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WO2025022351A1 - Système et procédé d'alimentation pour moteur électrique multi-phasé - Google Patents

Système et procédé d'alimentation pour moteur électrique multi-phasé Download PDF

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WO2025022351A1
WO2025022351A1 PCT/IB2024/057218 IB2024057218W WO2025022351A1 WO 2025022351 A1 WO2025022351 A1 WO 2025022351A1 IB 2024057218 W IB2024057218 W IB 2024057218W WO 2025022351 A1 WO2025022351 A1 WO 2025022351A1
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WO
WIPO (PCT)
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power
power supply
current interrupting
control unit
electronic control
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/IB2024/057218
Other languages
English (en)
Inventor
Bernard Lopez
Frédéric FORTIER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pellenc SAS
Original Assignee
Pellenc SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pellenc SAS filed Critical Pellenc SAS
Publication of WO2025022351A1 publication Critical patent/WO2025022351A1/fr
Pending legal-status Critical Current
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    • H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/20—The network being internal to a load
    • H02J2310/22—The load being a portable electronic device

Definitions

  • the present invention relates to the supply of electrical energy to an appliance from a plurality of electrical energy sources, such as for example the supply of different phases of a multi-phase electric motor of the appliance, in particular those of an electric motor powered by a plurality of batteries.
  • French patent application FR3078454 discloses a power supply module for an electric vehicle motor, the motor being of three-phase brushless technology and powered by power supply modules, each power supply module comprising an electric accumulator and a controlled switch bridge coupled in parallel on a power supply bus.
  • the switch bridge arranged between the motor power supply bus and the accumulator, is a reversible charger and inverter device, the latter mode converting the electrical energy of the accumulator to adjust the voltage of the motor power supply bus.
  • Several power supply modules can be electrically coupled in parallel on the power supply bus.
  • a power supply module can also be continuously powered by another power supply module through the power supply bus to balance its accumulator for example.
  • An object of the present invention is therefore to propose a solution to overcome the drawbacks mentioned above, and in particular, to propose means to improve the safety of a power supply to a multi-phase electric motor from several batteries having different voltage characteristics without there being an electrical connection between batteries during operation of the electric motor. Another objective would be to solve this problem while avoiding the installation of inverters, since these components pose problems in terms of size, weight and price.
  • an electrical energy supply system comprising at least two supply lines, at least two separate energy sources each capable of delivering a direct voltage, and an electronic control unit, each energy source being connected to each supply line via a current interruption device controlled by the electronic control unit so as to electrically couple each supply line to one of the energy sources at a given time.
  • the power supply system is configured in such a way that the electronic control unit controls each current interrupting device at a given time, so that each power supply line is supplied at that time by only one energy source.
  • Such a system is particularly suitable for powering a multi-phase electric motor of a tool, for example a portable one, with batteries that may have different characteristics, such as different nominal voltages, different technologies, different operating histories, etc.
  • At least two supply lines are configured to supply power to a multi-phase electric motor.
  • the system comprises at least two connection terminals, the supply lines being electrically coupled to the connection terminals respectively.
  • the system includes, for each energy source, at least one current interruption device per supply line to the connection terminals.
  • the electronic control unit is configured to control the current interrupting devices so as to electrically couple at a given moment each supply line to only one of the energy sources, such that each connection terminal is supplied by only one of the energy sources by the closing of one of the current interrupting devices associated with said connection terminal.
  • the tool includes a multi-phase electric motor.
  • N an integer such that N ⁇ 2, for independently powering each phase of a three-phase motor
  • N being an integer such that N >2, for independently supplying each phase or group of phases of a three-phase motor
  • FIG.5 schematically represents a view of the operating state curves of the current interruption devices of a dual-battery power system.
  • the electronic control unit is configured to control the current interrupting devices cyclically and preferably at low frequency.
  • At least one current interrupting device is a controlled electronic switch.
  • At least one current interrupting device includes two simultaneously driven transistors, each transistor having a first input terminal, a second output terminal, and a control terminal connecting the input terminal to the output terminal, the two driven transistors being coupled in series such that the input terminal of one is electrically coupled to the input terminal of the other.
  • the tool is a portable tool, that is, it is intended to be carried by a user during its use. This is the case for an electric pruning shears, a leaf blower, a chainsaw, a brush cutter, etc.
  • the tool may also be movable manually by the user, that is, it is intended to be moved on the ground by the user during its use. This is the case, for example, for a lawn mower or a stump grinder.
  • it is an agricultural or wine-growing tool.
  • the tool includes a controller capable of issuing a power command for a multi-phase electric motor, wherein the electronic control unit of the system is configured to receive a power command issued by the controller, and to control the current interruption devices based on the received power command.
  • the electronic control unit of the system includes controlling the phases of the electric motor based on information from the control unit, voltage and/or current information from each motor phase half-bridge and takes this information into account to control the current interruption devices.
  • the control member is for example actuated by a user. It may comprise a button, a handle or a trigger to activate the control mode.
  • the term "electrically directly connected” means a direct electrical connection between two elements. This means that between a first device A and a second device B which are electrically directly connected no other equipment is present, other than an electrical connection or several electrical connections.
  • a power supply system 1 is schematically shown for supplying at its terminals 3A, 3B, 3C power supply lines 3 of a multi-phase electric motor 10, that is to say a motor comprising several phases 12, each phase 12 of the motor 10 being supplied for the operation of the motor 10.
  • this is a three-phase permanent magnet motor, each of the three phases 12 of which is coupled to a power supply line 3 at the terminals 3A, 3B, 3C of the power supply system 1.
  • the motor 10 may be a three-phase brushed or brushless motor 10 of a device (vehicle, tool), not shown for the sake of simplification.
  • the rotor of the motor 10 is not shown here for the sake of simplification.
  • This device however comprising active members 20 actuated by its motor 10 and associated with a control member 22 such as a trigger for example to generate signals necessary for controlling the motor 10, is for example an agricultural or wine-growing tool such as electric pruning shears, an agricultural brush cutter, a lawn mower, a leaf blower, a chainsaw, ....
  • the tool is portable.
  • the motor 10 comprises at least two phases 12, for example three phases 12, as illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • Each phase 12 of the motor 10 can be coupled to a power supply line 3, preferably separate (this is the case of the ), with two separate supply lines (case of the ), one of the power supply lines 3 then connecting two phases 12 of the three-phase motor 10, and in any case by at least two power supply lines 3 for a multi-phase motor 10 comprising more than two phases 12.
  • Each phase 12 is coupled to a power supply line 3 in particular by means of a half-bridge 14 voltage converter to control, by means of an electronic control card 19, the current supply in each of the phases 12.
  • the electronic control card 19 is configured to control the motor 10 according to the signals emitted by the control member 22, and in particular, to control the motor 10 in PWM mode (or “Pulse width modulation” in English, i.e.
  • each half-bridge 14 is chosen at a high value, for example 20 kHz so as to make the operation of the control of the motor 10 inaudible.
