FR2986671A1

FR2986671A1 - Procede et dispositif de decharge du circuit intermediaire d'un reseau de tension

Info

Publication number: FR2986671A1
Application number: FR1351032A
Authority: FR
Inventors: Tobias Werner; Stefan Mangold
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2013-08-09
Anticipated expiration: 2033-02-07
Also published as: CN103248040A; CN103248040B; US20130200731A1; DE102012201827A1; FR2986671B1; US9401597B2

Abstract

Procédé et dispositif de décharge du circuit intermédiaire (9) d'un réseau de tension (10) notamment de haute tension permettant de relier un utilisateur (7) sur le réseau (10). Un premier (11) et un second (12) circuit de décharge assurent la décharge du circuit intermédiaire (9). Dans une première étape, on décharge le circuit intermédiaire (9) à l'aide du premier circuit de décharge pour une décharge au moins partielle et dans la seconde étape suivante, on continue la décharge du circuit intermédiaire (9) à l'aide du second circuit de décharge (12).

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé et dispo- sitif de décharge du circuit intermédiaire d'un réseau de tension, notamment d'un réseau de haute tension avec un utilisateur qui peut être relié au réseau de tension. Etat de la technique On connaît des réseaux de tension à circuit intermé- diaire, notamment à circuit intermédiaire à tension continue utilisé dans des véhicules à entraînement électrique. Les réseaux de tension servent, par exemple, à coupler les batteries et les machines électriques, notamment les machines d'entraînement. La tension continue de la batterie alimente par exemple le réseau de tension par l'intermédiaire d'un onduleur qui la transforme en une tension alternative polyphasée alimentant la machine électrique (moteur électrique). Lors des phases né- cessaires de commutation, on a des pointes de courant et des pointes de tension. Pour stocker l'énergie et amortir les pointes de courant et de tension il est connu d'intercaler une capacité intermédiaire entre la batterie et l'onduleur. A la fin du fonctionnement du véhicule, la batterie est découplée du réseau de tension par des commutateurs (interrup- teurs). Si l'utilisateur également relié au réseau de tension est à ce mo- ment coupé et ne consomme plus d'énergie, l'énergie de charge reste dans la capacité intermédiaire. On a ainsi une tension et notamment une haute tension appliquée au réseau de tension et ainsi qu'aux pièces électro-conductrices auxquelles est reliée la capacité du circuit intermé- diaire. Le réseau de tension, notamment le réseau de tension continue est relié directement à la capacité intermédiaire appelée encore circuit intermédiaire. Il est souhaitable que dans un réseau de tension d'un vé- hicule, à la fin du fonctionnement du véhicule il ne subit plus de ten- sion ou encore que la tension appliquée est inférieure à un seuil de tension prédéfini pour ne pas créer de risque pour les passagers ou le personnel mécanicien ou le personnel de secours. Selon le document DE 10 2009 055 053 on connaît à cet effet un procédé de décharge de la capacité du circuit intermédiaire du réseau haute tension à l'aide d'un circuit de décharge.

But de l'invention La présente invention a pour but de développer un meil- leur procédé de décharge du circuit intermédiaire d'un réseau de tension, notamment du réseau de haute tension d'un véhicule.

Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour décharger le circuit intermédiaire d'un réseau de tension notamment d'un réseau de haute tension, selon lequel on raccorde un utilisateur au réseau de tension, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise un premier circuit de décharge et un second circuit de décharge pour dé- charger le circuit intermédiaire et dans une première étape, on décharge au moins partiellement le circuit intermédiaire à l'aide du premier circuit de décharge et dans la seconde étape suivante, on continue de décharger le circuit intermédiaire à l'aide du second circuit de décharge.

En d'autres termes, selon l'invention, un premier et un second circuit de décharge sont prévus pour décharger le circuit intermédiaire. Dans une première étape, on décharge au moins partiellement le circuit intermédiaire à l'aide du premier circuit de décharge et dans la seconde étape consécutive on continu de décharger le circuit intermé- diaire par le second circuit de décharge. Les deux circuits de décharge sont appliqués successivement notamment indépendamment l'un de l'autre. De façon avantageuse on garantit la décharge du circuit intermédiaire (sécurité). Même en cas de défaut, le premier circuit de décharge sera déchargé par le second circuit de décharge redondant servant à décharger le circuit in- termédiaire. Selon un développement de l'invention, la première étape de décharge du circuit intermédiaire se fait à l'aide du premier circuit de décharge en fonction de la détection d'un signal d'accident.

