FR3109751A1 - Freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant pour un véhicule électrique - Google Patents

Freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant pour un véhicule électrique Download PDF

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Abstract

Freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant pour un véhicule électrique La présente invention concerne essentiellement un procédé de freinage électrique pour un véhicule, électrique possédant un module moteur (1), un contrôleur (2), un module de commande (3), un module source d’énergie (4), le module moteur (1) a au moins un moteur (11) et un détecteur de vitesse nulle (12) dudit moteur (11), le module de commande (3) a au moins un accélérateur (31), un détecteur de freinage nul (32), un frein (33) et un détecteur de freinage d’urgence (34), le module source d’énergie (4) a au moins une source d’énergie (41) et un détecteur de source d’énergie pleine (44), caractérisé en ce qu’il y a un module injection de courant (5) et d’un module régénération (6), le freinage est réalisé à l’aide du ou des moteurs électriques (11), le freinage est un système électrique qui utilise le freinage régénératif (6) couplé à un freinage par injection de courant (5). Cette solution permet un freinage efficace et sécurisé, supprimant l’influence des conditions atmosphérique au niveau du contact mécanique des anciens freins mécaniques comme l’eau, la boue… mais aussi diminue le poids du véhicule tout en simplifiant la maintenance et en réduisant le prix de fabrication au niveau de pièce et de la main d’œuvre ; sans oublier de supprimer les bruits du freinage mécanique.

Description

Freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant pour un véhicule électrique
La présente invention concerne la gestion d’un procédé de freinage pour un véhicule électrique, dans lequel l’action sur la commande de frein va commander la gestion du type de freinage à utiliser entre le freinage par récupération d'énergie et le freinage par injection de courant en fonction du niveau de charge de la source d’énergie utilisée et le niveau de freinage demandé.
Les véhicules .électrique sont de plus en plus nombreux. Aujourd’hui leur plus grand souci concerne l’autonomie. Les innovations sont sur différents axes : augmentation de l’énergie volumique et unité de poids, efficacité des moteurs, masse du véhicule et récupération de l’énergie au freinage. Concernant cette dernière sont optimisation permet de freiner la voiture en utilisant uniquement la régénération, tout en rechargeant la source d’énergie et réservant le freinage mécanique pour le freinage d’urgence ; voir même un système de conduite des véhicules électriques à une seule pédale pour une utilisation optimale, par exemple la E-PEDAL de la Nissan LEAF. Il y a quand même une deuxième pédale pour actionner le freinage mécanique en cas d’urgence. Il en est de même pour les autres types de véhicules comme le vélo ; le scooteur, la trottinette… avec deux systèmes de freinage, dont un toujours mécanique. Le freinage par régénération diminue avec la diminution de la vitesse du moteur, d’où la nécessité d’un deuxième freinage qui est mécanique sur les véhicules existants.
La présente invention a par conséquent pour objet de créer, pour un véhicule électrique, la gestion d’un procédé de freinage sans contact et donc sans une deuxième solution de freinage mécanique. Seul un blocage ou un freinage de rotation pour le parking et en cas de coupure de courant sera utilisé. L’action sur la commande de frein va commander la gestion du type de freinage à utiliser et choisissant entre les différents types de freinage très bien connu et maitrisé des moteurs électrique, le freinage par récupération d'énergie et le freinage par injection de courant (contre-courant ou injection de courant continue). Cette gestion de freinage se fait en fonction du niveau de charge de la source d’énergie utilisée pour le moteur et le niveau de freinage demandé. Cette solution permet un freinage efficace et sécurisé, supprimant l’influence des conditions atmosphérique au niveau du contact mécanique des anciens freins mécaniques comme l’eau, la boue… mais aussi diminue le poids du véhicule tout en simplifiant la maintenance et en réduisant le prix de fabrication au niveau de pièce et de la main d’œuvre ; sans oublier de supprimer les bruits du freinage mécanique.
Sont concernés tout type de véhicule électrique, notamment ceux de la classification européennes des véhicules à deux, trois roues et des quadricycles : en particulier 2L1e-L7e, L1e, L1e-A, L1e-B, L2e, L2e-P, L2e-U, L3e, L4e, L5e L6e, L6e-A, L6e-B, L7e, L7e-B, L7e-C.