  • Other lower or higher frequencies are also possible of course and easily achievable by the person skilled in the art who knows however that the losses in the half-bridges 14 are increasing functions of the frequency and therefore that a compromise is necessary between the losses by Joule effect in the half-bridges 14 and the noise generated for the operation of the motor 10.
  • the system 1 also comprises at least two separate energy sources B1, B2, ..., BN (N being an integer and corresponding to the number of energy sources) and for each energy source B1, B2, ..., BN, comprises at least one current interrupting device 5A, 5B, 5C per supply line 3 at terminals 3A, 3B, 3C of the system.
  • Separate energy sources B1, B2, ..., BN are understood to mean sources whose characteristics such as their output voltage, their state of charge, their technology, their operating history, etc. may be different.
  • FIGS 1 and 2 being produced schematically, the supply lines 3 connecting the different current interrupting devices 5A, 5B, 5C to the phase 12 of the corresponding motor 10 via the terminals 3A, 3B, 3C of the system 1 are shown in solid lines for the current interrupting devices 5A (figures 1 and 2), in dotted lines for the current interrupting devices 5B of the and in dashed line for 5C current interrupting devices of the or 5B of the .
  • An energy source B1, B2, ..., BN is configured to deliver a continuous current and voltage.
  • An energy source B1, B2, ..., BN may be a battery and each of the batteries may comprise an assembly of several electrochemical elements in series or in parallel giving it different nominal voltage, capacity and therefore power characteristics.
  • the system 1 comprises N batteries B1, B2, ..., BN as illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • Each battery B1, B2, ..., BN comprises two poles 2, 4 having opposite polarities (i.e. positive and negative).
  • a first pole 2 is intended to be electrically coupled to the ground 7 of the tool, and the second pole 4 is electrically coupled to an input terminal of a current interrupting device 5A, 5B, 5C.
  • each current interrupting device 5A, 5B, 5C, electrically coupled to one of the batteries B1, B2, ..., BN is configured to electrically couple this battery to the connection terminal 3A, 3B, 3C when closing one of the current interrupting devices 5A, 5B, 5C associated with said terminal.
  • at most 3 batteries can supply the 3 power supply lines 3 to the terminals 3A, 3B, 3C without these three batteries being coupled together to one of these terminals.
  • the system 1 is suitable for combining the powers of batteries B1, B2, ..., BN, in order to be able to increase the autonomy, the power, or even both of a tool, without however making it necessary to purchase or use batteries B1, ..., BN specifically adapted for this purpose (for example in this case two batteries of the same nominal voltage, of the same technology, of the same state of charge and of the same operating history can be electrically coupled in parallel without excessive risk).
  • each supply line 3 may comprise a measuring device 18 for measuring the voltage applied to the supply line 3.
  • the measuring devices 18 are coupled to the electronic control card 19 of the motor 10, by connections not shown for the sake of simplification.
  • the electronic control card 19 is configured to measure the different voltages of the power supply lines 3 of the motor 10 so as to control each half-bridge 14 by adapting the current or voltage characteristics in order to operate the motor 10. The characteristics necessary for the operation of the motor 10 are controlled by means of the control member 22 linked to the operation of the active members 20 actuated by the motor 10.
  • the electronic control card 19 is positioned as close as possible to the control unit 9 and therefore in the power supply system 1.
  • an appliance such as a vehicle or a tool that would require such a power supply system 1 may include an electronic card 19 for controlling the appliance, to control the motor 10 or another device of the appliance, and in the case of the need for such an electronic card 19, it may be located in or outside the power supply system 1.
  • the motor 10 can be powered by different batteries B1, B2, ... BN, each battery B1, ..., BN having its own characteristics, possibly different from the other batteries B1, ..., BN without having the disadvantage of managing risks and complexity of a direct connection of batteries B1, ..., BN in parallel. It will be noted that when at least two batteries B1, B2, ..., BN providing two distinct DC voltages are electrically coupled to the phases 12 of the motor 10, it is the voltage of the lowest power supply line 3 which will limit the power of the tool.
  • the electronic control unit 9 can be configured to manage the connection of the batteries B1, B2, ..., BN according to the useful power for the tool, expressed for example by a trigger of the tool, by a force generated by the tool or by communication with the electronic control card 19.
  • the electronic control unit 9 is configured to interpret the power supply orders from the tool so as to control, for each battery B1 to BN, the current interruption devices 5A, 5B, 5C in order to ensure the power supply of the tool.
  • the control of the current interruption devices 5A, 5B, 5C is preferably carried out at low frequency, for example of the order of 1 Hz so as to avoid on the one hand generating noises audible to the user and on the other hand to avoid operating the batteries B1 to BN in a pulsed mode at high frequency which can be detrimental to their service life.
  • curve 30 of the total average current I supplied to the motor 10 by the system 1 as a function of time T from two batteries B1 and B2 has been shown.
  • This total average current is the sum of the average currents supplied by the two batteries B1 and B2.
  • a first curve 31 represents the average current supplied to the motor 10 by the first battery B1
  • a second curve 32 represents the average current supplied to the motor 10 by a second battery B2.
  • the two batteries B1 and B2 are of identical technologies and nominal voltages but their state of charge is different (for example, 80% for B1 and 20% for B2). They can in fact each provide a maximum total average current having the value Imax, the two batteries B1 and B2 thus being able to provide a total average current equal to 2*Imax.
  • System 1 can thus provide an average current which can be equal to the sum of the average currents provided by each battery B1, B2 while distributing over time the connections to the tool of each battery B1, B2 according to their residual energy.
  • the electronic control unit 9 is configured to identify the number of batteries B1, B2, ..., BN connected at a given time; to recover parameters from each battery B1, ..., BN and/or to take into account parameters recorded by the user before the system 1 is put into service.
  • the electronic control unit 9 is configured to communicate with each battery B1, B2 connected so as to identify their main characteristics, for example the maximum current, the minimum operating voltage, their state of charge, ....
  • These communications between the electronic control unit 9 and each battery B1, B2 are illustrated by the dotted arrows in FIGS. 1 and 2.
  • These main characteristics can be stored in the battery B1, B2, can be calculated by the battery B1, B2, can be entered manually by a user or be provided by an additional monitoring system (not shown) connected to each battery B1, B2 and communicating with the electronic control unit 9.
  • the electronic control unit 9 is also configured to communicate with the electronic control card 19 to assess the power requirements to be provided for the proper operation of the engine 10.
  • a method of supplying electrical energy, in particular for a multi-phase motor 10, can be implemented by the system as defined above.
  • the method comprises the main steps of supplying the system 1 and controlling, by the electronic control unit 9 of the system 1, the current interrupting devices 5A, 5B, 5C so that, for each instant, the current interrupting devices 5A, 5B, 5C electrically couple a power supply line 3 with only one of the energy sources B1 to BN.
  • the other three curves 43 to 45 represent the operating state of the three current interrupting devices 5A, 5B, 5C coupled to a second battery B2, and respectively denoted B2-5A, B2-5B and B2-5C. Furthermore, on each of the curves 40 to 45, the time T is represented on the abscissa and the operating state B1-5A, B1-5B, B1-5C, B2-5A, B2-5B and B2-5C of the current interrupting device 5A, 5B, 5C on the ordinate.
