parc, lorsque ledit accumulateur attelé à une borne a le plus haut niveau de charge ; et/ou- an accumulator coupled to a terminal is considered to be coupled to an accumulator with 0% charge level and said accumulator coupled to a terminal is placed at the top of the classification of the classification step to be disconnected and taken, or even exchanged during the arrival of a discharged or partially discharged energy accumulator arriving at the park, when said accumulator coupled to a terminal has the highest level of charge; and or
- les accumulateurs d’énergie sont des chariots mobiles de charge pour véhicule automobile électrique.- energy accumulators are mobile charging carts for electric motor vehicles.
Dans un mode de réalisation particulier, le « premier accumulateur d’énergie, en partant du dernier accumulateur d’énergie en remontant chaque ligne distincte de chargement et/ou déchargement, présentant un niveau de charge le plus bas » est l’avant-dernier accumulateur d’énergie de chaque ligne de chargement et/ou déchargement en série.In a particular embodiment, the “first energy accumulator, starting from the last energy accumulator going up each distinct loading and/or unloading line, presenting a lowest charge level” is the penultimate energy accumulator of each line loading and/or unloading in series.
Dans un autre mode de réalisation particulier, le « premier accumulateur d’énergie, en partant du dernier accumulateur d’énergie en remontant chaque ligne distincte de chargement et/ou déchargement, présentant un niveau de charge le plus bas » est l’avant-avant dernier accumulateur d’énergie de chaque ligne de chargement et/ou déchargement en série.In another particular embodiment, the “first energy accumulator, starting from the last energy accumulator going up each distinct loading and/or unloading line, presenting a lowest charge level” is the penultimate energy accumulator of each serial loading and/or unloading line.
Dans un mode de réalisation, le programme d’ordinateur pour la mise en œuvre des étapes de classement et de sélection du procédé de gestion des connexions-déconnexions d’accumulateurs d’énergie d’un parc de chargement et/ou déchargement selon la présente invention, peut en outre être caractérisé, le cas échéant, en ce que :In one embodiment, the computer program for implementing the classification and selection steps of the method of managing connections-disconnections of energy accumulators of a loading and/or unloading park according to the present invention, can further be characterized, where appropriate, in that:
- il permet la mise en œuvre de la sélection de l’accumulateur de l’étape de déconnexion et échange qui ne présente pas le plus haut niveau de charge ; et/ou- it allows the implementation of the selection of the accumulator of the disconnection and exchange stage which does not present the highest level of charge; and or
- il comprend la succession de tests et réponses suivants :- it includes the following succession of tests and responses:
- Test T1 comprenant la question suivante : existe-t-il un accumulateur plus chargé que les autres en bouts de lignes, les positions en bouts de chaque ligne d’accumulateurs du parc de chargement et/ou déchargement étant nommé la position « i » de chaque ligne ? ;- Test T1 including the following question: is there an accumulator more charged than the others at the ends of the lines, the positions at the ends of each line of accumulators in the loading and/or unloading park being named the position “i” of each line? ;
- Réponse « oui » au Test T1 : l’accumulateur le plus chargé est sélectionné ;- “Yes” response to Test T1: the most charged accumulator is selected;
- Réponse « non » au Test T1 : soumission au Test T2 ;- Answer “no” to Test T1: submission to Test T2;
- Test T2 comprenant la question suivante : existe-t-il un accumulateur en position « i-1 » moins chargés que les autres dans cette même position i-1 sur l’ensemble des lignes d’accumulateurs ? ;- Test T2 including the following question: is there an accumulator in position “i-1” less charged than the others in this same position i-1 on all the accumulator lines? ;
- Réponse « oui » au Test T2 : l’accumulateur en position i, dans la même ligne que l’accumulateur en i-1 le moins chargés, est sélectionné ; et- “Yes” response to Test T2: the accumulator in position i, in the same line as the least charged accumulator in i-1, is selected; And
- Réponse « non » au Test T2 : réitération du test T2 en remontant la ligne, position par position jusqu’à une réponse affirmative ou alors l’accumulateur en i est sélectionné selon un ordre préétabli ou aléatoire.- “No” response to Test T2: reiteration of test T2 going up the line, position by position until an affirmative answer or the accumulator at i is selected according to a pre-established or random order.
