Brevet FR3023262A1 — publié le 20160108

La présente invention concerne un système d'alimentation électrique pour alimenter en électricité un ensemble d'équipements embarqués d'un avion alors que celui-ci est stationné au sol. Lorsqu'il est parqué dans un aéroport, afin de notamment pouvoir réaliser des opération de maintenance au sol, un avion doit être électriquement alimenté et est pour ce faire branché, via une prise/un connecteur accessible par une trappe sous l'avion, à une source d'alimentation électrique qui peut être soit une centrale électrique d'aéroport alimentant plusieurs points de stationnement d'avions, soit un générateur électrique mobile qui est amené jusqu'à l'avion. Ce générateur électrique peut être un groupe électrogène. Ainsi, chaque avion de ligne est prévu pour recevoir alors qu'il est au sol, moteur et unité de puissance auxiliaire (APU) éteints, une puissance électrique provenant d'un ou plusieurs groupes électrogènes. Il requiert, selon le mode d'opération, une puissance, dite puissance requise, qui est par exemple proche de 90kVA par prise d'alimentation. Chaque source électrique (centrale d'aéroport ou groupe électrogène) délivre une puissance électrique qui peut être légèrement inférieure à cette puissance requise (par exemple 90kVA) du fait, notamment, du type de la source utilisée, du nombre d'avions branchés à cette source (notamment, lorsque la source électrique est une centrale) etc. Par conséquent, la puissance réellement disponible par prise n'est pas forcément compatible avec la puissance requise par l'avion. Evidemment, toutes les sources de puissance admettent une surcharge électrique mais celle-ci est rarement connue, avant d'être atteinte. Par ailleurs, l'équipement embarqué d'un avion, par exemple piloté par une unité centrale, met en oeuvre des fonctions de gestion de charge électrique, qui comparent la puissance totale consommée par ledit équipement à la puissance réellement disponible de la source électrique et qui, selon le résultat de cette comparaison, déclenchent des procédures de mise en sécurité. Ainsi, lorsqu'un avion est stationné au sol et que la source électrique à laquelle il est branché ne peut lui fournir la puissance requise nécessaire au maintien en veille de ses équipements de bord, il déclenche des procédures de mise en sécurité qui peuvent consister en soit l'arrêt de la source électrique, coupant ainsi brutalement l'alimentation de l'avion, soit l'arrêt de certains équipements, soit l'arrêt des deux. Néanmoins, ces procédures de mise en sécurité (arrêt de la consommation électrique) peuvent provoquer du retard dans les opérations de maintenance, sans parler des risques sécuritaires pour les opérateurs et/ou les équipements brutalement arrêtés. Le but de la présente invention est de résoudre les problèmes évoqués ci-dessus. Pour ce faire, la présente invention concerne un système d'alimentation électrique pour alimenter en électricité un ensemble d'équipements embarqués d'un avion, ledit système d'alimentation comportant une unité de gestion de la consommation électrique dudit ensemble d'équipements et des moyens pour que ledit ensemble soit alimenté par au moins une source d'alimentation électrique externe audit avion. Selon la présente invention, ledit système est caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - des moyens de réception pour recueillir des informations de capacité de la ou chaque source externe alimentant ledit ensemble d'équipements, lesdites informations de capacité incluant au moins des informations relatives à la puissance disponible de ladite source, et en ce que ladite unité de gestion de la consommation électrique pilote ledit ensemble d'équipements de manière que la puissance électrique consommée par ledit ensemble soit inférieure à la puissance disponible, objet desdites informations de capacité. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : - la Fig. 1 est un schéma synoptique d'un système d'alimentation électrique selon la présente invention, et - la Fig. 2 et les Figs. 3a et 3b sont des schémas de prises et connecteurs d'alimentation et de données selon deux modes de réalisation pour la mise en oeuvre de la présente invention. Le système d'alimentation électrique représenté à la Fig. 1 est prévu pour alimenter en électricité, lorsqu'un avion est stationné au sol moteur éteint, un ensemble 10 de n équipements embarqués El à En dudit avion. Dans l'ensemble 10, les équipements El à En sont électriquement reliés à au moins une prise d'alimentation électrique (en l'occurrence deux prises 11 et 12) montée dans un logement 22 du fuselage 20 de l'avion et accessible via une trappe 21 (représentée ouverte). Cette ou chaque prise d'alimentation électrique 11, 12 est destinée à recevoir le courant d'une source externe d'alimentation électrique 31, 32, telle qu'un groupe électrogène ou une source centrale d'un aéroport. Ce système d'alimentation électrique comporte encore une unité de gestion de la consommation électrique 40 qui, classiquement, pilote l'ensemble 10 d'équipements embarqués El à En de