Brevet FR3136614A1 — publié le 20231215

L’invention concerne un système de fourniture d’énergie comprenant un convertisseur d’énergie configuré pour convertir de l’énergie électrique reçue en énergie électrique à courant continu d’une première tension et délivrer l’énergie électrique à courant continu de la première tension, une première ligne de fourniture d’énergie connectée entre le convertisseur d‘énergie et une première charge, une seconde ligne de fourniture d’énergie connectée à une seconde charge, un transformateur connecté entre la première ligne de fourniture d’énergie et la seconde ligne de fourniture d’énergie et configuré pour maintenir constant un rapport d’une tension de la première ligne de fourniture d’énergie sur une tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie, et une batterie connectée à la seconde ligne de fourniture d’énergie. Figure pour l’abrégé : 1 Système de fourniture d’énergie L’invention se rapporte à un système de fourniture d’énergie. Arrière-plan technologique La documentation de brevet 1 divulgue un appareil d’alimentation qui utilise un premier convertisseur connecté entre une batterie haute-tension et une ligne d’alimentation 42 volts et un second convertisseur connecté entre la ligne d’alimentation et une ligne d’alimentation 14 volts pour fournir de l’énergie depuis la batterie haute-tension à une charge d’énergie élevée 23 connectée à la ligne d’alimentation 42 volts et à une charge de 14 volts connectée à la ligne d’alimentation 14 volts. L’appareil d’alimentation divulgué dans la documentation de brevet 1 inclut, en cas d’anomalie dans la batterie haute-tension, un premier appareil de stockage d’énergie connecté à la ligne d’alimentation 42 volts et un second appareil de stockage d’énergie connecté à la ligne d’alimentation 14 volts. En outre, le second convertisseur de l’appareil d’alimentation divulgué dans la documentation de brevet 1 est un convertisseur bidirectionnel, et de sorte que, lorsqu’une anomalie survient dans la batterie haute-tension, le second convertisseur est commandé pour effectuer une conversion de 14 volts en 48 volts si la tension d’un bout à l’autre des bornes dans le premier appareil de stockage d’énergie est inférieure à une valeur spécifiée, et est commandé pour effectuer une conversion de 48 volts en 14 volts si la tension d’un bout à l’autre des bornes dans du second appareil de stockage d’énergie 22 est inférieure à une valeur spécifiée. En conséquence, dans l’appareil d’alimentation divulgué dans la documentation de brevet 1, lorsque l’état de charge de l’un ou l’autre parmi le premier appareil de stockage d’énergie ou le second appareil de stockage d’énergie diminue, l’appareil de stockage d’énergie dont l’état de charge a diminué peut être soutenu par l’appareil de stockage d’énergie dont l’état de charge n’a pas diminué. Art connexe Documentation de brevet Documentation de brevet 1 : publication de demande de brevet japonais n°2011-30362 Problème à résoudre par l’invention Afin d’obtenir la redondance telle que décrite ci-dessus, l’appareil d’alimentation divulgué dans la documentation de brevet 1 présente une configuration de système compliquée avec un dispositif de commande qui surveille la tension d’un bout à l’autre de la batte haute-tension 20, la tension d’un bout à l’autre des bornes du premier appareil de stockage d’énergie, et la tension d’un bout à l’autre des bornes du second appareil de stockage d’énergie, et commande le second convertisseur sur la base de ces tensions d’un bout à l’autre des bornes. En outre, dans l’appareil d’alimentation divulgué dans la documentation de brevet 1, le dispositif de commande commande la commutation de la direction de conversion du second convertisseur. Par conséquent, un retard dû à cette commande de commutation survient lors de la commutation de la direction de conversion du second convertisseur. En conséquence, un objet de la présente invention consiste à fournir un système de fourniture d’énergie dans lequel l’alimentation est rendue redondante avec une configuration de système simple. Moyens de résolution des problèmes Afin de résoudre les problèmes décrits ci-dessus, un système de fourniture d’énergie selon un mode de réalisation de la présente invention inclut un convertisseur d’énergie configuré pour convertir l’énergie électrique reçue en énergie électrique à courant continu d’une première tension et délivrer l’énergie électrique à courant continu de la première tension, une première ligne de fourniture d’énergie connectée entre le convertisseur d’énergie et une première charge, une seconde ligne de fourniture d’énergie connectée à une seconde charge, un transformateur connecté entre la première ligne de fourniture d’énergie et la seconde ligne de