Dans un mode de réalisation, le procédé de fourniture voire d’échange d’un accumulateur d’énergie déchargé ou partiellement déchargé pour un véhicule automobile électrique par un accumulateur d’énergie rechargé peut en outre être caractérisé en ce que :In one embodiment, the method of supplying or even exchanging a discharged or partially discharged energy accumulator for an electric motor vehicle with a recharged energy accumulator can further be characterized in that:
- toutes les étapes nécessitant le déplacement de l’accumulateur sont effectuées de manière robotisée (i.e. autonome) ;- all steps requiring movement of the accumulator are carried out robotically (i.e. autonomously);
- les accumulateurs d’énergie sont des tender-batteries mobiles de charge pour véhicule automobile électrique ;- energy accumulators are mobile charging battery tenders for electric motor vehicles;
- les accumulateurs d’énergie (tels que des tender-batteries mobiles) peuvent être rechargés par induction ;- energy accumulators (such as mobile tender batteries) can be recharged by induction;
- les accumulateurs d’énergie (tels que des tender-batteries mobiles) peuvent être rechargés par prise fixe ;- energy accumulators (such as mobile battery tenders) can be recharged using a fixed socket;
- les accumulateurs d’énergie (tels que des tender-batteries mobiles) peuvent être rechargés en série ;- energy accumulators (such as mobile battery tenders) can be recharged in series;
- les accumulateurs d’énergie (tels que des tender-batteries mobiles) peuvent être mis en série et pour satisfaire le principe des « premiers accumulateurs d’énergie entrants sont les premiers accumulateurs d’énergie sortants », un décalage de chaque ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie en charge peut être appliqué pour en accroitre le nombre d’accumulateurs d’énergie en cours de charge ;- the energy accumulators (such as mobile tender batteries) can be put in series and to satisfy the principle of "the first incoming energy accumulators are the first outgoing energy accumulators", an offset of each distinct line of loading and/or unloading energy accumulators while charging can be applied to increase the number of energy accumulators being charged;
- les accumulateurs d’énergie (tels que des tender-batteries mobiles) peuvent être rechargés par une prise escamotable ;- energy accumulators (such as mobile battery tenders) can be recharged using a retractable socket;
- les accumulateurs d’énergie (tels que des tender-batteries mobiles) peuvent être rechargés sur un manège tournant avec au moins une prise de charge fixée à un câble et ladite au moins une prise de charge est mécaniquement conductrice d’électricité uniquement dans une zone précise et passive sur le reste du manège ;- energy accumulators (such as mobile tender batteries) can be recharged on a rotating merry-go-round with at least one charging socket attached to a cable and said at least one charging socket is mechanically conductive of electricity only in one precise and passive zone on the rest of the ride;
- les accumulateurs d’énergie (tels que des tender-batteries mobiles) peuvent être rechargés sur un manège tournant avec des prises de charge à deux côtés, débrayables, et optionnellement mécaniquement conductrices d’électricité uniquement dans une zone précise et passive sur le reste du manège ;- energy accumulators (such as mobile battery tenders) can be recharged on a rotating merry-go-round with charging sockets on two sides, detachable, and optionally mechanically electrically conductive only in a specific area and passive on the rest of the carousel;
- les étapes de déconnexion et de mise en charge des accumulateurs d’énergie sont mises en œuvre sur des bornes de recharge et/ou décharge fixes, par exemple avec un alignement en diagonale, ou mobiles, tel que sur un manège tournant, et/ou- the steps of disconnecting and charging the energy accumulators are implemented on fixed charging and/or discharging terminals, for example with diagonal alignment, or mobile, such as on a rotating merry-go-round, and/ Or
- dans le cas où les accumulateurs d’énergie sont des tender-batteries mobiles, un ou plusieurs déplacements de ces tender-batteries mobiles peuvent se faire de manière autonome sur le parc d’accumulateurs d’énergie pour la charge ou le stockage de ces tender-batteries mobiles.- in the case where the energy accumulators are mobile tender batteries, one or more movements of these mobile tender batteries can be done autonomously on the energy accumulator park for the charging or storage of these tender-mobile batteries.
Ainsi, suivant la solution, les accumulateurs d’énergie (tels que des tender-batteries mobiles) peuvent rester en série pour se recharger et/ou décharger mais lors d’une sortie, ceci va faire reculer toute la ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie (pour faire sortir le premier accumulateur d’énergie), ce qui va occasionner dans ce cas une rupture de charge. Puis on fait avancer la ligne distincte de chargement et/ou déchargement pour faire en sorte de la reconnecter à la borne. Un avantage de la mise en diagonale des bornes fixes est de permettre à l’accumulateur d’énergie (tel qu’un tender-batterie mobile) qui sort d’avoir une voie dégagée pour circuler.Thus, depending on the solution, the energy accumulators (such as mobile tender batteries) can remain in series to recharge and/or discharge but during an exit, this will cause the entire separate loading and/or line to move backwards. or unloading of energy accumulators (to bring out the first energy accumulator), which in this case will cause a load break. Then we advance the separate loading and/or unloading line to ensure that it is reconnected to the terminal. An advantage of placing the fixed terminals diagonally is to allow the energy accumulator (such as a mobile battery tender) which comes out to have a clear path to circulate.