  • each current interrupting device 5A, 5B, 5C occupies either an open state (and the associated curves 40 to 45 have a value of 0 on the ordinate), or a closed state (and the associated curves 40 to 45 have a value of 1 on the ordinate).
  • the current interrupter device B1-5A is always closed over time, the current interrupter device B2-5A is always open, thus, the current interrupter devices B1-5A and B2-5A allow a phase 12 of the motor 10 to be supplied only by the first battery B1.
  • FIG.5 that when the current interrupter device B1-5B is closed, then the current interrupter device B2-5B is open.
  • the current interrupter device B1-5C is closed, then the current interrupter device B2-5C is open.
  • each phase 12 of the motor 10 is coupled to only one battery B1 or B2 of the system 1.

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Abstract

Système d'alimentation en énergie électrique, comprenant au moins deux lignes d'alimentation configurées pour alimenter un moteur électrique multi-phasé, au moins deux bornes de connexion, les lignes d'alimentation étant couplées électriquement respectivement aux bornes de connexion, au moins deux sources d'énergie distinctes aptes à délivrer, chacune, une tension continue, pour chaque source d'énergie, au moins un dispositif d'interruption de courant par ligne d'alimentation aux bornes de connexion, et une unité de commande électronique, chaque source d'énergie étant reliée à chaque ligne d'alimentation par l'intermédiaire d'un dispositif d'interruption de courant piloté par l'unité de commande électronique, l'unité de commande électronique étant configurée pour piloter les dispositifs d'interruption de courant de façon à coupler électriquement à un instant donné chaque ligne d'alimentation à seulement l'une des sources d'énergie, de sorte que chaque borne de connexion soit alimentée par une seule des sources d'énergie par a fermeture d'un des dispositifs d'interruption de courant associé à ladite borne de connexion.

Description

Système et procédé d’alimentation pour moteur électrique multi-phasé
La présente invention concerne l’alimentation en énergie électrique d’un appareil à partir d’une pluralité de sources d’énergies électriques, telle que par exemple l’alimentation de différentes phases d’un moteur électrique multi-phasé de l’appareil, en particulier celles d’un moteur électrique alimenté par une pluralité de batteries.
 ETAT DE LA TECHNIQUE
Le domaine des batteries alimentant un moteur électrique est vaste, que ce soit pour alimenter des moteurs monophasés ou des moteurs multi-phasés. Les progrès récents des batteries permettent désormais d’alimenter les moteurs électriques d’appareils (véhicules ou outils) de forte puissance (véhicule électrique, débrousailleuses, tondeuses, …). Ce domaine se réduit toutefois quand l’appareil peut être alimenté par deux ou même plusieurs batteries pouvant ajouter en parallèle leurs puissances respectives pour alimenter un même moteur électrique. Le système de gestion électronique (noté par l’acronyme BMS en langue anglaise, pour « Battery Management System », c’est-à-dire système de gestion de batterie) gère certes la mise en parallèle des batteries en fonction des besoins de puissance du moteur mais on sait toutefois que la mise en parallèle de batteries peut générer des problèmes de sécurité, notamment quand les niveaux de tension de ces batteries sont différents, quand les batteries sont de technologies différentes ou encore quand les batteries ont des historiques de fonctionnement différents.
On peut citer par exemple, la demande de brevet français FR3078454, qui divulgue un module d’alimentation pour moteur de véhicule électrique, le moteur étant de technologie sans balais triphasé et alimenté par des modules d’alimentation, chaque module d’alimentation comportant un accumulateur électrique et un pont de commutateurs commandés couplés en parallèle sur un bus d’alimentation. Le pont de commutateurs, disposé entre le bus d’alimentation du moteur et l’accumulateur, est un dispositif réversible chargeur et onduleur, ce dernier mode convertissant l’énergie électrique de l’accumulateur pour ajuster la tension du bus d’alimentation du moteur. Plusieurs modules d’alimentation peuvent être couplés électriquement en parallèle sur le bus d’alimentation. Un module d’alimentation peut par ailleurs être alimenté en continu par un autre module d’alimentation au travers du bus d’alimentation pour équilibrer son accumulateur par exemple.
Lorsque des batteries, nommées aussi accumulateurs, sont mises en parallèle, on constate aussi des pertes d’énergie puisqu’en général, dans une architecture de mise en contact parallèle de batteries, la batterie la plus chargée ayant une tension plus élevée charge de fait la batterie la plus faible ayant une tension plus basse en même temps qu’elle fournit du courant pour alimenter le moteur. Pour éviter trop de déperdition d’énergie autrement que dans l’alimentation du moteur, il est donc prudent dans ce cas d’utiliser des batteries ayant des niveaux de tension, des technologies et un état de vieillissement similaires. Il n’est toutefois pas possible à ce jour d’envisager une mise en parallèle d’au moins deux batteries de technologie, de tension ou de vieillissement différents pour alimenter de concert un même moteur électrique sans constater des interactions, sources de problèmes de sécurité futurs, entre les différentes batteries connectées en parallèle. On peut noter aussi que l’adjonction d’onduleurs aux batteries de façon à adapter leur tension de sortie afin de les mettre en parallèle nécessite une électronique associée encombrante et coûteuse.
Un objet de la présente invention est donc de proposer une solution pour pallier les inconvénients mentionnés ci-avant, et en particulier, de proposer des moyens pour améliorer la sécurité d’une alimentation d’un moteur électrique multi-phasé à partir de plusieurs batteries ayant des caractéristiques de tension différentes sans qu’il n’y ait de liaison électrique entre batteries lors du fonctionnement du moteur électrique. Un autre objectif serait de résoudre cette problématique tout en s’affranchissant de la mise en place d’onduleurs, puisque ces composants posent des problèmes en termes d’encombrement, de poids et de prix.
Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés.
RESUME
Pour atteindre cet objectif, il est proposé un système d’alimentation en énergie électrique comprenant au moins deux lignes d’alimentation, au moins deux sources d’énergie distinctes aptes à délivrer, chacune, une tension continue, et une unité de commande électronique, chaque source d’énergie étant reliée à chaque ligne d’alimentation par l’intermédiaire d’un dispositif d’interruption de courant piloté par l’unité de commande électronique de façon à coupler électriquement à un instant donné chaque ligne d’alimentation à l’une des sources d’énergie.
Ainsi, le système d’alimentation est configuré de manière que l’unité de commande électronique pilote à un instant donné chaque dispositif d’interruption de courant, de sorte que chaque ligne d’alimentation n’est alimentée à cet instant que par une seule source d’énergie.
Ainsi, on évite de connecter à tout instant deux batteries en parallèle sur une même ligne d’alimentation, pour notamment éviter des interactions non souhaitées entre les batteries (pertes d’énergie inutiles, sécurité, …). Un tel système est particulièrement adapté pour alimenter un moteur électrique multi-phasé d’un outil, par exemple portatif, avec des batteries pouvant avoir des caractéristiques distinctes, comme par exemple des tensions nominales différentes, des technologies différentes, des historiques de fonctionnement différents ...
