Brevet FR2951115A1 — publié le 20110415

"Dispositif de génération d'énergie électrique à cellules photovoltaïques pour véhicule " La présente invention concerne un dispositif de génération d'énergie électrique pour véhicule, notamment automobile, permettant de convertir l'énergie lumineuse en énergie électrique utilisable par le véhicule. Il est connu d'intégrer à un véhicule, notamment automobile, des cellules photovoltaïques placées sur les éléments de carrosserie orientées vers le haut, comme le pavillon ou le capot du véhicule. Ces cellules photovoltaïques permettent de capter la lumière environnante, principalement la lumière du soleil et de la convertir en énergie électrique qui peut être utilisée directement par le véhicule ou être stockée dans les accumulateurs électriques de celui-ci. De telles cellules photovoltaïques sont relativement efficaces pour récupérer de l'énergie solaire, mais ne génèrent que très peu d'énergie quand le véhicule est dans des conditions de faible luminosité, par exemple de nuit. La quantité d'énergie générée est donc très différente suivant les conditions de luminosité. Par ailleurs, l'implantation de cellules photovoltaïques dans le pavillon ou le capot du véhicule entraîne une modification peu esthétique du design du véhicule équipé. La présente invention a pour objectif de palier ces inconvénients de l'art antérieur. En particulier, la présente invention a pour objectif de fournir un dispositif de génération d'énergie pour un véhicule, notamment automobile, qui permet de convertir l'énergie lumineuse en énergie électrique, y compris quand le véhicule est placé dans des conditions de faible luminosité. Un autre objectif de cette invention est de fournir un tel dispositif de génération d'énergie qui puisse être mis en oeuvre dans un véhicule sans altérer l'esthétique de celui-ci. L'invention a également pour objectif de fournir un tel dispositif de génération d'énergie capable de fournir de l'énergie au véhicule même en condition de faible luminosité, qui ne met en oeuvre qu'un faible nombre de cellules photovoltaïques. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement par la suite sont atteints à l'aide d'un dispositif de génération d'énergie électrique pour un véhicule, notamment automobile, comprenant une pluralité de cellules photovoltaïques, qui sont placées, selon l'invention, en partie arrière du véhicule en un emplacement situé en regard d'un second véhicule suiveur. Avantageusement, les cellules photovoltaïques sont placées dans des plans dont la normale forme un angle inférieur à 30° avec la direction d'avancement du véhicule, et à une hauteur par rapport au sol inférieure à 80cm. Selon un mode de réalisation préférentiel, les cellules photovoltaïques sont placées sur le pare-choc arrière du véhicule. Selon un autre mode de réalisation avantageux, les 25 cellules photovoltaïques sont placées sur la partie inférieure du hayon du coffre du véhicule. Préférentiellement, les cellules photovoltaïques sont placées dans un plan dont la normale forme un angle inférieur à 15° avec la direction d'avancement du 30 véhicule. Préférentiellement, les cellules photovoltaïques sont placées à une hauteur par rapport au sol inférieure à 60cm. La présente invention concerne également un 35 véhicule automobile comportant un dispositif de génération d'énergie électrique tel que décrit ci-dessus. Avantageusement, ce véhicule comprend un accumulateur d'énergie électrique comportant une pluralité de cellules, et un dispositif de commutation permettant de connecter ces cellules en série ou en parallèle de façon à faire varier la tension nominale de l'accumulateur. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 représente un véhicule automobile équipé d'un dispositif de génération d'énergie selon un mode de réalisation de l'invention, et suivi par un second véhicule automobile ; - la figure 2 est une représentation schématique d'un accumulateur électrique pouvant être mis en oeuvre dans le véhicule de la figure 1, dans une première configuration d'utilisation ; - la figure 3 est une représentation schématique de l'accumulateur électrique représenté à la figure 2, dans une seconde configuration d'utilisation. La figure 1 représente un véhicule automobile 1 équipé d'un dispositif de génération d'énergie selon un mode de réalisation de l'invention. Ce dispositif de génération d'énergie comporte un ensemble de cellules photovoltaïques 2 qui sont placées, selon l'invention, en partie arrière du véhicule et orientées approximativement verticalement et perpendiculairement à la direction d'avancement du véhicule 1. Plus précisément, chaque cellule photovoltaïque 2 s'étend dans un plan dont la normale forme au maximum un angle