Brevet FR2962095A1 — publié le 20120106

L'invention concerne un procédé de fonctionnement d'une station de remplacement de batteries de véhicules automobiles. L'invention concerne encore un support de données et une station de remplacement de batteries mettant en oeuvre un tel procédé de fonctionnement. Certains véhicules automobiles, comme les véhicules électriques ou hybrides, comprennent une batterie d'alimentation d'un moteur électrique d'entraînement. Du fait des autonomies de ces véhicules, il peut se révéler intéressant d'échanger cette première batterie, contre une nouvelle batterie remplie d'énergie, lorsque le niveau d'énergie de la première est faible. Ceci peut être fait dans une station de remplacement de batteries similaire à une station service dans laquelle on peut remplir un réservoir de carburant d'un véhicule automobile. Dans ces stations, les batteries sont retirées des véhicules, chargées « hors des véhicules» puis remontées sur de nouveaux véhicules. On connaît de telles stations notamment des documents DE4229687 et EPO476405. On connaît aussi du document US20090252994 un procédé de gestion d'une station de remplacement de batteries, notamment la gestion de flux de données entre un ordinateur central de la station, la batterie et un terminal à disposition de l'utilisateur. Cependant, il est nécessaire que de telles stations fonctionnent de manière 25 optimale pour assurer de manière fiable et sûre leurs fonctions de recharge et de remplacement des batteries. En outre, l'utilisation de véhicules électriques ou hybrides s'inscrit dans une démarche de gestion raisonnée de l'énergie. Il apparaît par conséquent 30 important que l'énergie soit également gérée de manière raisonnée au niveau de ces stations de remplacement de batteries. MS\REN247FR.dpt.doc Par ailleurs, il est également important d'assurer une sécurité d'approvisionnement en énergie de sorte que des véhicules automobiles puissent à tout instant venir dans les stations de remplacement de batteries pour qu'un remplacement de leur batterie puisse être réalisé. On connaît du document US 2008/294 283 une station de remplacement de batteries de véhicules automobiles qui est autonome. L'énergie nécessaire à son fonctionnement est produite par un ensemble de panneaux photovoltaïques ou une éolienne ou une turbine à gaz. Le but de l'invention est de fournir un procédé de fonctionnement d'une station de remplacement de batteries améliorant les procédés de fonctionnement connus de l'art antérieur. En particulier, l'invention fournit un procédé de fonctionnement d'une station de batteries permettant d'assurer une permanence de l'énergie disponible dans la station et permettant d'assurer une gestion raisonnée de l'énergie. L'invention porte encore sur une station de remplacement de batteries mettant en oeuvre un tel procédé de fonctionnement. Le procédé selon l'invention régit le fonctionnement d'une station de remplacement de batteries de véhicules automobiles alimentée par le réseau électrique commercial et comprenant au moins une source d'énergie alternative. Le procédé est caractérisé en ce que, en cas de défaillance du réseau électrique commercial, la station de remplacement de batteries bascule d'un mode de fonctionnement nominal à un mode de fonctionnement de secours dans lequel on utilise l'énergie issue de l'au moins une source d'énergie alternative. Le mode de fonctionnement de secours peut être caractérisé par une désactivation d'un ou plusieurs systèmes de la station, notamment une MS\REN247FR.dpt.doc désactivation d'un système de lavage et/ou une désactivation d'un système de conditionnement d'air et/ou une désactivation d'un système de charge de batteries et/ou une désactivation d'un système de refroidissement de batteries. Dans un mode de fonctionnement nominal de la station, on peut utiliser l'énergie issue de l'au moins une source d'énergie alternative pour limiter la consommation sur le réseau électrique commercial. 