Brevet FR3047448A1 — publié le 20170811

L'invention concerne un système de distribution d'énergie électrique pour véhicule automobile, plus particulièrement un système pour l'utilisation différée de l'énergie électrique stockée dans le véhicule. Un véhicule à moteur à combustion est généralement équipé d'une 5 batterie électrique qui est alimentée en électricité par un dispositif de chargement adapté pour transformer tout ou partie de l'énergie cinétique du moteur à combustion en électricité. Le dispositif de chargement est par exemple un alternateur qui est entraîné en rotation par le moteur à combustion du véhicule, l'alternateur 10 transformant l'énergie cinétique du moteur en courant électrique qui alimente la batterie. L'énergie stockée dans la batterie permet d'alimenter des accessoires tels que les feux d'éclairage, les essuie-glaces ou le démarreur. Lorsque la batterie a atteint son niveau de charge maximum, 15 l'alternateur continue d'être entraîné en rotation par le moteur à combustion, l'alternateur produisant alors de l'énergie électrique qui n'est pas systématiquement utilisée et donc perdue. La présente invention vise notamment à résoudre cet inconvénient et vise également à permettre l'utilsation différée du surplus d'énergie 20 élecrtique produite et non consommée par le véhicule. Dans ce but, l'invention se rapporte à un système de distribution d'énergie électrique pour véhicule automobile, le système comportant au moins : - un véhicule équipé d'un moteur à combustion, 25 - un dispositif de stockage de l'énergie électrique qui équipe le véhicule, - un dispositif de chargement du dispositif de stockage en énergie électrique, le dispositif de chargement étant adapté pour transformer tout ou partie de l'énergie cinétique générée par le moteur à combustion en électricité, 30 le système étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif d'échange d'énergie électrique qui est adapté pour exporter l'énergie électrique hors du véhicule associé, depuis ledit dispositif de stockage, jusqu'à un réseau électrique ou un autre dispositif de stockage de l'énergie électrique. Le système selon l'invention permet de valoriser l'énergie cinétique 35 produite par le moteur du véhicule, en la stockant en vue de l'exporter ultérieurement. 3047448 2 Selon une autre caractéristique, le dispositif d'échange d'énergie électrique est adapté pour importer de l'énergie électrique depuis une source extérieure au véhicule, jusqu'au dispositif de stockage du véhicule. Cette caractéristique permet l'échange d'énergie électrique entre 5 deux véhicules par exemple. Selon un exemple de réalisation préféré, le dispositif de stockage de l'énergie électrique comporte au moins une batterie d'accumulateurs électriques. De plus, le dispositif de chargement comporte un alternateur qui 10 transforme l'énergie cinétique du moteur à combustion en énergie électrique, pour alimenter le dispositif de stockage. Selon une variante de réalisation, le dispositif de chargement comporte un dispositif de récupération d'énergie cinétique générée par le freinage du véhicule. 15 Selon une autre caractéristique, le véhicule est équipé d'un avertisseur lumineux qui est visible depuis l'extérieur du véhicule pour renseigner un tiers sur le statut de demandeur d'énergie électrique ou de fournisseur en énergie électrique dudit véhicule. Cette caractéristique favorise l'échange d'énergie électrique entre 20 un demandeur et un fournisseur. Selon un exemple de réalisation de l'invention, le système comporte au moins un premier véhicule et un second véhicule à moteur à combustion, chaque véhicule comportant un dispositif de stockage de l'énergie électrique, un dispositif de chargement du dispositif de stockage en énergie 25 électrique, et un dispositif d'échange d'énergie électrique, le premier véhicule et le second véhicule étant conçus pour échanger de l'énergie entre eux au moyen de leur dispositif d'échange d'énergie électrique. De plus, le système est associé à un système de gestion comprenant une application logicielle qui est mise en oeuvre au moins par un 30 premier terminal associé à un premier utilisateur du premier véhicule et par un second terminal associé à un second utilisateur du second véhicule, le système de gestion étant conçu pour mettre en relation le premier utilisateur et le second utilisateur et pour mettre en oeuvre une opération d'échange de l'énergie électrique. 