Pour l'application de l'invention à des véhicules, il est né- cessaire qu'après un accident, l'énergie électrique du circuit intermédiaire soit évacuée aussi rapidement que possible, c'est-à-dire que le circuit intermédiaire doit être déchargé. On évite dans ces conditions, que le personnel de secours ne soit mis en danger par des pièces res- tant sous tension. De façon avantageuse, en cas de détection d'un acci- dent, par exemple en cas de saisie d'un signal de détection d'accident et notamment un signal de déclenchement d'un coussin gonflable. La sécurité de la décharge est ainsi assurée par le circuit de décharge redondant jusqu'à l'arrivée du personnel de secours.

Selon un développement de l'invention, la décharge du circuit intermédiaire se fait à l'aide du second circuit de décharge à la fin d'une durée prédéfinie. Selon la conception du circuit électronique du réseau de tension et du circuit de décharge, on définit la durée pour qu'une partie souhaitée de la charge soit déchargée par le premier cir- cuit de décharge. A la fin notamment directement après la durée, le se- cond circuit de décharge est activé et la composante de charge du réseau de tension est déchargée. De façon avantageuse on garanti ainsi toujours l'utilisation des deux circuits de décharge et ainsi une décharge sécurisée des pièces mises en tension.

Selon un développement de l'invention, la seconde étape est exercée en fonction de l'amplitude de la tension intermédiaire. Avant le début de la décharge par le second circuit de dé- charge, on détecte la tension du circuit intermédiaire, par exemple aux bornes de la capacité du circuit intermédiaire. Cela se fait par exemple à l'aide d'un capteur de tension ou d'un circuit par exemple à l'aide d'un diviseur de tension et un transistor. De façon avantageuse à l'aide de cette réalisation, on interdit la décharge par le second circuit de décharge si la tension est tellement faible qu'elle ne crée pas de risque. Dans le cas contraire, cette réalisation décharge à l'aide du second cir- cuit de décharge seulement si la tension se situe dans une plage pour laquelle le second circuit de décharge ne crée pas de risque, par exemple à cause de tension ou d'intensité trop élevée. Selon un développement, on effectue la seconde étape si l'amplitude de la tension de circuit intermédiaire dépasse une valeur prédéfinie. Dans cette réalisation, le second circuit de décharge n'est utilisé que si la décharge du circuit intermédiaire par le premier circuit de décharge n'est pas suffisante. La tension dans le circuit intermédiaire peut être suffisamment élevée pour générer un risque, de sorte que l'on continue de décharger le circuit intermédiaire à l'aide du se- cond circuit de décharge.

L'invention a également pour objet un dispositif perfectionné de décharge du circuit intermédiaire d'un réseau de tension, notamment d'un réseau de haute tension, un utilisateur étant branché sur le réseau de tension, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il com- porte un premier circuit de décharge et un second circuit de décharge pour décharger le circuit intermédiaire, et des moyens pour commander les circuits de décharge pour décharger le circuit intermédiaire de façon dans une première étape, le circuit intermédiaire soit déchargé au moins partiellement par le premier circuit de décharge et que dans une seconde étape suivante, le circuit intermédiaire continue d'être déchar- gé par le second circuit de décharge. En d'autres termes, dans ce circuit de tension, on peut raccorder un utilisateur. Un premier et un second circuit de décharge assurent la décharge du circuit intermédiaire. Des moyens, notamment un appareil de commande avec une commande sous forme de circuit de programme, gère les circuits de décharge du circuit intermédiaire. Pour cela, dans une première étape on décharge le circuit intermédiaire au moins en partie à l'aide du premier circuit de décharge et dans la seconde étape suivante, on continue de décharger le circuit intermédiaire à l'aide du second circuit de décharge. Les deux circuits de décharge sont des circuits réalisés indépendamment, ce qui permet une décharge plus sûre du circuit intermédiaire. Même en cas de défaut du premier circuit de décharge, le second circuit de décharge, redondant permettra de décharger le circuit intermédiaire.

Selon un développement de l'invention, la décharge du circuit intermédiaire se fait à l'aide du premier circuit de décharge par une première résistance et la décharge à l'aide du second circuit de décharge se fait à l'aide d'au moins une autre résistance. On a ainsi deux résistances, notamment redondantes pour décharger indépendamment le circuit intermédiaire. De façon avantageuse, cela permet une dé- charge redondante du circuit intermédiaire. Selon un développement de l'invention, le premier circuit de décharge du circuit intermédiaire comporte des composants de l'utilisateur raccordé au réseau de tension. Ainsi les composants de l'utilisateur du réseau de tension assurent la décharge par le second circuit de décharge. De façon avantageuse, il n'y a pas de résistance supplémentaire ou peu de résistances supplémentaires ou impédances supplémentaires pour reconstituer en particulier de façon redondante le second circuit de décharge. Cela réduit le coût et l'encombrement.

