FR2921770A1

FR2921770A1 - Dispositif de suralimentation en puissance, monte en serie sur un reseau de bord electrique, pour un organe de forte puissance d'un vehicule

Info

Publication number: FR2921770A1
Application number: FR0757997A
Authority: FR
Inventors: Stephane Carubelli
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2007-10-02
Filing date: 2007-10-02
Publication date: 2009-04-03
Anticipated expiration: 2027-10-02
Also published as: FR2921770B1

Abstract

Un dispositif D est dédié à la suralimentation en puissance électrique d'au moins un organe de puissance (OP) pouvant consommer une forte puissance électrique et connecté à un réseau de bord électrique (RB) d'un véhicule. Ce dispositif (D) est monté en série sur le réseau de bord (RB) et comporte un module de stockage d'énergie électrique rechargeable (MR) pouvant être connecté audit réseau de bord (RB) et des moyens de commutation d'état (K1-K4) chargés de le faire passer d'un premier état dans lequel l'organe de puissance (OP) est alimenté électriquement directement par le réseau de bord (RB) afin de fonctionner selon une puissance nominale, vers un deuxième état dans lequel l'organe de puissance (OP) est alimenté électriquement par le module rechargeable (MR) et le réseau de bord (RB) afin de fonctionner selon une puissance supérieure à la puissance nominale, ou un troisième état dans lequel le module rechargeable (MR) est monté en série sur le réseau de bord (RB) en amont de l'organe de puissance (OP) afin de se recharger au moyen du courant qui est consommé par l'organe de puissance (OP) et fourni par le réseau de bord (RB), l'organe de puissance (OP) fonctionnant alors avec une puissance inférieure à la puissance nominale.