3047448 3 Aussi, le système de gestion est adapté pour commander le dispositif d'échange associé pour permettre à l'utilisateur du véhicule associé de commander sélectivement l'exportation ou l'importation d'énergie électrique. De plus, l'application logicielle est conçue pour mémoriser les 5 transferts d'énergie électrique entre le premier utilisateur et le second utilisateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : 10 - la figure 1 est une vue schématique de côté qui illustre un système de distribution d'énergie qui comporte un véhicule automobile exportant de l'énergie électrique vers un bâtiment, selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique de dessus qui illustre le système de distribution d'énergie de la figure 1 qui comporte deux véhicules 15 échangeant de l'énergie électrique entre eux. Sur l'ensemble de ces figures, des références identiques ou analogues représentent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues. On a représenté à la figure 1 un système 10 de distribution 20 d'énergie électrique qui comporte un premier véhicule 12a et un second véhicule 12b qui sont mus chacun par un moteur à combustion (non représenté). Le premier véhicule 12a est similaire au second véhicule 12b, le second véhicule 12b ne sera donc pas décrit en détail pour ne pas alourdir 25 inutilement la description. Aussi, pour faciliter la compréhension de la description, les éléments identiques qui concernent le premier véhicule 12a et le second véhicules 12b sont identifiés par des mêmes références numériques distinguées par la lettre « a » ou « b » respectivement. 30 Le véhicule 12a est équipé d'un dispositif de stockage 14a de l'énergie électrique et un dispositif de chargement 16a en énergie électrique du dispositif de stockage 14a. Selon un exemple de réalisation préféré, le dispositif de stockage 14a est une batterie d'accumulateurs électriques qui est agencée dans une 35 partie arrière du véhicule 12a, par exemple dans le coffre 18a du véhicule 12a. 3047448 4 Le véhicule 12a comporte aussi une batterie « classique » (non représentée), en complément du dispositif de stockage 14a, qui équipe généralement tout véhicule automobile et qui est dédiée à alimenter les accessoires du véhicule comme les essuie-glaces ou le démarreur en électricité. Le dispositif de chargement 16a est adapté pour transformer tout ou partie de l'énergie cinétique générée par le moteur à combustion du véhicule 12a en électricité. On entend par « énergie cinétique générée par le moteur » aussi bien l'énergie cinétique, ou mécanique, générée directement par le moteur, c'est-à-dire à la sortie de l'arbre moteur par exemple, ou l'énergie cinétique du véhicule générée indirectement par le moteur, c'est-à-dire par le mouvement des éléments entraînés par le moteur. A cet effet, le dispositif de chargement 16a est accouplé à l'arbre 15 de sortie du moteur à combustion par une courroie d'entraînement, par exemple. Le dispositif de chargement 16a est ici une machine synchrone qui produit un courant alternatif, ce courant alternatif étant transformé en courant continu au moyen d'un onduleur par exemple, pour alimenter le dispositif de 20 chargement 16a. Avantageusement, le système 10 selon l'invention utilise l'alternateur qui équipe d'origine le véhicule 12a, pour remplir la fonction de dispositif de chargement 16a. Ainsi, l'alternateur peut charger la batterie dite « classique » et le dispositif de stockage 14a du système 10 selon l'invention. 25 Toutefois, à titre non limitatif, le système 10 de distribution peut comporter un alternateur dédié à la batterie « classique » et un dispositif de chargement 16a qui est dédié au dispositif de stockage 14a. Selon une variante de réalisation de l'invention, le dispositif de chargement 16a comporte un dispositif de récupération d'énergie cinétique 30 générée par le freinage du véhicule 12a associé. Ce type de dispositif de récupération d'énergie cinétique récupère une partie de l'énergie cinétique générée par le freinage au lieu de la disperser sous forme de chaleur. Ce type de dispositif de récupération d'énergie cinétique est notamment connu du domaine de la formule 1. 3047448 5 Aussi, à titre non limitatif, le dispositif de chargement 16a peut être adapté pour récupérer l'énergie cinétique directement sur les roues du véhicule 12a, ou sur un élément couplé mécaniquement sur les roues du véhicule 12a. Comme on peut le voir à la figure 1, le dispositif de chargement 16a 5 est relié électriquement sur le dispositif de stockage 14a en énergie électrique par un câble 19 pour charger le dispositif de stockage 14a. Aussi, le système 10 de distribution selon l'invention comporte un module de gestion moteur 21a qui commande et contrôle le dispositif de chargement 16a, le module de gestion moteur 21a étant adapté notamment 10 pour réguler la tension de sortie du dispositif de chargement 16a. Le module de gestion moteur 21a permet également d'alimenter en électricité sélectivement la batterie « classique » du véhicule 12a mentionnée précédemment ou, lorsque la batterie « classique » est chargée, le dispositif de stockage 14a d'énergie du véhicule 12a. De plus, le système 10 comporte un dispositif d'échange 20a d'énergie électrique qui est adapté pour exporter l'énergie électrique stockée dans le dispositif de stockage 14a hors du véhicule 12a, vers un réseau électrique 22 ou un autre dispositif de stockage 14b de l'énergie électrique par exemple. Selon un premier exemple de