Pour atteindre son but, l’invention propose aux véhicules électriques propulsés par un ou plusieurs moteurs électriques d’utiliser uniquement des freinages électriques. L’invention combine un freinage par régénération et un freinage par injection de courant. Combiner le freinage par injection avec le freinage régénératif est plus sécuritaire. En effet, le freinage par injection assure la fonction de freinage là où le freinage régénératif s'épuise, le freinage par régénération diminue avec la diminution de la vitesse du moteur. Le principal facteur limitant du freinage par injection est la quantité de chaleur induite par le freinage qu'un moteur et son électronique associée peuvent dissiper sans subir de dommages thermiques. Cela limite l'amplitude et la durée pendant laquelle le courant de freinage peut être appliqué. Pour éviter la surchauffe, et la consommation d’énergie inutile, un capteur de vitesse nulle coupe le courant dès qu'il est clair que le rotor a cessé de tourner et l’invention réservera se freinage pour deux cas rares, le freinage d’urgence (lorsque la vitesse est trop faible pour avoir un bon freinage régénératif) et lorsque la source d’énergie est pleine (on pourra utiliser la source d’énergie pour refroidir le dispositif de freinage et ne pas dépasser la limite). Ce dispositif de freinage à double système qui tire parti des forces de plusieurs technologies pour un véritable freinage électronique hautes performances présentant peu de risques de surchauffe.

La gestion du freinage utilise au maximum la régénération sauf si on freine brusquement ou atteint une zone spécifique ou si la source d’énergie est pleine, cela déclenche le freinage d’urgence. Il n’y a pas de frein mécanique pour freiner le véhicule en mode normal cela exclu le mode parking ou coupure de courant.
Le système est complété en fonction du besoin par un blocage de parking ou un frein de parking ou frein mécanique un frein à coupure de courant ou une réduction d’engrenages suffisante pour immobiliser et maintenir le véhicule pour le parking ou à l’arrêt lorsque la vitesse est nulle, notamment pour les pentes. On peut aussi remplacer l’injection de courant par le freinage par régénération et un dissipateur thermique de l’énergie générée pour gérer lorsque la batterie est pleine.

L’invention prend en compte aussi les niveaux de la source d’énergie : source vide, Niv. B (niveau bas), Niv. H (niveau haut) et source pleine. Suivant la détection des actions spécifiques seront initiées.
Détection source d’énergie vide : on garde une réserve pour déclencher l’arrêt complet du véhicule
Détection Niv. B : on déclenche la réduction de consommation d’énergie avec notamment la limitation de la vitesse.
Détection Niv. H : on utilisera le freinage par injection de courant.
Détection source d’énergie pleine : on utilisera le freinage par injection de courant et la consommation d’énergie.

Réduction de la consommation d’énergie : limitation de la vitesse, et arrêt de toutes utilisations d’énergie électrique qui ne sont pas obligatoires pour le fonctionnement minimum du véhicule comme les lumières décoratives, la radio, la charge équipements internes ou externes…

Consommation d’énergie : refroidissement du système de dissipation d’énergie lors du freinage, ventilateur, chauffage, lumières décoratives, compression air comprimé, vide, clignotants, phares, feux, avertisseur sonore…

Refroidissement du système de dissipation d’énergie lors du freinage : il est géré en fonction de la température du système de dissipation d’énergie et automatique en freinage d’urgence

Détection du freinage d’urgence : en fonction de la vitesse de rotation, c’est à dire lorsque le freinage par régénération n’est plus assez puissant, ou un détecteur fin de course, ou un calcule au niveau de manette de freinage si on demande un freinage brusque.

Module Régénération : lorsque le moteur tourne très vite le freinage par régénération peut être très puissant, il sera moduler en fonction du besoin de freinage, de la limite de courant admissible par la source d’énergie pour sa recharge, mais aussi de la éviter le dérapage du véhicule (pour un véhicule à roue) si le freinage est trop puissant.

Module Injection de Courant : Il existe différents type de freinage par injection de courant que ce soit en inversant des phases ou en envoyant un courant continue dans une phase pour un moteur triphasé ou bien en inversant le sens du courant pour un moteur à courant monophasé. Dans tous les cas pour éviter de freiner trop fort et/ou de détériorer les composants, il faut limiter ce courant dans le stator ou le rotor à l’aide de résistances qui dégagent beaucoup de chaleur. En injectant plus ou moins de courant, on va réguler le freinage en fonction de la demande et aussi éviter le dérapage du véhicule (pour un véhicule à roue) si le freinage est trop puissant.