Plus particulièrement, au moins deux lignes d’alimentation sont configurées pour alimenter un moteur électrique multi-phasé.
Le système comprend au moins deux bornes de connexion, les lignes d’alimentation étant couplées électriquement respectivement aux bornes de connexion.
Par ailleurs, le système comprend, pour chaque source d’énergie, au moins un dispositif d’interruption de courant par ligne d’alimentation aux bornes de connexion.
En outre, l’unité de commande électronique est configurée pour piloter les dispositifs d’interruption de courant de façon à coupler électriquement à un instant donné chaque ligne d’alimentation à seulement l’une des sources d’énergie, de sorte que chaque borne de connexion soit alimentée par une seule des sources d’énergie par la fermeture d’un des dispositifs d’interruption de courant associé à ladite borne de connexion.
Selon un autre aspect, il est proposé un outil comprenant le système tel que défini ci-avant.
Plus particulièrement, l’outil comprend un moteur électrique multi-phasé.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé d’alimentation en énergie électrique, comprenant :
  • une fourniture d’un système comprenant :
  • au moins deux lignes d’alimentation ;
  • au moins deux sources d’énergie distinctes aptes à délivrer, chacune, une tension continue ; et
  • une unité de commande électronique ;
  • chaque source d’énergie étant reliée à chaque ligne d’alimentation par l’intermédiaire d’un dispositif d’interruption de courant piloté par l’unité de commande électronique de façon à coupler électriquement à un instant donné chaque ligne d’alimentation à l’une des sources d’énergie.
  • Ainsi, l’unité de commande électronique peut piloter les dispositifs d’interruption de courant de sorte que, pour chaque instant, les dispositifs d’interruption de courant couplent électriquement une ligne d’alimentation avec seulement l’une des sources d’énergie.
En particulier, chaque source d’énergie est reliée à chaque ligne d’alimentation par l’intermédiaire d’un dispositif d’interruption de courant piloté par l’unité de commande électronique de façon à coupler électriquement à un instant donné chaque ligne d’alimentation à seulement l’une des sources d’énergie de sorte que chaque borne de connexion soit alimentée par une seule des sources d’énergie par la fermeture d’un des dispositifs d’interruption de courant associé à ladite borne de connexion.
 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels :
La représente schématiquement une vue d’un mode de réalisation d’un système d’alimentation à trois lignes d’alimentation et N sources d’énergies, N étant un nombre entier tel que N  2, pour alimenter indépendamment chaque phase d’un moteur triphasé ;
La représente schématiquement une vue d’un mode de réalisation d’un système d’alimentation à deux lignes d’alimentation et N sources d’énergies, N étant un nombre entier tel que N >2, pour alimenter indépendamment chaque phase ou groupe de phase d’un moteur triphasé ;
La représente un autre mode de réalisation des dispositifs d’interruption de courant d’une batterie pour l’alimentation d’un moteur électrique triphasé ;
La représente schématiquement une vue des courbes des courants moyens fournis par deux batteries d’un système d’alimentation à trois lignes d’alimentation ;
[Fig.5] la [Fig.5] représente schématiquement une vue des courbes d’état de fonctionnement des dispositifs d’interruption de courant d’un système d’alimentation à deux batteries.  
Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques.
 DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation et de mises en œuvre de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement.
Par exemple, l’unité de commande électronique est configurée pour commander les dispositifs d’interruption de courant de façon cyclique et de préférence à basse fréquence.
Par exemple, au moins un dispositif d’interruption de courant est un interrupteur électronique commandé.
Par exemple, au moins un dispositif d’interruption de courant comprend deux transistors commandés en simultanés, chaque transistor ayant une première borne d’entrée, une deuxième borne de sortie et une borne de commande reliant la borne d’entrée à la borne de sortie, les deux transistors commandés étant couplés en série de sorte que la borne d’entrée de l’un est couplée électriquement à la borne d’entrée de l’autre.
Selon un exemple, l’outil est un outil portatif, c’est-à-dire qu’il est destiné à être porté par un utilisateur lors de son utilisation. Tel est le cas d’un sécateur électrique, d’un souffleur à feuilles, d’une tronçonneuse, d’une débroussailleuse… L’outil peut également être déplaçable manuellement par l’utilisateur, c’est-à-dire qu’il est destiné à être déplacé au sol par l’utilisateur lors de son utilisation. Tel est le cas par exemple d’une tondeuse à gazon, ou d’une rogneuse de souche.
Par exemple il s’agit d’un outil agricole ou viticole.
Selon un exemple, l’outil comprend un organe de commande apte à émettre une commande de puissance pour un moteur électrique multi-phasé, dans lequel l’unité de commande électronique du système est configurée pour recevoir une commande de puissance émise par l’organe de commande, et pour commander les dispositifs d’interruption de courant en fonction de la commande de puissance reçue.
Selon un exemple, l’unité de commande électronique du système comprend le pilotage des phases du moteur électrique en fonction des informations de l’organe de commande, des informations de tension et/ou d'intensité de chaque demi-pont de phase moteur et prend en compte ces informations pour piloter les dispositifs d’interruption de courant.
L’organe de commande est par exemple actionné par un utilisateur. Il peut comprendre un bouton, une poignée ou une gâchette pour actionner le mode de commande.
Il est précisé que dans le cadre de la présente invention, l’expression « A couplé électriquement à B » ou « A couplé à B » ou « A connecté à B » est synonyme de « A est en connexion électrique avec B » et ne signifie pas nécessairement qu’il n’existe pas d’organe entre A et B. Ainsi ces expressions s’entendent d’une connexion électrique entre deux éléments, cette connexion pouvant ou non être directe, cela signifie qu’il est possible qu’entre un premier dispositif A et un deuxième dispositif B qui sont électriquement connectés, un courant circule en A, en B, et sur le parcours reliant A à B, ce parcours pouvant ou non comprendre d’autres équipements électriques.
A l’inverse, dans le cadre de la présente invention, le terme « électriquement connecté directement » s’entend d’une connexion électrique directe entre deux éléments. Cela signifie qu’entre un premier dispositif A et un deuxième dispositif B qui sont électriquement connectés directement aucun autre équipement n’est présent, autre qu’une connexion électrique ou plusieurs connexions électriques.
