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    Système (100) et procédé (200) de gestion d'une quantité d'énergie prédéfinie stockée dans un dispositif de stockage d'énergie (110) à bord d'un véhicule (1) à propulsion autonome, destinée à alimenter un système de propulsion (2) et un ou plusieurs équipement(s) consommateur(s) (3) du véhicule (1). Un premier dispositif de contrôle (120) est installé à bord du véhicule (1) et fournit, à un deuxième dispositif de contrôle (140), des signaux représentatifs du niveau d'énergie actuellement disponible dans le dispositif de stockage (110) lorsque le véhicule (1) se déplace le long d'un trajet sur un réseau de transport. Un système de distribution d'énergie (130), placé à bord du véhicule, gère la distribution de l'énergie entre le système de propulsion (2) et les équipements consommateurs (3) selon des modes de distribution d'énergie prédéterminés, en passant d'un mode actuel de distribution d'énergie à un autre mode de distribution d'énergie quand le niveau d'énergie disponible atteint des seuils correspondants prédéfinis. Le deuxième dispositif de contrôle (140) est configuré pour modifier, en temps réel, les seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration de ces modes de distribution prédétermines, en fonction d'un ou plusieurs paramètre(s) ou information(s) relatif(s) à des conditions opérationnelles actuelles du ou véhicule (1), et/ou du réseau de transport et/ou des conditions environnementales.L'invention se réfère aussi à un véhicule de transport à propulsion autonome adapté pour interagir avec, ou comprenant, un tel système de gestion de l'énergie stockée et/ou à fonctionner conformément à un tel procédé de gestion de l'énergie stockée.
    公开号:EP3696026A1
    申请号:EP20157155.1
    申请日:2020-02-13
    公开日:2020-08-19
    发明作者:Matthieu RENIE；Mathieu Vienne；Sébastien MUSSET
    申请人:Alstom Transport Technologies SAS；
    IPC主号:B60L1-00
    专利说明:
    [0001] La présente invention concerne un procédé et un système de gestion de la fourniture d'énergie électrique à plusieurs équipements consommateurs d'énergie dans un véhicule de transport à partir d'un dispositif de stockage d'énergie embarqué à bord du véhicule.
    [0002] L'invention concerne, en outre, un véhicule de transport à propulsion autonome, c'est-à-dire autonome en énergie électrique, c'est-à-dire encore à alimentation en énergie électrique embarquée, et notamment un véhicule ferroviaire, tel qu'un tramway ou un train, adapté pour interagir avec, ou comprenant, un tel système de gestion, et/ou à fonctionner conformément à un tel procédé.
    [0003] Il est bien connu que, dans le domaine des systèmes de transport, les véhicules à propulsion autonome sont de plus en plus utilisés, soit dans les réseaux urbains où, par exemple, il existe des trams à propulsion électrique rechargeable, soit dans les réseaux extra-urbains, par exemple en utilisant des trains électriques modernes qui exploitent des sources d'alimentation alternatives, comme des systèmes de piles à combustible.
    [0004] Une des limites de ces véhicules à propulsion autonome, c'est-à-dire encore à alimentation en énergie électrique embarquée, réside dans la quantité totale d'énergie qui peut être embarquée à bord et qui doit être suffisante pour alimenter tous les équipements consommateurs d'énergie du véhicule pendant le trajet complet, ou au moins pendant une partie de celui-ci s'il est possible de recharger près de stations de chargement installées le long de l'itinéraire du véhicule.
    [0005] Ces équipements consommateurs comportent des systèmes strictement nécessaires, notamment le système de propulsion qui doit garantir la marche du véhicule, et des systèmes auxiliaires qui sont conçus notamment pour améliorer la qualité du service et le confort des passagers à bord et qui peuvent fonctionner de manière facultative, par exemple les systèmes de chauffage, de ventilation et/ou d'air conditionné, le système d'éclairage, et cetera.
    [0006] Il est évident que l'énergie disponible à bord du véhicule doit être gérée selon un compromis entre l'autonomie de marche recherchée et le confort de voyage.
    [0007] A cet effet, une de solutions qui peuvent être utilisées pour satisfaire ce compromis prévoit d'équiper les véhicules avec une quantité d'énergie supérieure à celle nécessaire, par exemple stockée dans des moyens de stockage supplémentaires.
    [0008] Cette solution n'est pas très efficace car elle ne peut pas toujours être implémentée. Elle est couteuse et, en outre, comporte une charge supplémentaire volumineuse et lourde pour les véhicules.
    [0009] Une autre solution communément utilisée prévoit d'appliquer un délestage progressif et presque automatique des systèmes auxiliaires à bord des véhicules.