Une autre solution possible est de mettre les bornes de charge et/ou décharge sur un manège tournant avec un système de rail limitant la complexité de l’installation. Le mouvement de rotation du manège facilite naturellement les entrées et les sorties des accumulateurs d’énergie (tels que des tender-batteries mobiles). Ils peuvent être chargés tout en étant reliés en série ou de façon individuelle à des bornes mobiles.Another possible solution is to put the charging and/or discharging terminals on a rotating merry-go-round with a rail system limiting the complexity of the installation. The rotating movement of the ride naturally facilitates the entry and exit of energy accumulators (such as mobile battery tenders). They can be charged while being connected in series or individually to mobile terminals.
Ainsi, le parc de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie pour véhicules automobiles selon la présente invention peut être caractérisé en ce qu’il comprend des bornes finales de chargement et/ou déchargement fixes ou mobiles.Thus, the charging and/or unloading park for energy accumulators for motor vehicles according to the present invention can be characterized in that it comprises fixed or mobile final loading and/or unloading terminals.
La disposition des bornes fixes ou mobiles facilite naturellement le déplacement des accumulateurs d’énergie (tels que des tender-batteries mobiles) dans la station tout en assurant leur charge.The arrangement of fixed or mobile terminals naturally facilitates the movement of energy accumulators (such as mobile battery tenders) within the station while ensuring their charging.
On décrira ci-après, à titre d’exemple non limitatif, les formes d’exécutions de la présente invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles :The embodiments of the present invention will be described below, by way of non-limiting example, with reference to the appended figures in which:
Dans l’ensemble des figures représentées, les mêmes numéros de référencements d’éléments ont été utilisés d’une figure à l’autre et les pourcentages représentent les taux de charge.In all the figures shown, the same element reference numbers have been used from one figure to another and the percentages represent the loading rates.
Concernant la charge et/ou décharge des accumulateurs d’énergie 1 (tels que des tender-batteries mobiles), elle peut être réalisée au moyen d’un système à induction avec une partie fixée (plaque de recharge et/ou décharge induction 7) sur la station de gestion de charge ou le parc de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie 1 comme représenté en
Ainsi, il existe plusieurs configurations à cette solution. Les accumulateurs d’énergie (ou tender-batteries mobiles) peuvent se charger et/ou se décharger individuellement par induction, mais il est également possible d’avoir une recharge et/ou décharge d’un ou plusieurs accumulateurs d’énergie par induction et ainsi qu’une mise en série des accumulateurs d’énergie suivants pour limiter le coût d’infrastructure de la station de gestion de charge.Thus, there are several configurations for this solution. The energy accumulators (or mobile tender batteries) can be charged and/or discharged individually by induction, but it is also possible to recharge and/or discharge one or more energy accumulators by induction and as well as a series connection of the following energy accumulators to limit the infrastructure cost of the charge management station.
Il peut être envisagé un déplacement vertical montant ou descendant (comme par exemple une spirale montante ou descendante pour la partie inductive servant à la recharge et/ou décharge) des accumulateurs d’énergie (ou tender-batteries mobiles) pour limiter la surface au sol de la station comme illustré en
Une solution peut être une succession de prises escamotables espacées d’une distance de plusieurs tender-batteries mobiles sur le parcours en spirale. Un ensemble d’accumulateurs d’énergie (ou tender-batteries mobiles) est connecté électriquement en série sur une prise escamotable et se charge. Lorsque le premier accumulateur d’énergie (ou tender-batterie mobile) est chargé (au pourcentage voulu en fonction de l’emplacement de la prise sur le parcours), comme précédemment, la prise libère le passage pour que l’accumulateur d’énergie (ou tender-batterie mobile) loué puisse rejoindre soit l’ensemble d’accumulateurs d’énergie (ou tender-batteries mobiles) suivant pour continuer sa charge et/ou décharge soit le chemin de sortie.A solution can be a succession of retractable sockets spaced a distance of several mobile battery tenders on the spiral path. A set of energy accumulators (or mobile tender batteries) is electrically connected in series on a retractable socket and charges. When the first energy accumulator (or mobile battery tender) is charged (at the desired percentage depending on the location of the socket on the route), as before, the socket frees the passage so that the energy accumulator (or mobile battery tender) rented can join either the next set of energy accumulators (or mobile battery tender) to continue its charging and/or discharging or the exit path.