réalisation illustré à la figure 1, le dispositif d'échange 20a est un dispositif d'échange par induction qui comporte un conducteur embarqué 24a agencé au dessous du véhicule 12a et un conducteur statique 26a agencé dans le sol 28 au dessous du véhicule 12a, le conducteur embarqué 24a et le conducteur statique 26a étant adaptés pour échanger de l'énergie électrique par induction. Avantageusement, le conducteur statique 26a peut être agencé au dessus du sol 28 de façon à réduire la distance entre le conducteur embarqué 24a et le conducteur statique 26a du dispositif d'échange 20a par induction, pour améliorer son fonctionnement. Selon l'exemple illustré à la figure 1, le dispositif d'échange 20a est connecté sur le réseau électrique 22 qui est un réseau domestique d'une habitation comportant une unité de stockage d'énergie électrique 23. Cette unité de stockage d'énergie électrique 23 étant adaptée pour fournir de l'électricité à l'habitation, par exemple. 3047448 6 A titre non limitatif, le dispositif d'échange 20a peut également être connecté sur un réseau électrique d'une entreprise, ou sur le réseau électrique d'un opérateur d'énergie, ou tout autre réseau électrique. De même, le réseau sur lequel le dispositif d'échange 20a est 5 connecté ne comporte par forcément d'unité de stockage d'énergie électrique 23, le dispositif d'échange 20a peut alimenter directement le réseau, notamment un réseau domestique d'une habitation, en fonction de ses besoins. Aussi, le dispositif d'échange 20a d'énergie électrique est adapté pour importer de l'énergie électrique depuis une source extérieure au véhicule 10 12a, jusqu'au dispositif de stockage 14a du véhicule 12a. A cet effet, le conducteur embarqué 24a et le conducteur statique 26a du dispositif d'échange 20a par induction sont chacun adaptés pour fonctionner en émetteur et en récepteur pour échanger de l'énergie électrique l'un vers l'autre. 15 Selon un second exemple de réalisation illustré à la figure 2, le dispositif d'échange 20a est un dispositif filaire qui comporte un premier boîtier de connexion 30a et un fil 32a qui est adapté pour être branché sur un dispositif d'échange 20b appartenant au second véhicule 12b, ou sur une prise complémentaire (non représentée) du réseau électrique 22. 20 Selon ce second exemple de réalisation, le système 10 de distribution permet au premier véhicule 12a d'alimenter le second véhicule 12b en électricité, ou inversement. Le second véhicule 12b est similaire au premier véhicule 12a et comporte un dispositif de stockage 14b qui coopère avec un dispositif de 25 chargement 16b et un module de gestion moteur 21b. Aussi, le dispositif d'échange 20b du second véhicule 12b comporte un second boîtier de connexion 30b qui est connecté sur le premier boitier de connexion 30a par l'intermédiaire du fil 32a. Chaque boîtier de connexion 30a, 30b est conçu pour permettre 30 l'échange d'énergie électrique entre le dispositif de stockage 14a du premier véhicule 12a et le dispositif de stockage 14b du second véhicule 12b. Selon un troisième exemple de réalisation non représenté, le dispositif d'échange 20a du premier véhicule est un dispositif d'échange par induction qui est adapté pour « changer de l'énergie électrique avec un 35 dispositif d'échange 20b complémentaire appartenant au second véhicule 12b. 3047448 7 Selon ce troisième exemple de réalisation, chaque dispositif d'échange 20a, 20b comporte un module de transmission agencé à l'avant du véhicule 12a, 12b associé et un module de transmission agencé à l'arrière du véhicule 12a, 12b associé pour permettre un échange d'énergie électrique 5 entre les deux véhicules 12a, 12b lorsqu'ils sont garés l'un devant l'autre. A titre non limitatif, les modules de transmission de chaque dispositif d'échange 20a, 20b peuvent être agencés sur les côtés du véhicule 12a, 12b associé pour permettre un échange d'énergie électrique entre les deux véhicules 12a, 12b lorsqu'ils sont garés l'un à côté de l'autre. 10 De façon complémentaire, le système 10 de distribution est associé à un système de gestion (non représenté) comprenant une application logicielle qui est mise en oeuvre au moins par un premier terminal 34a associé à un premier utilisateur du premier véhicule 12a et par un second terminal 34b associé à un second utilisateur du second véhicule 12b, le système de gestion 15 étant conçu pour mettre en relation les utilisateurs pour mettre en oeuvre une opération d'échange de l'énergie électrique. Aussi, le système de gestion est conçu pour mettre en relation un premier utilisateur avec un fournisseur d'énergie qui souhaite acheter de l'énergie. 20 Chaque terminal 34a, 34b constitue une interface homme-machine qui permet à son utilisateur de commander le système de gestion. Chaque terminal 34a est par exemple un terminal mobile, comme un téléphone intelligent, ou un terminal à écran tactile qui est monté sur le tableau de bord du véhicule 12a, 12b associé. 