10 L'utilisation de l'énergie issue de l'au moins une source d'énergie alternative peut être fonction de : la puissance instantanée nécessaire au fonctionnement de la station et/ou une prévision de la puissance instantanée qui sera nécessaire au 15 cours d'une période prédéterminée à venir et/ou la puissance instantanée disponible en sortie de l'au moins une source d'énergie alternative et/ou une prévision de la puissance instantanée qui sera disponible en sortie de l'au moins une source d'énergie alternative au cours 20 d'une période prédéterminée à venir et/ou la quantité d'énergie stockée au niveau de la station. L'invention concerne aussi un support d'enregistrement de données lisible par un calculateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur 25 comprenant des moyens logiciels de mise en oeuvre des étapes du procédé défini précédemment. La station selon l'invention permet de remplacer des batteries de véhicules automobiles. Elle est alimentée par le réseau électrique commercial et 30 comprend au moins une source d'énergie alternative. La station comprend MS\REN247FR.dpt.doc5 des moyens matériels et/ou logiciels de mise en oeuvre du procédé de fonctionnement défini précédemment. L'au moins une source d'énergie alternative peut comprendre un ensemble de panneaux photovoltaïques et/ou une éolienne. La station peut comprendre un moyen de stockage d'énergie électrique, ce moyen de stockage d'énergie électrique étant raccordé à des systèmes de la station de sorte que ces systèmes puissent utiliser l'énergie électrique stockée. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un mode d'exécution du procédé de fonctionnement selon l'invention et un mode de réalisation d'une station de remplacement de batteries selon l'invention. La figure 1 est un schéma d'un mode de réalisation d'une station de remplacement de batteries selon l'invention. Un mode de réalisation d'une station d'échange 1 selon l'invention est décrit 20 ci-après en référence à la figure 1. La station comprend principalement différents systèmes 12-18 assurant différentes fonctions au sein de la station. Ces différents systèmes peuvent être activés ou désactivés par une unité logique de commande 9. 25 Notamment, la station comprend un premier système 12 comprenant plusieurs dispositifs de charge des batteries qui sont démontées des véhicules automobiles. Ces dispositifs de charge peuvent être activés ou désactivés via un ou plusieurs interrupteurs 21 commandés par l'unité logique de commande. 30 La station peut comprendre un deuxième système 13 comprenant un ou plusieurs dispositifs de refroidissement des batteries. En effet, en cours de MS\REN247FR.dpt.doc15 charge, les batteries peuvent s'échauffer et se détériorer. Il est donc prévu les dispositifs mentionnés pour les refroidir et éviter toute détérioration. Ces dispositifs de refroidissement peuvent être activés ou désactivés via un ou plusieurs interrupteurs 22 commandés par l'unité logique de commande. La station comprend également un troisième système 14 comprenant des dispositifs de manipulation et/ou de manutention des batteries. En effet, après avoir été déposées, les batteries doivent être transportées dans une zone de stockage, transportées dans une zone de charge, transportées dans une zone de refroidissement et transportées jusqu'à un nouveau véhicule où elles sont remontées. Ces dispositifs de manipulation et/ou de manutention peuvent être activés ou désactivés via un ou plusieurs interrupteurs 23 commandés par l'unité logique de commande. La station comprend également un quatrième système 15 comprenant un dispositif de montage et de démontage des batteries relativement aux véhicules. Ce dispositif de montage et de démontage peut être activé ou désactivé via un interrupteur 24 commandé par l'unité logique de commande. La station peut encore comprendre d'autres systèmes, notamment un système de nettoyage 16 activé ou désactivé via un interrupteur 25 commandé par l'unité de commande, un système de conditionnement d'air 17 activé ou désactivé via un interrupteur 26 commandé par l'unité de commande et d'autres systèmes 18 activés ou désactivés via des interrupteurs 27 commandés par l'unité de commande. Les différents interrupteurs commandés mentionnés précédemment sont reliés à un réseau 50 alimentant l'unité logique de commande 9 via une 30 liaison 28. MS\REN247FR.dpt.doc Ce réseau est alimenté par un réseau électrique commercial 2 via un interrupteur 19 commandé par l'unité logique de commande et/ou par au moins une source d'énergie alternative 3, 4 via un interrupteur 20 commandé par l'unité logique de commande. Dans le mode de réalisation représenté, l'au moins une source d'énergie alternative comprend un ensemble de panneaux photovoltaïques 3 et une éolienne 4. 10 L'énergie fournie par l'ensemble de panneaux photovoltaïques transite par un régulateur 5 avant d'être stockée dans un moyen de stockage d'énergie 7 comme un accumulateur d'énergie électrique. L'énergie fournie par l'éolienne transite par un régulateur 6 avant d'être 15 stockée dans le moyen de stockage d'énergie 7. Un onduleur 8 utilise l'énergie stockée dans le moyen de stockage d'énergie pour fournir en sortie une tension électrique alternative qui est appliquée au réseau 50 via l'interrupteur commandé 20. 