    [0010] A cet effet, les systèmes de gestion de l'énergie à bord des véhicules pré-assignent une priorité aux équipements consommateurs, et durant le service, le cas échant, déconnectent un ou plusieurs des équipements consommateurs, en fonction de l'état de charge actuelle des moyens de stockage et, en particulier, quand cet état de charge dépasse vers le bas des seuils fixes prédéterminés.
    [0011] Toutefois, bien que facultatifs pour la marche des véhicules, ces équipements contribuent au bien être des passagers, de sorte que la logique de délestage automatique précitée est susceptible de réduire ce bien être, voire de causer un désagrément, même quand il n'est pas strictement nécessaire ou quand la meilleure séquence de délestage pourrait être différente de celle prédéterminé en considération des conditions opérationnelles réelles.
    [0012] Par conséquent, un but principal de la présente invention est de fournir une solution offrant des améliorations par rapport à l'état de l'art connu et, en particulier, d'avoir des véhicules à propulsion autonome où la gestion de l'énergie embarquée à bord permet d'éliminer, ou au moins de pallier substantiellement, les inconvénients cités ci-dessus.
    [0013] Dans ce cadre, un objet de la présente invention est de fournir une solution pour la gestion de l'énergie embarquée à bord d'un véhicule à propulsion autonome qui soit flexible et peut être implémentée de façon automatique ou manuelle, qui peut être installée complètement à bord d'un véhicule et/ou partiellement ou complètement débarqué, par exemple dans un centre de contrôle à distance.
    [0014] Un autre objet de la présente invention est de proposer une solution pour la gestion de l'énergie embarquée à bord d'un véhicule à propulsion autonome qui peut être utilisée pour gérer un seul véhicule, ou pour améliorer la gestion coordonnée de plusieurs véhicules qui se déplacent sur un réseau de transport en même temps.
    [0015] Un autre objet de la présente invention est de proposer une solution pour la gestion de l'énergie embarquée à bord d'un véhicule à propulsion autonome hautement fiable, relativement facile à réaliser et à des coûts compétitifs.
    [0016] Ce but, ces objets et d'autres qui deviendront apparents ci-après sont atteints par un système de gestion de l'énergie stockée à bord d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte au moins : un dispositif de stockage adapté pour stocker à bord du véhicule une quantité prédéfinie d'énergie destiné à alimenter électriquement un système de propulsion et un ou plusieurs équipement(s) consommateur(s) du véhicule; un premier dispositif de contrôle installé à bord du véhicule et un deuxième dispositif de contrôle, le premier dispositif de contrôle étant apte à fournir, au deuxième dispositif de contrôle, au moins un signal représentatif du niveau d'énergie actuellement disponible dans le dispositif de stockage lorsque le véhicule se déplace le long d'un trajet sur un réseau de transport; un système de distribution placé à bord du véhicule et apte à gérer la distribution de l'énergie stockée entre le système de propulsion et l'un ou plusieurs des équipement(s) consommateur(s) selon des modes de distribution d'énergie prédéterminés, le système de distribution d'énergie étant configuré pour passer d'un mode actuel de distribution d'énergie à un autre mode de distribution d'énergie, parmi les modes de distribution d'énergie prédéterminés, quand le niveau d'énergie actuellement disponible dans le dispositif de stockage atteint des seuils correspondants prédéfinis ; et en ce que le deuxième dispositif de contrôle configuré pour modifier, en temps réel, un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration de ces modes de distribution d'énergie prédéterminés, en fonction d'un ou plusieurs paramètre(s) ou information(s) relatif(s) à au moins une des conditions opérationnelles actuelles du véhicule, du réseau de transport, et/ou des conditions environnementales.
    [0017] Le but et les objets susmentionnés de la présente invention sont également atteints par un procédé de gestion de l'énergie stockée à bord d'un véhicule à propulsion autonome, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes :(a) : contrôler le niveau actuel d'énergie stockée lorsque le véhicule se déplace le long d'un trajet sur un réseau de transport; (b) : alimenter électriquement, avec l'énergie stockée disponible à bord, le système de propulsion et le ou les équipement(s) consommateur(s) du véhicule, l'énergie d'alimentation étant distribuée selon un mode actuel de distribution d'énergie sélectionné parmi une pluralité de modes de distribution d'énergie prédéterminés, le passage d'un mode de distribution d'énergie actuel à un autre mode de distribution d'énergie parmi les modes de distribution d'énergie prédéterminés ayant lieu quand le niveau d'énergie stockée actuellement disponible à bord du véhicule atteint des seuils correspondants prédéfinis ; (c) : modifier, en temps réel, un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration de ces modes de distribution d'énergie prédétermines, l'un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration étant modifié(es) en fonction d'un ou plusieurs paramètre(s) ou information(s) relatif(s) à au moins une des conditions opérationnelles actuelles du véhicule, du réseau de transport, et/ou des conditions environnementales.
