FR3136614A1 - Energy supply system - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système de fourniture d’énergie comprenant un convertisseur d’énergie configuré pour convertir de l’énergie électrique reçue en énergie électrique à courant continu d’une première tension et délivrer l’énergie électrique à courant continu de la première tension, une première ligne de fourniture d’énergie connectée entre le convertisseur d‘énergie et une première charge, une seconde ligne de fourniture d’énergie connectée à une seconde charge, un transformateur connecté entre la première ligne de fourniture d’énergie et la seconde ligne de fourniture d’énergie et configuré pour maintenir constant un rapport d’une tension de la première ligne de fourniture d’énergie sur une tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie, et une batterie connectée à la seconde ligne de fourniture d’énergie. Figure pour l’abrégé : 1 A power delivery system includes a power converter configured to convert received electrical energy into direct current electrical energy of a first voltage and output the direct current electrical energy of the first voltage , a first power supply line connected between the energy converter and a first load, a second power supply line connected to a second load, a transformer connected between the first power supply line and the second power supply line and configured to maintain constant a ratio of a voltage of the first power supply line to a voltage of the second power supply line, and a battery connected to the second power supply line 'energy. Figure for the abstract: 1
Description
L’invention se rapporte à un système de fourniture d’énergie.The invention relates to an energy supply system.
La documentation de brevet 1 divulgue un appareil d’alimentation qui utilise un premier convertisseur connecté entre une batterie haute-tension et une ligne d’alimentation 42 volts et un second convertisseur connecté entre la ligne d’alimentation et une ligne d’alimentation 14 volts pour fournir de l’énergie depuis la batterie haute-tension à une charge d’énergie élevée 23 connectée à la ligne d’alimentation 42 volts et à une charge de 14 volts connectée à la ligne d’alimentation 14 volts.Patent Documentation 1 discloses a power apparatus that uses a first converter connected between a high-voltage battery and a 42-volt power line and a second converter connected between the power line and a 14-volt power line to provide power from the high voltage battery to a high power load 23 connected to the 42 volt power line and to a 14 volt load connected to the 14 volt power line.
L’appareil d’alimentation divulgué dans la documentation de brevet 1 inclut, en cas d’anomalie dans la batterie haute-tension, un premier appareil de stockage d’énergie connecté à la ligne d’alimentation 42 volts et un second appareil de stockage d’énergie connecté à la ligne d’alimentation 14 volts.The power supply apparatus disclosed in patent documentation 1 includes, in the event of an anomaly in the high-voltage battery, a first energy storage apparatus connected to the 42 volt power line and a second storage apparatus power supply connected to the 14 volt power line.
En outre, le second convertisseur de l’appareil d’alimentation divulgué dans la documentation de brevet 1 est un convertisseur bidirectionnel, et de sorte que, lorsqu’une anomalie survient dans la batterie haute-tension, le second convertisseur est commandé pour effectuer une conversion de 14 volts en 48 volts si la tension d’un bout à l’autre des bornes dans le premier appareil de stockage d’énergie est inférieure à une valeur spécifiée, et est commandé pour effectuer une conversion de 48 volts en 14 volts si la tension d’un bout à l’autre des bornes dans du second appareil de stockage d’énergie 22 est inférieure à une valeur spécifiée. En conséquence, dans l’appareil d’alimentation divulgué dans la documentation de brevet 1, lorsque l’état de charge de l’un ou l’autre parmi le premier appareil de stockage d’énergie ou le second appareil de stockage d’énergie diminue, l’appareil de stockage d’énergie dont l’état de charge a diminué peut être soutenu par l’appareil de stockage d’énergie dont l’état de charge n’a pas diminué.Furthermore, the second converter of the power apparatus disclosed in Patent Document 1 is a bidirectional converter, and so that when an abnormality occurs in the high-voltage battery, the second converter is controlled to perform a converting 14 volts to 48 volts if the voltage across the terminals in the first energy storage device is less than a specified value, and is controlled to convert 48 volts to 14 volts if the voltage across the terminals in the second energy storage device 22 is less than a specified value. Accordingly, in the power apparatus disclosed in Patent Documentation 1, when the charging state of either of the first energy storage apparatus or the second energy storage apparatus decreases, the energy storage device whose state of charge has decreased can be supported by the energy storage device whose state of charge has not decreased.