20 L'unité logique de commande comprend une liaison lui permettant de connaître la quantité d'énergie électrique stockée dans le moyen de stockage d'énergie. Par ailleurs, l'unité logique de commande peut être raccordée à un ensemble 10 de dispositifs, notamment des capteurs ou 25 Internet permettant d'obtenir des informations, notamment des informations de prévisions météorologiques ou des informations de prévisions d'utilisation de la station par des automobilistes ou toute information utile concernant les dispositifs et moyens faisant partie de la station. 30 L'unité logique de commande comprend tout moyen permettant de régir le fonctionnement de la station selon le procédé objet de l'invention. À cette fin, MS\REN247FR.dpt.doc5 l'unité logique de commande comprend des mémoires et des modules logiciels. Les modules logiciels peuvent comprendre des programmes d'ordinateur. La station peut comprendre un support d'enregistrement de données lisible par un calculateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des moyens logiciels de mise en oeuvre des étapes du procédé objet l'invention. Notamment, l'unité logique de commande peut comprendre une table dans laquelle sont mentionnés tous les interrupteurs commandés ainsi que leurs caractéristiques et les caractéristiques des dispositifs et systèmes qu'ils permettent d'alimenter. Dans une variante du mode de réalisation décrit précédemment, l'au moins une source d'énergie alternative comprend uniquement des panneaux photovoltaïques. Une station de remplacement de batteries de véhicules automobiles telle que celle décrite précédemment peut fonctionner selon un mode de réalisation du procédé objet de l'invention qui est décrit ci-après. En cas de défaillance du réseau électrique commercial, la station de remplacement de batteries utilise l'énergie issue de l'au moins une source d'énergie alternative. Pour ce faire, dès qu'une défaillance du réseau électrique commercial est détectée, par exemple détectée au niveau de l'unité logique de commande, l'unité logique de commande provoque via une liaison 30 une fermeture de l'interrupteur commandé 20, de sorte que le réseau 50 est alimenté par l'onduleur 8 utilisant l'énergie produite par l'au moins une source d'énergie alternative et stockée dans le moyen de stockage d'énergie. De préférence, l'unité logique de commande provoque, via une liaison 29, une ouverture de l'interrupteur commandé 19. Par ailleurs, en cas de défaillance du réseau électrique commercial, la station de remplacement bascule d'un mode de fonctionnement nominal à MS\REN247FR.dpt.doc un mode de fonctionnement de secours. Le mode de fonctionnement de secours présente par exemple par rapport au mode de fonctionnement nominal des règles de priorité différentes liant les différentes fonctions de la station et donc les différents systèmes, dispositifs et moyens de la station. Par exemple, le mode de fonctionnement de secours peut être caractérisé par une désactivation d'un ou plusieurs systèmes de la station, notamment une désactivation du système de lavage et/ou une désactivation du système de conditionnement d'air et/ou une désactivation du système de charge de batteries et/ou une désactivation d'un système de refroidissement de batteries. De préférence, les dispositifs de manipulation et/ou de manutention des batteries et le dispositif de montage et de démontage des batteries resteront actifs pour permettre, malgré la défaillance du réseau électrique commercial, aux automobilistes de procéder à des opérations d'échanges de batteries. Ainsi, les opérations de recharge des batteries pourraient être différées jusqu'à ce que le réseau électrique commercial soit de nouveau opérationnel. De préférence, dans un mode de fonctionnement nominal de la station c'est- à-dire lorsque le réseau électrique commercial est opérationnel, on utilise l'énergie issue de l'au moins une source d'énergie alternative pour limiter la consommation sur le réseau électrique commercial. De préférence, l'utilisation de l'énergie issue de l'au moins une source 25 d'énergie alternative est fonction de : le mode de fonctionnement de la station (nominal ou de secours) et/ou la puissance instantanée nécessaire au fonctionnement de la station et/ou 30 une prévision de la puissance instantanée qui sera nécessaire au cours d'une période