Sur les figures 1 et 2, on a représenté de façon schématique, un système d’alimentation 1 pour alimenter à ses bornes 3A, 3B, 3C des lignes d’alimentation 3 d’un moteur électrique multi-phasé 10, c’est-à-dire un moteur comprenant plusieurs phases 12, chaque phase 12 du moteur 10 étant alimentée pour le fonctionnement du moteur 10. Dans l’exemple des figures 1 et 2, il s’agit d’un moteur triphasé à aimant permanent, dont chacune des trois phases 12 est couplée à une ligne d’alimentation 3 aux bornes 3A, 3B, 3C du système d’alimentation 1. Le moteur 10 peut être un moteur 10 avec ou sans balais triphasé d’un appareil (véhicule, outil), non représenté à des fins de simplification. Le rotor du moteur 10 n’est pas représenté ici par simplification. Cet appareil, comportant toutefois des organes actifs 20 actionnés par son moteur 10 et associés à un organe de commande 22 tel qu’une gâchette par exemple pour générer des signaux nécessaires au pilotage du moteur 10, est par exemple un outil agricole ou viticole tel qu’un sécateur électrique, une débroussailleuse agricole, une tondeuse à gazon, un souffleur à feuilles, une tronçonneuse, .... Selon un exemple l’outil est portatif. De façon générale, le moteur 10 comporte au moins deux phases 12, par exemple trois phases 12, comme illustré sur les figures 1 et 2. Chaque phase 12 du moteur 10 peut être couplée à une ligne d’alimentation 3, de préférence distincte (c’est le cas de la ), à deux lignes d’alimentation distinctes (cas de la ), l’une des lignes d’alimentation 3 reliant alors deux phases 12 du moteur 10 triphasé, et en tous cas par au moins deux lignes d’alimentation 3 pour un moteur 10 multi-phasé comportant plus de deux phases 12. Chaque phase 12 est couplée à une ligne d’alimentation 3 notamment par l’intermédiaire d’un demi-pont 14 convertisseur de tension pour piloter, au moyen d’une carte de commande électronique 19, l’alimentation en courant dans chacune des phases 12. De façon générale, la carte de commande électronique 19 est configurée pour commander le moteur 10 en fonction des signaux émis par l’organe de commande 22, et en particulier, pour commander le moteur 10 en mode PWM (ou « Pulse width modulation » en langue anglaise, c’est-à-dire en modulation en largeur d’impulsion). La fréquence de pilotage de chaque demi-pont 14 est choisie à une valeur élevée, par exemple de 20kHz de façon à rendre inaudible le fonctionnement du pilotage du moteur 10. D’autres fréquences plus faibles ou plus élevées sont aussi possibles bien entendu et facilement réalisables par l’homme du métier qui sait toutefois que les pertes dans les demi-ponts 14 sont des fonctions croissantes de la fréquence et donc qu’un compromis est nécessaire entre les pertes par effet joule dans les demi-pont 14 et le bruit généré pour le fonctionnement du moteur 10.
Le système 1 comprend également au moins deux sources d’énergie distinctes B1, B2, …, BN (N étant un nombre entier et correspond au nombre de sources d’énergie) et pour chaque source d’énergie B1, B2, …, BN, comprend au moins un dispositif d’interruption de courant 5A, 5B, 5C par ligne d’alimentation 3 aux bornes 3A, 3B, 3C du système. On entend par sources d’énergie distinctes B1, B2, …, BN des sources dont les caractéristiques telles que leur tension de sortie, leur état de charge, leur technologie, leur historique de fonctionnement, … peuvent être différentes.
Les figures 1 et 2 étant réalisées de façon schématique, les lignes d’alimentation 3 reliant les différents dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C à la phase 12 du moteur 10 correspondante par l’intermédiaire des bornes 3A, 3B, 3C du système 1 sont représentées en trait plein pour les dispositifs d’interruption de courant 5A (figures 1 et 2), en trait pointillé pour les dispositifs d’interruption de courant 5B de la et en trait mixte pour les dispositifs d’interruption de courant 5C de la ou 5B de la .
Une source d’énergie B1, B2, …, BN est configurée pour délivrer un courant et une tension continus. Une source d’énergie B1, B2, …, BN peut être une batterie et chacune des batteries peut comprendre un assemblage de plusieurs éléments électrochimiques en série ou en parallèle lui conférant des caractéristiques de tension nominale, de capacité et donc de puissances différentes. Par exemple, le système 1 comprend N batteries B1, B2, …, BN comme illustrées sur les figures 1 et 2. Chaque batterie B1, B2, …, BN comprend deux pôles 2, 4 ayant des polarités opposées (c’est-à-dire positif et négatif). Un premier pôle 2 est destiné à être couplé électriquement à la masse 7 de l’outil, et le deuxième pôle 4 est couplé électriquement à une borne d’entrée d’un dispositif d’interruption de courant 5A, 5B, 5C.
Chaque batterie B1, B2, …, BN est reliée à un nombre de dispositifs d’interruption de courant correspondant au nombre de lignes d’alimentation 3 du système 1, par exemple trois interrupteurs 5A, 5B et 5C reliant trois bornes 3A, 3B et 3C de connexion des lignes d’alimentation 3 d’un système 1 à trois lignes d’alimentation 3 (cas de la ) ; 2 interrupteurs 5A et 5B reliant deux bornes 3A et 3B de connexion des lignes d’alimentation 3 d’un système 1 à deux lignes d’alimentation 3 (cas de la ). Dans le cas d’un système 1 à trois lignes d’alimentation 3, chaque dispositif d’interruption de courant 5A, 5B, 5C, couplé électriquement à l’une des batteries B1, B2, …, BN est configuré pour coupler électriquement cette batterie à la borne 3A, 3B, 3C de connexion lors de la fermeture de l’un des dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C associé à ladite borne. Ainsi, au plus 3 batteries peuvent alimenter les 3 lignes d’alimentation 3 aux bornes 3A, 3B, 3C sans que ces trois batteries ne soient couplées entre elles à l’une de ces bornes. Une seule batterie peut aussi être couplée aux trois lignes d’alimentation 3, les trois dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C de cette batterie B1, …, BN étant alors tous en position fermée alors que tous les autres dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C des autres batteries B1, …, BN restent à l’état ouvert.
Par exemple, comme illustré sur la , trois lignes d’alimentation 3 du moteur électrique 10 sont couplées chacune électriquement aux bornes de connexion 3A, 3B, 3C du système d’alimentation 1. Le système 1 comprend N sources d’énergie B1 à BN, chacune d’elles étant reliées à l’entrée de trois dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C, la sortie de chacun de ces trois dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C étant couplée électriquement aux lignes d’alimentation 3 par l’intermédiaire des bornes de connexion respectives 3A, 3B, 3C du système d’alimentation 1. En outre, le système d’alimentation 1 comprend une unité de commande électronique 9 pour piloter les dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C de façon qu’à un instant donné, chaque borne de connexion 3A, 3B, 3C soit alimentée par une seule des batteries B1 à BN par la fermeture d’un des dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C qui lui est associé. Ainsi, pour alimenter à un instant donné les 3 lignes d’alimentation 3 de façon simultanées, il faut alors que parmi l’ensemble des dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C des différentes batteries B1 à BN, il n’y ait qu’un seul dispositif 5A fermé pour connecter la borne de connexion 3A, un seul dispositif 5B fermé pour connecter la borne de connexion 3B et un seul dispositif 5C fermé pour connecter la borne de connexion 3C ; tous les autres dispositifs d’interruption de courant étant à l’état ouvert.