fourniture d’énergie et configuré pour maintenir constant un rapport d’une tension de la première ligne de fourniture d’énergie sur une tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie, et une batterie connectée à la seconde ligne de fourniture d’énergie. Effets avantageux de l’invention Selon la présente invention, un système de fourniture d’énergie dans lequel l’alimentation est rendue redondante avec une configuration de système simple peut être fourni. La est une figure illustrant un système de fourniture d’énergie 100 selon un mode de réalisation de la présente invention. La est une figure illustrant un système de fourniture d’énergie 100 selon un autre mode de réalisation de la présente invention. La est une figure illustrant un système de fourniture d’énergie 100 selon un mode de réalisation de la présente invention. Le système de fourniture d’énergie 100 inclut un convertisseur d’énergie 110, une première ligne de fourniture d’énergie 120, une seconde ligne de fourniture d’énergie 130, un transformateur 140 et une batterie 150. Le système de fourniture d’énergie 100 fournit l’énergie électrique fournie depuis la source de fourniture d’énergie 200 à la première charge 300 connectée à la première ligne de fourniture d’énergie 120 et à la seconde charge 400 connectée à la seconde ligne de fourniture d’énergie 130. La source de fourniture d’énergie 200 inclut, par exemple, une batterie qui stocke l’énergie électrique et un générateur qui génère de l’énergie électrique. Dans l’exemple illustré sur la , une première charge 300 est connectée à la première ligne de fourniture d’énergie 120, mais de multiples premières charges 300 peuvent être connectées à la première ligne de fourniture d’énergie 120. De plus, dans l’exemple illustré sur la , une seconde charge 400 est connectée à la seconde ligne de fourniture d’énergie 130, mais la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 peut être connectée à une pluralité de secondes charges 400. Le convertisseur d’énergie 110 est connecté entre la source de fourniture d’énergie 200 et la première ligne de fourniture d’énergie 120, reçoit l’entrée de l’énergie électrique fournie depuis la source de fourniture d’énergie 200, et convertit l’énergie électrique entrée en énergie électrique à courant continu de la première tension, et délivre l’énergie électrique à courant continu de la première tension à la première ligne de fourniture d’énergie 120. La première ligne de fourniture d’énergie 120 est connectée entre le convertisseur d’énergie 110 et la première charge 300 et fournit l’énergie électrique à courant continu délivrée depuis le convertisseur d’énergie 110 à la première charge 300. Par conséquent, selon le présent mode de réalisation, lorsque la source de fourniture d’énergie 200 et le convertisseur d’énergie 110 fonctionnent normalement, c’est-à-dire, lorsque le convertisseur d’énergie 110 délivre de l’énergie électrique à courant continu de la première tension, la tension de la première ligne de fourniture d’énergie 120 est maintenue à la première tension et la première charge 300 est alimentée en énergie électrique à courant continu de la première tension. Lorsqu’une anomalie survient dans la source de fourniture d’énergie 200 (par exemple, lorsque la tension de sortie de la source de fourniture d’énergie 200 tombe sous une valeur prédéterminée) et lorsqu’une anomalie survient dans le convertisseur d’énergie 110 (par exemple lorsque la tension de sortie du convertisseur d’énergie 110 devient inférieure ou égale à une valeur prédéterminée), le convertisseur d’énergie 110 arrête son fonctionnement. En d’autres mots, selon le présent mode de réalisation, lorsqu’une anomalie survient dans la source de fourniture d’énergie 200 ou le convertisseur d’énergie 110, l’énergie électrique à courant continu n’est pas délivrée du convertisseur d’énergie 110 à la première ligne de fourniture d’énergie 120. Lorsque l’énergie électrique fournie depuis la source de fourniture d’énergie 200 est de l’énergie électrique à courant continu, le convertisseur d’énergie 110 est un convertisseur CC-CC qui convertit l’énergie électrique à courant continu en énergie électrique à courant continu. Lorsque l’énergie électrique fournie depuis la source de fourniture d’énergie 200 est de l’énergie électrique à courant alternatif, le convertisseur d’énergie 110 est un convertisseur CA-CC qui convertit l’énergie électrique à courant alternatif en énergie électrique à courant continu. Dans l’exemple illustré sur la , la source de fourniture d’énergie 200 est une source de fourniture d’énergie qui fournit de l’énergie électrique à courant continu, et le convertisseur d’énergie 110 est un convertisseur CC-CC. La seconde ligne de fourniture d’énergie 130 est