Un des avantages importants, pour les stations de gestion de charge intégrant un aspect tridimensionnel, est le stockage d’accumulateurs d’énergie (ou tender-batteries mobiles) pendant la recharge et/ou décharge et l’implantation très flexible des voies d’entrées et de sorties pour les d’accumulateurs d’énergie.One of the important advantages, for charge management stations integrating a three-dimensional aspect, is the storage of energy accumulators (or mobile battery tenders) during charging and/or discharging and the very flexible implementation of the charging paths. inputs and outputs for energy accumulators.
Un autre avantage de cette solution de recharge et/ou décharge, outre le fait d’avoir respecté le principe « premier-entré/premier-sorti », c’est également d’offrir une charge et/ou décharge continue des d’accumulateurs d’énergie (ou tender-batteries mobiles). Comme les stations de recharge et/ou décharge des d’accumulateurs d’énergie peuvent servir de stockage électrique dans un futur déploiement des « smartgrids » (réseaux intelligents en anglais), le fait de pouvoir charger ou décharger continument des accumulateurs d’énergie permettrait de lisser le courant sur le réseau électrique.Another advantage of this charging and/or discharging solution, in addition to having respected the “first-in/first-out” principle, is also to offer continuous charging and/or discharging of the accumulators. energy (or tender-mobile batteries). As the charging and/or discharging stations of energy accumulators can serve as electrical storage in a future deployment of “smartgrids”, the fact of being able to continuously charge or discharge energy accumulators would allow to smooth the current on the electrical network.
On notera également que ce système de recharge et/ou décharge par induction fait apparaître un seul passage de sortie et un unique chemin d’entrée pour la circulation des accumulateurs d’énergie (ou tender-batteries mobiles). Cette implantation dans ou pour la station permet de distribuer les accumulateurs d’énergie entrants sur les lignes distinctes de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie en fonction du taux de remplissage de chaque ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie.It should also be noted that this induction charging and/or discharging system provides a single exit passage and a single entry path for the circulation of energy accumulators (or mobile battery tenders). This installation in or for the station makes it possible to distribute the incoming energy accumulators on the separate loading and/or unloading lines of energy accumulators according to the filling rate of each distinct loading and/or unloading line. energy accumulators.
Par contraste, une recharge et/ou décharge via une prise de courant fixe (représentée par une borne finale 10) implique un décalage de chaque ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie 1 (ou tender-batteries mobiles) en charge et/ou décharge comme illustré en
De manière préférée, les accumulateurs d’énergie 1 disposent de 2 prises l’une à l’avant dudit accumulateur d’énergie 1, pouvant servir aussi à la connexion aux véhicules, et une autre à l’arrière dudit accumulateur d’énergie 1, pouvant être identique à celle qui équipe les véhicules de façon à permettre une mise en série pour le chargement et/ou déchargement des accumulateurs d’énergie 1.Preferably, the energy accumulators 1 have 2 sockets, one at the front of said energy accumulator 1, which can also be used for connection to vehicles, and another at the rear of said energy accumulator 1 , which may be identical to that which equips the vehicles so as to allow series connection for the loading and/or unloading of the energy accumulators 1.
Comme expliqué ci-dessus, la charge et/ou décharge avec une prise de courant fixe pose un problème de gestion des accumulateurs d’énergie 1 (ou tender-batteries mobiles). L’une des solutions proposées par la présente invention est de procéder à un décalage de chaque ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie 1 d’une prise l’une par rapport à l’autre, comme illustré en
Cette architecture impose cependant un mouvement de recul à toute la ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie 1 (ou tender-batteries mobiles) afin de pouvoir libérer le premier accumulateur d’énergie 1 de la prise de recharge et/ou décharge (borne finale 10) à laquelle il est connecté pendant la charge. Le fait de faire reculer toute la ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie entraine également une rupture temporaire dans le processus de recharge et/ou décharge des accumulateurs d’énergie avant que la ligne distincte (moins un ou plusieurs accumulateurs libérés) ne soit avancée et reconnectée à la prise de recharge et/ou décharge.This architecture, however, imposes a backward movement on the entire distinct line of loading and/or unloading of energy accumulators 1 (or mobile battery tenders) in order to be able to release the first energy accumulator 1 from the recharge socket and /or discharge (final terminal 10) to which it is connected during charging. The fact of moving back the entire separate line for loading and/or unloading energy accumulators also causes a temporary break in the process of recharging and/or discharging the energy accumulators before the separate line (minus one or more released accumulators) is brought forward and reconnected to the charging and/or discharging socket.
On notera également que le décalage diagonal des prises (ou borne finales 10) fait apparaître plusieurs passages de sortie pour les accumulateurs d’énergie 1 (ou tender-batteries mobiles) tout en conservant un unique chemin d’entrée. Ceci réduit la surface totale de la station de recharge et/ou décharge des accumulateurs d’énergie.Note also that the diagonal offset of the sockets (or final terminals 10) reveals several output passages for the energy accumulators 1 (or mobile battery tenders) while retaining a single input path. This reduces the total surface area of the energy accumulator charging and/or discharging station.