Module d’immobilisation : blocage de parking ou un frein de parking ou un frein par manque de courant ou une réduction d’engrenages suffisante pour maintenir le véhicule à l’arrêt lorsque la vitesse est nulle.

Avantageusement, l’invention permet de supprimant l’influence des conditions atmosphérique au niveau du contact mécanique comme l’eau, la boue… et donc augmente la sécurité.

L’autre grand avantage de l’invention est de diminuer le poids du véhicule tout en réduisant le prix de fabrication au niveau de pièce et de la main d’œuvre.

Un autre bénéfice de l’invention est la simplification de la maintenance, ainsi on pourra faire durer certaines pièce plus longtemps et aussi recycler plus facilement ; ce qui diminue l’impact écologique du véhicule tout en abaissant les coûts.

L’invention permet aussi de supprimer les bruits de freinage mécanique, ce qui augmente le confort de conduite.

Les détails de divers modes de réalisation de la présente invention, à la fois quant à leurs structure et fonctionnement, peut être extrait en partie par l'étude des dessins, dans lesquels les mêmes numéros de référence désignent des pièces identiques, et dans lesquels :
La est un organigramme d'un mode de freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant.
La est un organigramme d'un mode de freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant et possédant un module d’immobilisation.
La est un organigramme d'un mode de freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant, avec une gestion spécifique lorsque la source d’énergie a un niveau d’énergie bas ou bien est vide.
La est un organigramme d'un mode de freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant, possédant un module d’immobilisation et avec une gestion spécifique lorsque la source d’énergie a un niveau d’énergie bas ou bien est vide.
La est un organigramme d'un mode de freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant, avec une gestion spécifique lorsque la source d’énergie a un niveau haut ou est pleine.
La est un organigramme d'un mode de freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant, possédant un module d’immobilisation et avec une gestion spécifique lorsque la source d’énergie a un niveau haut ou est pleine.
La est un organigramme d'un mode de freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant et une gestion de la réserve d’énergie à quatre niveaux : vide, bas, haut, pleine.
La est un organigramme d'un mode de freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant, possédant un module d’immobilisation et une gestion de la réserve d’énergie à quatre niveaux : vide, bas, haut, pleine.
La est un schéma de principe d'un mode de réalisation d’un système électrique pour un freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant.
La est un schéma de principe d'un mode de réalisation d’un système électrique pour un freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant et possédant un module d’immobilisation.
La est un schéma de principe d'un mode de réalisation d’un système électrique pour un freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant, avec une gestion spécifique lorsque la source d’énergie a un niveau d’énergie bas ou bien est vide.
La est un schéma de principe d'un mode de réalisation d’un système électrique pour un freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant, possédant un module d’immobilisation et avec une gestion spécifique lorsque la source d’énergie a un niveau d’énergie bas ou bien est vide.
La est un schéma de principe d'un mode de réalisation d’un système électrique pour un freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant, avec une gestion spécifique lorsque la source d’énergie a un niveau haut ou est pleine.
La est un schéma de principe d'un mode de réalisation d’un système électrique pour un freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant, possédant un module d’immobilisation et avec une gestion spécifique lorsque la source d’énergie a un niveau haut ou est pleine.
La est un schéma de principe d'un mode de réalisation d’un système électrique pour un freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant et une gestion de la réserve d’énergie à quatre niveaux : vide, bas, haut, pleine.
La est un schéma de principe d'un mode de réalisation d’un système électrique pour un freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant, possédant un module d’immobilisation et une gestion de la réserve d’énergie à quatre niveaux : vide, bas, haut, pleine.
Description détaillée
Les systèmes décrits ci-dessous sont des modes de freinage qui utilisent l’invention pour un véhicule électrique avec au moins un moteur dont le freinage sera réalisé à l’aide du ou des moteurs électriques, le freinage est un système électrique qui utilise un freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant et sans freinage mécanique. Il existe différents type de freinage par injection de courant que ce soit en inversant des phases ou en envoyant un courant continue dans une phase pour un moteur triphasé ou bien en inversant le sens du courant pour un moteur à courant monophasé. Dans tous les cas pour éviter de freiner trop fort et/ou de détériorer les composants, il faut limiter ce courant dans le stator ou le rotor à l’aide de résistance qui dégage beaucoup de chaleur. Certains modes d’utilisation de l’invention montreront comment limiter l’utilisation du freinage par injection de courant. Il n’y a pas de frein mécanique pour freiner le véhicule en mode normal cela exclu le mode parking ou coupure de courant. Ce freinage peut-être combiné à un frein à coupure de courant pour la sécurité lors d’une coupure de courant et pour immobiliser le véhicule pour le parking ou à l’arrêt lorsque la vitesse est nulle, notamment pour les pentes ; ou combiné à un frein mécanique pour immobiliser le véhicule à l’arrêt et en cas de coupure de courant. Un autre mode de freinage qui utilise l’invention est de remplacer l’injection de courant par le freinage par régénération et un dissipateur thermique de l’énergie générée ce qui permet de freiner plus fort.