Art connexeRelated art
Documentation de brevetPatent documentation
Documentation de brevet 1 : publication de demande de brevet japonais n°2011-30362Patent Documentation 1: Japanese Patent Application Publication No. 2011-30362
Problème à résoudre par l’inventionProblem to be solved by invention
Afin d’obtenir la redondance telle que décrite ci-dessus, l’appareil d’alimentation divulgué dans la documentation de brevet 1 présente une configuration de système compliquée avec un dispositif de commande qui surveille la tension d’un bout à l’autre de la batte haute-tension 20, la tension d’un bout à l’autre des bornes du premier appareil de stockage d’énergie, et la tension d’un bout à l’autre des bornes du second appareil de stockage d’énergie, et commande le second convertisseur sur la base de ces tensions d’un bout à l’autre des bornes. En outre, dans l’appareil d’alimentation divulgué dans la documentation de brevet 1, le dispositif de commande commande la commutation de la direction de conversion du second convertisseur. Par conséquent, un retard dû à cette commande de commutation survient lors de la commutation de la direction de conversion du second convertisseur.In order to achieve redundancy as described above, the power apparatus disclosed in Patent Documentation 1 has a complicated system configuration with a controller that monitors the voltage from one end to the other of the high-voltage bat 20, the voltage from one end to the other of the terminals of the first energy storage device, and the voltage from one end to the other of the terminals of the second energy storage device, and controls the second converter based on these voltages across the terminals. Further, in the power apparatus disclosed in Patent Documentation 1, the controller controls the switching of the conversion direction of the second converter. Therefore, a delay due to this switching command occurs when switching the conversion direction of the second converter.
En conséquence, un objet de la présente invention consiste à fournir un système de fourniture d’énergie dans lequel l’alimentation est rendue redondante avec une configuration de système simple.Accordingly, an object of the present invention is to provide a power supply system in which power is made redundant with a simple system configuration.
Moyens de résolution des problèmesWays to resolve problems
Afin de résoudre les problèmes décrits ci-dessus, un système de fourniture d’énergie selon un mode de réalisation de la présente invention inclut un convertisseur d’énergie configuré pour convertir l’énergie électrique reçue en énergie électrique à courant continu d’une première tension et délivrer l’énergie électrique à courant continu de la première tension, une première ligne de fourniture d’énergie connectée entre le convertisseur d’énergie et une première charge, une seconde ligne de fourniture d’énergie connectée à une seconde charge, un transformateur connecté entre la première ligne de fourniture d’énergie et la seconde ligne de fourniture d’énergie et configuré pour maintenir constant un rapport d’une tension de la première ligne de fourniture d’énergie sur une tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie, et une batterie connectée à la seconde ligne de fourniture d’énergie.In order to solve the problems described above, a power supply system according to one embodiment of the present invention includes a power converter configured to convert received electrical energy into direct current electrical energy of a first voltage and deliver direct current electrical energy of the first voltage, a first energy supply line connected between the energy converter and a first load, a second energy supply line connected to a second load, a transformer connected between the first power supply line and the second power supply line and configured to maintain constant a ratio of a voltage of the first power supply line to a voltage of the second power supply line energy, and a battery connected to the second energy supply line.
Effets avantageux de l’inventionAdvantageous effects of the invention
Selon la présente invention, un système de fourniture d’énergie dans lequel l’alimentation est rendue redondante avec une configuration de système simple peut être fourni.According to the present invention, a power supply system in which power is made redundant with a simple system configuration can be provided.
La
La
<Système de fourniture d’énergie 100><Power Supply System 100>
La
Le système de fourniture d’énergie 100 fournit l’énergie électrique fournie depuis la source de fourniture d’énergie 200 à la première charge 300 connectée à la première ligne de fourniture d’énergie 120 et à la seconde charge 400 connectée à la seconde ligne de fourniture d’énergie 130. La source de fourniture d’énergie 200 inclut, par exemple, une batterie qui stocke l’énergie électrique et un générateur qui génère de l’énergie électrique.The power supply system 100 supplies electrical energy supplied from the power supply source 200 to the first load 300 connected to the first power supply line 120 and to the second load 400 connected to the second line power supply source 130. The power supply source 200 includes, for example, a battery that stores electrical energy and a generator that generates electrical energy.