Une solution a été de trouver un chemin d’entrée – zone de réception 5 - permettant de distribuer les accumulateurs d’énergie (ou tender-batteries mobiles) entrants vers les lignes distinctes de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie 1 comme illustré en
En partant du même principe (décalage des accumulateurs d’énergie 1 (ou tender-batteries mobiles) et borne finale 10) il peut être envisagé d’autres agencements permettant de maximiser le taux d’occupation des accumulateurs d’énergie 1 par rapport au sol. Par exemple, en faisant une symétrie centrale de la solution précédente et en conservant une allée de circulation centrale comme illustré en
La recharge et/ou décharge des accumulateurs d’énergie (ou tender-batteries mobiles) peut également se faire au moyen d’une prise de recharge et/ou décharge qui serait escamotable. Dans cette configuration, la structure initiale de la station de gestion de charge vis-à-vis de la location est conservée. Seule la prise fixe est modifiée par une prise escamotable 12 (ou borne finale escamotable) qui en se déplaçant permet de libérer un passage pour la sortie des accumulateurs d’énergie comme illustré en
En variante de cette solution de prises escamotables, une prise de recharge et/ou décharge est positionnée sur un côté de l’accumulateur d’énergie 1 (ou tender-batterie mobile), pouvant permettre une recharge et/ou décharge par une prise escamotable 12 de type “perche flexible” (comme les pistolets à carburant classique) de venir recharger et/ou décharger les accumulateurs d’énergie 1 sans obstruer leur avancement. Une prise ou plusieurs prises pourraient réaliser la charge et/ou décharge d’un l’accumulateur d’énergie 1 ou de la ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie 1.As a variant of this retractable socket solution, a charging and/or discharging socket is positioned on one side of the energy accumulator 1 (or mobile battery tender), which can allow charging and/or discharging via a retractable socket. 12 of “flexible pole” type (like conventional fuel guns) to recharge and/or discharge the energy accumulators 1 without obstructing their progress. One socket or several sockets could carry out the charging and/or discharging of an energy accumulator 1 or of the separate line for charging and/or discharging energy accumulators 1.
En ce qui concerne la charge et/ou décharge des accumulateurs d’énergie (tels que des tender-batteries mobiles) sur un manège tournant, cette solution est basée sur le déplacement de la borne finale 10 (ou prise de recharge et/ou décharge) sur un « carrousel » c’est-à-dire un « manège tournant ». La prise est, dans cette variante initiale, accrochée à un câble ou une chaîne 14. Elle se déplace principalement grâce aux accumulateurs d’énergie 1 autonomes et robotisés (tels que des ou tender-batteries mobiles). Elle peut également être déplacée par la mise en action d’une roue motrice 15 qui met en mouvement tout le câble/chaîne 14. Dans une variante cette borne finale 10 (ou prise de recharge et/ou décharge) pourrait être débrayable comme illustré en
Il est possible d’intégrer une roue motrice 15 sur la plateforme de recharge et/ou décharge pour assurer le déplacement des bornes finales 10 sur le carrousel lorsqu’il n’y a plus d’accumulateurs d’énergie 1 autonomes poussant les prises sur le manège.It is possible to integrate a driving wheel 15 on the charging and/or discharging platform to ensure the movement of the final terminals 10 on the carousel when there are no longer autonomous energy accumulators 1 pushing the sockets on the carousel.
Il est également à noter que l’accumulateur d’énergie sortant (accumulateur d’énergie rechargé 3) au niveau d’un passage équivalent à une zone de livraison 6, est dégagé de sa prise de recharge et/ou décharge par l’accumulateur d’énergie 1 suivant en cours de charge et/ou décharge poussant sa propre borne finale 10 et avançant derrière l’accumulateur d’énergie sortant (accumulateur d’énergie rechargé 3) sur le manège.It should also be noted that the outgoing energy accumulator (recharged energy accumulator 3) at the level of a passage equivalent to a delivery zone 6, is released from its recharge and/or discharge socket by the accumulator energy 1 following during charging and/or discharging pushing its own final terminal 10 and advancing behind the outgoing energy accumulator (recharged energy accumulator 3) on the merry-go-round.
