Brevet FR2290774A1 — publié le 19760604

La présente invention concerne un système d'alimentation pour véhicule électrique, qui permet d'augmenter notablement les performances et l'autonomie de fonctionnement d'un tel véhicule, sans pour autant, obliger à utiliser une batterie d'accumulateurs par trop pondéreuse. Pour des raisons d'économie de carburant, de lutte contre la pollution et contre le bruit, une multitude de véhicules électriques ont tenté de s'implanter dans le marché automobile sans jamais réussir à s'y imposer. Cet échec n'est pas nouveau : il date des débuts de l'automobile et il est toujours d'actualitél Tous ces véhicules électriques utilisent des batteries d'accumulateurs dont les rapports du prix, du poids et de la capacité rendent les performances très insuffisantes. Â titre indicatif, actuellement, pour une voiture légère à quatre places, les limites couramment admises sont, pour une vitesse de 40 à 50 gm/h, de 70 Km d'autonomie sans recharge.Cette vitesse, trop faible, et les accélérations insuffisantes rendent ces véhicules gênants en centre-ville et inacceptables sur les voies oà la vitesse autorisée est plus élevée, telles par exemple, le boulevard périphérique de Paris. Cette autonomie "de principe" déjà limitée, l'est encore plus pour trois raisons, la première étant la prudence de l'utilisateur qui craint de manquer d'énergie en fin de circuit, la seconde du fait que cette autonomie est encore plus réduite si l'on ne modère pas volontairement les performances du véhicule, et enfin la troisième qui provient de ce que la batterie perd de sa capacité en vieillissant ou en étant exposée au froid.En cas de froid d'ailleurs, comment chauffeur l'habitacle, sinon à l'électricité prélevée sur la batterie Ces limites d'exploitation des véhicules à accumulateurs électriques s'appliquent non seulement aux voitures légères destinées aux transports des personnes, mais également aux poids lourds, aux chariots de manutention, aux bateaux, aux trains, et d'une manière plus générale, à tous les véhicules, quels qu'ils soient, s'ils utilisent cette réserve d'énergie des accumulateurs. La présente invention remédie à ces inconvénients en doublant la batterie d'accumulateurs d'un groupe électrogène actionné par un moteur thermique et pouvant titre branché à l'aide de moyens de commutation appropriés, sur le moteur X, sur la batterie, ou sur les dieux, pour fournir l'énergie nécessaire, une énergie d'appoint seulement, ou la recharge de la batterie d'accumulateurs seule ou combinée avec l'utilisation. Le moteur de propulsion du véhicule peut donc être alimenté soit par la batterie d'accumulateurs, soit par le groupe électrogène, soit par les deux à la fois. Les commutations peuvent se faire, soit à la volonté de l'utilisateur, soit automatiquement, selon des critères prédéterminés, De ces combinaisons, il résulte que le véhicule peut fonctionner un certain temps sur les seuls accumulateurs ou durant une durée illimitée, avec l'aide du groupe électrogène. Du fait de la présence de ce groupe électrogène, la capacité de la batterie, donc son poids, peut tore limitée au plus juste et utilisée entiArement, puisque le recours au groupe électrogène étant toujours possible, on est certain de ne jasais se trouver en panne vers la fin du parcours* Egalement, en raison de l'utilisation d'un groupe électrogène et d'une batterie, la paissance instantanée, quoique limitée dans le temps, est très importante, ce qui est primordial pour un véhicule devant assurer beaucoup de démarrages et d'accélérations, ce qui est le cas des véhicules urbains, des véhicules de livraison , des engins de manutention. Enfin, du fait de la réserve d'énergie représentéè par les accumulateurs,et des nombreux arrtts habituels du véhicule dans les emplois envisagés, le moteur thermique ne fonctionnera que lorsqu'il sera nécessaire, possible, ou souhaitable, mais alors à régime constant, sous une charge stable, ce qui lui assurera le rendement optima, donc le maximum d'économie et le minimum de pollution. En plus de l'alimentation par accumulateurset groupe électrogène, il est souhaitable que le véhicule soit équipé d'un redres- seur de courant permettant, chaque fois que l'occasion se prése > - tera, de recharger la batterie sur le secteur E.D.F., ce qui économisera d'autant glus le carburant liquide du moteur tkermi- que et l'oxygène des villes. Si le nombre de véhicules électriques en circulation le justifie, des prises de courant pourraient entre mises à.la disposition des usagers dans les emplacements de stationnement publics ou privés. Egalement, si le moteur de propulsion est du type "compound", une récupération d'énergie se produira lors des ralentissements, et surtout, quand le véhicule descendra une catie. Si le groupe électrogène est équipé d'une dynamo à courant continu, celle-ci