Dans l’exemple illustré sur la
Le convertisseur d’énergie 110 est connecté entre la source de fourniture d’énergie 200 et la première ligne de fourniture d’énergie 120, reçoit l’entrée de l’énergie électrique fournie depuis la source de fourniture d’énergie 200, et convertit l’énergie électrique entrée en énergie électrique à courant continu de la première tension, et délivre l’énergie électrique à courant continu de la première tension à la première ligne de fourniture d’énergie 120.The power converter 110 is connected between the power supply source 200 and the first power supply line 120, receives input of electrical energy supplied from the power supply source 200, and converts the electrical energy input into direct current electrical energy of the first voltage, and outputs the direct current electrical energy of the first voltage to the first power supply line 120.
La première ligne de fourniture d’énergie 120 est connectée entre le convertisseur d’énergie 110 et la première charge 300 et fournit l’énergie électrique à courant continu délivrée depuis le convertisseur d’énergie 110 à la première charge 300.The first power supply line 120 is connected between the power converter 110 and the first load 300 and supplies direct current electrical energy delivered from the power converter 110 to the first load 300.
Par conséquent, selon le présent mode de réalisation, lorsque la source de fourniture d’énergie 200 et le convertisseur d’énergie 110 fonctionnent normalement, c’est-à-dire, lorsque le convertisseur d’énergie 110 délivre de l’énergie électrique à courant continu de la première tension, la tension de la première ligne de fourniture d’énergie 120 est maintenue à la première tension et la première charge 300 est alimentée en énergie électrique à courant continu de la première tension.Therefore, according to the present embodiment, when the energy supply source 200 and the energy converter 110 operate normally, that is to say, when the energy converter 110 delivers electrical energy direct current of the first voltage, the voltage of the first power supply line 120 is maintained at the first voltage and the first load 300 is supplied with direct current electrical energy of the first voltage.
Lorsqu’une anomalie survient dans la source de fourniture d’énergie 200 (par exemple, lorsque la tension de sortie de la source de fourniture d’énergie 200 tombe sous une valeur prédéterminée) et lorsqu’une anomalie survient dans le convertisseur d’énergie 110 (par exemple lorsque la tension de sortie du convertisseur d’énergie 110 devient inférieure ou égale à une valeur prédéterminée), le convertisseur d’énergie 110 arrête son fonctionnement. En d’autres mots, selon le présent mode de réalisation, lorsqu’une anomalie survient dans la source de fourniture d’énergie 200 ou le convertisseur d’énergie 110, l’énergie électrique à courant continu n’est pas délivrée du convertisseur d’énergie 110 à la première ligne de fourniture d’énergie 120.When an abnormality occurs in the power supply source 200 (for example, when the output voltage of the power supply source 200 falls below a predetermined value) and when an abnormality occurs in the power converter 110 (for example when the output voltage of the energy converter 110 becomes less than or equal to a predetermined value), the energy converter 110 stops its operation. In other words, according to the present embodiment, when an anomaly occurs in the energy supply source 200 or the energy converter 110, direct current electrical energy is not delivered from the energy converter. energy 110 to the first energy supply line 120.
Lorsque l’énergie électrique fournie depuis la source de fourniture d’énergie 200 est de l’énergie électrique à courant continu, le convertisseur d’énergie 110 est un convertisseur CC-CC qui convertit l’énergie électrique à courant continu en énergie électrique à courant continu. Lorsque l’énergie électrique fournie depuis la source de fourniture d’énergie 200 est de l’énergie électrique à courant alternatif, le convertisseur d’énergie 110 est un convertisseur CA-CC qui convertit l’énergie électrique à courant alternatif en énergie électrique à courant continu. Dans l’exemple illustré sur la
La seconde ligne de fourniture d’énergie 130 est connectée à la seconde charge 400 et fournit l’énergie électrique à la seconde charge 400.The second energy supply line 130 is connected to the second load 400 and supplies electrical energy to the second load 400.