Les figures 1 et 9, respectivement organigramme et schéma de principe, d'un mode de réalisation d'un système électrique pour un freinage régénératif (6) couplé à un freinage par injection de courant (5), expliquent le fonctionnement de l’invention. L’invention est composée d’un module moteur (1), d’un contrôleur (2), d’un module de commande (3), d’un module source d’énergie (4), d’un module injection de courant (5) et d’un module régénération (6). Le module moteur (1) a au moins un moteur (11) et un détecteur de vitesse nulle (12) dudit moteur (11), le module de commande (3) a au moins un accélérateur (31) qui donne le niveau d’accélération souhaité, un détecteur de freinage nul (32) qui peut être la composante de frein à zéro et accélération à zéro ou un détecteur à part entière, un frein (33) qui donne le niveau de freinage souhaité et un détecteur de freinage d’urgence (34) qui peut être calculer sur la vitesse d’augmentation de la demande de freinage ou bien un capteur fin de course, le module source d’énergie (4) a au moins une source d’énergie (41) qui permet le stockage de l’énergie et son utilisation pour tous les composants du véhicule et un détecteur de source d’énergie pleine (44).

La explique les différentes étapes après la décision de freiner faite par l’utilisateur du véhicule, qui est représentée par le début de freinage. La première action est la détection du niveau de freinage (33), puis de vérifier si la source d’énergie est pleine (44). Si elle est pleine (44) il faudra avoir recourt au freinage par injection de courant (5) pour freiner, le freinage par régénération (6) étant impossible lorsque la source d’énergie est plein (44). Si elle n’est pas pleine (44), on vérifiera si c’est un freinage d’urgence (34), si oui, on utilisera le freinage par injection de courant (5), sinon on utilisera le freinage par régénération (6). Dans tous les cas, suivra une vérification si la vitesse du moteur est nulle (12), si elle est nulle on mettra fin au freinage sinon on regardera si le niveau de freinage est nul (32) si oui on mettra aussi fin au freinage, sinon on retournera au niveau de la détection du niveau de freinage (33) pour recommencer les différentes étapes de l’organigramme.

La explique le fonctionnement de l’invention à travers un schéma de principe. Le contrôleur (2) est connecté à tous les autres modules (1)(3)(4)(5)(6), pour recevoir les informations des détecteurs et envoyer des instructions pour agir sur les différents éléments. Le module de commande (1) envoie au contrôleur (2) le niveau d’accélération souhaité via l’accélérateur (31), le niveau de freinage souhaité via le frein (33), si le freinage est nul via le détecteur de freinage nul (32) et s’il est demandé un freinage d’urgence via le détecteur de freinage d’urgence (34). Le module du moteur (1) envoie au contrôleur (2) la vitesse du moteur à travers le détecteur de vitesse nulle (12) et le contrôleur (2) envoie les instructions de commande au moteur (11). Le module source d’énergie (4) envoie au contrôleur (2) si la source d’énergie est pleine via le détecteur source d’énergie pleine (44). Le module injection de courant (5) communique avec le contrôleur (2) pour savoir quand être activé et le niveau de freinage (courant) souhaité, et avoir un retour sur la gestion (courant, tension, température) de l’injection, notamment la température de dissipation. Le module de régénération (6) communique avec le contrôleur (2) pour savoir quand être activé, connaître le niveau de freinage (courant )souhaité, recharger la source d’énergie (41) et avoir un retour sur la gestion (courant, tension, température) de la régénération.

Les figures 2 et 10, respectivement organigramme et schéma de principe d'un mode de réalisation d'un système électrique pour un freinage régénératif (6) couplé à un freinage par injection de courant (5), et un module d’immobilisation (7). Donc en plus de la description précédente dans ce mode de réalisation le module d’immobilisation (7) immobilise le véhicule lorsque la vitesse du véhicule est nulle (12) suit à un freinage.

