FR3142304A1 - METHOD FOR MONITORING A CHARGING STOP COMMAND FOR AN ELECTRIFIED VEHICLE - Google Patents

METHOD FOR MONITORING A CHARGING STOP COMMAND FOR AN ELECTRIFIED VEHICLE Download PDF

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Olivier Balenghien
Valentin Grelardon
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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de surveillance d’une commande d’arrêt de la charge par un chargeur comportant la mesure (E3) du courant (Iobc) d’une ligne en sortie d’un module de conversion AC/DC reliée à un circuit électrique de tension continue du véhicule à la suite de l’instant de détection d’un défaut, la comparaison (E4) du courant (Iobc) par rapport à un premier seuil (S1), en cas de détection d’une valeur mesurée de courant (Iobc) qui est supérieure au premier seuil (S1) suivant l’instant de détection du défaut pendant une durée (CT) supérieure à un deuxième seuil (S2), la commande (E5) d’une procédure d’arrêt d’un premier calculateur par un deuxième calculateur de supervision du premier calculateur, où le premier seuil (S1) est compris entre 0,5 ampère et 1,5 ampère et le deuxième seuil (S2) est supérieur à 300 millisecondes. L’invention s’applique aux véhicules électrifiés 100% électrique et hybrides. Figure 3.The subject of the present invention is a method for monitoring a charging stop command by a charger comprising the measurement (E3) of the current (Iobc) of a line at the output of a connected AC/DC conversion module to a direct voltage electrical circuit of the vehicle following the instant of detection of a fault, the comparison (E4) of the current (Iobc) with respect to a first threshold (S1), in the event of detection of a measured current value (Iobc) which is greater than the first threshold (S1) following the instant of detection of the fault for a duration (CT) greater than a second threshold (S2), the control (E5) of a procedure stopping of a first computer by a second computer supervising the first computer, where the first threshold (S1) is between 0.5 amps and 1.5 amps and the second threshold (S2) is greater than 300 milliseconds. The invention applies to 100% electric and hybrid electrified vehicles. Figure 3.

Description

PROCEDE DE SURVEILLANCE D’UNE COMMANDE D’ARRET DE CHARGE POUR UN VEHICULE ELECTRIFIEMETHOD FOR MONITORING A CHARGING STOP COMMAND FOR AN ELECTRIFIED VEHICLE

Le domaine de l’invention concerne un procédé de surveillance d’un chargeur de véhicule électrifié automobile, plus précisément en cas de détection d’un défaut de charge.The field of the invention relates to a method for monitoring an electrified automobile vehicle charger, more precisely in the event of detection of a charging fault.

Les recharges de batteries de traction de véhicules électrifiés s’opèrent à partir d’une borne de recharge externe au véhicule qui délivre un courant de recharge en tension alternative ou continue. Un chargeur embarqué du véhicule est alors prévu pour transformer le courant alternatif en un courant continu compatible du système de batterie. Une recharge électrique à forte puissance doit être surveillée pour garantir son exécution dans les plages de fonctionnement électrique adaptées au système de batterie de traction afin d’éviter son endommagement mais aussi un vieillissement accéléré. En particulier, le chargeur met en œuvre des fonctions de diagnostic qui surveillent le fonctionnement de la borne de recharge, l’isolation électrique du circuit haute-tension du véhicule, le fonctionnement du boitier de prise de recharge, ou bien encore les communications entre le calculateur du chargeur et les systèmes du véhicule.The traction batteries of electrified vehicles are recharged from a charging station external to the vehicle which delivers a charging current in alternating or direct voltage. An on-board vehicle charger is then provided to transform the alternating current into direct current compatible with the battery system. High-power electric charging must be monitored to ensure it is carried out within the electrical operating ranges suitable for the traction battery system in order to avoid damage but also accelerated aging. In particular, the charger implements diagnostic functions which monitor the operation of the charging station, the electrical insulation of the vehicle's high-voltage circuit, the operation of the charging socket box, or even communications between the charger computer and vehicle systems.