Le transformateur 140 est connecté entre la première ligne de fourniture d’énergie 120 et la seconde ligne de fourniture d’énergie 130, transmet le courant continu entre la première ligne de fourniture d’énergie 120 et la seconde ligne de fourniture d’énergie 130, et maintient le rapport de la tension de la première ligne de fourniture d’énergie 120 sur la tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 à un rapport constant de a:b. Le transformateur 140 est ce qu’on appelle un transformateur CC-CC, par exemple, un transformateur à semi-conducteurs.The transformer 140 is connected between the first power supply line 120 and the second power supply line 130, transmits direct current between the first power supply line 120 and the second power supply line 130 , and maintains the ratio of the voltage of the first power supply line 120 to the voltage of the second power supply line 130 at a constant ratio of a:b. Transformer 140 is what is called a DC-DC transformer, for example, a solid-state transformer.
Par conséquent, selon le présent mode de réalisation, si le transformateur 140 fonctionne normalement alors que le convertisseur d’énergie 110 délivre l’énergie électrique à courant continu de la première tension, une transmission de courant continu survient entre la première ligne de fourniture d’énergie 120 et la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 par le biais du transformateur 140, et la tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 est maintenue à la seconde tension qui fait (b/a) fois la première tension ((seconde tension)=(b/a)*(première tension)), de sorte que l’énergie électrique à courant continu de la seconde tension est fournie à la seconde charge 400.Therefore, according to the present embodiment, if the transformer 140 operates normally while the energy converter 110 delivers direct current electrical energy of the first voltage, direct current transmission occurs between the first supply line of the first voltage. 120 and the second power supply line 130 through the transformer 140, and the voltage of the second power supply line 130 is maintained at the second voltage which is (b/a) times the first voltage ((second voltage)=(b/a)*(first voltage)), so that direct current electrical energy of the second voltage is supplied to the second load 400.
En d’autres mots, lorsque le convertisseur d’énergie 110 délivre l’énergie électrique à courant continu de la première tension et que le transformateur 140 fonctionne normalement, selon le présent mode de réalisation, la première charge 300 est alimentée en énergie électrique à courant continu de la première tension, et la seconde charge 400 est alimentée en énergie électrique à courant continu de la seconde tension.In other words, when the energy converter 110 delivers direct current electrical energy of the first voltage and the transformer 140 operates normally, according to the present embodiment, the first load 300 is supplied with electrical energy at direct current of the first voltage, and the second load 400 is supplied with direct current electrical energy of the second voltage.
Par contre, lorsqu’une anomalie survient dans le transformateur 140, et que le transformateur 140 ne fonctionne pas, il n’y a pas de transmission d’énergie électrique à courant continu à travers le transformateur 140. Par conséquent, selon le présent mode de réalisation, la batterie 150 est connectée à la seconde ligne de fourniture d’énergie 130. Lorsque l’énergie électrique à courant continu de la première tension est délivrée depuis le convertisseur d’énergie 110, mais que le transformateur 140 ne fonctionne pas, selon le présent mode de réalisation, l’énergie électrique est fournie depuis le convertisseur d’énergie 110 à la première charge 300, et la batterie 150 fournit de l’énergie électrique à la seconde charge 400.On the other hand, when an anomaly occurs in the transformer 140, and the transformer 140 does not operate, there is no transmission of direct current electrical energy through the transformer 140. Consequently, according to the present mode embodiment, the battery 150 is connected to the second energy supply line 130. When direct current electrical energy of the first voltage is delivered from the energy converter 110, but the transformer 140 does not operate, according to the present embodiment, electrical energy is supplied from the energy converter 110 to the first load 300, and the battery 150 supplies electrical energy to the second load 400.