prédéterminée à venir et/ou MS\REN247FR.dpt.doc la puissance instantanée disponible en sortie de l'au moins une source d'énergie alternative et/ou une prévision de la puissance instantanée qui sera disponible en sortie de l'au moins une source d'énergie alternative au cours d'une période prédéterminée à venir et/ou la quantité d'énergie stockée au niveau de la station. Grâce à la station selon l'invention, le cas d'une défaillance du réseau électrique commercial alors que la batterie usagée d'un véhicule a été déposée et que la nouvelle batterie n'est pas encore remontée sur le véhicule n'est pas problématique. En effet, le basculement de la station dans un mode de secours lui permet d'utiliser de l'énergie produite par l'au moins une source d'énergie alternative et stockée dans un moyen de stockage et ainsi d'activer les différents systèmes qui permettent le montage de la nouvelle batterie sur le véhicule automobile. De même, grâce à la station selon l'invention, l'utilisation de l'énergie peut être optimisée. En particulier, dans le cas où les ressources énergétiques sont abondantes et/ou où suffisamment d'énergie est stockée dans le moyen de stockage, l'énergie produite par l'au moins une source d'énergie alternative peut être utilisée pour limiter la consommation sur le réseau électrique commercial et/ou pour limiter le coût de cette consommation. On remarque que compte tenu de la superficie de la station de remplacement, il est aisé d'agencer, au niveau de celle-ci, un ensemble de panneaux photovoltaïques. MS\REN247FR.dpt.doc REVENDICATIONS: 1. Procédé de fonctionnement d'une station (1) de remplacement de batteries de véhicules automobiles alimentée par le réseau électrique commercial (2) et comprenant au moins une source d'énergie alternative (3 ; 4), caractérisé en ce que, en cas de défaillance du réseau électrique commercial, la station de remplacement de batteries bascule d'un mode de fonctionnement nominal à un mode de fonctionnement de secours dans lequel on utilise l'énergie issue de l'au moins une source d'énergie alternative. 2. Procédé de fonctionnement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le mode de fonctionnement de secours est caractérisé par une désactivation d'un ou plusieurs systèmes de la station, notamment une désactivation d'un système de lavage et/ou une désactivation d'un système de conditionnement d'air et/ou une désactivation d'un système de charge de batteries et/ou une désactivation d'un système de refroidissement de batteries. 3. Procédé de fonctionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans un mode de fonctionnement nominal de la station, on utilise l'énergie issue de l'au moins une source d'énergie alternative pour limiter la consommation sur le réseau électrique commercial. 4. Procédé de fonctionnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'utilisation de l'énergie issue de l'au moins une source d'énergie alternative est fonction de : la puissance instantanée nécessaire au fonctionnement de la station et/ou MS\REN247FR.dpt.doc 10une prévision de la puissance instantanée qui sera nécessaire au cours d'une période prédéterminée à venir et/ou la puissance instantanée disponible en sortie de l'au moins une source d'énergie alternative et/ou une prévision de la puissance instantanée qui sera disponible en sortie de l'au moins une source d'énergie alternative au cours d'une période prédéterminée à venir et/ou la quantité d'énergie stockée au niveau de la station. 5. Support d'enregistrement de données lisible par un calculateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des moyens logiciels de mise en oeuvre des étapes du procédé selon l'une des revendications précédentes. 6. Station (1) de remplacement de batteries de véhicules automobiles alimentée par le réseau électrique commercial (2), comprenant au moins une source d'énergie alternative (3 ; 4), caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens matériels et/ou logiciels de mise en oeuvre du procédé de fonctionnement selon l'une des revendications 1 à 4. 7. Station selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'au moins une source d'énergie alternative comprend un ensemble de panneaux photovoltaïques (3) et/ou une éolienne (4). 8. Station selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen (7) de stockage d'énergie électrique, ce moyen de stockage d'énergie électrique étant raccordé à des systèmes de la station de sorte que ces systèmes puissent utiliser l'énergie électrique stockée. MS\REN247FR.dpt.doc