FR3128908A1 - Contrôle de l’alimentation électrique d’un convertisseur alimentant un réseau de bord d’un véhicule - Google Patents
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Abstract
Un procédé de contrôle est mis en œuvre dans un véhicule comprenant une batterie principale alimentant électriquement un convertisseur et une machine motrice électrique via un dispositif d’isolement et de façon supervisée par un calculateur de batterie alimenté électriquement par un réseau de bord, alimenté électriquement par ce convertisseur. Ce procédé comprend une étape (10-60) dans laquelle on détermine périodiquement la tension aux bornes du calculateur de batterie, et, lorsque cette tension est supérieure à un premier seuil pendant une première durée choisie, on interdit au convertisseur d’alimenter le réseau de bord. Figure 3
Description
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne les véhicules comprenant une batterie principale alimentant électriquement un convertisseur et une machine motrice électrique de façon supervisée par un calculateur de batterie, et plus précisément le contrôle de l’alimentation électrique de ce convertisseur.
Etat de la technique
Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent une batterie dite « principale » (ou de traction) chargée d’alimenter électriquement au moins une machine motrice électrique de leur groupe motopropulseur (ou GMP) et un convertisseur notamment chargé d’alimenter électriquement un réseau de bord. Cette alimentation électrique de la machine motrice électrique et du convertisseur est supervisée par un calculateur de batterie alimenté électriquement par le réseau de bord. On notera que le véhicule comprend aussi une batterie de servitude chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord, en complément de celle fournie par le convertisseur, et parfois à la place de ce dernier.
Dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « réseau de bord » un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) consommant de l’énergie électrique et étant « non prioritaire(s) » ou « sécuritaire(s) » (et donc prioritaire(s)).
Le convertisseur intervient non seulement dans les phases de roulage du véhicule, mais aussi pendant les phases de recharge de la batterie principale. Plus précisément, pendant les phases de roulage du véhicule le convertisseur convertit une partie du courant électrique stocké dans la batterie principale pour alimenter électriquement le réseau de bord du véhicule et/ou la batterie de servitude pour la recharger. Pendant les phases de recharge le convertisseur n’intervient directement que lorsque la recharge se fait en mode 2 ou 3, car il est chargé d’alimenter la batterie principale en courant continu résultant d’une conversion AC/DC (par exemple de 220 V vers 450 V) d’un courant alternatif fourni par une source d’alimentation externe à laquelle est temporairement connecté le véhicule. Dans une recharge en mode 4 la batterie principale est alimentée directement en courant continu élevé (typiquement 125 A ou 250 A) sous une tension d’entrée basse (typiquement 450 V) par une source d’alimentation externe à laquelle est temporairement connecté le véhicule, c’est-à-dire sans conversion par le convertisseur. C’est un calculateur associé au convertisseur qui est cependant chargé de superviser la procédure de recharge en mode 4.
Comme le sait l’homme de l’art, un convertisseur peut faire l’objet de dysfonctionnements qui peuvent provoquer des surtensions dans le réseau de bord. Ces surtensions peuvent provoquer, lorsque leur durée est relativement importante et/ou leur amplitude relativement importante, des dégradations de composants (ou équipements) électriques couplés au réseau de bord, et en particulier du calculateur de batterie.
Ces dégradations du calculateur de batterie peuvent empêcher ce dernier de fonctionner correctement, voire peuvent l’empêcher totalement de fonctionner, ce qui peut s’avérer dangereux. En effet, le calculateur de batterie est notamment chargé d’assurer une fonction sécuritaire consistant à commander l’état ouvert ou fermé dans lequel doit être placé un dispositif d’isolement intercalé entre la batterie principale et les convertisseur et machine motrice électrique (dans l’état fermé la batterie principale est couplée aux convertisseur et machine motrice électrique, alors que dans l’état ouvert la batterie principale est isolée (ou découplée) des convertisseur et machine motrice électrique). Par conséquent, lorsque le calculateur de batterie ne peut plus commander l’état du dispositif d’isolement il devient impossible d’isoler la batterie principale des convertisseur et machine motrice électrique, ce qui peut faire courir un risque sécuritaire (notamment par électrocution) non seulement aux passagers du véhicule mais aussi aux passants et aux services de secours lorsque la batterie principale fait l’objet d’un problème sérieux ou lorsqu’une recharge ne se déroule pas correctement.