    [0018] Enfin, le but et les objets susmentionnés de la présente invention sont également atteints par un véhicule de transport à propulsion autonome, notamment un véhicule ferroviaire, ce véhicule étant adapté pour interagir avec, ou comprenant, un système de gestion de l'énergie stockée à bord tel que mentionné ci-dessus, et/ou à fonctionner conformément à un procédé de gestion de l'énergie électrique stockée à bord également tel que mentionné ci-dessus.
    [0019] D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels : la Figure 1 est une représentation schématique d'un système de gestion de l'énergie stockée à bord d'un véhicule à propulsion autonome selon la présente invention ; la Figure 2 est un schéma blocs représentant schématiquement un procédé pour la gestion de l'énergie stockée à bord d'un véhicule à propulsion autonome selon la présente invention ; la Figure 3 est une vue représentant schématiquement des composants du deuxième dispositif de contrôle utilisé dans le système illustré sur la figure 1, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la Figure 4 illustre schématiquement un composant du deuxième dispositif de contrôle utilisé dans le système illustré sur la figure 1 et qui est en communication à distance avec un véhicule à propulsion autonome, selon un mode de réalisation de la présente invention.
    [0020] Il est à noter que dans la description détaillée qui suit, les composants identiques ou similaires, du point de vue structurel et/ou fonctionnel, portent les mêmes références numériques, qu'ils soient représentés ou non dans des modes de réalisation différents de la présente description.
    [0021] Il convient également de noter que, pour décrire de manière claire et concise la présente invention, les dessins ne sont pas nécessairement à l'échelle et que certaines caractéristiques peuvent être présentées sous une forme schématique.
    [0022] En outre, lorsque le terme "adapté" ou "agencé" ou "configuré" est utilisé ici en se référant à tout composant dans son ensemble, ou à toute partie d'un composant, ou à une combinaison de composants, il doit être compris que cela signifie et englobe la structure et/ou la configuration et/ou la forme et/ou le positionnement du composant ou de la partie que ce terme désigne.
    [0023] En particulier, par rapport à des moyens/modules électroniques et/ou logiciels, chacun des termes indiqués ci-dessus englobe les circuits électroniques, ainsi que des codes logiciels et/ou des algorithmes ou des programmes complets stockés ou en cours d'exécution.
    [0024] La figure 1 illustre schématiquement un système selon la présente invention, désigné par le numéro de référence 100, pour la gestion de l'énergie stockée à bord d'un véhicule à propulsion autonome, c'est-à-dire autonome en énergie électrique, c'est-à-dire encore à alimentation en énergie électrique embarquée.
    [0025] Un exemple de véhicule à propulsion autonome est illustré sur la figure 4 sous forme d'un tramway, et désigné par le numéro de référence 1.
    [0026] La définition de « véhicule à propulsion autonome » utilisée ici doit être interprétée dans le sens le plus large possible, c'est-à-dire comme incluant tout type de véhicule à propulsion autonome apte à interagir avec, ou comprenant, un système de gestion d'énergie, ou fonctionnant selon un procédé de gestion d'énergie tel que décrit ci-dessous.
    [0027] Cette définition peut donc être considérée comme couvrant les véhicules ferroviaires, par exemple les trams ou les trains, les voitures, les autobus, les vélos, qui ont une quantité limitée d'énergie embarquée à bord et qui doivent fonctionner de façon autonome sur le plan énergétique pendant leur voyage.
    [0028] Comme représenté schématiquement sur la figure 1, le système de gestion 100 comporte au moins un dispositif de stockage 110 adapté pour stocker à bord une quantité prédéfinie d'énergie destiné à alimenter électriquement un système de propulsion 2 et un ou plusieurs équipement(s) consommateur(s) 3 du véhicule 1.
    [0029] En fonction du type de véhicule 1, le système de propulsion 2 peut comprendre ou être constitué, par exemple, par un moteur électrique ou des dispositifs équivalents, de manière connue en soi ou facilement accessible à l'homme du métier.
    [0030] Les équipements consommateurs 3 peuvent comprendre par exemple des systèmes dits HVAC, notamment de chauffage, de ventilation et/ou d'air conditionné réservés aux passagers du véhicule, des systèmes d'éclairage, et cetera, et sont éligibles au délestage afin de réduire et/ou d'optimiser la quantité d'énergie électrique prélevée au niveau du dispositif de stockage 110.