de 30°, et de préférence un angle inférieur à 15°, avec la direction d'avancement du véhicule. Ainsi, ces cellules photovoltaïques sont situées en regard d'un éventuel véhicule suiveur situé derrière le véhicule équipé du dispositif selon l'invention. Ces cellules photovoltaïques 2 sont placées sur le véhicule 1 de façon à être à une hauteur par rapport au sol inférieure à 80 cm et de préférence inférieure à 60 cm. Ainsi, dans l'exemple représenté à la figure 1, les cellules photovoltaïques 2 constituent la surface tournée vers l'arrière du pare-choc arrière 11 du véhicule 1. Ces cellules photovoltaïques 2 pourraient également être placées sous ce pare-choc 11 ou au-dessus de ce pare-choc, par exemple sur la partie inférieure du haillon. Quand le véhicule 1 est placé dans des conditions de forte luminosité, les cellules photovoltaïques sont éclairées par la luminosité ambiante. Quand le véhicule est placé dans des conditions de faible luminosité, et notamment quand il circule de nuit, les cellules photovoltaïques 2 sont placées de façon à recevoir l'énergie lumineuse émise par les phares 31 d'un second véhicule suiveur 3, suivant le véhicule 1 équipé du dispositif de génération d'énergie. En effet, une faible hauteur de ces cellules photovoltaïques 2 par rapport au sol leur permet d'être placées dans le faisceau 32 de lumière émis par les phares ou les feux de croisement du véhicule suiveur 3, bien que ce faisceau de lumière 32 soit orienté vers le bas. Il est à noter que plus la hauteur des cellules photovoltaïques 2 est faible par rapport au sol, plus ces cellules photovoltaïques pourront capter une part importante de la lumière émise par les phares 31 du véhicule 3. En conséquence, des cellules photovoltaïques placées à une hauteur inférieure à 60 cm par rapport au sol sont préférables à des cellules photovoltaïques placées à une hauteur de 80 cm. Pour capter la plus grande partie de l'énergie lumineuse émise par les phares 31 d'un second véhicule 3, les cellules photovoltaïques 2 doivent être orientées sensiblement perpendiculairement à la direction de propagation des rayons lumineux émis par ces phares 31, et par conséquent sensiblement perpendiculairement à la direction d'avancement du véhicule 1. Des cellules photovoltaïques positionnées de façon à former un angle inférieur à 30° par rapport à un plan perpendiculaire à la direction d'avancement du véhicule peuvent ainsi récupérer une partie significative de l'énergie émise par les phares 31 d'un second véhicule 3. Cependant, pour permettre de meilleures performances pour la génération d'énergie, il est préférable que ces cellules photovoltaïques soient positionnées de façon à former un angle inférieur à 15° par rapport à un plan perpendiculaire à la direction d'avancement du véhicule 1. Un tel angle, s'il existe, devra de préférence entraîner l'orientation des cellules photovoltaïques 2 légèrement vers le haut, afin de favoriser l'éclairage de ces cellules photovoltaïques par la lumière ambiante, quand le véhicule 1 est dans des conditions de forte luminosité. Les cellules photovoltaïques 2 permettent de préférence de fournir au véhicule 1 de l'énergie électrique en permanence, y compris quand ce véhicule est arrêté. Cependant, quand le véhicule 1 est placé dans des conditions de faible luminosité, les cellules photovoltaïques 2 peuvent ne fournir qu'une tension électrique inférieure à la tension de l'accumulateur du véhicule, ce qui ne permet pas de charger cet accumulateur. Pour permettre la charge de l'accumulateur du véhicule par les cellules photovoltaïques 2 quand ces cellules ne fournissent qu'une faible tension, il est possible, quoi que non obligatoire, de mettre en oeuvre dans le véhicule 1 un accumulateur électrique tel que représenté aux figures 2 et 3. Cet accumulateur électrique 4 est composé de plusieurs cellules 41 fournissant chacune une partie de l'énergie électrique nécessaire à l'alimentation du véhicule. Dans l'exemple représenté, l'accumulateur électrique 4 comporte dix cellules 41 pouvant fournir chacune une tension de 1,2 volt. Quand le véhicule est en fonctionnement, l'accumulateur électrique 4 est dans une configuration d'utilisation représentée schématiquement par la figure 2. Dans cette configuration, des connecteurs 42 connectent la borne (+) de chacune des cellules 41 à la borne (-) de la cellule qui lui est voisine, de façon à monter ces cellules 41 en série pour fournir en sortie de l'accumulateur une tension U de 12 volts, somme des tensions de chacune des cellules 41. Un système de commande 5 peut faire passer l'accumulateur 4 de sa configuration d'utilisation représentée en figure 2 à une configuration de charge représentée à la figure 3, par exemple en