Selon un développement de l'invention, le couplage et la coupure électrique de l'utilisateur par rapport au réseau de tension se font à l'aide d'au moins un commutateur. Ce commutateur permet de couper le second circuit de décharge pendant la décharge du circuit intermédiaire à l'aide du premier circuit de décharge par rapport au ré- seau de tension et de décharger ensuite le circuit intermédiaire en branchant le second circuit de décharge sur le réseau de tension. De façon avantageuse on utilise ainsi les composants électriques du consommateur ou utilisateur susceptible d'être branché comme composant du second circuit de décharge.

Selon l'invention, le dispositif comporte plusieurs com- mutateurs ou interrupteurs installés et commandés pour alimenter un utilisateur polyphasé avec du courant alternatif à partir du réseau de tension. En utilisant et en branchant par exemple six commuta- teurs ou interrupteurs sous la forme de trois demi ponts, on obtient un onduleur. Cet onduleur permet de transformer pendant le fonctionnement du véhicule, la tension continue en une tension alternative alimentant la machine électrique. De façon avantageuse, on utilise les composants de l'onduleur pour coupler et séparer électriquement, no- tamment un utilisateur polyphasé. Selon un développement de l'invention, l'utilisateur comporte ou est une machine électrique. Dans cette réalisation, on a par exemple une machine électrique polyphasée notamment triphasée, reliée par l'onduleur au réseau de tension. Les composants de la machine électrique servent ainsi avantageusement de résistance ou d'impédance du second circuit de décharge pour décharger le circuit intermédiaire. L'invention développe également une ligne de transmission d'entraînement d'un véhicule équipé d'un dispositif de décharge du circuit intermédiaire du réseau de tension. Un premier et un second circuit de décharge assurent la décharge du circuit intermédiaire. Des moyens commandent les circuits de décharge assurant la décharge du circuit intermédiaire. Pour cela, dans une première étape, on décharge au moins en partie le circuit intermédiaire à l'aide du premier circuit de décharge et dans la seconde étape suivante, on continue de décharger le circuit intermédiaire à l'aide du second circuit de décharge. De façon avantageuse, on réalise ainsi une ligne de transmission ou d'entraînement dont les parties électriques sont déchargées notamment de façon redondante à la fin du fonctionnement du véhicule ou après un accident, de manière fiable à l'aide des deux circuits de décharge. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un procédé et d'un dispositif de décharge du circuit intermédiaire d'un réseau de tension, notamment d'un réseau de haute tension selon l'invention représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un dispositif selon l'invention pour décharger le circuit intermédiaire d'un réseau de tension, - la figure 2 est un ordinogramme d'un procédé selon l'invention pour décharger un circuit intermédiaire d'un réseau de tension, - la figure 3 e st un schéma d'une ligne de transmission selon l'invention d'un véhicule équipé d'un dispositif de décharge du circuit intermédiaire d'un réseau de tension. Par convention dans la description des figures, on utilise- ra les mêmes références pour les mêmes éléments ou des éléments de même fonction. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre le schéma d'un dispositif selon l'invention pour décharger le circuit intermédiaire 9 d'un réseau de ten- sion 10. Le circuit intermédiaire 9 se compose principalement d'un con- densateur de circuit intermédiaire 1 relié notamment aux lignes de branchement. Le réseau de tension 10 est un circuit électrique servant à transmettre l'énergie électrique d'un accumulateur d'énergie 5 qui peut être branché notamment à une batterie ou une source d'énergie telle qu'une pile à combustible sur un utilisateur 7. Le commutateur 8 permet de brancher l'accumulateur d'énergie 5 sur le réseau de tension 10 pour l'alimenter. L'accumulateur d'énergie 5 est découplé par l'interrupteur ou commutateur 8 du réseau de tension 10 avant la décharge du circuit intermédiaire 9. Les interrupteurs 6a-6f constituent un onduleur. Les interrupteurs 6 ou commutateurs 6a-6f sont montés de façon à constituer trois demi ponts parallèles avec chaque fois deux commutateurs commandés. Entre les deux commutateurs on a respectivement une prise de demi pont reliée à un conducteur de phase de l'utilisateur 7. Comme cela est connu selon l'état de la technique, en parallèle aux commutateurs 6a-6f, il y a six diodes de roue libre (les diodes ne sont pas représentées) permettant le passage du courant dans la direction opposée. L'onduleur ou les commutateurs 6a-6f permettent de raccorder un utilisateur électrique polyphasé notamment triphasé et en particulier une machine électrique 7 sur le réseau de ten- sion. Le condensateur de circuit intermédiaire 1 est branché dans le réseau de tension 10 en parallèle aux commutateurs 6a-6f et à l'accumulateur d'énergie 5 raccordé. Le condensateur de circuit intermédiaire 1 donne la tension de circuit intermédiaire 2. En parallèle aux condensateurs intermédiaires 1, un premier circuit de décharge 11 comprend une résistance 4 pour décharger le circuit intermédiaire 9. Le premier circuit de décharge 11 comporte également un commutateur 3 pour décharger le circuit intermédiaire 9. Pendant le fonctionnement du véhicule, le commutateur ou l'interrupteur 3 reste ouvert. De même en parallèle aux condensateurs de circuit intermédiaire 1 il y a un second circuit de décharge 12. Le second circuit de décharge 12 comporte également une résistance ou une impédance 7 pour décharger le circuit intermédiaire 9. Le second circuit de décharge 12 comporte au moins un commutateur 6 (non représenté) pour décharger le circuit intermé- diaire 9 par la résistance 7. Pendant le fonctionnement du véhicule, le commutateur 6 reste ouvert. Dans l'exemple de réalisation représenté, le second cir- cuit de décharge 12 comporte les composants de l'utilisateur reliés au réseau de tension, comme consommateur ou utilisateur lié à une ma- chine électrique 7 reliée au réseau de tension 10 par l'onduleur par l'intermédiaire des commutateurs 6a-6f. En particulier, les lignes de branchement et les enroulements en cuivre de la machine électrique 7 constituent les résistances ou des impédances du second circuit de décharge 12 pour décharger le circuit intermédiaire 9. Le second circuit de décharge 12, représenté comporte plusieurs commutateurs 6a-6f bran- chés au moins en partie pour décharger le circuit intermédiaire 9. Les commutateurs 6d-6f sont notamment fermés pour décharger le circuit intermédiaire 9. En variante, les commutateurs 6a-6c peuvent être fermés pour décharger le circuit intermédiaire 9. Les positions des com- mutateurs sont également appelées courts-circuits inférieurs actifs ou courts-circuits supérieurs actifs de la machine électrique 7. Pendant le fonctionnement du véhicule, les commutateurs 6a-6f sont commandés pour générer une tension alternative polyphasée notamment triphasée à partir de la tension continue fournie par l'accumulateur d'énergie 5 pour alimenter la machine électrique 7. En variante, la machine élec- trique 7 peut également fonctionner comme une génératrice et générer une tension continue à partir de la tension alternative à l'aide de l'onduleur fonctionnant comme redresseur pour charger l'accumulateur d'énergie 5.