    [0031] Le dispositif de stockage 110 peut, de manière connue en soi, comprendre, par exemple, une ou plusieurs batterie(s) rechargeable(s) qui sont placée(s) sur le toit du véhicule 1 comme illustré dans l'exemple de figure 4 ou une pile à combustible associée à une réserve de dihydrogène.
    [0032] Le système de gestion 100 comporte un premier dispositif de contrôle 120 qui est installé à bord du véhicule 1 et est configuré pour fournir, à un deuxième dispositif de contrôle 140 ou dispositif de contrôle-commande 140, et comme illustré sur la figure 1, au moins un signal représentatif du niveau d'énergie actuel disponible dans le dispositif de stockage 110, lorsque le véhicule 1 se déplace le long d'un trajet sur un réseau de transport, par exemple le long d'une voie ferrée 4 d'un réseau de tramway urbain, comme schématiquement illustré sur la figure 4.
    [0033] Par exemple, le premier dispositif de contrôle 120 peut comprendre un détecteur et/ou un circuit électronique et/ou un module logiciel de type connu en soi.
    [0034] Le système de gestion 100 comporte aussi : un système de distribution d'énergie 130, installé aussi à bord du véhicule 1 et apte à gérer la distribution de l'énergie stockée entre le système de propulsion 2 et l'un ou plusieurs des équipement(s) consommateur(s) 3 ; et le deuxième dispositif de contrôle140 ou dispositif de contrôle-commande 140 ci-dessus mentionné et dans la description suivante indiqué comme dispositif de contrôle-commande 140.
    [0035] Le dispositif de contrôle-commande 140 est par exemple connecté de manière opérationnelle au moins au système de distribution d'énergie 130 et au premier dispositif de contrôle 120 et comporte, par exemple, un système à base de processeurs, d'un type commercialement disponible, convenablement doté de circuits électroniques et programmé avec du code logiciel pour réaliser les fonctionnalités de contrôle-commande du véhicule associé 1 conçues dans le cadre de la présente invention.
    [0036] Le système de distribution de l'énergie 130 comporte plusieurs composants connus en soi.
    [0037] Par exemple, si le véhicule 1 est un véhicule ferroviaire, ces composants comportent un convertisseur statique qui produit, à partir de l'énergie contenue dans le dispositif de stockage 110, de l'électricité, par exemple triphasée à 50 Hz, destinée à alimenter un ou plusieurs des équipements consommateurs 3, des compresseurs ou plusieurs organes de chauffage et des unités de contrôle correspondantes, des batteries auxiliaires, des ventilateurs, et cetera.
    [0038] La distribution d'énergie électrique à bord du véhicule 1 est gérée sur la base de modes ou profils de distribution d'énergie ou de fonctionnement prédéterminés et, en particulier, le système de gestion 130 est configuré pour passer d'un mode actuel de distribution d'énergie à un autre mode de distribution d'énergie, parmi les modes de distribution d'énergie prédéterminés, quand le niveau d'énergie actuellement disponible dans le dispositif de stockage varie et dépasse des seuils correspondants prédéfinis.
    [0039] Par exemple, ces modes ou profils sont constitués par, ou comportent, des algorithmes basés chacun sur des valeurs des variables de configuration de ces modes de distribution prédétermines et qui sont en particulier liées aux seuils prédéfinis.
    [0040] Ces algorithmes peuvent être stockés par exemple dans une mémoire 144 faisant partie du dispositif de contrôle-commande 140 prévu dans le système de gestion 100 selon la présente invention.
    [0041] En particulier, le dispositif de contrôle-commande 140 est configuré pour modifier, en temps réel, un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration de ces modes de distribution d'énergie prédétermines qui sont par exemple liées aux seuils prédéfinis, en fonction d'un ou plusieurs paramètre(s) ou information (s) relatif(s) à au moins une des conditions opérationnelles actuelles du véhicule (V) et/ou du réseau de transport (R), et/ou des conditions environnementales (E).
    [0042] Selon un mode de réalisation du système 100, le dispositif de contrôle-commande 140 comporte un sélecteur 141, illustré sur la figure 3, qui est placé à bord du véhicule 1.
    [0043] Le sélecteur 141 est configuré pour être actionné manuellement par le conducteur du véhicule 1, par exemple sur la base des instructions reçus ou de son ressenti personnel, c'est-à-dire sur la base de sa perception des conditions environnementales, afin de modifier un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0044] Par exemple, quand le sélecteur 141 est actionné, le dispositif de contrôle-commande 140 émet un signal de pilotage au système de distribution d'énergie 130 apte à modifier un seuil prédéfini et passer d'un mode de fonctionnement actuel à un autre mode souhaité.