Description

DISPOSITIF DE SURALIMENTATION EN PUISSANCE, MONTÉ EN SÉRIE SUR UN RÉSEAU DE BORD ÉLECTRIQUE, POUR UN ORGANE DE FORTE PUISSANCE D'UN VÉHICULE L'invention concerne les dispositifs destinés à suralimenter en puissance au moins un organe de véhicule pouvant consommer temporairement une forte puissance électrique. Certains véhicules, comme par exemple des véhicules automobiles, comportent au moins un organe qui consomme la plupart du temps une puissance électrique nominale qui peut lui être fournie par le réseau de bord électrique du véhicule, et qui peut avoir temporairement besoin d'une forte puissance électrique supérieure à sa puissance électrique nominale. Ce peut être notamment le cas de certains organes qui sont impliqués dans ce que l'homme de l'art appelle la liaison au sol et/ou la stabilité du véhicule, comme par exemple la direction, les suspensions ou les freins. C'est en particulier le cas, par exemple, des organes dits X-by-wire qui remplacent les traditionnelles liaisons mécaniques ou hydrauliques entre les commandes fournies par le conducteur au moyen des pédales et du volant du véhicule et les mécanismes de direction et de freinage. A titre d'exemple illustratif, une direction assistée électrique peut, par exemple en cas de butée au braquage, avoir besoin d'une puissance électrique qui est quasiment égale à la limite de ce que peut fournir le réseau de bord électrique. Ce dernier devant alimenter en parallèle d'autres organes, l'organe de puissance ne peut donc offrir qu'une prestation dégradée. Pour remédier à cet inconvénient, il a été proposé de monter en parallèle de l'organe de puissance et en amont de celui-ci un dispositif de suralimentation en puissance. Un tel dispositif de suralimentation est notamment décrit dans le document brevet FR 2853154. Ce type de dispositif comprend un module de stockage d'énergie électrique rechargeable pouvant être connecté au réseau de bord et des moyens de commutation d'état. Le dispositif n'est utilisé que lorsque l'organe de puissance doit fonctionner. Une fois qu'il a été activé ses moyens de commutation d'état sont chargés de le placer dans un état qui permet d'alimenter électriquement l'organe de puissance avec le module rechargeable et le réseau de bord pour qu'il puisse fonctionner selon une forte puissance nominale. Lorsque l'organe de puissance n'a plus besoin de fonctionner, ses moyens de commutation d'état sont chargés de le faire passer dans un état dans lequel son module rechargeable est monté en parallèle sur le réseau de bord afin de se recharger en vue d'une future suralimentation. Un premier inconvénient de ce type de dispositif réside dans le fait que l'organe de puissance ne peut fonctionner que s'il est suralimenté en puissance du fait qu'il n'est alimenté que lorsque le dispositif est activé. Un deuxième inconvénient de ce type de dispositif réside dans le fait que l'organe de puissance ne peut plus fonctionner, même dans un mode dégradé , lorsque le module rechargeable est déchargé. Un troisième inconvénient de ce type de dispositif réside dans le fait que le rendement de la phase de recharge du module rechargeable est médiocre du fait qu'elle nécessite de dissiper thermiquement une importante quantité d'énergie via l'organe de puissance pour réguler le courant de charge. Cela résulte du fait que pendant cette phase de recharge le module rechargeable est monté en parallèle sur le réseau de bord et donc connecté à la masse. L'invention a donc pour but d'améliorer la situation. Elle propose à cet effet un dispositif, dédié à la suralimentation en puissance électrique d'au moins un organe à forte consommation de puissance électrique ( dit organe de puissance) connecté à un réseau de bord électrique d'un véhicule, et comportant un module de stockage d'énergie électrique rechargeable pouvant être connecté au réseau de bord et des moyens de commutation d'état. Ce dispositif se caractérise par le fait qu'il est monté en série sur le réseau de bord entre une source d'énergie et l'organe de puissance (et donc en amont de ce dernier), et que ses moyens de commutation d'état sont chargés de faire passer le dispositif d'un premier état dans lequel l'organe de puissance est alimenté électriquement directement par le réseau de bord afin de fonctionner selon une puissance nominale, vers un deuxième état dans lequel l'organe de puissance est alimenté électriquement par le module rechargeable et le réseau de bord afin de fonctionner selon une puissance supérieure à sa puissance nominale, ou un troisième état dans lequel le module est monté en série sur le réseau de bord en amont de l'organe de puissance afin de se recharger au moyen du courant qui est consommé par l'organe de puissance et fourni par le réseau de bord, l'organe de puissance fonctionnant alors avec une puissance inférieure à sa puissance nominale. Le dispositif selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - dans un premier mode de réalisation, ses moyens de commutation d'état peuvent comprendre : • un premier élément de commutation à deux états de commande, ouvert et fermé, et comportant une première borne connectée à une première borne du réseau de bord, située du côté de la source d'énergie, et une seconde borne connectée à une première borne du module rechargeable, • un deuxième élément de commutation à deux états de commande, ouvert et fermé, et comportant une première borne connectée à la première borne du module rechargeable et une seconde borne connectée à une seconde borne du réseau de bord, située du côté de l'organe de puissance, • un troisième élément de commutation à deux états de commande, ouvert et fermé, et comportant une première borne connectée à la première borne du réseau de bord et une seconde borne connectée à une seconde borne du module rechargeable, et • un quatrième élément de commutation à deux états de commande, ouvert et fermé, et comportant une première borne connectée à la seconde borne du module rechargeable et une seconde borne connectée à la seconde borne du réseau de bord ; - dans le premier état les premier et deuxième éléments de