pourra faire fonction de démarreur pour le lancement du moteur thermique et, s'il est équipé d'un alternateur, à courant alternatif, Un démarreur indépendant sera indispensable, mais le redresseur de courant pourra être commun au groupe électrogène et au chargeur E.i).P. Deux modes de réalisation particuliers de l'invention seront à présent décrits en regard du dessin annexé dans lequel : la figure 1 représente le schéma électrique simplifié au principe seul, et utilisant une dynamo dans le groupe électrogène, et la figure 2 est un schéma analogue au précédent mais dans lequel la dynamo est remplacée par un alternateur. -Sur la figure 1, on désigne par X le moteur électrique de propulsion du véhicule, et par B, la batterie d'accumulateurs. Celle-ci est connectée aux bornes du moteur M, au moyen de deux conducteurs 2 et 3, par l'intermédiaire d'un premier interrupteur . Cette partie du schéma suffit à faire fonctionner le véhicule sur les seuls accumulateurs. Un groupe électroghne constitué d'un moteur thermique T et d'une dynamo D, peut être branché en parallèle, par l'intermédiaire d'un second interrupteur I2,avec le moteur M et la batterie 3, au moyen de conducteurs 4 et 5. Un redresseur de courant R, permet, à l'arrêt, de recharger les accumulateurs par les conducteurs 4 et 6, un troisième iu- terrupteur 13 étant en fonction. Sur la figure 2 on utilise à la place de la dynamo D, un alternateur Â et un unique redresseur R qui, ainsi, sert à alimenter la batterie avec du courant provenant, soit du groupe électrogène, ( interrupteurs 12, 13 fermés), soit du secteur E.D.F. (interrupteur 13 fermé). Afin de prendre un exemple concret, on choisira une voiture pesant en charge 1.000 kg de poids total, équipée d'un moteur X de propulsion de 5 Kw/h, d'une batterie d'accumulateurs B de 5 Kw/h et d'un groupe électrogène dont le générateur électrique D ou À fournit 5 Kw/h, ces chiffres étant choisis en fonction de l'esemple de la circulation urbaine de'Paris et de sa banlieue, dans un rayon de 20 Im'où les vitesses sont limitées à 60 E/h sauf en de rarea endroits,tels que le boulevard périphérique où la vitesse autorisée est portée à 80 Km/h.Pratiquement, même la nuit, on ne peut maintenir cette dernière vitesse que 15 minutes environ, à moins que, pour le plaisir, on ne fasse le tourde Paris On obtient par le calcul, en prenant des marges de sécurité prudentes - sur les accumulateurs seuls, une autonomie de 30 Em, 60 Es/h soutenus avec brèves pointes - sur le groupe seul, une autonomie illimitée, à 60 Zm/h soutenu avec brèves pointes - sur les accumulateurs et le groupe,une autonomie de 30 Km, à 80 Em/h soutenus avec brèves pointes à 90Km/h - sur les accumulateurs et le groupe, une autonomie de 5- gm, à 90 Em/h soutenus, maximum en plat. Ces chiffres tiennent compte du gâchis dû à une conduite normale et d'un rendement médiocre des accumulateurs qui sont malmenés. Ils démontrent qu'un utilisateur pouvant disposer de postes de recharge-sur le secteur E.D.B., peut parcourir environ 75 Km par jour, en 10 heures, sans aucune différence de performances par rapport à une voiture à essence, et sans avoir besoin d'utiliser son groupe électrogène qui, pouvant le dépanner, lui apporte la sécurité. La réalisation pratique des.commutations ou autres techniques, qu'elles soient électriques,- électroniques ou mécaniques, relève des connaissances générales normalement utilisées pour les réalisations de véhicules ou d'électricité industrielle. REVENDICBTIONS 1.- Système d'alimentation pour véhicule électrique, caractérisé par le fait qu'il comprend une batterie d'accumulateurs 3, et un groupe électrogène D,T monté sur le véhicule et pouvant être branché à l'aide de moyens de commutation appropriés sur le moteur K, sur la batterie, ou sur les deux, pour fournir l'énergie nécessaire, une énergie d'apuoint seulement, ou la recharge de la batterie d'accumulateurs seule ou combinée avec l'utilisation. 2.- Système d'alimentation selon la revendication l,caracté- risé en ce que le groupe électrogène comprend un moteur thermique et une génératrice électrique. 3.- Système d'alimentation selon la revendication 2,caractérisé en ce que la génératrice électrique est constituée par une dynamo à courant continu, laquelle peut jouer le role de démar regur pour le moteur thermique. 4.- Système d'alimentation selon la revendication 2,caractérisé en ce que la génératrice électrique est constituée par un alternateur associé à un redresseur de courant et à un démarreur indépendant. 5.- Système d'alimentation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise un unique redresseur de courant pour redresser le courant du secteur et celui de l'alternateur. 6.- Est me d'alimentation selon la revendication 1,caract-ri- sé en ce que lesdits moyens de commutation sont actionnés manuellement ou automatiquement.