25 Le système de gestion permet notamment de commander le dispositif d'échange 20a, 20b associé pour permettre à l'utilisateur du véhicule 12a, 12b associé de commander sélectivement l'exportation ou l'importation d'énergie électrique. De plus, l'application logicielle du système de gestion est conçue 30 pour mémoriser les transferts d'énergie électrique entre le premier utilisateur et le second utilisateur. Aussi, l'application logicielle est adaptée pour effectuer une comptabilité des échanges d'énergie électrique entre deux parties pour permettre la vente ou l'achat d'énergie électrique. Selon un autre aspect de l'invention, chaque véhicule 12a, 12b comporte un avertisseur lumineux 36a, 36b qui est visible depuis l'extérieur du 3047448 8 véhicule 12a, 12b pour renseigner un tiers sur le statut de demandeur d'énergie électrique ou de fournisseur en énergie électrique du véhicule 12a, 12b associé. La présente description de l'invention est donnée à titre d'exemple 5 non limitatif. REVENDICATIONS1. Système (10) de distribution d'énergie électrique pour véhicule automobile, le système (10) comportant au moins : - un véhicule (12a, 12b) équipé d'un moteur à combustion, - un dispositif de stockage (14a, 14b) de l'énergie électrique qui équipe le véhicule (12a, 12b), - un dispositif de chargement (16a, 16b) du dispositif de stockage (14a, 14b) en énergie électrique, le dispositif de chargement (16a, 16b) étant 10 adapté pour transformer tout ou partie de l'énergie cinétique générée par le moteur à combustion en électricité, le système (10) étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif d'échange (20a) d'énergie électrique qui est adapté pour exporter l'énergie électrique hors du véhicule associé (12a, 12b), depuis ledit dispositif 15 de stockage (14a, 14b), jusqu'à un réseau électrique (22) ou un autre dispositif de stockage de l'énergie électrique. 2. Système (10) de distribution d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'échange (20a) d'énergie électrique est adapté pour importer de l'énergie électrique depuis une source 20 extérieure au véhicule (12a, 12b), jusqu'au dispositif de stockage (14a, 14b) du véhicule (12a, 12b). 3. Système (10) de distribution d'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de stockage (20a) de l'énergie électrique comporte au moins une batterie 25 d'accumulateurs électriques. 4. Système (10) de distribution d'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de chargement (16a, 16b) comporte un alternateur qui transforme l'énergie cinétique du moteur à combustion en énergie électrique, pour alimenter le 30 dispositif de stockage (14a, 14b). 5. Système (10) de distribution d'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de chargement (16a, 16b) comporte un dispositif de récupération d'énergie cinétique générée par le freinage du véhicule. 35 6. Système (10) de distribution d'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le véhicule 304 744 8 (12a, 12b) est équipé d'un avertisseur lumineux (36a) qui est visible depuis l'extérieur du véhicule pour renseigner un tiers sur le statut de demandeur d'énergie électrique ou de fournisseur en énergie électrique dudit véhicule. 7. Système (10) de distribution d'énergie électrique selon l'une 5 quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un premier véhicule (12a) et un second véhicule (12b) à moteur à combustion, chaque véhicule (12a, 12b) comportant un dispositif de stockage (14a, 14b) de l'énergie électrique, un dispositif de chargement (16a, 16b) du dispositif de stockage (14a, 14b) en énergie électrique, et un dispositif 10 d'échange (20a, 20b) d'énergie électrique, le premier véhicule (12a) et le second véhicule (12b) étant conçus pour échanger de l'énergie entre eux au moyen de leur dispositif d'échange (20a, 20b) d'énergie électrique. 8. Système (10) de distribution d'énergie électrique selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est associé à un système de gestion comprenant une application logicielle qui est mise en oeuvre au moins par un premier terminal (34a) associé à un premier utilisateur du premier véhicule (12a) et par un second terminal (34b) associé à un second utilisateur du second véhicule (12b), le système de gestion étant conçu pour mettre en relation le premier utilisateur et le second utilisateur et pour mettre en oeuvre une opération d'échange de l'énergie électrique. 9. Système (10) de distribution d'énergie électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le système de gestion est adapté pour commander le dispositif d'échange (20a, 20b) associé pour permettre à l'utilisateur du véhicule (12a, 12b) associé de commander sélectivement l'exportation ou l'importation d'énergie électrique. 10. Système (10) de distribution d'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'application logicielle est conçue pour mémoriser les transferts d'énergie électrique entre le premier utilisateur et le second utilisateur.30