commutation peuvent être placés dans leur état de commande fermé, tandis que les troisième et quatrième éléments de commutation peuvent être placés dans leur état de commande ouvert ; - en variante, dans le premier état les troisième et quatrième éléments de commutation peuvent être placés dans leur état de commande fermé, tandis que les premier et deuxième éléments de commutation peuvent être placés dans leur état de commande ouvert ; - dans le deuxième état les deuxième et troisième éléments de commutation peuvent être placés dans leur état de commande fermé, tandis que les premier et quatrième éléments de commutation peuvent être placés dans leur état de commande ouvert ; - dans le troisième état les premier et quatrième éléments de 1 o commutation peuvent être placés dans leur état de commande fermé, tandis que les deuxième et troisième éléments de commutation peuvent être placés dans leur état de commande ouvert ; - dans un second mode de réalisation, ses moyens de commutation d'état peuvent comprendre : 15 • une diode comportant une anode connectée à une première borne du réseau de bord, située du côté de la source d'énergie, et une cathode connectée à une première borne du module rechargeable, • un premier élément de commutation présentant un état nominal ouvert et un état de commande fermé, et comportant une première borne 20 connectée à la première borne du module rechargeable et une seconde borne connectée à une seconde borne du réseau de bord, située du côté de l'organe de puissance, • un deuxième élément de commutation présentant un état nominal fermé et un état de commande ouvert, et comportant une première borne 25 connectée à la première borne du réseau de bord et une seconde borne connectée à une seconde borne du module rechargeable, • un troisième élément de commutation présentant un état nominal fermé et un état de commande ouvert (par exemple couplé à l'état de commande du deuxième élément de commutation), et comportant une 30 première borne connectée à la seconde borne du module rechargeable et une seconde borne connectée à la seconde borne du réseau de bord ; - dans le premier état les premier, deuxième et troisième éléments de commutation peuvent être placés dans leur état nominal ; - dans le deuxième état les premier et troisième éléments de commutation peuvent être placés dans leur état de commande, tandis que le deuxième élément peut être placé dans son état nominal ; - dans le troisième état le deuxième élément peut être placé dans son état de commande, tandis que les premier et troisième éléments de commutation peuvent être placés dans leur état nominal ; - il peut comprendre des moyens de contrôle chargés de surveiller la valeur de la tension aux bornes de l'organe de puissance et d'autoriser le passage 1 o dans le troisième état lorsque cette valeur est supérieure à un seuil choisi. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement une partie d'un réseau de bord pourvu 15 d'un dispositif de suralimentation selon l'invention, - la figure 2 illustre un schéma électrique simplifié d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif de suralimentation selon l'invention, et - la figure 3 illustre un schéma électrique simplifié d'un second exemple de réalisation d'un dispositif de suralimentation selon l'invention. 20 Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. L'invention propose d'équiper d'un dispositif de suralimentation en puissance un réseau de bord électrique de véhicule auquel est connecté au moins un organe de puissance. 25 Dans ce qui suit on considère, à titre d'exemple illustratif et non limitatif, que le véhicule est un véhicule automobile, comme par exemple une voiture, un car (ou bus), ou un camion. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant un réseau de bord électrique auquel est connecté au moins un organe qui est dit 30 de puissance du fait qu'il a besoin temporairement d'une forte puissance pour fonctionner efficacement. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple illustratif et non limitatif, que l'organe de puissance est une direction assistée électrique. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type d'organe de puissance. Elle concerne en effet tout type d'organe de puissance ayant besoin de temps en temps d'une forte puissance pour fonctionner efficacement. Ainsi, l'invention concerne en particulier tous les organes qui sont impliqués dans la liaison au sol et/ou la stabilité du véhicule, comme par exemple la direction, les suspensions ou les freins. On a schématiquement illustré sur la figure 1 une partie d'un réseau de bord électrique RB. Ce dernier comprend généralement : - un générateur de tension et de courant AL, comme par exemple un alternateur, - un module principal de stockage d'énergie électrique BA, comme par exemple une batterie, - des organes électriques OS et OP, et - des faisceaux électriques assurant les liaisons entre les éléments précités. Ces organes électriques OS et OP peuvent être classés en deux catégories : ceux qui peuvent fonctionner en toute circonstance avec la seule énergie électrique fournie par l'alternateur AL et/ou la batterie BA et sans que cela ne nuise au fonctionnement d'autres organes, et ceux qui de temps en temps ont besoin d'une puissance électrique qui est à la limite de ce qui est fourni par l'alternateur AL et/ou la batterie BA et qui sans une suralimentation spécifique nuisent au fonctionnement d'autres organes. Les organes OS de la première catégorie sont par exemple les phares (ou projecteurs) et les feux du système d'éclairage, les écrans du tableau de bord ou les constituants de la climatisation. Les organes OP de la seconde catégorie sont les organes de puissance présentés ci-avant. A titre d'exemple, dans certaines phases de fonctionnement, comme par exemple en butée au braquage, une direction assistée électrique consomme une puissance qui atteint les limites de ce que peut fournir le réseau de bord EB, ce qui peut entraîner une dégradation de sa prestation en raison d'une tension très faible à ses bornes (typiquement inférieure à 11 volts). Comme cela est illustré