La figure 2 est un schéma d'ordinogramme du procédé de l'invention 100 pour décharger le circuit intermédiaire 9 d'un réseau de tension 10. La commande du procédé de décharge est représentée par le bloc 101. Par exemple, l'accumulateur d'énergie 5 est coupé du réseau de tension 10 par le commutateur 8. La commande du procédé de dé- charge peut se faire notamment par la saisie d'un signal de détection d'accident (non représentée dans le dessin). Dans la première étape 102, suivante, on décharge au moins en partie le circuit intermédiaire 9 par le premier circuit de décharge 11. La décharge à l'aide du premier circuit de décharge 11 commence par la fermeture du commutateur 9.

Pour terminer la phase de décharge par le premier commutateur de dé- charge 11, on ouvre le commutateur 3. Dans la seconde étape 104, on décharge de nouveau le circuit intermédiaire 9 par le second circuit de décharge 12. La décharge à l'aide du second circuit de décharge 12 est lancée par la fermeture dans plusieurs commutateurs 6 formés par l'ensemble des commutateurs 6a-6f. Enfin, pour terminer la phase de décharge à l'aide du second circuit de décharge 12, on ouvre notamment le commutateur 6 ou les commutateurs 6a-6f. Selon un mode de réalisation, on exécute la seconde étape 104 lorsque la première étape 102 s'est prolongée pendant une durée prédéfinie. De même, par exemple on exécute la seconde étape en fonction 103 de l'amplitude de la tension du circuit intermédiaire. Si l'amplitude de la tension du circuit intermédiaire se situe dans une plage prédéterminée ou au-dessus d'une plage prédéterminée, le procédé dans l'étape 103 passe directement à l'étape 104 et ensuite il se termine par le procédé de décharge dans le bloc 105. Si l'amplitude de la tension du circuit intermédiaire ne se situe pas dans la plage prédéfinie ou est en dessous d'une valeur prédéfinie, le procédé passe de l'étape 103 directement à la fin du procédé de décharge 105. La fin du procédé de décharge se caractérise notamment par l'ouverture des commutateurs 3 et 6 ou 6a-6f.