Selon un autre exemple illustré à la , deux lignes d’alimentation 3 du moteur électrique 10 sont couplées chacune électriquement aux bornes de connexion 3A, 3B du système d’alimentation 1. Le moteur électrique 10 possédant trois phases 12, elles ne peuvent alors être alimentées que sur deux lignes d’alimentation 3. Ainsi, une première ligne d’alimentation 3 est couplée à une première phase 12 du moteur 10, et une deuxième ligne d’alimentation 3 est couplée aux deuxième et troisième phase 12 du moteur 10. En outre, le système d’alimentation 1 comprend N sources d’énergie B1 à BN, chacune d’elles étant reliée à l’entrée de deux dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, la sortie de chacun de ces deux dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B étant couplée électriquement aux lignes d’alimentation 3 par l’intermédiaire des bornes de connexion respectives 3A, 3B du système d’alimentation 1. Ainsi, pour alimenter à un instant donné les deux lignes d’alimentation 3 de façon simultanée, il faut alors que parmi l’ensemble des dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B des différentes batteries B1 à BN, il n’y ait qu’un seul dispositif 5A fermé pour connecter la borne de connexion 3A et un seul dispositif 5B fermé pour connecter la borne de connexion 3B ; tous les autres dispositifs d’interruption de courant étant à l’état ouvert.
Avantageusement, chaque ligne d’alimentation est reliée à une phase d’un moteur multi-phasé.
En outre, le système comprend, pour chaque source d’énergie B1 à BN, un nombre de dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C correspondant au nombre de lignes d’alimentation 3. En d’autres termes, pour chaque source d’énergie B1 à BN, le nombre de dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C forme un groupe d’interrupteurs associé à la source d’énergie B1 à BN. Pour chaque source d’énergie B1 à BN, les interrupteurs 5A, 5B, 5C du groupe associé à la source d’énergie B1 à BN sont couplés entre la source d’énergie B1 à BN et chaque ligne d’alimentation 3.
Chaque source d’énergie B1 à BN peut être reliée à l’entrée des dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C du groupe d’interrupteurs 5A, 5B, 5C associé à la source d’énergie B1 à BN, la sortie de chacun des dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C du groupe d’interrupteurs 5A, 5B, 5C associé à la source d’énergie B1 à BN étant couplée électriquement aux lignes d’alimentation 3 par l’intermédiaire des bornes de connexion respectives 3A, 3B, 3C.
Par ailleurs, chaque dispositif d’interruption de courant 5A, 5B, 5C couplé électriquement à l’une des sources d’énergie B1 à BN est configuré pour coupler électriquement ladite une des sources d’énergie B1 à BN à la borne de connexion 3A, 3B, 3C à laquelle le dispositif d’interruption de courant 5A, 5B, 5C est associé lors de la fermeture du dispositif d’interruption de courant 5A, 5B, 5C,
Un dispositif d’interruption de courant 5A, 5B, 5C peut être un interrupteur électronique commandé par l’unité de commande électronique 9. Un dispositif d’interruption de courant 5A, 5B, 5C peut se présenter sous la forme d’un composant électronique ou électromécanique commandé de type relais, IGBT (pour Interrupteur Général Basse Tension), transistor bipolaire, transistor commandé du type MOSFET (abréviation de « metal-oxide-semiconductor field-effect transistor » selon l’acronyme en langue anglaise) … De préférence, comme illustré schématiquement sur la , un dispositif d’interruption de courant 5A, 5B, 5C peut comprendre deux transistors MOSFETS couplés en série et en inverse, chacun étant commandé. On entend alors par commande du dispositif d’interruption de courant (de type 5A, 5B, 5C), la commande simultanée des deux MOSFETs. Chaque MOSFET possède une première borne appelés Source et un deuxième borne appelés Drain. On entend par couplés en inverse, que la source de l’un est reliée en série à la source de l’autre ou que le Drain de l’un est relié en série au Drain de l’autre, cette dernière configuration étant celle représentée sur la . En effet, un transistor MOSFET a un effet d’interruption commandé du courant mais comporte un effet diode en parallèle, ces deux effets étant modélisés dans la . De fait, pour éviter que du courant ne circule en sens inverse vers la batterie lorsque les interrupteurs des deux MOSFETs d’un dispositif d’interruption de courant sont ouverts, il faut bloquer la circulation de courant par un effet diode inversé du deuxième MOSFET connecté en série.
En particulier, l’unité de commande électronique 9 est configurée de manière à commander chaque dispositif d’interruption de courant 5A, 5B, 5C de chaque batterie B1, B2, …, BN indépendamment les uns des autres, de sorte que, pour chaque instant, l’état ouvert ou fermé de chaque dispositif d’interruption de courant 5A, 5B, 5C permette de coupler électriquement une ligne d’alimentation 3 à seulement l’une des sources d’énergie B1, B2, …, BN. Pour chaque instant, toutes les lignes d’alimentation 3 sont couplées à l’une des sources d’énergies B1, …, BN mais toutes les sources d’énergies B1, B2, …, BN ne sont pas nécessairement couplées électriquement aux lignes d’alimentation 3, et deux sources d’énergies distinctes B1, B2, …, BN ne peuvent alimenter au même instant une même ligne d’alimentation 3.
Ainsi, on peut gérer l’alimentation d’un outil comportant un moteur 10 multi-phasé à l’aide de plusieurs batteries B1, …, BN délivrant chacune, si nécessaire un courant pour alimenter l’outil sans toutefois être connectées en parallèle. On évite donc au système 1 de subir les risques et inconvénients de la gestion de batteries B1, …, BN connectées directement en parallèle.
Avantageusement, le système 1 peut comprendre des batteries B1, B2, …, BN ne présentant pas forcément les mêmes caractéristiques de tension nominale, de technologie, d’état de charge, voire qui n’ont pas le même historique de vieillissement ou d’utilisation. En effet, des batteries B1, …, BN ayant des caractéristiques, telles que citées ci-avant, différentes ne peuvent donc pas par principe être reliées entre elles, que ce soit en série ou en parallèle, pour alimenter un outil.
Selon un autre avantage, le système 1 est adapté pour combiner les puissances de batteries B1, B2, …, BN, afin de pouvoir augmenter l’autonomie, la puissance, voire les deux d’un outil, sans toutefois rendre nécessaire un achat ou une utilisation de batteries B1, …, BN spécifiquement adaptées à cet effet (par exemple dans ce cas deux batteries de même tension nominale, de même technologie, de même état de charge et de même historique de fonctionnement pouvant être électriquement couplées en parallèle sans risque exagéré).
Ainsi, dans le cadre de l’alimentation directe de chaque phase 12 du moteur triphasé 10, les tensions en entrée de chaque demi-pont 14 à un instant donné peuvent être différentes sur chacune des lignes d’alimentation 3 quand elles ne sont pas alimentées par la même batterie B1, B2, ... BN.