La par rapport à la rajoute une étape. Lors du test de vitesse nulle (12), si celle-ci est nulle, le module d’immobilisation (7) est activé, puis on met fin au freinage.
La par rapport à la rajoute le module d’immobilisation (7), celui-ci est connecté au contrôleur (2) qui lui envoie les instructions, au moteur (11) pour bloquer la rotation libre de ledit moteur (11) et à la source d’énergie (41) pour son alimentation en courant.

Les figures 3 et 11, respectivement organigramme et schéma de principe d'un mode de réalisation d'un système électrique pour un freinage régénératif (6) couplé à un freinage par injection de courant (5) et une gestion lorsque la réserve d’énergie (41) est presque vide. En plus de la description des figures 1 et 9 dans ce mode de réalisation le module source d’énergie (4) possède une détection source d’énergie vide (42) et une détection source d’énergie >Niv. B (43), elle détecte lorsque le niveau est bas dans la source d’énergie et ainsi déclenche le module de réduction consommation d’énergie (21) pour augmenter l’autonomie. Et aussi lorsque le détecteur (42) indique que la source d’énergie (41) est vide, le véhicule est freiné jusqu’à la détection de vitesse nulle (12).

La par rapport à la rajoute des étapes. Après la détection de niveau de freinage (33) on test si la source d’énergie est >Niv. B si oui, on repart sur le test source d’énergie pleine (44) sinon on déclenche le module de réduction consommation d’énergie (21) puis on regarde si la source d’énergie et vide (42), si oui on retourne au freinage par régénération (6), sinon on déclenche une boucle de freinage régénération (6) qui s’arrête que si la vitesse est nulle (12), ce qui met fin au freinage.
La par rapport à la à un module source d’énergie plus complet, il y a en plus un détecteur source d’énergie vide (42) et un détecteur source d’énergie >Niv. B (43), les deux détecteurs sont connectés au contrôleur (2) pour envoyer les informations et à la source d’énergie (41) pour détecter le niveau correspondant. Il y a en plus le module réduction consommation d’énergie (21) qui est connecté au contrôleur (2), qui consomme l’énergie lorsque la source d’énergie (41) est pleine.

Les figures 4 et 12, respectivement organigramme et schéma de principe d'un mode de réalisation d'un système électrique pour un freinage régénératif (6) couplé à un freinage par injection de courant (5), une gestion lorsque la réserve d’énergie (41) est presque vide et un module d’immobilisation (7). Donc en plus de la description précédente pour les figures 3 et 11 dans ce mode de réalisation le module d’immobilisation (7) immobilise le véhicule lorsque la vitesse du véhicule est nulle (12) suit à un freinage.

La par rapport à la rajoute une étape. Lors du test de vitesse nulle (12), si celle-ci est nulle, le module d’immobilisation (7) est activé, puis on met fin au freinage.
La par rapport à la rajoute le module d’immobilisation (7), celui-ci est connecté au contrôleur (2) qui lui envoie les instructions, au moteur (11) pour bloquer la rotation libre de ledit moteur (11) et à la source d’énergie (41) pour son alimentation en courant.

Les figures 5 et 13, respectivement organigramme et schéma de principe d'un mode de réalisation d'un système électrique pour un freinage régénératif (6) couplé à un freinage par injection de courant (5) et une gestion lorsque la réserve d’énergie (41) est presque pleine. En plus de la description des figures 1 et 9 dans ce mode de réalisation le module source d’énergie (4) possède une détection source d’énergie >Niv. H (45), elle détecte lorsque le niveau est haut dans la source d’énergie et ainsi utilise le freinage par injection de courant (5). Et aussi lorsque le détecteur (44) indique que la source d’énergie (41) est pleine, cela active le module de consommation d’énergie (8) pour augmenter l’autonomie.

La par rapport à la rajoute une étape, si le test source énergie pleine (44) est positif, on active alors le module de consommation d’énergie (8). De plus, si le test freinage urgence (34) est négatif, il y a en plus un test source énergie > Niv. H (45), s’il est positif on utilise le frein injection courant (5), sinon on utilise le frein régénération (6).
La par rapport à la rajoute le module détection source énergie >Niv. H (45) et le module consommation d’énergie (8). Le module détection source énergie >Niv. H (45) est relié à la source d’énergie (41) pour détecter le niveau et au contrôleur (2) pour envoyer les informations. Le module consommation d’énergie (8) est relié à la source d’énergie (41) pour consommer l’énergie et au contrôleur (2) qui lui en donne l’ordre.