On connait de l’état de la technique le document brevet WO-A1-2009/034877 qui décrit un appareil de charge pour un véhicule électrique qui interdit la charge lorsque l’unité de commande détermine que l’énergie électrique pouvant être fournie n'est pas délivrée conformément à une norme prédéfinie et si ce n’est pas le cas, alors l’unité de commande détecte une anomalie et met fin à la recharge.We know from the state of the art the patent document WO-A1-2009/034877 which describes a charging device for an electric vehicle which prohibits charging when the control unit determines that the electrical energy that can be supplied is not is not delivered in accordance with a predefined standard and if this is not the case, then the control unit detects an anomaly and terminates the recharge.

Dans certaines situations, on a observé que même après la détection d’un défaut, notamment de perte de communication avec la borne, le module de conversion de tension AC/DC d’un chargeur poursuivait ses opérations malgré une demande d’arrêt. Ce défaut peut arriver du fait que le calculateur du convertisseur de tension soit défectueux, ou qu’il ne soit pas en état de recevoir ou d’envoyer des commandes. Cette situation n’est pas souhaitable.In certain situations, it was observed that even after the detection of a fault, in particular loss of communication with the terminal, the AC/DC voltage conversion module of a charger continued its operations despite a shutdown request. This fault can occur because the voltage converter computer is defective, or because it is not able to receive or send commands. This situation is not desirable.

Il existe donc un besoin de pallier aux problèmes précités. Un objectif de l’invention est d’améliorer la sécurité des systèmes électriques du chargeur embarqué en cas de détection d’un défaut. Un objectif de l’invention est d’améliorer la procédure d’arrêt du chargeur en cas de reconfiguration des systèmes électriques du chargeur.There is therefore a need to overcome the aforementioned problems. An objective of the invention is to improve the safety of the electrical systems of the on-board charger in the event of detection of a fault. An objective of the invention is to improve the charger shutdown procedure in the event of reconfiguration of the charger's electrical systems.

Plus précisément, l’invention concerne un procédé de surveillance d’une commande d’arrêt de la charge d’un véhicule électrifié par un chargeur embarqué, ledit chargeur étant apte à opérer une recharge électrique d’une batterie de traction du véhicule à partir d’un courant délivré par une source d’alimentation externe au véhicule, ledit procédé comportant, en cas de détection d’un défaut de charge, la commande d’arrêt de la charge par un premier calculateur pilotant un premier module de conversion de courant alternatif en courant continu. Selon l’invention, le procédé est caractérisé en ce qu’il comporte en outre :More specifically, the invention relates to a method for monitoring a command to stop the charging of an electrified vehicle by an on-board charger, said charger being capable of carrying out an electrical recharge of a traction battery of the vehicle from of a current delivered by a power source external to the vehicle, said method comprising, in the event of detection of a charging fault, the command to stop the charging by a first computer controlling a first current conversion module alternating current to direct current. According to the invention, the process is characterized in that it further comprises:

- la mesure du courant d’une ligne en sortie du premier module de conversion reliée à un circuit électrique de tension continue du véhicule à la suite de l’instant de détection du défaut,- measuring the current of a line at the output of the first conversion module connected to a DC voltage electrical circuit of the vehicle following the instant of detection of the fault,

- la comparaison du courant par rapport à un premier seuil,- comparing the current with respect to a first threshold,

- en cas de détection d’une valeur mesurée de courant qui est supérieure au premier seuil suivant l’instant de détection du défaut pendant une durée supérieure à un deuxième seuil, la commande d’une procédure d’arrêt du premier calculateur par un deuxième calculateur de supervision du premier calculateur, où le premier seuil est compris entre 0,5 ampère et 1,5 ampère et S2 est supérieur à 300 millisecondes.- in the event of detection of a measured current value which is greater than the first threshold following the instant of detection of the fault for a duration greater than a second threshold, controlling a procedure for stopping the first computer by a second supervision calculator of the first calculator, where the first threshold is between 0.5 amps and 1.5 amps and S2 is greater than 300 milliseconds.