Plus particulièrement, si, entre deux instants successifs t et t+1, une première batterie B1 couplée à l’une des bornes 3A, 3B, 3C d’une ligne d’alimentation 3 à l’instant t est déconnectée pour connecter à l’instant d’après t+1 sur cette même borne 3A, 3B, 3C une deuxième batterie B2, il est possible que la tension d’alimentation de cette ligne d’alimentation 3 varie de façon importante si les tensions des deux batteries B1, B2 sont distinctes. Afin de limiter les variations de tension dues à la connexion et déconnexion des batteries B1, B2, chaque phase 12 du moteur 10 couplée à une ligne d’alimentation 3 peut comprendre en plus d’un demi-pont 14, une capacité 16 pour gérer les variations de tension importantes. Ainsi, les capacités 16 permettent de réguler la tension des demi-ponts 14. Avantageusement, chaque capacité 16 permet de limiter les plages de tension minimum et maximum autorisées pour un fonctionnement correct du moteur 10.
Par ailleurs, chaque ligne d’alimentation 3 peut comprendre un appareil de mesure 18 de la tension appliquée à la ligne d’alimentation 3. Les appareils de mesure 18 sont couplés à la carte de commande électronique 19 du moteur 10, par des connexions non représentées à des fins de simplification. Ainsi, la carte de commande électronique 19 est configurée pour mesurer les différentes tensions des lignes d’alimentation 3 du moteur 10 de façon à piloter chaque demi-pont 14 en adaptant les caractéristiques de courant ou de tension afin de faire fonctionner le moteur 10. Les caractéristiques nécessaires au fonctionnement du moteur 10 sont commandées par l’intermédiaire de l’organe de commande 22 lié au fonctionnement des organes actifs 20 actionnés par le moteur 10. De façon préférée, la carte de commande électronique 19 du moteur 10 peut être couplée à l’unité de commande électronique 9 du système d’alimentation 1, pour communiquer notamment des informations telles que les valeurs de tension des lignes d’alimentation 3 ou les consignes de puissance de fonctionnement du moteur 10, de façon à sélectionner rapidement la ou les batteries B1 à BN aptes à fournir de l’énergie sur chaque ligne d’alimentation 3 du moteur 10. On entend par carte de commande électronique 19, une carte électronique distincte ou une partie de carte électronique et qui peut par exemple constituer une partie de l’unité de commande électronique 9 du système 1. Dans l’exemple décrit, le système 1 alimente un moteur multi-phasé 10 piloté par sa carte de commande électronique 19 et des communications sont nécessaires avec l’unité de commande 9 pour assurer une alimentation convenable du moteur 10. Ces communications sont illustrées par les flèches en pointillés sur les figures 1 et 2. Il peut s’agir de communications filaires et/ou sans fil. De préférence, la carte de commande électronique 19 est positionnée au plus proche de l’unité de commande 9 et donc dans le système d’alimentation 1. De façon générale, un appareil tel qu’un véhicule ou un outil qui nécessiterait un tel système d’alimentation 1 peut comporter une carte électronique 19 de pilotage de l’appareil, pour piloter le moteur 10 ou un autre dispositif de l’appareil, et dans le cas de la nécessité d’une telle carte électronique 19, elle peut être située dans ou en dehors du système d’alimentation 1.
De façon générale, le moteur 10 peut être alimenté par différentes batteries B1, B2, … BN, chaque batterie B1, …, BN ayant ses propres caractéristiques, éventuellement différentes des autres batteries B1, …, BN sans avoir l’inconvénient de gérer des risques et une complexité d’une connexion directe de batteries B1, …, BN en parallèle. On notera, que lorsqu’au moins deux batteries B1, B2, …, BN fournissant deux tensions continues distinctes sont couplées électriquement aux phases 12 du moteur 10, c’est la tension de la ligne d’alimentation 3 la plus basse qui va limiter la puissance de l’outil. Ainsi, l’unité de commande électronique 9 peut être configurée pour gérer la connexion des batteries B1, B2, …, BN en fonction de la puissance utile pour l’outil, exprimée par exemple par une gâchette de l’outil, par un effort généré par l’outil ou par une communication avec la carte de commande électronique 19. L’unité de commande électronique 9 est configurée pour interpréter les ordres d’alimentation issus de l’outil de façon à piloter, pour chaque batterie B1 à BN, les dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C afin d’assurer l’alimentation de l’outil. Le pilotage des dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C est effectué de préférence à basse fréquence, par exemple de l’ordre de 1Hz de façon à éviter d’une part de générer des bruits audibles par l’utilisateur et d’autre part à éviter de faire fonctionner les batteries B1 à BN dans un mode pulsé à fréquence élevée qui peut être préjudiciable à leur durée de vie.
Sur la , on a représenté un exemple de courbe 30 du courant moyen total I fourni au moteur 10 par le système 1 en fonction du temps T à partir de deux batteries B1 et B2. Ce courant moyen total est la somme des courants moyens fournis par les deux batteries B1 et B2. Une première courbe 31 représente le courant moyen fourni au moteur 10 par la première batterie B1, et une deuxième courbe 32 représente le courant moyen fourni au moteur 10 par une deuxième batterie B2. Les deux batteries B1 et B2 sont de technologies et de tensions nominales identiques mais leur état de charge est différent (par exemple, 80% pour B1 et 20% pour B2). Elles peuvent de fait fournir au maximum chacune un courant moyen total ayant pour valeur Imax, les deux batteries B1 et B2 pouvant ainsi fournir un courant moyen total égal à 2*Imax. La batterie B2 ayant ici un état de charge bien plus faible que la batterie B1 sera de fait beaucoup moins sollicitée. Le système 1 peut ainsi fournir un courant moyen pouvant être égal à la somme des courants moyens fournis par chaque batterie B1, B2 tout en répartissant dans le temps les connexions à l’outil de chaque batterie B1, B2 en fonction de leur énergie résiduelle.
Le système 1, permet de gérer et d’aiguiller à un instant donné l’énergie issue de chacune des batteries B1, B2 pour activer l’alimentation de chaque ligne d’alimentation 3.
Avantageusement, l’unité de commande électronique 9 est configurée pour identifier le nombre de batteries B1, B2, …, BN connectées à un instant donné ; de récupérer des paramètres de chaque batterie B1, …, BN et/ou de tenir compte de paramètres enregistrés par l’utilisateur avant la mise en service du système 1. De préférence, l’unité de commande électronique 9 est configurée pour communiquer avec chaque batterie B1, B2 connectée de façon à identifier leurs principales caractéristiques, par exemple le courant maximum, la tension minimum en fonctionnement, leur état de charge, …. Ces communications entre l’unité de commande électronique 9 et chaque batterie B1, B2 sont illustrées par les flèches en pointillés sur les figures 1 et 2. Ces principales caractéristiques peuvent être mémorisées dans la batterie B1, B2, peuvent être calculées par la batterie B1, B2, peuvent être renseignées manuellement par un utilisateur ou être fournies par un système de surveillance additionnel (non représenté) connecté à chaque batterie B1, B2 et communiquant avec l’unité de commande électronique 9.
L’unité de commande électronique 9 est configurée aussi pour communiquer avec la carte de commande électronique 19 pour évaluer les besoins en puissance à fournir pour le bon fonctionnement du moteur 10.