sur la figure 1, l'invention propose d'implanter en série sur le réseau de bord RB, en amont d'un organe de puissance OP, un dispositif de suralimentation D. Un tel dispositif de suralimentation D comprend un module de stockage d'énergie électrique rechargeable (MR) et des moyens de commutation d'état (K1-K4 ; Dl, K'1-K'3) qui vont être décrits ci-après en référence aux figures 2 et 3. Sur les figures 1 à 3, U1 et 11 désignent respectivement la tension et le courant à l'entrée du dispositif D, U2 et 12 désignent respectivement la tension et le courant à la sortie du dispositif D, et Us et Is désignent respectivement la 1 o tension et le courant aux bornes du module de stockage d'énergie électrique rechargeable MR. Le module (de stockage d'énergie électrique) rechargeable MR est ce que l'homme de l'art appelle parfois un supercondensateur . II est constitué d'un ou plusieurs éléments de stockage (de préférence rapide) montés en série 15 et/ou en parallèle. Le nombre et la capacité de stockage des éléments de stockage du module rechargeable MR dépendent de la tension de suralimentation qui est nécessaire à l'organe de puissance OP. A titre d'exemple, on peut utiliser cinq éléments de stockage de 2,7 volts montés en série, ce qui permet d'obtenir une tension maximale Us de 13,5 volts aux 20 bornes du module rechargeable MR. Les moyens de commutation d'état (K1-K4 ; Dl, K'1-K'3) sont chargés de faire passer le dispositif D d'un état à un autre parmi au moins trois états en fonction de commandes reçues d'un module de commande MCE qui fait éventuellement partie du dispositif D. 25 Lorsque le dispositif D est placé dans un premier état, l'organe de puissance OP est alimenté électriquement de façon directe par le réseau de bord RB (et non par le module rechargeable MR). Par conséquent, l'organe de puissance OP ne peut fonctionner que selon une puissance nominale fournie par le seul réseau de bord RB. Dans ce premier état, la puissance à l'entrée du 30 dispositif D (U1xl1) est égale à la puissance à la sortie du dispositif D (U2x12), soit U1xl1 = U2x12. Lorsque le dispositif D est placé dans un deuxième état, l'organe de puissance OP est alimenté électriquement à la fois par le module rechargeable MR et par le réseau de bord RB. Ce deuxième état est requis chaque fois que l'organe de puissance OP a besoin d'une (très) forte puissance pour pouvoir assurer sa prestation. Dans ce deuxième état, la tension U2 à la sortie du dispositif D est égale à la somme de la tension U1 à l'entrée du dispositif D et de la tension Us aux bornes du module rechargeable MR, soit U2 = U1 + Us. La puissance disponible pour l'organe de puissance OP étant augmentée, ce dernier peut donc momentanément fonctionner selon une puissance qui est supérieure à sa puissance nominale. Lorsque le dispositif D est placé dans un troisième état, le module rechargeable MR est monté en série sur le réseau de bord RB (en amont de l'organe de puissance OP. Le module rechargeable MR peut alors se recharger au moyen du courant qui est consommé par l'organe de puissance OP et qui est fourni par le réseau de bord RB. Ce troisième état est requis chaque fois que l'organe de puissance OP a consommé une forte puissance grâce à la suralimentation offerte par le module rechargeable MR et donc que ce dernier s'est déchargé. L'organe de puissance OP continuant à être alimenté par une partie du courant d'entrée 11 fourni par le réseau de bord RB, il peut encore fonctionner mais avec une puissance qui est inférieure à sa puissance nominale. Dans ce troisième état, la tension U2 à la sortie du dispositif D est égale à la différence entre la tension U1 à l'entrée du dispositif D et la tension Us aux bornes du module rechargeable MR, soit U2 = U1 - Us. Afin de ne pas trop dégrader la prestation de l'organe de puissance OP, le module de contrôle MCT peut être chargé de surveiller la valeur de la tension aux bornes de cet organe de puissance OP afin de n'autoriser le passage du dispositif D dans son troisième état que lorsque cette valeur est supérieure à un seuil choisi. Cela permet d'éviter que la phase de recharge n'entraîne une chute de tension trop importante aux bornes de l'organe de puissance OP. On notera que ce module de contrôle MCT peut, comme illustré, faire partie du module de commande MCE qui est chargé de fournir les commandes de commutation d'état aux moyens de commutation d'état. Dans une variante, il pourrait n'être que couplé au module de commande MCE. On notera également que les moyens de commutation d'état peuvent être également agencés de manière à placer leur dispositif D dans un quatrième état dans lequel ils interdisent toute alimentation de l'organe de puissance OP, de manière à le désactiver. On se réfère maintenant plus particulièrement à la figure 2 pour décrire un premier exemple de réalisation d'un dispositif de suralimentation D selon l'invention. Dans ce premier exemple de réalisation les moyens de commutation d'état comprennent quatre éléments de commutation K1 à K4 présentant chacun deux états dits de commande MCE, l'un étant un état ouvert (interdisant le passage du courant) et l'autre étant un état fermé (autorisant le passage du courant). Ces deux états sont ici dits de commande car ils sont tous les deux commandables par le module de commande en fonction d'instructions qui sont généralement fournies par l'ordinateur de bord du véhicule. En d'autres termes, ces éléments de commutation K1 à K4 ne présentent pas un état nominal dans lequel ils sont placés en l'absence de commande. Le premier élément de commutation K1 comporte une première borne qui est connectée à une première borne du réseau de bord RB, située du côté de la source d'énergie AL, BA et donc qui reçoit le courant d'entrée 11, et une seconde borne qui est connectée à une première borne du module rechargeable MR. Lorsque le premier élément de commutation K1 est dans sont état ouvert, sa première borne n'est pas couplée électriquement à sa seconde borne. Lorsque le premier élément de commutation K1 est dans sont état fermé, sa première borne est couplée électriquement à sa seconde borne.