Le procédé selon l’invention peut comporter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison :The process according to the invention may include the following additional characteristics, alone or in combination:

- la procédure d’arrêt comporte la commande d’une configuration de mise en erreur du premier calculateur, par exemple une coupure d’alimentation ou une réinitialisation du premier calculateur ;- the shutdown procedure includes the control of an error configuration of the first computer, for example a power cut or a reset of the first computer;

- la commande d’arrêt de la charge comporte en outre la génération d’un premier code de défaut et dans lequel la procédure d’arrêt comporte en outre la génération d’un deuxième code de défaut et l’envoi du deuxième code de défaut à un troisième calculateur de supervision du véhicule pour son enregistrement dans un journal de diagnostic ;- the charging stop command further comprises the generation of a first fault code and in which the stopping procedure further comprises the generation of a second fault code and the sending of the second fault code to a third vehicle supervision computer for recording it in a diagnostic log;

- dans lequel le premier seuil est égal à 1 ampère et le deuxième seuil est égal à 500 millisecondes ;- in which the first threshold is equal to 1 ampere and the second threshold is equal to 500 milliseconds;

- dans lequel, lorsque la procédure d’arrêt du premier calculateur est déclenchée, le deuxième calculateur de supervision commande l’activation d’un signal de voyant d’alerte ;- in which, when the shutdown procedure of the first computer is triggered, the second supervision computer controls the activation of a warning light signal;

- dans lequel, en cas de détection de la fin du défaut de charge, le deuxième calculateur commande le rétablissement en fonctionnement nominal du premier module de conversion ;- in which, in the event of detection of the end of the charging fault, the second computer controls the restoration of nominal operation of the first conversion module;

- dans lequel, le défaut de charge détecté est un défaut parmi les défauts de fréquence de la source d’alimentation externe, d’isolation électrique du circuit électrique de tension continue, de température d’un boitier de prise de recharge du véhicule, de perte de communication entre le deuxième calculateur et la source d’alimentation externe, de perte de tension de la source d’alimentation externe, de perte de communication avec un cinquième calculateur de supervision de la batterie de traction du véhicule, ou bien de fonctionnement d’un actionneur de trappe d’un boitier de prise de recharge du véhicule.- in which, the detected charging fault is a fault among the faults of frequency of the external power source, electrical insulation of the direct voltage electrical circuit, temperature of a vehicle charging socket box, loss of communication between the second computer and the external power source, loss of voltage from the external power source, loss of communication with a fifth computer for supervising the vehicle's traction battery, or operation of a hatch actuator of a vehicle charging socket box.

Il est envisagé selon l’invention un calculateur de supervision d’un chargeur de véhicule électrifié dans lequel le chargeur comporte un premier calculateur de pilotage d’un module de conversion de courant alternatif en courant continu et un deuxième calculateur de pilotage d’un module de conversion de courant continu en courant continu, dans lequel le calculateur de supervision est configuré pour la mise en œuvre du procédé de surveillance selon l’un quelconque des modes de réalisation précédent.According to the invention, a computer is envisaged for supervising an electrified vehicle charger in which the charger comprises a first computer for controlling an alternating current to direct current conversion module and a second computer for controlling a module converting direct current into direct current, in which the supervision computer is configured for implementing the monitoring method according to any of the preceding embodiments.

On prévoit en outre un programme-ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un calculateur conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé de surveillance selon l’invention.There is also provided a computer program comprising instructions which, when the program is executed by a computer, lead it to implement the monitoring method according to the invention.

L’invention prévoit en outre un véhicule automobile électrifié comportant un chargeur apte à opérer une recharge électrique d’une batterie de traction du véhicule à partir d’un courant délivré par une source d’alimentation externe au véhicule, dans lequel le chargeur comporte un calculateur de supervision selon l’invention.The invention further provides an electrified motor vehicle comprising a charger capable of carrying out electrical recharging of a traction battery of the vehicle from a current delivered by a power source external to the vehicle, in which the charger comprises a supervision calculator according to the invention.

Le procédé de surveillance améliore la sécurité du véhicule et la fiabilité des fonctions de diagnostics pour la surveillance d’une charge électrique.The monitoring method improves vehicle safety and the reliability of diagnostic functions for monitoring an electrical load.