    [0045] Donc, comme illustré sur la figure 3, un conducteur peut, en tournant le sélecteur 141, passer directement d'un mode de distribution « A2 » à un mode de distribution « A1 ». Le mode de distribution « A2 » est un mode d'autonomie prioritaire, où l'énergie disponible, par rapport à un mode de fonctionnement standard, est réservée presque totalement au système de propulsion 2 et où plusieurs ou tous les équipements consommateurs 3 sont délestés. Le mode de distribution « A1 » est un mode d'autonomie préférée, où l'énergie disponible est principalement réservée au système de propulsion 2 et la consommation des équipements 3 est réduite en délestant un nombre plus limité de ces équipements ou en modifiant leur niveau de consommation, par exemple en réglant la température de référence dans le véhicule pour réduire la consommation du système de climatisation ou de chauffage.
    [0046] L'exemple sur la figure 3 indique aussi un mode de distribution « C1 », c'est à dire de confort préféré, où le délestage des équipements consommateurs 3, par rapport à un mode de fonctionnement standard, peut être retardé, et un mode de distribution « C2 », c'est à dire de confort privilégié où l'énergie distribuée aux équipements 3 est encore plus augmentée, par exemple pour améliorer la climatisation à bord du véhicule 1.
    [0047] Selon un mode possible de réalisation, le dispositif de contrôle-commande 140 comporte un dispositif de supervision à distance, représenté schématiquement sur la figure 4 avec le numéro de référence 142, qui est configuré pour élaborer et envoyer au véhicule 1 des instructions à exécuter pour modifier un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0048] En particulier, comme illustré sur la figure 3, le dispositif de contrôle-commande 140 comporte un écran 143 qui est installé à bord du véhicule 1 et est configuré pour afficher des instructions (I) envoyées par le dispositif de supervision à distance 142, par exemple des instructions textuelles à exécuter, pour modifier un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0049] Le sélecteur 141 et l'écran 143 peuvent faire partie d'une interface homme-machine placée à bord du véhicule 1 où le conducteur peut lire les instructions et tourner le sélecteur 141 pour sélectionner le profil de fonctionnement souhaité.
    [0050] En variante, le dispositif de supervision à distance 142 est configuré pour élaborer un code logiciel et le télécharger à bord du véhicule 1 en modifiant directement un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0051] Par exemple, ce code peut être téléchargé directement dans l'unité de mémoire 144 placée à bord du véhicule 1, où les algorithmes des modes ou profils de distribution énergétique prédéfinis sont stockés.
    [0052] Alternativement, ce code logiciel ou les instructions peuvent être élaborées par un module d'élaboration faisant partie du dispositif de contrôle-commande 140 et placé directement à bord du véhicule.
    [0053] Dans tous les cas, la modalité de passage d'un mode de distribution d'énergie à un autre mode, ou la modalité de distribution d'un mode de distribution d'énergie en exécution, peuvent être modifiée en temps réel et de façon dynamique en modifiant les seuils et/ou des variables de configuration, cette modification comportant une distribution d'énergie différente une fois que les instructions sont implémentées par le système de distribution 130.
    [0054] Selon un mode de réalisation possible, afin d'exécuter une stratégie de délestage bien calibrée et plus sophistiquée, le dispositif de contrôle-commande 140 du système de gestion 100 est configuré pour modifier, en temps réel, un ou plusieurs des seuils ou des variables de configuration en utilisant au moins un paramètre opérationnel ou une information sélectionné dans le groupe comprenant : un indice de confort thermique actuel à bord du véhicule 1, lequel indice est facteur de la température et de l'humidité. Donc, la stratégie de passage d'un mode de fonctionnement à un autre mode en délestant des équipements consommateurs 3 peut être liée au besoin de réduction de puissance consommée, mais aussi au risque de dégrader le confort des passagers ; un nombre de passagers actuellement embarqués et/ou prévus à embarquer à bord du véhicule 1, classé par exemple entre « faible », « moyenne », « haute » affluence. Ce nombre est significatif pour évaluer la masse totale du véhicule 1 à propulser et la quantité de passagers qui pourrait subir de l'inconfort. Un algorithme du dispositif contrôle-commande 140 peut évaluer la vitesse de la dégradation de l'indice de confort thermique et donc choisir ou non de repousser le moment du délestage de la climatisation ; des conditions actuelles et/ou prévues de la météo, qui peuvent être prise en considération sur la base du ressenti ou de l'observation directe du conducteur et/ou en considérant des signaux détectés par des capteurs. De cette façon la stratégie de délestage sera différente en cas de de canicule et en cas de conditions tempérées ou