Les figures 6 et 14, respectivement organigramme et schéma de principe d'un mode de réalisation d'un système électrique pour un freinage régénératif (6) couplé à un freinage par injection de courant (5), une gestion lorsque la réserve d’énergie (41) est presque pleine et un module d’immobilisation (7). Donc en plus de la description précédente pour les figures 5 et 13 dans ce mode de réalisation le module d’immobilisation (7) immobilise le véhicule lorsque la vitesse du véhicule est nulle (12) suit à un freinage.

La par rapport à la rajoute une étape. Lors du test de vitesse nulle (12), si celle-ci est nulle, le module d’immobilisation (7) est activé, puis on met fin au freinage.
La par rapport à la rajoute le module d’immobilisation (7), celui-ci est connecté au contrôleur (2) qui lui envoie les instructions, au moteur (11) pour bloquer la rotation libre de ledit moteur (11) et à la source d’énergie (41) pour son alimentation en courant.

Les figures 7 et 15, respectivement organigramme et schéma de principe d'un mode de réalisation d'un système électrique pour un freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant, une gestion lorsque la réserve d’énergie est presque vide et une gestion lorsque la réserve d’énergie est presque pleine. Elles combinent respectivement les figures 3 et 5 ainsi que 11 et 13.

La par rapport à la , rajoute des étapes. Après la détection de niveau de freinage (33), on test si la source d’énergie est >Niv. B si oui, on repart sur le test source d’énergie pleine (44) sinon on déclenche le module de réduction consommation d’énergie (21) et le freinage régénération (6), puis on regarde si la source d’énergie et vide (42), si oui on déclenche une boucle de freinage régénération (6) qui s’arrête que si la vitesse est nulle (12), ce qui met fin au freinage, sinon on retourne au test vitesse nulle (12) connecté après le frein injection courant (5). Et aussi on rajoute une autre étape, si le test source énergie pleine (44) est positif, on active alors le module de consommation d’énergie (8). De plus, si le test freinage urgence (34) est négatif, il y a en plus un test source énergie > Niv. H (45), s’il est positif on utilise le frein injection courant (5), sinon on utilise le frein régénération (6) situé après le module de réduction consommation d’énergie (21).

La par rapport à la , à un module source d’énergie plus complet, il y a en plus un détecteur source d’énergie vide (42) et un détecteur source d’énergie >Niv. B (43), les deux détecteurs sont connectés au contrôleur (2) pour envoyer les informations et à la source d’énergie (41) pour détecter le niveau correspondant. Il y a en plus le module réduction consommation d’énergie (21) qui est connecté au contrôleur (2), qui consomme l’énergie lorsque la source d’énergie (41) est pleine. On rajoute aussi le module détection source énergie >Niv. H (45) et le module consommation d’énergie (8). Le module détection source énergie >Niv. H (45) est relié à la source d’énergie (41) pour détecter le niveau et au contrôleur (2) pour envoyer les informations. Le module consommation d’énergie (8) est relié à la source d’énergie (41) pour consommer l’énergie et au contrôleur (2) qui lui en donne l’ordre.

Les figures 8 et 16, respectivement organigramme et schéma de principe d'un mode de réalisation d'un système électrique pour un freinage régénératif couplé à un freinage par injection de courant, une gestion lorsque la réserve d’énergie est presque vide, un frein à manque de courant, une gestion lorsque la réserve d’énergie est presque pleine et un module d’immobilisation (7). Donc en plus de la description précédente pour les figures 7 et 15 dans ce mode de réalisation le module d’immobilisation (7) immobilise le véhicule lorsque la vitesse du véhicule est nulle (12) suit à un freinage.

La par rapport à la rajoute une étape. Lors du test de vitesse nulle (12), si celle-ci est nulle, le module d’immobilisation (7) est activé, puis on met fin au freinage.
La par rapport à la rajoute le module d’immobilisation (7), celui-ci est connecté au contrôleur (2) qui lui envoie les instructions, au moteur (11) pour bloquer la rotation libre de ledit moteur (11) et à la source d’énergie (41) pour son alimentation en courant.