Dans cette solution, la prise de recharge et/ou décharge ferme le circuit électrique et devient conductrice d’électricité uniquement dans la zone de recharge et/ou décharge qui est matériellement limitée par la présence d’un système de contact mécanique 16, tels que des rails électriques. Elle est active uniquement dans cette zone. La solution de recharge et/ou décharge est de type contact mécanique mais une solution sans contact est envisageable comme l’induction par exemple.In this solution, the charging and/or discharging socket closes the electrical circuit and becomes electrically conductive only in the charging and/or discharging zone which is materially limited by the presence of a mechanical contact system 16, such as electric rails. It is active only in this area. The charging and/or discharging solution is of the mechanical contact type but a contactless solution is possible such as induction for example.
En ce qui concerne la charge et/ou décharge des accumulateurs d’énergie 1 (tels que des tender-batteries mobiles) sur un manège tournant avec des prises de charge et/ou décharge à deux côtés et débrayables, cette solution en
Lorsque la ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie 1 (tels que des tender-batteries mobiles) est en cours de formation, le premier accumulateur d’énergie est bloqué par la borne finale 10 (prise de recharge et/ou décharge) et est débrayé du câble ou de la chaîne 14. Cet accumulateur d’énergie ne peut donc pas sortir. Avec la prise de recharge et/ou décharge du premier accumulateur d’énergie débrayé, la ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie 1 peut rester sur place ou avancer par le mouvement d’un ou de plusieurs (voire tous) accumulateurs d’énergie de la ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie étant donné qu’ils peuvent être robotisés (en particulier pour les tender-batteries mobiles). Afin de permettre la sortie du 1ieraccumulateur d’énergie à tout moment, tout en assurant une charge et/ou décharge continue de la ligne distincte de chargement et/ou déchargement, une seconde prise de recharge et/ou décharge est déplacée grâce au câble ou à la chaîne 14 jusqu’à l’arrière du dernier accumulateur d’énergie 1 de la ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie. A ce stade toute la ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie est prise en « sandwich » ou en « étau » entre les deux bornes finales 10 (voir brin supérieur de la
De cette façon la charge et/ou décharge en continue des accumulateurs d’énergie (tels que des tender-batteries mobiles) de la ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie est assurée. La seconde prise est alors verrouillée mécaniquement au dernier accumulateur d’énergie par le même système mécanique qui équipe tous les accumulateurs d’énergie. C’est la raison pour laquelle les bornes finales 10 peuvent disposer de 2 parties (l’une mâle et l’autre femelle) pour charger et/ou décharger les accumulateurs d’énergie 1. L’accumulateur d’énergie peut également être débrayé ou rester en prise sur le câble ou la chaîne 14 comme illustré en
Afin de libérer le premier accumulateur d’énergie 1 (ou tender-batterie mobile) et les suivants en fonction de la demande des usagers, la première borne finale 10 est alors libérée mécaniquement par le premier accumulateur d’énergie et également rendue solidaire du câble ou de la chaîne 14 (embrayage). Elle est déplacée par la roue motrice 15 ou par d’autres accumulateurs d’énergie 1 autonomes qui se déplaceraient une ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie 1 sur le carrousel.In order to release the first energy accumulator 1 (or mobile battery tender) and the following ones depending on user demand, the first final terminal 10 is then released mechanically by the first energy accumulator and also made integral with the cable or chain 14 (clutch). It is moved by the driving wheel 15 or by other autonomous energy accumulators 1 which would move a separate line of loading and/or unloading energy accumulators 1 on the carousel.
Dans un mode de réalisation particulier, une fois la prise débrayée, plus aucun accumulateur ne peut venir se brancher dessus tant qu’elle n’a pas atteint une zone ayant des accumulateurs en attente d’une prise de charge/décharge arrière ou une zone libre d’accumulateurs d’énergie. Cependant, cette prise étant solidaire du câble ou de la chaîne, elle peut être déplacée par la roue motrice 15 ou un autre groupe d’accumulateurs autonomes.In a particular embodiment, once the socket is disengaged, no more accumulators can be connected to it until it has reached a zone having accumulators waiting for a rear charge/discharge socket or a zone free of energy accumulators. However, this grip being integral with the cable or the chain, it can be moved by the driving wheel 15 or another group of autonomous accumulators.
Ainsi, en avançant, la prise libère la place nécessaire à la sortie du premier accumulateur d’énergie 1 de la ligne distincte de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie sur le manège tournant (voir brin inférieur de la
Afin de ne pas avoir une installation trop complexe d’un point de vue électrique pour les borne finales 10 mobiles, l’électricité est amenée sur les bornes au moyen d’un système de contact mécanique tel qu’un rail ou une glissière électrifiée (qui devront être protégés par construction contre les risques d’électrocution).In order not to have an installation that is too complex from an electrical point of view for the final mobile terminals 10, electricity is brought to the terminals by means of a mechanical contact system such as a rail or an electrified slide ( which must be protected by construction against the risk of electrocution).