connectée à la seconde charge 400 et fournit l’énergie électrique à la seconde charge 400. Le transformateur 140 est connecté entre la première ligne de fourniture d’énergie 120 et la seconde ligne de fourniture d’énergie 130, transmet le courant continu entre la première ligne de fourniture d’énergie 120 et la seconde ligne de fourniture d’énergie 130, et maintient le rapport de la tension de la première ligne de fourniture d’énergie 120 sur la tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 à un rapport constant de a:b. Le transformateur 140 est ce qu’on appelle un transformateur CC-CC, par exemple, un transformateur à semi-conducteurs. Par conséquent, selon le présent mode de réalisation, si le transformateur 140 fonctionne normalement alors que le convertisseur d’énergie 110 délivre l’énergie électrique à courant continu de la première tension, une transmission de courant continu survient entre la première ligne de fourniture d’énergie 120 et la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 par le biais du transformateur 140, et la tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 est maintenue à la seconde tension qui fait (b/a) fois la première tension ((seconde tension)=(b/a)*(première tension)), de sorte que l’énergie électrique à courant continu de la seconde tension est fournie à la seconde charge 400. En d’autres mots, lorsque le convertisseur d’énergie 110 délivre l’énergie électrique à courant continu de la première tension et que le transformateur 140 fonctionne normalement, selon le présent mode de réalisation, la première charge 300 est alimentée en énergie électrique à courant continu de la première tension, et la seconde charge 400 est alimentée en énergie électrique à courant continu de la seconde tension. Par contre, lorsqu’une anomalie survient dans le transformateur 140, et que le transformateur 140 ne fonctionne pas, il n’y a pas de transmission d’énergie électrique à courant continu à travers le transformateur 140. Par conséquent, selon le présent mode de réalisation, la batterie 150 est connectée à la seconde ligne de fourniture d’énergie 130. Lorsque l’énergie électrique à courant continu de la première tension est délivrée depuis le convertisseur d’énergie 110, mais que le transformateur 140 ne fonctionne pas, selon le présent mode de réalisation, l’énergie électrique est fournie depuis le convertisseur d’énergie 110 à la première charge 300, et la batterie 150 fournit de l’énergie électrique à la seconde charge 400. En outre, selon le présent mode de réalisation, lorsque le convertisseur d’énergie 110 ne fonctionne pas à cause d’une raison telle qu’une apparition d’anomalie dans la source de fourniture d’énergie 200 ou le convertisseur d’énergie 110, c’est-à-dire, le convertisseur d’énergie 110 ne délivre pas l’énergie électrique à courant continu de la première tension, une transmission d’énergie électrique à courant continu de la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 à la première ligne de fourniture d’énergie 120 survient dans le transformateur 140, de sorte que le rapport de la tension de la première ligne de fourniture d’énergie 120 sur la tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 est maintenu au rapport constant de a:b. Par conséquent, lorsque le convertisseur d’énergie 110 ne délivre plus l’énergie électrique à courant continu de la première tension, selon le présent mode de réalisation, la batterie 150 fournit l’énergie électrique à la première charge 300 et à la seconde charge 400. Comme décrit ci-dessus, selon le présent mode de réalisation, l’énergie électrique peut être fournie à la première charge 300 et à la seconde charge 400 sans effectuer de commande du transformateur 140 en fonction de l’état de la source de fourniture d’énergie 200 et du convertisseur d’énergie 110 quel que soit l’état de la source de fourniture d’énergie 200 et du convertisseur d’énergie 110. Par conséquent, selon le présent mode de réalisation, il n’est pas nécessaire de fournir un dispositif de commande qui surveille l’état de la source de fourniture d’énergie 200 et du convertisseur d’énergie 110 et commande le transformateur 140 en fonction de l’état de la source de fourniture d’énergie 200 et du convertisseur d’énergie 110, et de l’énergie peut être fournie de façon redondante avec une configuration de système simple. Par conséquent, selon le présent mode de réalisation, un système de fourniture d’énergie dans lequel l’alimentation est rendue redondante peut être fourni avec une configuration simple. En outre, selon le présent mode de réalisation, comme décrit ci-dessus, le transformateur 140 commute la direction de transmission du courant continu entre la première ligne de fourniture d’énergie 120 et la seconde ligne de