Le module réduction de la consommation d’énergie (21) limite la vitesse du véhicule, et arrête toutes utilisations d’énergie électrique qui ne sont pas obligatoires pour le fonctionnement minimum du véhicule, comme les lumières décoratives, la radio, la charge équipements internes ou externes…
Le module consommation d’énergie (8) active des modules pour consommer l’énergie comme : refroidissement du système de dissipation d’énergie lors du freinage, ventilateur, chauffage, lumières décoratives, compression air comprimé, création de vide, clignotants, phares, feux, avertisseur sonore…
Module d’immobilisation (7) active le blocage de parking ou un frein de parking ou un frein par manque de courant ou une réduction d’engrenages suffisante pour maintenir le véhicule à l’arrêt lorsque la vitesse est nulle.

Un autre mode de freinage qui utilise l’invention est de remplacer l’injection de courant par le freinage par régénération et un dissipateur thermique de l’énergie générée pour gérer lorsque la batterie est pleine.

La gestion de freinage sans contact d’un véhicule électrique selon l’invention est particulièrement destinée pour la fabrication de nouveaux véhicules. Cette solution permet un freinage efficace et sécurisé, supprimant l’influence des conditions atmosphérique au niveau du contact mécanique des anciens freins mécaniques comme l’eau, la boue… mais aussi diminue le poids du véhicule tout en simplifiant la maintenance et en réduisant le prix de fabrication au niveau de pièce et de la main d’œuvre ; sans oublier de supprimer les bruits du freinage mécanique.

Claims (10)