Pour les figures 8, 9 et 10, les manèges tournants sont représentés sous la forme de cercles oblongs. Il est cependant possible d’avoir d’autres formes de carrousel avec plusieurs « côtés ». Ceci va fortement dépendre de la place allouée à la station ou le parc de chargement et/ou déchargement. Ainsi, l’illustration de la
Un changement des modules de la batterie sur l’accumulateur d’énergie peut également être envisagé sur cette station de gestion de charge, ainsi que des zones spécialement dédiées à la réparation et à la maintenance des accumulateurs d’énergie.A change of the battery modules on the energy accumulator can also be considered on this charge management station, as well as areas specially dedicated to the repair and maintenance of energy accumulators.
Dans le contexte de la présente invention, un « programme d’ordinateur » est une mise en application informatique d’un « procédé ».In the context of the present invention, a “computer program” is a computer implementation of a “process”.
En ce qui concerne le procédé (ou le programme d’ordinateur) de sélections des accumulateurs d’énergie pour être livrés en remplacement d’accumulateur à charger et/ou décharger, pour minimiser le coût de l’infrastructure et pour ne pas avoir d’interruption de charge, il peut être intéressant de ne pas mettre en place un « premier-entré/ premier sorti » parfait mais un « premier-entré/ premier sorti » partiel. Les premiers accumulateurs d’énergie arrivés partiront globalement les premiers, mais des interversions peuvent survenir. Ces interversions d’ordre, si elles sont minimisées, peuvent être acceptables dans un grand nombre de cas. Elles peuvent même être optimales dans certains cas. En effet, les accumulateurs d’énergie arriveront à la station avec des niveaux de charge et/ou décharge variables. Ainsi l’avant-dernier accumulateur d’énergie arrivé peut avoir un niveau de charge et/ou décharge inférieur à celui du dernier accumulateur d’énergie arrivé. Il est alors optimal que le dernier accumulateur d’énergie arrivé parte avant l’avant-dernier.With regard to the process (or computer program) for selecting energy accumulators to be delivered as a replacement for accumulators to be charged and/or discharged, to minimize the cost of the infrastructure and to avoid having to load interruption, it may be interesting not to set up a perfect “first-in/first-out” but a partial “first-in/first-out”. The first energy accumulators to arrive will generally leave first, but inversions may occur. These order inversions, if minimized, can be acceptable in a large number of cases. They can even be optimal in certain cases. In fact, the energy accumulators will arrive at the station with variable charge and/or discharge levels. Thus the penultimate energy accumulator arrived may have a charge and/or discharge level lower than that of the last energy accumulator arrived. It is then optimal that the last energy accumulator to arrive leaves before the penultimate one.
La
Ainsi, pour remédier à ces questions, le déplacement des accumulateurs d’énergie peut être géré grâce au procédé (ou le programme d’ordinateur) selon la présente invention, en fonction du niveau de charge et/ou décharge des accumulateurs d’énergie déjà présents dans la station ou le parc de chargement et/ou déchargement.Thus, to remedy these questions, the movement of the energy accumulators can be managed using the method (or the computer program) according to the present invention, depending on the level of charge and/or discharge of the energy accumulators already present in the loading and/or unloading station or yard.
Le programme d’ordinateur (ou procédé) de sélection des départs peut permettre de sélectionner l’accumulateur d’énergie pour sortir de la station au moment où un client arrive. Les accumulateurs d’énergie qui peuvent être sélectionnés sont les accumulateurs d’énergie en bout de file. Un exemple peut être avec une station avec plusieurs (e.g. trois) lignes distinctes de chargement et/ou déchargement d’accumulateurs d’énergie auquel est appliqué le programme d’ordinateur de la
Ainsi, en
En
En
En
En
En ce qui concerne le procédé (programme d’ordinateur) de sélection des arrivées (en
Le fait de s’atteler derrière un accumulateur d’énergie le plus chargé parmi l’ensemble constitué par les accumulateurs d’énergie moins chargés que l’accumulateur d’énergie arrivant permet de maintenir les accumulateurs d’énergie les plus chargés le plus possible en bout de ligne. De plus, si un autre accumulateur d’énergie arrive ensuite, on maximise la probabilité qu’il ait un niveau de charge et/ou décharge supérieur à un des accumulateurs d’énergie i, ou à défaut on minimise l’écart entre le niveau de charge et/ou décharge de l’accumulateur d’énergie i le moins chargé et du futur accumulateur arrivant.The fact of harnessing yourself behind an energy accumulator that is the most charged among the set made up of energy accumulators less charged than the arriving energy accumulator makes it possible to maintain the most charged energy accumulators as much as possible at the end of the line. Furthermore, if another energy accumulator arrives next, we maximize the probability that it has a charge and/or discharge level greater than one of the energy accumulators i, or failing that we minimize the difference between the level charging and/or discharging the least charged energy accumulator i and the future arriving accumulator.
