Brevet FR2449353A1 — publié le 19800912

L'invention interesse la recharge des batteries d'accumulateurs et plus sp- cialement ceux dits de "traction" pour véhicules électriques, généralement rechargés en fin de journée de serviceet la nuit suivante, avec des durees comprises entre 8 et 14 heures. Ces recharges se pratiquent sous intensité décroissant en raison inverse de l'accroissement du taux des ampereheures récupérés par la batterie. Au courant le plus élevé du début de la charge correspond corrélativement la puissance maximale absorbée par le chargeur, coincidant malencontreusement avec une forte demande générale d'énergie électrique, assortie d'une tarification dissuasive et par ailleurs susceptible pour l'usager, de pénalisation en cas de dépassement de la puissance contractuellement souscrite avec son organisme distributeur, E d F, par exemple. Lorsque les heures de tarification préférentielles (actuellement, a partir de 22 h.) sont atteintes, le chargeur n'absorbe plus qu'une puissance réduite correspondant aux phases de charge finales des accumulateurs. On saisit alors tout l'intérêt dlun dispositif de charge - Répartissant judicieusement l'énergie totale de charge en fonction des périodes tarifaires, - Réduisant la puissance appelée en cas de surlestage-du réseau ou de l'installation locale, - Améliorant de surcroit le bilan énergétique global de recharge par une optimalisation du rendement intrinsèque du chargeur et celui- même de la batterie en recharge, Les dispositions connues pour réduire les coûts d'énergie de recharge consistent simplement a différer celles-ci pour les amener en coïncidence açec la période tarifaire "d1heures creuses". Ces dispositions ne sont pas sans inconvénient - Elles impliquent un matériel puissant, afin de respecter le temps restreint avant réutilisation des accumulateurs ; ces chargeurs sont d'un prix élevé et de-- favorisent, par ailleurs, les rendements de charge, - Elles reportent les pointes de consommation dans un horaire certes plus favorable, mais avec une amplitude nettement aecrue, selon ce qui est dit ci dessus. Toujours dans l'art antérieur, il existe des chargeurs fonetiqnnant avec un bon rendement propre, ctest a dire tres peu de pertes internes1 Ces chargeurs, de conception simple sont donc peu coûteux, mais leur emploi était jusqu'alors déconseillé en raison de leur grande sensibilité aux fluctuations possibles de leurs tension,dlalimentation, se traduisant par des variations amplifiées du courant redressé qu'ils délivrent ; les variations dans le sens d'Elvation risquant d'entrainer de graves degats au chargeurs notamment pen dans la première phase de charge.de forte intensité. Nous verrons que, dans le procédé de l'invention, cet inconvénient est converti en avantage. Le procédé de l'invention permet: 1" - D'asservir l'intensité de charge, donc la puissance absorbée, aux périodes tarifaires de l'organisme distributeur d'électricité, 20 - De sensibiliser le courant de charge, donc l'appel d'énergie électrique primaire, a la tension de celle-ci, en partant du fait que, un surlestage local ou général de la distribution peut se répercuter par une baisse de tensior au niveau de l'appareil consommateur, 3 - De compenser les fluctuations volontairement créées du courant de recharge par une variation automatique de sa durée, afin de la mener a terme, par des procédés connus. A titre d'exemple, les avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui suit, se référant aux dessins annexes La figure 1 représente un chargeur classique combiné avec l'appareillage selon l'invention, dans le cas de deux niveaux de tarification : heures pleines et heures creuses, d'autre niveaux étant également possibles par exemple "heure de pointes' ou encore, niveaux correspondants a des impératifs propres a l'usager. Le réseau est raccordé aux bornes 1 et 2 du dispositif de recharge, Un transòrmateur 10, possédant un primaire 3, Un pont redresseur monophasé 4, relié a la batterie d'accumulateurs 5. Une self-inductance 6 dite de stabilisation, (qui peut également être incorporée au transformateur, ou encore disposée dans le circuit secondaire) La self-inductance limite notamment le courant de debut de charge pour pallier les risques de surpassements des valeurs admissibles par l'appareillage en cas d'élévation de.la tension d'alimentation. Un détecteur de tension de recharge 7 provoquant, vers la fin de charge un abaissement voulu du courant redressé, d'une part, et d'autre part la mise en route d'un interrupteur 8 a fonction différée qui arrête la recharge a un momeni donné ; Un moyen de programmation 9 tel que horloge-contacteur ou programmateur a c; mes-contacteurs entrainé par moteur dynamo-électrique, assurant l'ouverture ou la fermeture de contacts destinés a modifier le courant de recharge selon les si quences fonction de la tarification horaire, par exemple. En variante, ce programmateur assure aussi la sécurité de fin de recharge. Toujours en variante, il assure encore la mise en charge d'égalisation auto mantique de la batterie. La figure 2 représente la variation du courant débité par le chargeur d'une part sans, et d'autre part