Le deuxième élément de commutation K2 comporte une première borne qui est connectée à la première borne du module MR (et donc à la seconde borne du premier élément de commutation K1), et une seconde borne qui est connectée à une seconde borne du réseau de bord RB, située du côté de l'organe de puissance OP et donc délivrant le courant de sortie 12. Lorsque le deuxième élément de commutation K2 est dans sont état ouvert, sa première borne n'est pas couplée électriquement à sa seconde borne. Lorsque le deuxième élément de commutation K2 est dans sont état fermé, sa première borne est couplée électriquement à sa seconde borne.

Le troisième élément de commutation K3 comporte une première borne qui est connectée à la première borne du réseau de bord RB (et donc à la première borne du premier élément de commutation K1), et une seconde borne connectée à une seconde borne du module rechargeable MR. Lorsque le troisième élément de commutation K3 est dans sont état ouvert, sa première borne n'est pas couplée électriquement à sa seconde borne. Lorsque le troisième élément de commutation K3 est dans sont état fermé, sa première borne est couplée électriquement à sa seconde borne. Le quatrième élément de commutation K4 comporte une première borne qui est connectée à la seconde borne du module rechargeable MR (et donc à la seconde borne du troisième élément de commutation K3), et une seconde borne qui est connectée à la seconde borne du réseau de bord RB (et donc à la seconde borne du deuxième élément de commutation K2). Lorsque le module de commande MCE place les premier K1 et deuxième K2 éléments de commutation dans leur état de commande fermé, et les troisième K3 et quatrième K4 éléments de commutation dans leur état de commande ouvert, le dispositif D se retrouve placé dans son premier état. L'organe de puissance OP fonctionne alors selon sa puissance nominale (fournie par le seul réseau de bord RB).

Dans une variante équivalente, le module de commande MCE peut placer les premier K1 et deuxième K2 éléments de commutation dans leur état de commande ouvert, et les troisième K3 et quatrième K4 éléments de commutation dans leur état de commande fermé, afin de placer le dispositif D dans son premier état.

Lorsque le module de commande MCE place les deuxième K2 et troisième K3 éléments de commutation dans leur état de commande fermé et les premier K1 et quatrième K4 éléments de commutation dans leur état de commande ouvert, le dispositif D se retrouve placé dans son deuxième état (de suralimentation). L'organe de puissance OP étant alimenté par le réseau de bord RB et le module rechargeable MR, il fonctionne alors selon une puissance qui est supérieure à sa puissance nominale. Lorsque le module de commande MCE place les premier K1 et quatrième K4 éléments de commutation dans leur état de commande fermé et les deuxième K2 et troisième K3 éléments de commutation dans leur état de commande ouvert, le dispositif D se retrouve placé dans son troisième état (de recharge). Le module rechargeable MR peut alors se recharger au moyen du courant qui est consommé par l'organe de puissance OP.