fourniture d’énergie 130, si bien que le rapport de la tension de la première ligne de fourniture d’énergie 120 sur la tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 est maintenu au rapport constant de a:b. Par conséquent, selon le présent mode de réalisation, aucun retard ne survient en raison d’une commande de commutation. En outre, selon le présent mode de réalisation, si une anomalie survient dans la batterie 150 et si la batterie 150 ne fournit plus d’énergie électrique tandis que le convertisseur d’énergie 110 délivre l’énergie électrique à courant continu de la première tension et que le transformateur 140 fonctionne normalement, une transmission de courant continu de la première ligne de fourniture d’énergie 120 à la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 survient dans le transformateur 140, de sorte que le rapport de la tension de la première ligne de fourniture d’énergie 120 sur la tension de la seconde de fourniture d’énergie 130 est maintenu au rapport constant de a:b. La première charge 300 peut être une charge qui, en plus de consommer de l’énergie électrique, fournit également de l’énergie électrique. La première charge 300 peut être, par exemple, un moteur électrique qui génère de l’énergie électrique régénérative. À cette occasion, la première charge 300 délivre l’énergie électrique régénérative générée à la première ligne de fourniture d’énergie 120. Lorsque la première charge 300 génère de l’énergie électrique, selon le présent mode de réalisation, une transmission d’énergie électrique de la première ligne de fourniture d’énergie 120 à la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 survient dans le transformateur 140, si bien que le rapport de la tension de la première ligne de fourniture d’énergie 120 sur la tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 est maintenu au rapport constant de a:b. À cette occasion, comme l’illustre la , le système de fourniture d’énergie 100 peut en outre posséder un condensateur 160 connecté à la première ligne de fourniture d’énergie 120. Dans ce cas, il est possible d’atténuer l’augmentation de la quantité d’énergie électrique transmise depuis la première ligne de fourniture d’énergie 120 à la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 en raison de l’énergie électrique délivrée depuis la première charge 300, et des fluctuations de tension dans la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 peuvent être atténuées. La présente invention a été décrite ci-dessus en référence aux modes de réalisation préférés de la présente invention. Bien que la présente invention ait été décrite en référence aux modes de réalisation particuliers, divers modifications et changements peuvent être apportés aux modes de réalisation sans s’éloigner de l’esprit et de la portée de l’invention tels que présentés dans les revendications. Description des symboles 100 système de fourniture d’énergie 110 convertisseur d’énergie 120 première ligne de fourniture d’énergie 130 seconde ligne de fourniture d’énergie 140 transformateur 150 batterie 160 condensateur 200 source de fourniture d’énergie 300 première charge 400 seconde charge Système de fourniture d’énergie (100) comprenant : un convertisseur d’énergie (110) configuré pour convertir de l’énergie électrique reçue en énergie électrique à courant continu d’une première tension et délivrer l’énergie électrique à courant continu de la première tension ; une première ligne de fourniture d’énergie (120) connectée entre le convertisseur d‘énergie et une première charge ; une seconde ligne de fourniture d’énergie (130) connectée à une seconde charge ; un transformateur (140) connecté entre la première ligne de fourniture d’énergie (120) et la seconde ligne de fourniture d’énergie (130) et configuré pour maintenir constant un rapport d’une tension de la première ligne de fourniture d’énergie (120) sur une tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie (130) ; et une batterie (150) connectée à la seconde ligne de fourniture d’énergie (130). Système de fourniture d’énergie (100) selon la revendication 1, dans lequel, lorsqu’une anomalie survient dans la source de fourniture d’énergie, le convertisseur d’énergie (110) arrête de fonctionner. Système de fourniture d’énergie (100) selon la revendication 2, dans lequel, lorsqu’une anomalie survient dans le convertisseur d’énergie (110), le convertisseur d’énergie (110) arrête de fonctionner. Système de fourniture d’énergie (100) selon la revendication 1, dans lequel la première charge est une charge qui consomme et fournit de l’énergie électrique. Système de fourniture d’énergie (100) selon la revendication 4, comprenant en outre un condensateur (160) connecté à la première ligne de fourniture d’énergie (120).