Un procédé d’alimentation en énergie électrique, notamment pour un moteur multi-phasé 10, peut être mis en œuvre par le système tel que défini ci-avant. Le procédé comprend les étapes principales consistant à fournir le système 1 et à commander, par l’unité de commande électronique 9 du système 1, les dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C de sorte que, pour chaque instant, les dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C couplent électriquement une ligne d’alimentation 3 avec seulement l’une des sources d’énergie B1 à BN.
Un exemple du pilotage des dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C de chaque batterie B1 et B2 pour obtenir les courbes de courant moyen 30, 31 et 32 de la est illustré en [Fig.5]. Sur cette figure, on a représenté six courbes 40 à 45 représentants en fonction du temps T l’état de fonctionnement de six dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C représentés à la couplés aux batteries B1 et B2. En particulier, les trois premières courbes 40 à 42 représentent l’état de fonctionnement des trois dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C couplés à une première batterie B1, et respectivement notés B1-5A, B1-5B et B1-5C. Par ailleurs, les trois autres courbes 43 à 45 représentent l’état de fonctionnement des trois dispositifs d’interruption de courant 5A, 5B, 5C couplés à une deuxième batterie B2, et respectivement notés B2-5A, B2-5B et B2-5C. Par ailleurs, sur chacune des courbes 40 à 45, on a représenté le temps T en abscisse et l’état de fonctionnement B1-5A, B1-5B, B1-5C, B2-5A, B2-5B et B2-5C du dispositif d’interruption de courant 5A, 5B, 5C en ordonnée. De façon générale, chaque dispositif d’interruption de courant 5A, 5B, 5C occupe soit un état ouvert (et la courbe 40 à 45 associées a pour valeur 0 en ordonnée), soit un état fermé (et la courbe 40 à 45 associées a pour valeur 1 en ordonnée). Ainsi, on peut noter que le dispositif d’interruption de courant B1-5A est toujours fermé au cours du temps, le dispositif d’interruption de courant B2-5A est toujours ouvert, ainsi, les dispositifs d’interruption de courant B1-5A et B2-5A permettent qu’une phase 12 du moteur 10 ne soit alimentée que par la première batterie B1. On notera également sur la [Fig.5], que lorsque le dispositif d’interruption de courant B1-5B est fermé, alors le dispositif d’interruption de courant B2-5B est ouvert. On note également que lorsque le dispositif d’interruption de courant B1-5C est fermé, alors le dispositif d’interruption de courant B2-5C est ouvert. Ainsi, à tout instant, chaque phase 12 du moteur 10 est couplée à uniquement une batterie B1 ou B2 du système 1.

Claims (10)

  1. Système d’alimentation en énergie électrique (1), comprenant :
    • au moins deux lignes d’alimentation (3) configurées pour alimenter un moteur électrique multi-phasé (10) ;
    • au moins deux bornes de connexion (3A, 3B, 3C), les lignes d’alimentation (3) étant couplées électriquement respectivement aux bornes de connexion (3A, 3B, 3C) ;
    • au moins deux sources d’énergie distinctes (B1 à BN) aptes à délivrer, chacune, une tension continue ;
    • pour chaque source d’énergie (B1, à BN), au moins un dispositif d’interruption de courant (5A, 5B, 5C) par ligne d’alimentation (3) aux bornes de connexion (3A, 3B, 3C) ; et
    • une unité de commande électronique (9) ;
    caractérisé en ce que chaque source d’énergie (B1 à BN) est reliée à chaque ligne d’alimentation (3) par l’intermédiaire d’un dispositif d’interruption de courant (5A, 5B, 5C) piloté par l’unité de commande électronique (9), l’unité de commande électronique (9) étant configurée pour piloter les dispositifs d’interruption de courant (5A, 5B, 5C) de façon à coupler électriquement à un instant donné chaque ligne d’alimentation (3) à seulement l’une des sources d’énergie (B1 à BN), de sorte que chaque borne de connexion (3A, 3B, 3C) soit alimentée par une seule des sources d’énergie (B1 à BN) par la fermeture d’un des dispositifs d’interruption de courant (5A, 5B, 5C) associé à ladite borne de connexion (3A, 3B, 3C).
  2. Système selon la revendication précédente, dans lequel l’unité de commande électronique (9) est configurée pour commander les dispositifs d’interruption de courant (5A, 5B, 5C) de façon cyclique.
  3. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un dispositif d’interruption de courant (5A, 5B, 5C) est un interrupteur électronique commandé.
  4. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un dispositif d’interruption de courant (5A, 5B, 5C) comprend deux transistors commandés en simultanés, chaque transistor ayant une première borne d’entrée, une deuxième borne de sortie et une borne de commande reliant la borne d’entrée à la borne de sortie, les deux transistors commandés étant couplés en série de sorte que la borne d’entrée de l’un est couplée électriquement à la borne d’entrée de l’autre.
  5. Outil comprenant un système d’alimentation selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  6. Outil selon la revendication précédente, comprenant un moteur électrique multi-phasé (10) et un organe de commande (22) apte à émettre une commande de puissance pour le moteur électrique multi-phasé, dans lequel l’unité de commande électronique (9) du système (1) est configurée pour recevoir une commande de puissance émise par l’organe de commande (22), et pour commander les dispositifs d’interruption de courant (5A, 5B, 5C) en fonction de la commande de puissance reçue.
  7. Outil selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’outil étant un outil agricole ou viticole.
  8. Outil selon la revendication précédente, pris parmi : un sécateur, une débroussailleuse agricole, une tondeuse à gazon, un souffleur à feuilles, une tronçonneuse, une rogneuse de souche.
  9. Outil selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’outil étant un outil portatif ou déplaçable manuellement par l’utilisateur lors de son utilisation.
  10. Procédé d’alimentation en énergie électrique, comprenant :
    -une fourniture d’un système comprenant :
    • au moins deux lignes d’alimentation (3) configurées pour alimenter un moteur électrique multi-phasé (10) ;
    • au moins deux bornes de connexion (3A, 3B, 3C), les lignes d’alimentation (3) étant couplées électriquement respectivement aux bornes de connexion (3A, 3B, 3C) ;
    • au moins deux sources d’énergie distinctes (B1 à BN) aptes à délivrer, chacune, une tension continue ;
    • pour chaque source d’énergie (B1, à BN), au moins un dispositif d’interruption de courant (5A, 5B, 5C) par ligne d’alimentation (3) aux bornes de connexion (3A, 3B, 3C) ; et
    • une unité de commande électronique (9) ;
    caractérisé en ce que chaque source d’énergie (B1 à BN) est reliée à chaque ligne d’alimentation (3) par l’intermédiaire d’un dispositif d’interruption de courant (5A, 5B, 5C) piloté par l’unité de commande électronique (9) de façon à coupler électriquement à un instant donné chaque ligne d’alimentation (3) à seulement l’une des sources d’énergie (B1 à BN) de sorte que chaque borne de connexion (3A, 3B, 3C) soit alimentée par une seule des sources d’énergie (B1 à BN) par la fermeture d’un des dispositifs d’interruption de courant (5A, 5B, 5C) associé à ladite borne de connexion (3A, 3B, 3C).
    .
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