Station de recharge

Problématique 1 - Pourquoi et comment gérer les énergies ?

Documents réponses

Rassembler les données essentielles pour comprendre les enjeux

Question 1.1 - En analysant le tableau de bord donné dans les documents techniques, justifier pourquoi l'émergence des véhicules électriques (VE) rend indispensable la mise en place d'un réseau de distribution électrique intelligent.

Gestion de la Demande en Energie (GDE)

Question 1.2 - Citer en analysant les diagrammes SysML, les quatre exigences requises pour 'Gérer l'énergie'' au niveau de la station de recharge.

Le « smart grid » est un réseau de distribution d'électricité « intelligent » qui utilise des technologies informatiques de manière à optimiser la production et la distribution d'énergie, et à mieux mettre en relation l'offre et la demande entre producteurs et consommateurs d'électricité. L'apport des technologies informatiques devrait économiser l'énergie, sécuriser le réseau et en réduire les coûts.

Le « smart meter » (compteur intelligent) est capable de choisir le meilleur tarif chez les différentes entreprises productrices, mais aussi de jouer sur les heures de consommation. Il permet ainsi une meilleure utilisation du réseau électrique.

Utiliser l'énergie des batteries au bon moment : application d'un modèle de GDE

L'objectif est de minimiser l'impact économique d'un parc de véhicules électriques dont les batteries pourraient soutirer et/ou injecter de l'énergie sur le réseau électrique. La problématique est donc d'injecter sur le réseau de l'énergie issue des batteries lorsque les prix de l'énergie sont élevés (heures pleines HP). Certains modèles de gestion des échanges d'énergie dans un réseau, comme le modèle dit ‘'Edison' utilisé dans ce cas, tentent de répondre à cette problématique.

Période tarifaire journalière – Puissance < 36 kV.A :

Question 1.3 - Compléter le document réponses en comparant le profil journalier de puissance optimisé grâce au modèle 'Edison' (P2) à  celui non optimisé (P1). Mettre en évidence les périodes tarifaires durant une journée. Conclure sur la pertinence du modèle en vérifiant la cohérence des transferts d'énergie en fonction des plages horaires.

Connaître le niveau de charge de la batterie d'un véhicule

Pour disposer de l'énergie des batteries que l'on souhaite injecter sur le réseau, leur taux de charge doit être supérieur à 60 %. Il est donc nécessaire de le mesurer.

Question 1.4 - En examinant les courbes des batteries Li-Ion, indiquer la grandeur électrique à capter pour obtenir une information image du taux de décharge. Compléter le paramètre interne sur le modèle comportemental du DR1.

Question 1.5 - Citer deux paramètres externes qui pourraient altérer l'exactitude de la mesure en complétant les entrées du modèle comportemental sur le DR1.

Question 1.6 - Compléter la chaîne d'information permettant de mesurer le taux de décharge en caractérisant les fonctions manquantes et la nature des informations sur le DR1.

• Fonctions manquantes :
• capter ;
• convertir.
• L'information peut être de nature :
• analogique ;
• logique ;
• numérique.

Analyser la structure du réseau d'énergie

Pour répondre aux exigences de gestion d'énergie, il est maintenant nécessaire d'adapter la structure de distribution électrique au sein de la station. Le schéma électrique du coffret d'une borne de 2 prises 3 kV.A est donnée en ressources.

Question 1.7 - Préciser le rôle des composants Q11 et Q21 (vous pouvez vous aider du diagramme des exigences). Initialement les coffrets de bornes sont équipés pour chaque prise d'un module de type MM32M. Justifier pourquoi cet élément n'est pas adapté pour le mode de gestion d'énergie choisi. Citer les fonctions supplémentaires qu'il faudrait selon vous conférer à ce module.

 

Conditions d'accès

Question 1.8 - A partir des deux diagrammes SysML, indiquer les conditions que doit remplir un agent pour s'identifier à la station.

 

Solution technologique retenue pour l'identification des agents : badge RFID

Question 1.9 - Décrire les principaux avantages de la technologie RFID en relation avec le contexte étudié.

Caractérisation des informations transmises

Un relevé des trames émises lors de la détection d'un badge a été effectué avec un logiciel d'analyse prévu à cet effet :

Contenu des octets de données :

Octet 1 : Ville : Maubeuge (01), Aulnoye Aymeries (02)...
Octet 2 : Véhicule non prioritaire (07), véhicule prioritaire (08).
Octets 3, 4 et 5 : Identification de l'utilisateur.

Question 1.10 - Déterminer :

• le nombre total d'octets transmis lors de la détection du badge,
• le nombre d'octets de données (Parameters).

Question 1.11 - A partir du signal émis à la lecture d'un badge donné ci-dessous, retrouver le numéro de la trame correspondante parmi les six proposées. Expliquer votre démarche.

Question 1.12 - Donner la signification du contenu des messages émis par les octets de données pour les trames n°3 et n°4.

Question 1.13 - La communauté d'agglomération comprend 48 communes. Vérifier que l'encodage de cette donnée sur un octet est suffisant pour l'identification de ces communes.

Question 1.14 - A partir de l'extrait du diagramme SysML état-transition donné ci-dessous, construire l'algorithme correspondant à la gestion de l'énergie en choisissant pour cela la structure adaptée :

Structure 1	Structure 2
IF Â… THEN Â… ELSE Â…	DO Â… WHILE Â…

 

	Variable	Commentaire
	Enp	Taux de charge des batteries des véhicules non prioritaires.
	Sout_bat	Charge des véhicules par soutirage de l'énergie du réseau.
	Inj_bat	Décharge des véhicules avec injection de l'énergie sur le réseau.