En outre, selon le présent mode de réalisation, lorsque le convertisseur d’énergie 110 ne fonctionne pas à cause d’une raison telle qu’une apparition d’anomalie dans la source de fourniture d’énergie 200 ou le convertisseur d’énergie 110, c’est-à-dire, le convertisseur d’énergie 110 ne délivre pas l’énergie électrique à courant continu de la première tension, une transmission d’énergie électrique à courant continu de la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 à la première ligne de fourniture d’énergie 120 survient dans le transformateur 140, de sorte que le rapport de la tension de la première ligne de fourniture d’énergie 120 sur la tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 est maintenu au rapport constant de a:b. Par conséquent, lorsque le convertisseur d’énergie 110 ne délivre plus l’énergie électrique à courant continu de la première tension, selon le présent mode de réalisation, la batterie 150 fournit l’énergie électrique à la première charge 300 et à la seconde charge 400.Furthermore, according to the present embodiment, when the energy converter 110 does not operate due to a reason such as an abnormality occurrence in the energy supply source 200 or the energy converter 110 , that is to say, the energy converter 110 does not deliver direct current electrical energy of the first voltage, direct current electrical energy transmission from the second power supply line 130 to the first power supply line 120 occurs in the transformer 140, so that the ratio of the voltage of the first power supply line 120 to the voltage of the second power supply line 130 is maintained at the ratio constant of a:b. Consequently, when the energy converter 110 no longer delivers direct current electrical energy of the first voltage, according to the present embodiment, the battery 150 supplies electrical energy to the first load 300 and to the second load 400.
Comme décrit ci-dessus, selon le présent mode de réalisation, l’énergie électrique peut être fournie à la première charge 300 et à la seconde charge 400 sans effectuer de commande du transformateur 140 en fonction de l’état de la source de fourniture d’énergie 200 et du convertisseur d’énergie 110 quel que soit l’état de la source de fourniture d’énergie 200 et du convertisseur d’énergie 110. Par conséquent, selon le présent mode de réalisation, il n’est pas nécessaire de fournir un dispositif de commande qui surveille l’état de la source de fourniture d’énergie 200 et du convertisseur d’énergie 110 et commande le transformateur 140 en fonction de l’état de la source de fourniture d’énergie 200 et du convertisseur d’énergie 110, et de l’énergie peut être fournie de façon redondante avec une configuration de système simple. Par conséquent, selon le présent mode de réalisation, un système de fourniture d’énergie dans lequel l’alimentation est rendue redondante peut être fourni avec une configuration simple.As described above, according to the present embodiment, electrical energy can be supplied to the first load 300 and the second load 400 without controlling the transformer 140 depending on the state of the supply source. energy 200 and the energy converter 110 regardless of the state of the energy supply source 200 and the energy converter 110. Consequently, according to the present embodiment, it is not necessary to provide a controller that monitors the state of the power supply source 200 and the power converter 110 and controls the transformer 140 based on the state of the power supply source 200 and the power converter energy 110, and energy can be provided redundantly with a simple system configuration. Therefore, according to the present embodiment, a power supply system in which the power supply is made redundant can be provided with a simple configuration.
En outre, selon le présent mode de réalisation, comme décrit ci-dessus, le transformateur 140 commute la direction de transmission du courant continu entre la première ligne de fourniture d’énergie 120 et la seconde ligne de fourniture d’énergie 130, si bien que le rapport de la tension de la première ligne de fourniture d’énergie 120 sur la tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 est maintenu au rapport constant de a:b. Par conséquent, selon le présent mode de réalisation, aucun retard ne survient en raison d’une commande de commutation.Furthermore, according to the present embodiment, as described above, the transformer 140 switches the direct current transmission direction between the first power supply line 120 and the second power supply line 130, so that the ratio of the voltage of the first power supply line 120 to the voltage of the second power supply line 130 is maintained at the constant ratio of a:b. Therefore, according to the present embodiment, no delay occurs due to a switching command.
En outre, selon le présent mode de réalisation, si une anomalie survient dans la batterie 150 et si la batterie 150 ne fournit plus d’énergie électrique tandis que le convertisseur d’énergie 110 délivre l’énergie électrique à courant continu de la première tension et que le transformateur 140 fonctionne normalement, une transmission de courant continu de la première ligne de fourniture d’énergie 120 à la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 survient dans le transformateur 140, de sorte que le rapport de la tension de la première ligne de fourniture d’énergie 120 sur la tension de la seconde de fourniture d’énergie 130 est maintenu au rapport constant de a:b.Furthermore, according to the present embodiment, if an anomaly occurs in the battery 150 and if the battery 150 no longer provides electrical energy while the energy converter 110 delivers direct current electrical energy of the first voltage and the transformer 140 operates normally, direct current transmission from the first power supply line 120 to the second power supply line 130 occurs in the transformer 140, such that the ratio of the voltage of the first power supply line 120 on the voltage of the power supply second 130 is maintained at the constant ratio of a:b.