froides et l'impact du délestage ne se fera pas sentir de la même façon. Il faudra soit privilégier le confort, soit ne pas trop le dégrader; des conditions actuelles et/ou prévues du trafic sur le réseau. Dans ce cas, l'algorithme du dispositif de contrôle-commande 140 prend en considération le trafic routier, les heures de pointe quotidiennes, la présence d'accidents le long du trajet à parcourir, les risques d'arrêts imprévus notamment à l'approche des carrefours, des évènements exceptionnels comme la sortie d'un stade après un concert ou un match de football, des départs en vacances, et cetera. Donc, la priorité de distribution de l'énergie sera donnée par exemple au débit du système de transport en évitant tout risque de panne; la présence et l'état des systèmes de recharge le long du trajet à parcourir. Par exemple, l'algorithme du dispositif de contrôle-commande 140 peut prendre en considération la présence éventuelle de stations de recharge sur le trajet à parcourir et si elles sont défaillantes, instables ou non opérationnelle et, donc, s'il devra prendre éventuellement le maximum de précautions et privilégier l'autonomie du système de propulsion 2 ; le profil de mission du véhicule 1, sa position et sa vitesse actuelle et l'itinéraire restant à parcourir. Par exemple, l'algorithme du dispositif de contrôle-commande 140 peut prendre en considération la direction du véhicule et son positionnement précis qui sont nécessaires pour évaluer l'énergie requise pour franchir telle ou telle inter-station, pour prendre en compte certaines zones qui contiennent plus ou moins de carrefours routiers, certaines zones plus ensoleillées que d'autres, et cetera. De cette façon il est possible d'améliorer le calcul de la consommation d'énergie nécessaire pour le reste du trajet à parcourir et d'affiner la stratégie Autonomie / Confort en fonction du lieu, lorsque les enjeux sont différents ou lorsqu'il y a une panne sur le réseau ; l'état du dispositif de stockage d'énergie 110 et/ou du système de propulsion 2 et/ou d'un ou plusieurs équipement(s) consommateur(s) 3 du véhicule 1. Dans ce cas, l'algorithme du dispositif de contrôle-commande 140 peut prendre en considération la quantité d'énergie instantanée embarquée ; la capacité de charge dans les conditions réelles par rapport à la capacité de charge maximale dans les conditions idéale, c'est-à-dire avec des composants neufs, à la température idéale de 20°C, avec la tension de charge correcte, car des éléments de stockage d'énergie en défaut changeraient la stratégie de gestion énergétique; la traction réelle pour vérifier que la consommation réelle instantanée est cohérente avec la valeur estimée, car un coffre de traction défaillant influencerait aussi la stratégie de gestion énergétique ; la consommation moyenne et instantanée des équipements pour estimer la vitesse à laquelle les équipements 3 vont consommer l'énergie disponible.
    [0055] Ces paramètres ou information sont utilisé pour définir le niveau de « délestage » demandé aux équipements consommateurs 3, pour réduire la marge d'énergie résiduelle stockée quand la capacité le permet, pour recaler le modèle de consommation et améliorer l'algorithme par exemple via une méthode de Big Data, et cetera.
    [0056] Un procédé 200 pour la gestion de l'énergie stockée à bord d'un véhicule 1 comprenant un dispositif de stockage 110 adapté pour stocker à bord du véhicule 1 une quantité prédéfinie d'énergie destiné à alimenter électriquement un système de propulsion 2 et un ou plusieurs équipement(s) consommateur(s) 3 du véhicule 1, selon la présente invention, est décrit ci-après en référence à la figure 2.
    [0057] En particulier, le procédé 200 comporte au moins les étapes suivantes : 205 : contrôler le niveau actuel d'énergie stockée dans un dispositif de stockage 110, lorsque le véhicule 1 se déplace le long d'un trajet sur un réseau de transport 4; 210 : alimenter électriquement, avec l'énergie stockée disponible, un système de propulsion 2 et un ou plusieurs équipement(s) consommateur(s) 3 du véhicule 1, l'énergie d'alimentation étant distribuée selon un mode actuel de distribution d'énergie sélectionné parmi une pluralité des modes de distribution d'énergie prédéterminés, le passage d'un mode de distribution d'énergie actuel à un autre mode de distribution d'énergie parmi les modes de distribution d'énergie prédéterminés ayant lieu quand le niveau d'énergie stockée actuellement disponible à bord du véhicule 1 dépasse des seuils correspondants prédéfinis ; 215 : modifier, en temps réel, un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration de ces modes des distribution d'énergie prédétermines, qui sont en particulier liées à ces seuils prédéfinis, alors que l'un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration est/sont modifié(es) en fonction d'un ou plusieurs paramètre(s) ou information(s) relatif(s) à au moins une des conditions opérationnelles actuelles (V) du véhicule 1, du réseau de transport (R) et/ou des conditions environnementales (E).