manière que la puissance électrique consommée par l'ensemble 10 puisse être supportée par les sources 31 et 32. Des moyens de réception 41 et 42 sont prévus pour recueillir des informations sur les capacités, en termes notamment de puissance disponible, des sources respectives 31 et 32. Ils sont reliés à l'unité de gestion 40 de manière à fournir à celui-ci lesdites informations. Dans un premier mode de réalisation de l'unité de gestion 40, celle-ci pilote l'ensemble 10 de manière à ordonner la coupure de l'alimentation de certains équipements El, ..., En en fonction de la consommation réelle de l'ensemble 10. Pour la mesure de cette consommation, des dispositifs de mesure 51 et 52 peuvent être prévus pour mesurer les intensités du courant électrique respectivement fournies par les sources 31 et 32 et pour délivrer les valeurs de ces intensités à l'unité de gestion 40. Cette dernière détermine les puissances fournies par les sources 31 et 32 et consommées par l'ensemble 10, compare ces puissances aux puissances disponibles objets des informations de capacité respectivement recueillies par les moyens 41 et 42 et, en fonction du résultat de cette comparaison, pilote l'ensemble 10 et, donc les équipements El, ..., En, de manière à ce que la puissance totale consommée soit inférieure à la puissance disponible totale. Dans un second mode de réalisation de l'unité de gestion 40, celle-ci est une unité de gestion de réseau. Les équipements El à En sont regroupés par groupes d'un ou plusieurs équipements, chaque groupe pouvant être ou pas alimenté selon diverses configurations prédéterminées de l'ensemble des groupes. L'unité de gestion 40 pilote ainsi l'ensemble 10 de manière à changer la configuration des groupes d'équipements El, ..., En en une autre configuration, et, ce, de manière que la puissance théorique de la configuration présente soit inférieure à la puissance disponible, objet des informations de capacité respectivement recueillies par les moyens de réception 41 et 42. A la Fig. 1, les dispositifs de mesure 51 et 52 sont représentés en pointillés car ils ne sont nécessaires que pour le premier mode de réalisation de l'unité 40 décrit ci-dessus. Les informations de capacité d'une source 31, 32 peuvent inclure, non seulement la puissance disponible de la source considérée, mais également des informations sur sa capacité de surcharge. En disposant de ces informations de capacité de surcharge, au moment du démarrage d'un équipement Ei (avec i = 1 à n), l'unité de gestion 40 peut ne pas délester un ou plusieurs éléments El à En si la consommation des éléments El à En à laquelle est ajoutée la surconsommation due à ce démarrage entre dans la capacité de surcharge des sources 31 et 32 branchées sur les prises 11 et 12. Ainsi, les informations de capacité de surcharge sont utilisées par l'unité de gestion 40 pour adapter la consommation des éléments El à En en fonction des transitoires de surconsommation liés au démarrage des équipements de forte puissance ou au changement de configuration des groupes d'équipements El à En. Chaque source 31, 32 présente des moyens 310, 320 de mise à disposition des informations de capacité de cette source, comprenant ainsi des informations sur la puissance disponible et éventuellement des informations de capacité de surcharge de la source considérée. Dans un premier mode de réalisation de la présente invention, les moyens de mise à disposition 310, 320 de chaque source 31, 32 sont constitués d'un dispositif d'affichage sur lequel sont portées, en clair ou pas, les informations de capacité de cette source. Un tel dispositif d'affichage peut être une simple étiquette sur laquelle sont imprimées lesdites informations de capacité, ou un écran sur lequel sont affichées ces informations. Les informations de capacité peuvent être codées, par exemple au moyen d'un code à barres, d'un code Flash, etc. Les moyens de réception 41 et 42 sont alors des moyens d'entrée, qui peuvent être constitués d'un commutateur dont chaque position correspond à une puissance disponible donnée et, éventuellement d'un autre commutateur dont chaque position correspond à une capacité de surcharge donnée. Il peut s'agir d'un clavier permettant d'entrer les valeurs qui sont affichées sur les moyens de mise à disposition 310 et 320. Il peut également s'agir d'un lecteur de codes à barres, ou un lecteur de codes Flash, etc. Ainsi l'utilisateur, au moment du branchement des sources 31 et 32 sur les prises respectives 11 et 12, prend connaissance des informations de capacité affichées par les moyens 310 et 320 et les reporte par les moyens d'entrée 41 et 42. Dans un autre mode de réalisation, les moyens de mise à disposition 310, 320 de chaque source 31, 32 sont constitués d'une mémoire 311, 321 (représentée en pointillés pour montrer que cela est propre à ce mode de réalisation) dans laquelle les informations de capacité de la source 31, 32 considérée sont inscrites et de moyens 312, 322 (également en pointillés) de transmission de données correspondant auxdites informations de capacité inscrites dans la mémoire 