<Énergie électrique depuis la première charge 300><Electric energy since first charge 300>
La première charge 300 peut être une charge qui, en plus de consommer de l’énergie électrique, fournit également de l’énergie électrique. La première charge 300 peut être, par exemple, un moteur électrique qui génère de l’énergie électrique régénérative. À cette occasion, la première charge 300 délivre l’énergie électrique régénérative générée à la première ligne de fourniture d’énergie 120.The first load 300 may be a load which, in addition to consuming electrical energy, also provides electrical energy. The first load 300 can be, for example, an electric motor which generates regenerative electrical energy. On this occasion, the first load 300 delivers the regenerative electrical energy generated to the first energy supply line 120.
Lorsque la première charge 300 génère de l’énergie électrique, selon le présent mode de réalisation, une transmission d’énergie électrique de la première ligne de fourniture d’énergie 120 à la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 survient dans le transformateur 140, si bien que le rapport de la tension de la première ligne de fourniture d’énergie 120 sur la tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie 130 est maintenu au rapport constant de a:b.When the first load 300 generates electrical energy, according to the present embodiment, transmission of electrical energy from the first power supply line 120 to the second power supply line 130 occurs in the transformer 140 , so that the ratio of the voltage of the first power supply line 120 to the voltage of the second power supply line 130 is maintained at the constant ratio of a:b.
À cette occasion, comme l’illustre la
La présente invention a été décrite ci-dessus en référence aux modes de réalisation préférés de la présente invention. Bien que la présente invention ait été décrite en référence aux modes de réalisation particuliers, divers modifications et changements peuvent être apportés aux modes de réalisation sans s’éloigner de l’esprit et de la portée de l’invention tels que présentés dans les revendications.The present invention has been described above with reference to preferred embodiments of the present invention. Although the present invention has been described with reference to the particular embodiments, various modifications and changes may be made to the embodiments without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims.
Description des symbolesDescription of symbols
100 système de fourniture d’énergie
110 convertisseur d’énergie
120 première ligne de fourniture d’énergie
130 seconde ligne de fourniture d’énergie
140 transformateur
150 batterie
160 condensateur
200 source de fourniture d’énergie
300 première charge
400 seconde charge100 power supply system
110 energy converter
120 first power supply line
130 second power supply line
140 transformer
150 battery
160 capacitor
200 energy supply source
300 first charge
400 second charge
Claims (5)
un convertisseur d’énergie (110) configuré pour convertir de l’énergie électrique reçue en énergie électrique à courant continu d’une première tension et délivrer l’énergie électrique à courant continu de la première tension ;
une première ligne de fourniture d’énergie (120) connectée entre le convertisseur d‘énergie et une première charge ;
une seconde ligne de fourniture d’énergie (130) connectée à une seconde charge ;
un transformateur (140) connecté entre la première ligne de fourniture d’énergie (120) et la seconde ligne de fourniture d’énergie (130) et configuré pour maintenir constant un rapport d’une tension de la première ligne de fourniture d’énergie (120) sur une tension de la seconde ligne de fourniture d’énergie (130) ; et
une batterie (150) connectée à la seconde ligne de fourniture d’énergie (130).Energy supply system (100) comprising:
a power converter (110) configured to convert received electrical energy into direct current electrical energy of a first voltage and output the direct current electrical energy of the first voltage;
a first power supply line (120) connected between the power converter and a first load;
a second power supply line (130) connected to a second load;
a transformer (140) connected between the first power supply line (120) and the second power supply line (130) and configured to maintain a constant ratio of a voltage of the first power supply line (120) on a voltage of the second power supply line (130); And
a battery (150) connected to the second power supply line (130).
Applications Claiming Priority (2)
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