    [0058] Selon un mode possible de réalisation, l'étape 215, où l'un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration sont modifiés, comporte le fait d'actionner manuellement le sélecteur 141, afin d'envoyer un signal de commande correspondant apte à modifier un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0059] Selon un mode possible de réalisation du procédé 200, l'étape 215 comporte le fait d'élaborer à distance et envoyer au véhicule 1 des instructions (I) à exécuter pour modifier un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0060] En particulier, l'étape 215 peut comporter le fait d'afficher sur l'écran 143 placé à bord du véhicule 1 des instructions à exécuter élaborées à distance, par exemple des instructions textuelles, pour modifier un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0061] En variante, l'étape 215 comporte le fait de télécharger à bord du véhicule 1, par exemple dans une mémoire 144 où les modes ou profils de distribution sont stockés, un code logiciel élaboré à distance afin de modifier directement l'un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0062] Il ressort clairement de la description qui précède que le système 100 et procédé de gestion 200, ainsi que le véhicule de transport 1 correspondant, permettent d'atteindre le but à la base de la présente invention et les objectifs visés, car la gestion de l'énergie embarquée à bord du véhicule est faite de façon dynamique et en temps réel en prenant en compte des paramètres de fonctionnement ou des informations reliées actuelles.
    [0063] Ces résultats sont obtenus selon une solution très flexible qui peut être appliquée lors de la construction de tout véhicule ferroviaire neuf ou lors de l'intervention sur des véhicules existants, avec des modifications simples permettant aux conducteurs, ainsi qu'à des superviseurs externes, de gérer l'énergie embarquée soit de manière simple, par exemple manuelle, soit de manière plus sophistiquée, par exemple automatique en rapport avec l'application spécifique.
    [0064] En outre, la distribution de l'énergie peut être gérée avec des composants installés complètement à bord d'un véhicule 1 et/ou avec des composants partiellement non-embarqués, par exemple placés dans un centre de contrôle à distance.
    [0065] En particulier, si désiré, la gestion de l'énergie à bord d'un véhicule peut être supervisée par un centre de contrôle à distance et peut être aussi coordonnée parmi plusieurs véhicules présents en même temps sur le réseau de transport 4, en tenant compte de tous les, ou au moins d'une partie des, paramètres ou informations indiqués ci-dessus pour le véhicule 1, ainsi que pour les autres véhicules.
    [0066] Le système 100, le procédé 200 et véhicule 1 ainsi conçus sont susceptibles de modifications et de variations. Par exemple, il est possible de stocker beaucoup plus de modes ou profils de distribution d'énergie prédéfinis dans la mémoire 144 et/ou la même mémoire peut être installée à bord du véhicule ou à distance en téléchargeant ces modes ou profils pendant le service du véhicule.
    [0067] Tous les détails peuvent en outre être remplacés par des éléments techniquement équivalents.
    权利要求:
    Claims (11)
    [0001] Système de gestion (100) de l'énergie stockée à bord d'un véhicule (1), caractérisé en ce qu'il comporte au moins :
    - un dispositif de stockage (110) adapté pour stocker à bord du véhicule (1) une quantité prédéfinie d'énergie destiné à alimenter électriquement un système de propulsion (2) et un ou plusieurs équipement(s) consommateur(s) (3) du véhicule (1);
    - un premier dispositif de contrôle (120) installé à bord du véhicule (1) et un deuxième dispositif de contrôle (140), le premier dispositif de contrôle (120) étant apte à fournir, au deuxième dispositif de contrôle (140), au moins un signal représentatif du niveau d'énergie actuellement disponible dans le dispositif de stockage (110) lorsque le véhicule (1) se déplace le long d'un trajet sur un réseau de transport (4);
    - un système de distribution (130) placé à bord du véhicule et apte à gérer la distribution de l'énergie stockée entre le système de propulsion (2) et l'un ou plusieurs des équipement(s) consommateur(s) (3) selon des modes de distribution d'énergie prédéterminés (A1, A2, C1, C2), le système de distribution (130) étant configuré pour passer d'un mode actuel de distribution d'énergie à un autre mode de distribution d'énergie, parmi les modes de distribution d'énergie prédéterminés, quand le niveau d'énergie actuellement disponible dans le dispositif de stockage (110) atteint des seuils correspondants prédéfinis ; et en ce que
    - le deuxième dispositif de contrôle (140) est configuré pour modifier, en temps réel, un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration de ces modes de distribution d'énergie prédéterminés, en fonction d'un ou plusieurs paramètre(s) ou information(s) (V, R, E) relatif(s) à au moins une des conditions opérationnelles actuelles du véhicule (1), du réseau de transport (4) et/ou des conditions environnementales.