311, 312 aux moyens de réception 41 et 42. Par exemple, les moyens de transmission 312, 322 sont constitués d'un émetteur pour émettre, sous forme d'ondes électromagnétiques, les données relatives aux informations de capacité de la source considérée. Les moyens de réception 41, 42 sont alors un récepteur prévu pour recevoir les données émises par l'émetteur d'une source et pour recouvrer les informations de capacité de cette source. Ainsi, les moyens de mise à disposition 310 et 320 pourraient être des tags RFID et les moyens de réception 41 et 42 un lecteur de tags RFID. En même temps que l'utilisateur branche les sources 31 et 32, des données sont échangées entre les moyens de mise à disposition 310 et 320 et les moyens de réception 41 et 42. Les moyens de transmission peuvent également être constitués d'un câble électrique destiné à être relié, au moyen d'un connecteur approprié, à une prise que forme chacun des moyens de réception 41 et 42. Les données relatives aux informations de capacité d'une source sont transmises par ledit câble, par exemple sous forme analogique ou numérique, aux moyens de réception 41, 42. Sous forme numérique signifie que les données peuvent être transmises au moyen de niveaux de tension (0 - 5 volts), en mode série ou en mode parallèle. En mode parallèle, la prise que constitue chacun des moyens 41, 42 comporte plusieurs pins chacun affecté à un bit du mot de données relatives aux informations de capacité, plus des pins pour les références de masse et les blindages. En mode série, un seul pin est affecté à la transmission de chaque bit de données et d'autres pins sont affectés à la synchronisation des bits transmis. Deux modes de réalisation d'un tel connecteur sont envisagés, respectivement décrits en relation avec la Fig. 2 et avec les Figs. 3a et 3b. On a ainsi représenté à la Fig. 2, le câble d'alimentation 100 pour relier une source 31, 32 à une prise d'alimentation 11, 12 et, ce, au moyen d'un connecteur 110, dit d'alimentation, enfiché dans la prise 11, 12. Un tel connecteur d'alimentation 110 est par exemple du type qui fait l'objet de la norme ISO 461. Le câble pour le transport des données de puissance disponible est le câble 120 pour relier les moyens de mise à disposition 310, 320 à une prise de données 41, 42 et, ce, au moyen d'un connecteur 130 enfiché dans la prise 41, 42. On a représenté à la Fig. 3a, un câble 140 pour, d'une part, relier une source 31, 32 à une prise d'alimentation 11, 12 et, d'autre part, relier les moyens de mise à disposition 310, 320 à une prise de données 41, 42 et, ce, au moyen d'un connecteur 160. Le câble 140 est la combinaison d'un câble d'alimentation, tel que le câble 100 de la Fig. 2, et d'un câble de données, tel que le câble 120 de la Fig. 2. Le connecteur 160 regroupe en un seul connecteur un connecteur d'alimentation, tel que le connecteur 110 de la Fig. 2 et un connecteur de données, tel que le connecteur 130 de la Fig. 2. Dans ce mode de réalisation, la ou chaque prise de données 41, 42 surplombe la ou chaque prise d'alimentation 11,12 et la partie 170 du connecteur 160 destinée à être connectée dans la prise 41, 42 est en retrait par rapport à la partie 180 destinée à être connectée dans la prise d'alimentation 11, 12. Ainsi, comme le montre le schéma de la Fig. 3b, le branchement d'un connecteur 160 sur un avion qui n'est pas équipé de l'invention (et qui ne présente donc pas de prise de données 41, 42) est possible sans que la partie 170 du connecteur 160 destinée à normalement être connectée dans une prise 41, 42 n'empêche pas ce branchement, ce qui serait le cas, si la partie 170 n'était pas en retrait de la partie 180. REVENDICATIONS1) Système d'alimentation électrique pour alimenter en électricité un ensemble (10) d'équipements embarqués (El à En) d'un avion, ledit système d'alimentation comportant une unité (40) de gestion de la consommation électrique dudit ensemble (10) d'équipements et des moyens (11, 12) pour que ledit ensemble (10) soit alimenté par au moins une source d'alimentation électrique (31, 32) externe audit avion, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - des moyens de réception (41, 42) pour recueillir des informations de capacité de la ou chaque source externe (31, 32) qui alimente ledit ensemble (10) d'équipements, lesdites informations de capacité incluant au moins des informations relatives à la puissance disponible de ladite source externe (31, 32), et en ce que ladite unité de gestion de la consommation électrique (40) pilote ledit ensemble (10) d'équipements de manière que la puissance électrique consommée par ledit ensemble (10) soit inférieure à la puissance disponible, objet desdites informations de capacité. 2) Système d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites informations de capacité incluent non seulement la puissance disponible de la source externe (31, 32) considérée mais également des informations sur sa capacité de surcharge, ladite unité de gestion (40) adaptant la consommation dudit ensemble (10) d'équipements en fonction des transitoires de surconsommation. 