En revanche, lorsque aucun accumulateur d’énergie en bout de ligne n’est moins chargé que l’accumulateur d’énergie arrivant, le fait de s’atteler derrière l’accumulateur d’énergie le moins chargé permet de minimiser l’indisponibilité des accumulateurs d’énergie. Par exemple, un accumulateur d’énergie à 60 % peut être chargé jusqu’à 100% plus rapidement qu’un accumulateur d’énergie à 45%. L’accumulateur d’énergie à 60% pourra donc être disponible plus rapidement à 100% que l’accumulateur d’énergie à 45%. Si un accumulateur d’énergie à 30% arrive, il est ainsi préférable de l’atteler derrière l’accumulateur d’énergie à 45%. On minimise ainsi le temps durant lequel un accumulateur d’énergie à 100% est « enfermé » par un accumulateur d’énergie en train de charger et/ou décharger.On the other hand, when no energy accumulator at the end of the line is less charged than the arriving energy accumulator, the fact of harnessing behind the least charged energy accumulator makes it possible to minimize the unavailability of the energy accumulators. For example, a 60% energy store can be charged up to 100% faster than a 45% energy store. The 60% energy accumulator can therefore be available more quickly at 100% than the 45% energy accumulator. If a 30% energy accumulator arrives, it is therefore preferable to hitch it behind the 45% energy accumulator. This minimizes the time during which a 100% energy accumulator is “locked in” by an energy accumulator in the process of charging and/or discharging.
Ici, une borne est considérée comme un accumulateur avec 0% de niveau de charge.Here, a terminal is considered as an accumulator with 0% charge level.
Ainsi en
En
En
En
En
Ainsi le programme d’ordinateur (ou procédé) d’échange d’accumulateur d’énergie selon la présente invention peut être constitué par la combinaison du programme d’ordinateur (ou procédé) de sélection de départ puis un programme d’ordinateur (ou procédé) sélection d’arrivée.Thus the computer program (or method) of energy accumulator exchange according to the present invention can be constituted by the combination of the computer program (or method) of starting selection then a computer program (or process) arrival selection.
Claims (10)
- un parc de chargement et/ou de déchargement d’accumulateurs d’énergie (1) pour véhicules automobiles ;
- au moins une zone de réception (5) d’accumulateurs d’énergie (1), lesdits accumulateurs d’énergie (1) pouvant être chargés, déchargés ou partiellement déchargés (2), ladite zone de réception (5) étant en lien avec le parc d’accumulateurs d’énergie (1) ; et
- au moins une zone de livraison (6) d’accumulateurs d’énergie (1) en lien avec le parc d’accumulateurs d’énergie (1), ladite zone de livraison d’accumulateurs d’énergie (1) pouvant être confondue avec la zone de réception (5) ;
caractérisée en ce que ledit parc de gestion de charge comprend au moins deux lignes distinctes de charge et/ou décharge configurées pour une charge et/ou décharge en série ou partiellement en série des accumulateurs d’énergie (1).Charging management station for energy accumulators (1) for motor vehicles comprising:
- a park for loading and/or unloading energy accumulators (1) for motor vehicles;
- at least one reception zone (5) of energy accumulators (1), said energy accumulators (1) being able to be charged, discharged or partially discharged (2), said reception zone (5) being linked with the energy accumulator park (1); And
- at least one delivery zone (6) of energy accumulators (1) linked to the park of energy accumulators (1), said delivery zone of energy accumulators (1) being able to be confused with the reception area (5);
characterized in that said charge management park comprises at least two distinct charging and/or discharging lines configured for charging and/or discharging in series or partially in series of the energy accumulators (1).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2201597A FR3132876A1 (en) | 2022-02-23 | 2022-02-23 | ACCUMULATOR CHARGE MANAGEMENT STATION FOR MOTOR VEHICLES |
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Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR2201597 | 2022-02-23 | ||
| FR2201597A FR3132876A1 (en) | 2022-02-23 | 2022-02-23 | ACCUMULATOR CHARGE MANAGEMENT STATION FOR MOTOR VEHICLES |
Publications (1)
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|---|---|
| FR3132876A1 true FR3132876A1 (en) | 2023-08-25 |
Family
ID=81449156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2201597A Pending FR3132876A1 (en) | 2022-02-23 | 2022-02-23 | ACCUMULATOR CHARGE MANAGEMENT STATION FOR MOTOR VEHICLES |
Country Status (1)
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