La figure 3 montre schématiquement une ligne de trans- mission d'entraînement 200 selon l'invention. Deux unités d'entraînement sont représentées à savoir un moteur thermique 13 et un moteur électrique 7 alimentant la ligne de transmission. Les unités d'entraînement 7, 13 sont couplés mécaniquement par l'embrayage 14.

Le mouvement de rotation est le couple des unités d'entraînement est transmis par l'embrayage 15 à une transmission 16. La transmission 16 est couplée en sortie aux roues motrices 17. Des moyens 18 notamment un appareil de commande assurent la commande des circuits de l'accumulateur d'énergie 5 et les circuits de décharge 11, 12 du réseau de tension 10.30 NOMENCLATURE 1 Condensateur de circuit intermédiaire 2 Circuit de tension intermédiaire 3 Commutateur 4 Résistance 5 Accumulateur d'énergie 6 Commutateur/Interrupteur 6a-6f Commutateur/Interrupteur 7 Utilisateur 7 Machine électrique/Moteur électrique 8 Commutateur 9 Circuit intermédiaire 10 Réseau de tension 11 Premier circuit de décharge 12 Second circuit de décharge 13 Moteur thermique 14 Embrayage 15 Embrayage 16 Transmission 17 Roue motrice 18 Appareil de commande 100 Ordinogramme du procédé 101-105 Etapes de l'ordinogramme 200 Ligne de transmission/Ligne d'entraînement30

Claims

REVENDICATIONS1°) Procédé (100) pour décharger le circuit intermédiaire (9) d'un réseau de tension (10) notamment d'un réseau de haute tension, selon lequel on raccorde un utilisateur (7) au réseau de tension (10), procédé caractérisé en ce qu' on utilise un premier circuit de décharge (11) et un second circuit de décharge (12) pour décharger le circuit intermédiaire (9) et dans une première étape, on décharge au moins partiellement le circuit intermédiaire (9) à l'aide du premier circuit de décharge (11) et dans la seconde étape suivante (104), on continue de décharger (104) le circuit intermé- diaire (9) à l'aide du second circuit de décharge (12). 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première étape de décharge (102) du circuit intermédiaire (9) se fait à l'aide du premier circuit de décharge (11) en fonction de la détection d'un signal d'accident. 3°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on décharge (104) le circuit intermédiaire (9) à l'aide du second circuit de décharge (12) à la fin d'une durée prédéfinie. 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on effectue la seconde étape (104) en fonction (103) de l'amplitude de la tension de circuit intermédiaire (2). 5°) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on exécute la second étape (104) si l'amplitude de la tension de circuit intermédiaire (2) dépasse une valeur prédéfinie.6°) Dispositif de décharge dans le circuit intermédiaire (9) d'un réseau de tension (10), notamment d'un réseau de haute tension, un utilisateur (7) étant branché sur le réseau de tension (10), le dispositif caractérisé en ce qu' il comporte un premier circuit de décharge (11) et un second circuit de décharge (12) pour décharger le circuit intermédiaire (9), et - des moyens (18) pour commander les circuits de décharge (11, 12) pour décharger le circuit intermédiaire (9) de façon dans une première étape, le circuit intermédiaire (9) soit déchargé au moins par- tiellement par le premier circuit de décharge (11) et que dans une seconde étape (104) suivante, le circuit intermédiaire (9) continue d'être déchargé (104) par le second circuit de décharge (12). 7°) Dispositif selon revendication 6, caractérisé par au moins une première résistance (4) pour décharger le circuit intermédiaire (9) à l'aide du premier circuit de décharge (11) et au moins une seconde résistance (7) pour décharger au moins à l'aide du second circuit de décharge (12). 8°) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le second circuit de décharge (12) comporte les composants d'utilisateur (7 pour décharger le circuit intermédiaire (9), ces composants étant ceux reliés au réseau de tension (10). 9°) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' au moins un commutateur (6) équipe le réseau de tension (10) pour dé- coupler électriquement et couper l'utilisateur (7). 10°) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé parplusieurs commutateurs (6a...6f) installés et commandés pour alimenter en courant alternatif un utilisateur polyphasé (7) à partir du réseau de tension (10). 11°) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'utilisateur (7) comporte une machine électrique. 12°) Ligne de transmission dans le véhicule équipée d'un dispositif de décharge du circuit intermédiaire (9) d'un réseau de tension (10) selon l'une quelconque des revendications 6 à 11.15