3) Système d'alimentation électrique selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou chaque source (31, 32) présente des moyens (310, 320) de mise à disposition des informations de capacité de cette source (31, 32), lesdits moyens de mise à disposition (310, 320) étant constitués d'un dispositif d'affichage sur lequel sont portées lesdites informations de capacité, lesdits moyens de réception (41, 42) étant constitués de moyens d'entrée des informations affichées par ledit dispositif d'affichage de la source considérée (31, 32). 4) Système d'alimentation électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites informations de capacité sont affichées sous forme codée, lesdits moyens d'entrée (41, 42) incluant des moyens de décodage. 5) Système d'alimentation électrique selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou chaque source (41, 42) présente des moyens (310, 320) de mise à disposition des informations de capacité de cette source, lesdits moyens de mise à disposition (310, 320) de la ou chaque source (31, 32) étant constitués d'une mémoire (311, 321) dans laquelle les informations de capacité de la source considérée sont inscrites et de moyens (312, 322) de transmission de données correspondant auxdites informations de capacité inscrites dans ladite mémoire (311, 321) aux moyens de réception (41, 42). 6) Système d'alimentation électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission (312, 322) sont constitués d'un émetteur pour émettre, sous forme d'ondes électromagnétiques, les données relatives aux informations de capacité de la source considérée (31, 32) et en ce que les moyens de réception (41, 42) sont constitués d'un récepteur prévu pour recevoir les données émises par ledit émetteur d'une source et pour recouvrer les informations de capacité de cette source. 7) Système d'alimentation électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission (312, 322) sont constitués d'un câble électrique destiné à être relié, au moyen d'un connecteur approprié (130, 160), à une prise que forme chacun des moyens de réception (41, 42). 8) Système d'alimentation électrique selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un connecteur d'alimentation (110) enfiché dans une prise d'alimentation pour le branchement à l'ensemble (10) d'équipements de la ou d'une source (31, 32) et un connecteur de données (130) enfiché dans une prise de données pour relier lesdits moyens de mise à disposition (310, 320) et lesdits moyens de réception (41, 42). 9) Système d'alimentation électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un connecteur (160) regroupant en un seul connecteur ledit connecteur d'alimentation et ledit connecteur de données, la partie (170) dudit connecteur destinée à être connectée dans la prise que constituent les moyens de réception (41, 42) étant enretrait par rapport à la partie (180) destinée à être connectée à la prise d'alimentation (11, 12). 10) Avion comprenant un ensemble (10) d'équipements embarqués (El à En) et une unité de gestion de la consommation électrique (40) dudit ensemble (10) d'équipements, ledit ensemble d'équipements électrique étant susceptible d'être alimenté par au moins une source d'alimentation électrique (31, 32) externe audit avion, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - des moyens de réception (41, 42) pour recueillir des informations de capacité de la ou chaque source externe (31, 32) alimentant ledit ensemble (10) d'équipements, lesdites informations de capacité incluant au moins des informations relatives à la puissance disponible de ladite source externe (31, 32), et en ce que ladite unité de gestion de la consommation électrique (40) pilote ledit ensemble (10) d'équipements de manière que la puissance électrique consommée par ledit ensemble (10) soit inférieure à la puissance disponible, objet desdites informations de capacité. 11) Avion selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de réception (41, 42) sont constitués de moyens d'entrée d'informations de capacité. 20 12) Avion selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de réception (41, 42) sont constitués d'un récepteur prévu pour recevoir les données relatives à des informations de capacité de la ou chaque source externe alimentant ledit ensemble (10) et pour recouvrer les informations de capacité de cette source, 25 lesdites données étant émises par un émetteur que ladite source comporte. 13) Avion selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de réception (41, 42) sont constitués d'au moins une prise pour recevoir, via un câble électrique, lesdites informations de capacité. 30 14) Source (41, 42) d'alimentation susceptible d'alimenter un avion alors que celui est stationné au sol, caractérisée en ce qu'elle comporte une mémoire (311, 321) dans laquelle des informations de capacité sont inscrites et des moyens (312, 322) de transmission de données correspondant auxdites informations de capacité inscritesdans ladite mémoire (311, 321) à des moyens de réception (41, 42) de l'avion qu'elle alimente.