On notera que dans cet exemple de réalisation les moyens de commutation d'état K1 à K4 permettent le placement du dispositif D dans son quatrième état (qui entraîne une désactivation de l'organe de puissance OP). Pour ce faire, le module de commande doit placer les premier K1, deuxième K2, troisième K3 et quatrième K4 éléments de commutation dans leur état de 1 o commande ouvert. C'est ce quatrième état qui est illustré sur la figure 2. Les quatre éléments de commutation K1 à K4 peuvent être de tout type connu de l'homme de l'art dès lors qu'ils présentent deux états de commande ouvert et fermé et supportent de fortes puissances. Ainsi, il peut s'agir de relais électromécaniques ou statiques ou de transistors, par exemple 15 à effet de champ (tels que des MOSFETs ( Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors )). On se réfère maintenant plus particulièrement à la figure 3 pour décrire un second exemple de réalisation d'un dispositif de suralimentation D selon l'invention. C'est ce quatrième état qui est illustré sur la figure 2. 20 Comme illustré sur la figure 3, dans ce second exemple de réalisation le dispositif D peut également comprendre un module de contrôle MCT du type de celui présenté ci-avant en référence à la figure 2, afin de ne pas trop dégrader la prestation de l'organe de puissance OP lors de la phase de recharge. 25 Dans ce second exemple de réalisation les moyens de commutation d'état comprennent une diode Dl et trois éléments de commutation K'l à K'3. La diode Dl comporte une anode qui est connectée à la première borne du réseau de bord RB qui reçoit le courant d'entrée 11, et une cathode qui est connectée à la première borne du module rechargeable MR. 30 Le premier élément de commutation K'l présente un état nominal ouvert et un état de commande fermé. En l'absence de commande issue du module de commande MCE, il est donc dans son état nominal ouvert qui interdit le passage du courant. II comporte une première borne qui est connectée à la première borne du module rechargeable MR (et donc à la cathode de la diode Dl), et une seconde borne qui est connectée à la seconde borne du réseau de bord RB qui délivre le courant de sortie 12. Le deuxième élément de commutation K'2 présente un état nominal fermé et un état de commande ouvert. En l'absence de commande issue du module de commande MCE, il est donc dans son état nominal fermé qui autorise le passage du courant. II comporte une première borne qui est connectée à la première borne du réseau de bord RB (et donc à l'anode de la diode Dl), et une seconde borne qui est connectée à la seconde borne du module rechargeable MR. Le troisième élément de commutation K'3 présente un état nominal fermé et un état de commande ouvert. En l'absence de commande issue du module de commande MCE, il est donc dans son état nominal fermé qui autorise le passage du courant. II comporte une première borne qui est connectée à la seconde borne du module rechargeable MR (et donc à la seconde borne du deuxième élément de commutation K'2), et une seconde borne qui est connectée à la seconde borne du réseau de bord RB (et donc à la seconde borne du premier élément de commutation K'1). Afin de limiter le nombre de commande que le module de commande MCE doit adresser aux éléments de commutation K'l à K'3, il est avantageux que les états de commande des premier K'l et troisième K'3 éléments de commutation soient couplés l'un à l'autre de façon antagoniste, l'un étant ouvert lorsque l'autre est fermé, et réciproquement. Ainsi, une seule commande permet de commander les états de commande des premier K'l et troisième K'3 éléments, et donc le module de commande MCE a au plus deux commandes à générer pour commander l'ensemble des moyens de commutation d'état. Grâce à un tel agencement, en l'absence de commande issue du module de commande MCE, le dispositif D est placé dans son premier état (illustré sur la figure 3). Le courant d'entrée 11 du réseau de bord RB traverse le dispositif D via les deuxième K'2 et troisième K'3 éléments de commutation, et donc l'organe de puissance OP fonctionne selon sa puissance nominale (fournie par le seul réseau de bord RB).