L’invention a donc notamment pour but d’éviter autant que possible que des surtensions dans le réseau de bord détériorent au moins le calculateur dela batterie principale.
Présentation de l’invention
Elle propose notamment à cet effet un procédé destiné à être mis en œuvre dans un véhicule comprenant une batterie principale propre à alimenter électriquement un convertisseur et une machine motrice électrique via un dispositif d’isolement et de façon supervisée par un calculateur de batterie alimenté électriquement par un réseau de bord, alimenté électriquement par ce convertisseur.
Ce procédé de contrôle se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle on détermine périodiquement une tension aux bornes du calculateur de batterie, et, lorsque cette tension est supérieure à au moins un premier seuil pendant une première durée choisie, on interdit au convertisseur d’alimenter le réseau de bord.
Grâce à l’invention, les surtensions provoquées par le convertisseur dans le réseau de bord, lorsqu’il ne fonctionne pas correctement, ne risquent plus de dégrader le calculateur de batterie, et donc il n’y a plus de risque que ce dernier ne puisse plus commander l’état du dispositif d’isolement en présence d’une nécessité d’isoler la batterie principale des convertisseur et/ou machine motrice électrique.
Le procédé de contrôle selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- dans son étape, lorsque la tension est supérieure à un deuxième seuil, strictement supérieur au premier seuil, pendant une deuxième durée choisie, strictement inférieure à la première durée, on peut interdire au convertisseur d’alimenter le réseau de bord avant que la première durée soit écoulée ;
- dans son étape, en complément de l’interdiction, on peut isoler la batterie principale de la machine motrice électrique au moyen du dispositif d’isolement ;
- dans son étape on peut obtenir l’interdiction en isolant la batterie principale du convertisseur au moyen du dispositif d’isolement ;
- en présence de l’une des deux dernières options, dans son étape on peut réaliser l’isolement après avoir reçu une autorisation d’isolement d’un calculateur de supervision supervisant dans le véhicule un fonctionnement de la machine motrice électrique, ou en l’absence de réception de cette autorisation d’isolement pendant une troisième durée choisie ;
- dans son étape, lorsque le véhicule est dans une phase de recharge de sa batterie principale, on peut interrompre la phase de recharge ;
- dans son étape on peut ré-autoriser le convertisseur à alimenter le réseau de bord lorsque la tension est inférieure à un troisième seuil choisi, strictement inférieur au premier seuil, pendant une quatrième durée choisie.
L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre un procédé de contrôle du type de celui présenté ci-avant pour contrôler, dans un véhicule comprenant une batterie principale propre à alimenter électriquement un convertisseur et une machine motrice électrique via un dispositif d’isolement et de façon supervisée par un calculateur de batterie alimenté électriquement par un réseau de bord, alimenté électriquement par ce convertisseur, l’alimentation électrique du convertisseur.
L’invention propose également un dispositif de contrôle destiné à équiper un véhicule comprenant une batterie principale propre à alimenter électriquement un convertisseur et une machine motrice électrique via un dispositif d’isolement et de façon supervisée par un calculateur de batterie alimenté électriquement par un réseau de bord, alimenté électriquement par ce convertisseur.
Ce dispositif de contrôle se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant à comparer périodiquement une tension aux bornes du calculateur de batterie à au moins un premier seuil, et, lorsque cette tension est supérieure au premier seuil pendant une première durée choisie, à déclencher une interdiction du convertisseur d’alimenter le réseau de bord.