  1. Véhicule électrique possédant un module moteur (1), un contrôleur (2), un module de commande (3), un module source d’énergie (4), le module moteur (1) a au moins un moteur (11) et un détecteur de vitesse nulle (12) dudit moteur (11), le module de commande (3) a au moins un accélérateur (31), un détecteur de freinage nul (32), un frein (33) et un détecteur de freinage d’urgence (34), le module source d’énergie (4) a au moins une source d’énergie (41) et un détecteur de source d’énergie pleine (44), caractérisé en ce qu’il y a un module injection de courant (5) et d’un module régénération (6), le freinage est réalisé à l’aide du ou des moteurs électriques (11), le freinage est un système électrique qui utilise le freinage régénératif (6) couplé à un freinage par injection de courant (5).
  2. Véhicule électrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le contrôleur (2) est connecté à tous les autres modules (1)(3)(4)(5)(6), reçoit les informations des détecteurs et envoie des instructions pour agir sur les différents éléments. Le module de commande (1) envoie au contrôleur (2) le niveau d’accélération souhaité via l’accélérateur (31), le niveau de freinage souhaité via le frein (33), si le freinage est nul via le détecteur de freinage nul (32) et s’il est demandé un freinage d’urgence via le détecteur de freinage d’urgence (34). Le module du moteur (1) envoie au contrôleur (2) la vitesse du moteur à travers le détecteur de vitesse nulle (12) et le contrôleur (2) envoie les instructions de commande au moteur (11). Le module source d’énergie (4) envoie au contrôleur (2) si la source d’énergie est pleine via le détecteur source d’énergie pleine (44). Le module injection de courant (5) communique avec le contrôleur (2) pour savoir quand être activé et le niveau de freinage (courant) souhaité, et avoir un retour sur la gestion (courant, tension, température) de l’injection, notamment la température de dissipation. Le module de régénération (6) communique avec le contrôleur (2) pour savoir quand être activé, connaître le niveau de freinage (courant )souhaité, recharger la source d’énergie (41) et avoir un retour sur la gestion (courant, tension, température) de la régénération. La gestion de freinage se fait suivant les actions suivantes : la première action est la détection du niveau de freinage (33), puis de vérifier si la source d’énergie est pleine (44). Si ladite source d’énergie est pleine (44) il faudra avoir recourt au freinage par injection de courant (5) pour freiner. Si elle n’est pas pleine (44), on vérifiera si c’est un freinage d’urgence (34), si oui, on utilisera le freinage par injection de courant (5), sinon on utilisera le freinage par régénération (6). Dans tous les cas, suivra une vérification si la vitesse du moteur est nulle (12), si elle est nulle on mettra fin au freinage sinon on regardera si le niveau de freinage est nul (32) si oui on mettra aussi fin au freinage, sinon on retournera au niveau de la détection du niveau de freinage (33) pour recommencer les différentes étapes.
  3. Véhicule électrique selon la revendication 2 caractérisé en ce qu’il y a en plus un détecteur source d’énergie vide (42) et un détecteur source d’énergie >Niv. B (43), les deux détecteurs sont connectés au contrôleur (2) pour envoyer les informations et à la source d’énergie (41) pour détecter le niveau correspondant. Et en plus, il y a un module réduction consommation d’énergie (21) qui est connecté au contrôleur (2), qui consomme l’énergie lorsque la source d’énergie (41) est pleine. Du coup, après la détection de niveau de freinage (33) on test si la source d’énergie est >Niv. B si oui, on repart sur le test source d’énergie pleine (44) sinon on déclenche le module de réduction consommation d’énergie (21) puis on regarde si la source d’énergie et vide (42), si oui on retourne au freinage par régénération (6), sinon on déclenche une boucle de freinage régénération (6) qui s’arrête que si la vitesse est nulle (12), ce qui met fin au freinage.
  4. Véhicule électrique selon la revendication 2 caractérisé en ce qu’il y a un module détection source énergie >Niv. H (45) et un module consommation d’énergie (8). Le module détection source énergie >Niv. H (45) est relié à la source d’énergie (41) pour détecter le niveau et au contrôleur (2) pour envoyer les informations. Le module consommation d’énergie (8) est relié à la source d’énergie (41) pour consommer l’énergie et au contrôleur (2) qui lui en donne l’ordre. Du coup si le test source énergie pleine (44) est positif, on active alors le module de consommation d’énergie (8). De plus, si le test freinage urgence (34) est négatif, il y a en plus un test source énergie > Niv. H (45), s’il est positif on utilise le frein injection courant (5), sinon on utilise le frein régénération (6).
  5. Véhicule électrique selon la revendication 2 caractérisé en ce qu’il y a un détecteur source d’énergie vide (42) et un détecteur source d’énergie >Niv. B (43), les deux détecteurs sont connectés au contrôleur (2) pour envoyer les informations et à la source d’énergie (41) pour détecter le niveau correspondant. Il y a en plus le module réduction consommation d’énergie (21) qui est connecté au contrôleur (2), qui consomme l’énergie lorsque la source d’énergie (41) est pleine. On rajoute aussi le module détection source énergie >Niv. H (45) et le module consommation d’énergie (8). Le module détection source énergie >Niv. H (45) est relié à la source d’énergie (41) pour détecter le niveau et au contrôleur (2) pour envoyer les informations. Le module consommation d’énergie (8) est relié à la source d’énergie (41) pour consommer l’énergie et au contrôleur (2) qui lui en donne l’ordre. Après la détection de niveau de freinage (33), on test si la source d’énergie est >Niv. B si oui, on repart sur le test source d’énergie pleine (44) sinon on déclenche le module de réduction consommation d’énergie (21) et le freinage régénération (6), puis on regarde si la source d’énergie et vide (42), si oui on déclenche une boucle de freinage régénération (6) qui s’arrête que si la vitesse est nulle (12), ce qui met fin au freinage, sinon on retourne au test vitesse nulle (12) connecté après le frein injection courant (5). Et aussi on rajoute une autre étape, si le test source énergie pleine (44) est positif, on active alors le module de consommation d’énergie (8). De plus, si le test freinage urgence (34) est négatif, il y a en plus un test source énergie > Niv. H (45), s’il est positif on utilise le frein injection courant (5), sinon on utilise le frein régénération (6) situé après le module de réduction consommation d’énergie (21).
  6. Véhicule électrique selon les revendications 2,3, 4 et 5 caractérisé en ce qu’il y a un module d’immobilisation (7), celui-ci est connecté au contrôleur (2) qui lui envoie les instructions, au moteur (11) pour bloquer la rotation libre de ledit moteur (11) et à la source d’énergie (41) pour son alimentation en courant. On rajoute une étape après le test de vitesse nulle (12) est validé, le module d’immobilisation (7) est activé, puis on met fin au freinage.
  7. Véhicule électrique selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6 caractérisé en ce qu’il y a un refroidissement du système de dissipation d’énergie lors du freinage : il est géré en fonction de la température du système de dissipation d’énergie et automatique en freinage d’urgence.
  8. Véhicule électrique selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7 caractérisé en ce qu’il y a un frein mécanique pour immobiliser le véhicule à l’arrêt et en cas de coupure de courant.
  9. Véhicule électrique selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8 caractérisé en ce que c’est un frein à coupure de courant qui immobilise le véhicule à l’arrêt et en cas de coupure de courant.
  10. Véhicule électrique selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9 caractérisé en ce que le freinage par injection de courant peut être remplacé par le freinage par régénération et un dissipateur thermique de l’énergie générée pour gérer lorsque la batterie est pleine.
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