Lorsque le module de commande MCE place les premier K'l et troisième K'3 éléments de commutation dans leur état de commande (respectivement fermé et ouvert), et que le deuxième élément K'2 est dans son état nominal (fermé), le dispositif D se retrouve placé dans son deuxième état (de suralimentation). En effet, la fermeture du premier élément de commutation K'l provoque le blocage de la diode Dl en raison de la présence de la tension Us aux bornes du module rechargeable MR, si bien que le courant d'entrée 11 est contraint de passer par le deuxième élément de commutation K'2 (également fermé) puis par le module rechargeable MR. Les tensions U1 et Us s'additionnent donc, et le courant Is qui ressort du dispositif D via le premier élément de commutation K'l est donc le courant 11. L'organe de puissance OP est donc bien alimenté par le réseau de bord RB et le module rechargeable MR, si bien qu'il peut fonctionner selon une puissance qui est supérieure à sa puissance nominale.

Lorsque le module de commande MCE place le deuxième élément de commutation K'2 dans son état de commande (ouvert), et que les premier K'l et troisième K'3 éléments de commutation sont dans leur état nominal (respectivement ouvert et fermé), le dispositif D se retrouve placé dans son troisième état (de recharge). En effet, l'ouverture des deuxième K'2 et premier K'l éléments de commutation contraint le courant à circuler dans la diode Dl, puis à rejoindre le module rechargeable MR (permettant ainsi de le recharger). Le reste du courant qui sort du module rechargeable MR est contraint de sortir du dispositif D via le troisième élément de commutation K'3 qui est fermé, et peut alors être utilisé par l'organe de puissance OP.

Les trois éléments de commutation K'l à K'3 peuvent être de tout type connu de l'homme de l'art dès lors qu'ils présentent un état nominal (ouvert ou fermé) dans lequel ils sont placés en l'absence de commande et un état de commande (fermé ou ouvert) et supportent de fortes puissances. Ainsi, il peut s'agir de relais électromécaniques ou statiques ou de transistors, par exemple à effet de champ (tels que des MOSFETs ( Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors )). L'invention offre un dispositif de suralimentation particulièrement simple et dont la phase de recharge est beaucoup moins pénalisante que dans un dispositif de l'art antérieur pour le réseau de bord RB d'un point de vue énergétique, du fait que dans cette phase il n'est pas mis à la masse et donc permet une quasi-suppression des pertes d'énergie par dissipation thermique et par conséquent permet d'éviter d'avoir à utiliser un refroidisseur et des faisceaux électriques de grosse section tout en offrant un rendement fortement amélioré. De plus, l'invention permet à l'organe de puissance OP d'être activé et donc de fonctionner sans être obligatoirement suralimenté. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de dispositif de suralimentation décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe 1 o toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif (D) de suralimentation en puissance électrique pour au moins un organe de puissance (OP) pouvant consommer une forte puissance électrique et connecté à un réseau de bord électrique (RB) d'un véhicule, ledit dispositif (D) comportant un module de stockage d'énergie électrique rechargeable (MR) pouvant être connecté audit réseau de bord (RB) et des moyens de commutation d'état (K1-K4 ; Dl, K'1-K'3), caractérisé en ce qu'il est monté en série sur ledit réseau de bord (RB) entre une source d'énergie (AL, BA) et ledit organe de puissance (OP), et en ce que lesdits moyens de commutation d'état (K1-K4 ; Dl, K'1-K'3) sont agencés pour faire passer ledit dispositif (D) d'un premier état dans lequel ledit organe de puissance (OP) est alimenté électriquement directement par ledit réseau de bord (RB) de manière à fonctionner selon une puissance nominale, vers un deuxième état dans lequel l'organe de puissance est alimenté électriquement par ledit module rechargeable (MR) et ledit réseau de bord (RB) de manière à fonctionner selon une puissance supérieure à ladite puissance nominale, ou un troisième état dans lequel ledit module rechargeable (MR) est monté en série sur ledit réseau de bord (RB) entre ladite source d'énergie (AL, BA) et ledit organe de puissance (OP) de manière à se recharger au moyen du courant consommé par ledit organe de puissance (OP) et fourni par ledit réseau de bord (RB), ledit organe de puissance (OP) fonctionnant alors avec une puissance inférieure à ladite puissance nominale.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de commutation d'état (K1-K4) comprennent : - un premier élément de commutation (K1) à deux états de commande, ouvert et fermé, et comportant une première borne connectée à une première borne dudit réseau de bord (RB), située du côté de la source d'énergie (AL, BA), et une seconde borne connectée à une première borne dudit module rechargeable (MR), - un deuxième élément de commutation (K2) à deux états de commande, ouvert et fermé, et comportant une première borne connectée à ladite première borne du module rechargeable (MR) et une seconde borne connectée à une seconde borne dudit réseau de bord (RB), située du côté de l'organe de puissance (OP), - un troisième élément de commutation (K3) à deux états de commande, ouvert et fermé, et comportant une première borne connectée à ladite première borne du réseau de bord (RB) et une seconde borne connectée à une seconde borne dudit module rechargeable (MR), - un quatrième élément de commutation (K4) à deux états de commande, ouvert et fermé, et comportant une première borne connectée à ladite seconde borne du module rechargeable (MR) et une seconde borne connectée à ladite seconde borne dudit réseau de bord (RB).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans ledit premier état lesdits premier (K1) et deuxième (K2) éléments de commutation sont dans leur état de commande fermé, tandis que lesdits troisième (K3) et quatrième (K4) éléments de commutation sont dans leur état de commande ouvert.