déplaçant certains éléments de l'accumulateur 4, et notamment les éléments connecteurs, par rapport aux cellules 41, grâce à un actionneur 51. Dans cette configuration de charge, les connecteurs 42 permettant le montage en série des cellules 41 sont déconnectés des bornes de ces cellules, et d'autres éléments connecteurs 43 sont connectés à ces cellules 41 de façon à relier d'une part toutes les bornes (+) et d'autre part toutes les bornes (-) pour monter ces cellules 41 en parallèle. De cette façon, la tension apparaissant aux bornes de l'accumulateur 4 correspond à la tension aux bornes de chacune des cellules 41, soit 1,2 volt. Quand l'accumulateur 4 est dans cette configuration représentée à la figure 3, il peut être ainsi chargé par l'énergie électrique fournie par les cellules photovoltaïques, même si celles-ci fournissent une tension faible, tant que cette tension est supérieure à 1,2 volt. De préférence, le passage de la configuration d'utilisation à la configuration de charge de l'accumulateur 4 se fait lors de l'arrêt du véhicule, et le passage de la configuration de charge à la configuration d'utilisation lors du démarrage du véhicule. Ainsi, le véhicule peut fonctionner normalement avec une tension électrique de 12 volts, et peut se recharger facilement quand il est arrêté grâce à l'énergie fournie par les cellules photovoltaïques 2 éclairées par la lumière ambiante, même si cette lumière ambiante est faible, comme par exemple la lumière émise par un lampadaire. Il est à noter que l'utilisation de cellules photovoltaïques 2 au niveau du pare-choc 11 du véhicule 1 préserve l'aspect esthétique du véhicule, dans la mesure où ces cellules 2 peuvent être quasiment invisibles dans le pare-choc du véhicule. Un tel dispositif de génération d'énergie peut être avantageusement mis en oeuvre dans un véhicule à propulsion électrique, dans un véhicule de type hydride combinant une propulsion électrique et une propulsion thermique, ou pour fournir l'énergie électrique nécessaire à un véhicule à propulsion thermique et ainsi économiser la consommation de carburant de celui-ci. Selon les besoins en énergie électrique, ce dispositif de génération d'énergie peut être utilisé seul ou en combinaison avec d'autres cellules photovoltaïques placées à des positions différentes du véhicule, sans sortir du cadre de la présente invention. Il est à noter que les différents éléments mis en oeuvre dans le dispositif de génération d'énergie selon l'invention sont déjà connus par l'homme du métier de l'automobile. En conséquence, la réalisation du dispositif de génération d'énergie selon l'invention peut être faite facilement, sans nécessiter de développement important. De plus, le dispositif de génération d'énergie selon l'invention met en oeuvre une surface relativement faible de cellules photovoltaïques, ce qui permet de limiter son coût. REVENDICATIONS1. Dispositif de génération d'énergie électrique pour un véhicule (1), notamment automobile, comprenant 5 une pluralité de cellules photovoltaïques (2), caractérisé en ce que les cellules photovoltaïques (2) sont placées en partie arrière du véhicule (2) en un emplacement situé en regard d'un second véhicule suiveur (3). 10 2. Dispositif de génération d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cellules photovoltaïques (2) sont placées dans des plans dont la normale forme un angle inférieur à 30° avec la direction d'avancement du véhicule (1), et à une hauteur par 15 rapport au sol inférieure à 80cm. 3. Dispositif de génération d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les cellules photovoltaïques (2) sont placées sur le pare-choc arrière (11) du véhicule (1). 20 4. Dispositif de génération d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les cellules photovoltaïques (2) sont placées sur la partie inférieure du hayon du coffre du véhicule (1). 5. Dispositif de génération d'énergie selon l'une 25 quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les cellules photovoltaïques (2) sont placées dans un plan dont la normale forme un angle inférieur à 15° avec la direction d'avancement du véhicule (1). 6. Dispositif de génération d'énergie selon l'une 30 quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce les cellules photovoltaïques (2) sont placées à une hauteur par rapport au sol inférieure à 60cm. 7. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif de génération d'énergie électrique 35 selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comprendun accumulateur d'énergie électrique (4) comportant une pluralité de cellules (41), et un dispositif de commutation permettant de connecter ces cellules en série ou en parallèle de façon à faire varier la tension nominale de l'accumulateur.