    [0002] Système de gestion (100) selon la revendication 1, dans lequel le deuxième dispositif de contrôle (140) comporte un sélecteur (141) qui est placé à bord du véhicule et est configuré pour être actionné manuellement afin de modifier un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0003] Système de gestion (100) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le deuxième dispositif de contrôle (140) comporte un dispositif de supervision à distance (142) configuré pour élaborer et envoyer au véhicule (1) des instructions à exécuter pour modifier un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0004] Système de gestion (100) selon la revendication 3, dans lequel le deuxième dispositif de contrôle (140) comporte un écran (143) placé à bord du véhicule (1) et configuré pour afficher des instructions textuelles envoyées par le dispositif de supervision à distance (142) et à exécuter pour modifier un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0005] Système de gestion (100) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le dispositif de supervision à distance (142) est configuré pour élaborer un code logiciel et le télécharger à bord du véhicule (1) en modifiant directement un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0006] Système de gestion (100) selon une ou plusieurs des revendications précédentes, dans lequel le deuxième dispositif de contrôle (140) est configuré pour modifier, en temps réel, un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration sur la base d'au moins un paramètre opérationnel ou d'une information sélectionnée dans le groupe comprenant :
    - le nombre des passagers actuellement embarqués et/ou prévus à embarquer à bord du véhicule (1),
    - les conditions actuelles et/ou prévues de la météo,
    - les conditions actuelles et/ou prévues du trafic sur le réseau (4),
    - la présence et l'état de systèmes de recharge le long du trajet à parcourir,
    - la position et la vitesse actuelles du véhicule (1)
    - l'itinéraire restant à parcourir,
    - l'indice de confort thermique actuel à bord du véhicule (1),
    - l'état du dispositif de stockage (110) et/ou du système de propulsion (2) et/ou d'un ou plusieurs équipement(s) consommateur(s) (3) du véhicule (1).
    [0007] Procédé de gestion (200) de l'énergie stockée à bord d'un véhicule (1) comprenant un dispositif de stockage (110) adapté pour stocker à bord du véhicule (1) une quantité prédéfinie d'énergie destiné à alimenter électriquement un système de propulsion (2) et un ou plusieurs équipement(s) consommateur(s) (3) du véhicule (1), caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes :
    - (205) : contrôler le niveau actuel d'énergie stockée lorsque le véhicule se déplace le long d'un trajet sur un réseau de transport (4);
    - (210): alimenter électriquement, avec l'énergie stockée disponible à bord, le système de propulsion (2) et le ou les équipement(s) consommateur(s) (3) du véhicule (1), l'énergie d'alimentation étant distribuée selon un mode actuel de distribution d'énergie sélectionné parmi une pluralité de modes de distribution d'énergie prédéterminés, le passage d'un mode de distribution d'énergie actuel à un autre mode de distribution d'énergie parmi les modes de distribution d'énergie prédéterminés ayant lieu quand le niveau d'énergie stockée actuellement disponible à bord du véhicule atteint des seuils correspondants prédéfinis ;
    - (215) : modifier, en temps réel, un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration de ces modes des distribution d'énergie prédétermines, l'un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration étant modifié(es) en fonction d'un ou plusieurs paramètre(s) ou information(s) (V, R, E) relatif(s) à au moins une des conditions opérationnelles actuelles du véhicule (1), du réseau de transport (4) et/ou des conditions environnementales.
    [0008] Procédé de gestion (200) selon la revendication 7, dans lequel l'étape (215) de modification comporte le fait d'actionner manuellement un sélecteur afin d'envoyer un signal de commande correspondant apte à modifier un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0009] Procédé de gestion (200) selon l'un des revendications 7 ou 8, dans lequel l'étape (215) de modification comporte le fait d'élaborer à distance et d'envoyer au véhicule (1) des instructions à exécuter pour modifier un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0010] Procédé de gestion (200) selon la revendication 9, dans lequel l'étape (215) de modification comporte le fait d'afficher sur un écran (143) placé à bord du véhicule (1) des instructions textuelles élaborées à distance et à exécuter pour modifier un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration, ou de télécharger à bord du véhicule (1) un code logiciel élaboré à distance afin de modifier directement un ou plusieurs des seuils prédéfinis et/ou des variables de configuration.
    [0011] Véhicule (1) de transport, notamment véhicule ferroviaire, le véhicule (1) étant adapté pour interagir avec, ou comprenant, un système de gestion (100) de l'énergie stockée à bord selon l'une des revendications 1 à 6.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    FR3092794A1|2020-08-21|
    FR3092794B1|2021-02-26|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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