4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans ledit premier état lesdits troisième (K3) et quatrième (K4) éléments de commutation sont dans leur état de commande fermé, tandis que lesdits premier (K1) et deuxième (K2) éléments de commutation sont dans leur état de commande ouvert.

5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que dans ledit deuxième état lesdits deuxième (K2) et troisième (K3) éléments de commutation sont dans leur état de commande fermé, tandis que lesdits premier (K1) et quatrième (K4) éléments de commutation sont dans leur état de commande ouvert.

6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que dans ledit troisième état lesdits premier (K1) et quatrième (K4) éléments de commutation sont dans leur état de commande fermé, tandis que lesdits deuxième (K2) et troisième (K3) éléments de commutation sont dans leur état de commande ouvert.

7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de commutation d'état (Dl, K'1-K'3) comprennent :- une diode (Dl) comportant une anode connectée à une première borne dudit réseau de bord (RB), située du côté de la source d'énergie (AL, BA), et une cathode connectée à une première borne dudit module rechargeable (MR), - un premier élément de commutation (K'1) présentant un état nominal ouvert et un état de commande fermé, et comportant une première borne connectée à ladite première borne du module rechargeable (MR) et une seconde borne connectée à une seconde borne dudit réseau de bord (RB), située du côté de l'organe de puissance (OP), - un deuxième élément de commutation (K'2) présentant un état nominal 1 o fermé et un état de commande ouvert, et comportant une première borne connectée à ladite première borne du réseau de bord (RB) et une seconde borne connectée à une seconde borne dudit module rechargeable (MR), - un troisième élément de commutation (K'3) présentant un état nominal fermé et un état de commande ouvert, et comportant une première borne 15 connectée à ladite seconde borne du module rechargeable (MR) et une seconde borne connectée à ladite seconde borne dudit réseau de bord (RB).

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que dans ledit premier état lesdits premier (K'1), deuxième (K'2) et troisième (K'3) éléments 20 de commutation sont dans leur état nominal.

9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que dans ledit deuxième état lesdits premier (K'1) et troisième (K'3) éléments de commutation sont dans leur état de commande, tandis que ledit deuxième élément (K'2) est dans son état nominal. 25

10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que dans ledit troisième état ledit deuxième élément (K'2) est dans son état de commande, tandis que lesdits premier (K'1) et troisième (K'3) éléments de commutation sont dans leur état nominal.

11. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que 30 ledit troisième élément de commutation (K'3) présente un état de commande ouvert qui est couplé à l'état de commande dudit deuxième élément de commutation (K'2).

12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en cequ'il comprend des moyens de contrôle (MCT) agencés pour surveiller la valeur de la tension aux bornes dudit organe de puissance (OP) et pour autoriser le passage dans ledit troisième état lorsque ladite valeur est supérieure à un seuil choisi.