L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant une batterie principale propre à alimenter électriquement un convertisseur et une machine motrice électrique via un dispositif d’isolement et de façon supervisée par un calculateur de batterie alimenté électriquement par un réseau de bord, alimenté électriquement par ce convertisseur, ainsi qu’un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci-avant.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
Claims (10)
- Procédé de contrôle pour un véhicule (V) comprenant une batterie principale (BP) propre à alimenter électriquement un convertisseur (CV) et une machine motrice électrique (MME) via un dispositif d’isolement (DI) et de façon supervisée par un calculateur de batterie (CB) alimenté électriquement par un réseau de bord (RB), alimenté électriquement par ledit convertisseur (CV), caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-60) dans laquelle on détermine périodiquement une tension aux bornes dudit calculateur de batterie (CB), et, lorsque ladite tension est supérieure à au moins un premier seuil pendant une première durée choisie, on interdit audit convertisseur (CV) d’alimenter ledit réseau de bord (RB).
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60), lorsque ladite tension est supérieure à un deuxième seuil, strictement supérieur audit premier seuil, pendant une deuxième durée choisie, strictement inférieure à ladite première durée, on interdit audit convertisseur (CV) d’alimenter ledit réseau de bord (RB) avant que ladite première durée soit écoulée.
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60), en complément de ladite interdiction, on isole ladite batterie principale (BP) de ladite machine motrice électrique (MME) au moyen dudit dispositif d’isolement (DI).
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on obtient ladite interdiction en isolant ladite batterie principale (BP) dudit convertisseur (CV) au moyen dudit dispositif d’isolement (DI).
- Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on réalise ledit isolement après avoir reçu une autorisation d’isolement d’un calculateur de supervision (CS) supervisant dans ledit véhicule (V) un fonctionnement de ladite machine motrice électrique (MME), ou en l’absence de réception de ladite autorisation d’isolement pendant une troisième durée choisie.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60), lorsque ledit véhicule (V) est dans une phase de recharge de ladite batterie principale (BP), on interrompt ladite phase de recharge.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on ré-autorise ledit convertisseur (CV) à alimenter ledit réseau de bord (RB) lorsque ladite tension est inférieure à un troisième seuil choisi, strictement inférieur audit premier seuil, pendant une quatrième durée choisie.
- Produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre le procédé de contrôle selon l’une des revendications 1 à 7 pour contrôler, dans un véhicule (V) comprenant une batterie principale (BP) propre à alimenter électriquement un convertisseur (CV) et une machine motrice électrique (MME) via un dispositif d’isolement (DI) et de façon supervisée par un calculateur de batterie (CB) alimenté électriquement par un réseau de bord (RB), alimenté électriquement par ledit convertisseur (CV), l’alimentation électrique dudit convertisseur (CV).
- Dispositif de contrôle (DC) pour un véhicule (V) comprenant une batterie principale (BP) propre à alimenter électriquement un convertisseur (CV) et une machine motrice électrique (MME) via un dispositif d’isolement (DI) et de façon supervisée par un calculateur de batterie (CB) alimenté électriquement par un réseau de bord (RB), alimenté électriquement par ledit convertisseur (CV), caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant à comparer périodiquement une tension aux bornes dudit calculateur de batterie (CB) à au moins un premier seuil, et, lorsque ladite tension est supérieure audit premier seuil pendant une première durée choisie, à déclencher une interdiction dudit convertisseur (CV) d’alimenter ledit réseau de bord (RB).
- Véhicule (V) comprenant une batterie principale (BP) propre à alimenter électriquement un convertisseur (CV) et une machine motrice électrique (MME) via un dispositif d’isolement (DI) et de façon supervisée par un calculateur de batterie (CB) alimenté électriquement par un réseau de bord (RB), alimenté électriquement par ledit convertisseur (CV), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de contrôle (DC) selon la revendication 9.
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2021
- 2021-11-10 FR FR2111942A patent/FR3128908A1/fr active Pending
Patent Citations (2)
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| US20170072812A1 (en) * | 2015-09-16 | 2017-03-16 | Qualcomm Incorporated | Battery Management Systems for Autonomous Vehicles |
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