avec l'équipement selon l'invention. Cette variation est exprimée en pourcentage du courant maximal de charge, en fonction de l'horaire habituel (de 17 h. a 8 h. le lendemain, en général). la courbe en traits intérrompus A2 B2 C2 D2 est celle d'un chargeur non équipé selon l'invention, dit à double-régime, en raison du décrochement provo qué par le détecteur 7 de tension lors de l'apparition du bouillonnement de 1' électrolyte. Le régime fort de A2 - B2 durera tant que le détecteur de tension 7 n'aura pas introduit au primaire 3 du transformateur 10 les spires additives pour di minuer la tension induite au secondaire et par conséquent l'intensité de charge de C2 a D2. Cette courbe A2 B2 C2 D2 est donnée pour comparaison a la courbe A B C D E F relative au fonctionnement avec dispositif de l'invention. A B correspond a la période tarifaire heures pleines, jusqu'a 22 heures. Le courant de charge est alors abaissé a une valeur nettement inférieure a celle de A2 B2 car le programmateur 9 ferme le contact ll entre la borne 2 du secteur et la totalité des spires du primaire 3 du transformateur 10. A partir de 22 heures, en C D, le courant de charge reprend une valeur élE- vée car le programmateur a ouvert le contact Il et fermé le contact 12 insérfant dans le circuit, entre la borne 2 et le primaire 3, la self 6. La self 6 limite les amplitudes du courant redressé dues au variations de rension-secteur, Les surfaces comprises entre les axes de coordonnées et la courbe A2 B2 C9 D2, d'une part et d'autre part entre les axes et la courbe A 5 C D E F intègrent la quantité d'ampèreheures fournis a la batterie dans les deux cas Ces deux surfaces sont sensiblement égales celle sous courbe en traits pleins A B C D E F étant toutefois légèrement infErieure a l'autre, en raison de l'amélioration du rendement de charge découlant du régime plus faible de 17 h. a 22 b., La courbe Al B1 entre 17 h. et 22 h. montre la diminution du courant de charge dans le cas d'une baisse de tension-secteur de 2 Z environ, conséquence d'un surlestage. La figure 3 représente la puissance absorbee par le chargeur en correspon dance avec le courant de la figure 2 pendant les mêmes périodes horaires cette puissance étant exprimée en pourcentage du maximum admis par le chargeur, En a2 b2 c2 d2 (traits interrompus) est donnéela variation de la puissance du chargeur de l'art antérieur et en a b c d e f, la variation avec un chargeur selon l'invention. Les aires comprises entre ces courbes et les axes de coordonnées sont le produit de la puissance par le temps et représentent donc l'énergie consommée. La zone hachurée entre les deux courbes a2 b2 et a b c met en évidence 0a quantité économisée en heures pleines grace au chargeur conçu selon procédé ob jet-de l'invention. La courbe al bl est homologue de la courbe Al B1 de la figure 2 et montre l'abaissement recherché de la puissance dans le même cas de sous-tension sec teur. Si au contraire, une surtension-secteur se produisait pendant cette phase de recharge destabilisée par la mise hors circuit de la self 6, la puissance remonterait en a3 b3, mais loin encore de la valeur admissible par l'appareillage et les impératifs de charge. REVENDICATIONS 1 - Dispositif permettant de réduire la puissance de charge des batteries pendant les périodes de pointe et de la reporter en particulier pendant les heu res creuses, diminuant de ce fait le coût de l'énergie consommée voire les sur- charges du réseau, caractérisé par la combinaison d'un chargeur; connu en soi, avec un premier moyen de programmation de la charge en fonction de l'état de lestage du réseau et avec un deuxième moyen de limitation des surintensités ,inadmissibles lors de l'exploitation, 2 - Dispositif selon revendication 1 caractérise par le fait que le premier moyen est un programmateur électromécanique à moteur dynamaelectrique 9 et que le deuxième moyen est une inductance de limitation 6 pouvant être mise en série iavec une fraction du primaire 3 du transformateur, 3 - Dispositif selon revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le programmateur est remplacé par un système de commutations électromécaniques ou -électroniques asservi aux périodes tarifaires du réseau, 4 Dispositif selon revendications 1, 2 et 3, dans lequel l'inductance est remplacee par un système de régulation électronique dans le meme but de limiter '1' intensité, t 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisé par le fait qu'il comporte un détecteur de tension 7 de la batterie en recharge 5 lequel, pour une valeur maximum déterminée de cette tension correspondant sensiblement à la fin de charge, entraine l'abaissement voulu du cou- rant de charge en ouvrant son contact 12 et en fermant son contact 13, d'une part, et que d'autre part, il actionne par la fermeture de son contact 15 un (contacteur 8.dont le contact travail à ouverture temporisée 16 arrête définitivement toute charge, apyres une période déterminée 6 6 Procédé de charge dans les conditions stipulées dans le préambule de la revendication 1, caractérisé parle fait qu'il emploie dans ce but le dispositifi belon l'une quelconque des revendications précédentes,