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels :Other characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the detailed description which follows including embodiments of the invention given by way of non-limiting examples and illustrated by the appended drawings, in which:

représente schématiquement un véhicule électrifié prévu pour mettre en œuvre le procédé de surveillance selon l’invention. schematically represents an electrified vehicle intended to implement the monitoring method according to the invention.

représente un diagramme fonctionnel du chargeur d’un véhicule électrifié configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention. represents a functional diagram of the charger of an electrified vehicle configured to implement the method according to the invention.

représente un algorithme d’un mode de réalisation du procédé de surveillance selon l’invention. represents an algorithm of one embodiment of the monitoring method according to the invention.

L’invention s’applique aux véhicules électrifiés, en particulier les véhicules automobiles rechargeables. Cela inclut les véhicules électriques à motorisation 100% électrique et les véhicules hybrides, dits « Plug-In » en anglais, munis d’une interface de recharge. L’invention concerne plus précisément un procédé de surveillance des défauts de charge mis en œuvre par le chargeur embarqué du véhicule. L’invention peut concerner tout type de véhicule électrifié rechargeable, comme par exemple une voiture, camion, navire, moto, bicyclette, aéronef.The invention applies to electrified vehicles, in particular rechargeable motor vehicles. This includes electric vehicles with 100% electric engines and hybrid vehicles, known as “Plug-In” in English, equipped with a charging interface. The invention relates more precisely to a method for monitoring charging faults implemented by the vehicle's on-board charger. The invention may relate to any type of rechargeable electrified vehicle, such as for example a car, truck, ship, motorcycle, bicycle, aircraft.

En , on a représenté schématiquement un exemple de véhicule automobile électrifié 1 prévu pour mettre œuvre l’invention. Le véhicule 1 comporte un groupe motopropulseur muni d’une unité de commande 2, d’une machine électrique motrice (non représentée) alimentée par un système de batterie de traction 3 et un chargeur embarqué 9 de la batterie 3.In , we have schematically represented an example of an electrified motor vehicle 1 intended to implement the invention. The vehicle 1 comprises a powertrain equipped with a control unit 2, an electric driving machine (not shown) powered by a traction battery system 3 and an on-board charger 9 for the battery 3.

Le chargeur 9 coopère avec une interface de recharge 7, dans cet exemple un boitier électrique de prise de recharge destiné à se brancher au moyen d’un câble de recharge 10 à une source d’alimentation externe 11 connectée à un réseau d’alimentation électrique 8, fonctionnant généralement en tension alternative. D’autres types d’interface de recharge peuvent coopérer avec le chargeur 9, par exemple le câble 10 peut être un câble déployable relié électriquement solidairement au chargeur du véhicule.The charger 9 cooperates with a charging interface 7, in this example an electrical charging socket box intended to be connected by means of a charging cable 10 to an external power source 11 connected to an electrical supply network 8, generally operating in alternating voltage. Other types of charging interface can cooperate with the charger 9, for example the cable 10 can be a deployable cable electrically connected integrally to the vehicle charger.

La source d’alimentation externe 11 délivre un courant de charge au véhicule. La source d’alimentation externe 11 peut être une prise domestique, station fixe domestique (appelée couramment « Wallbox » en anglais) ou une borne de recharge publique. Dans l’exemple décrit ci-après la source d’alimentation externe 11 est une borne de recharge apte à délivrer une tension alternative de type monophasée ou triphasée.The external power source 11 delivers a charging current to the vehicle. The external power source 11 can be a domestic socket, domestic fixed station (commonly called a “Wallbox” in English) or a public charging station. In the example described below, the external power source 11 is a charging terminal capable of delivering an alternating voltage of single-phase or three-phase type.

Le système de batterie de traction 3 est destiné à l’alimentation électrique de la machine électrique motrice du véhicule. Il comporte des moyens de stockage d’énergie électrique 6. Dans le cadre de l’invention, la tension du système de batterie de traction peut être de type 48V ou supérieure, de type 400 volts selon le mode de réalisation préférentielle (comprise entre 350 volts et 450 volts), de type 800 volts (comprise entre 700 volts et 900 volts), ou voire plus. Le système de batterie de traction 3 assure la fourniture d’énergie électrique pour les besoins de la machine électrique motrice. La batterie électrique 6 comprend des éléments de stockage d’énergie comportant des cellules électrochimiques, par exemple de type Lithium-ion.The traction battery system 3 is intended for the electrical supply of the electric driving machine of the vehicle. It comprises electrical energy storage means 6. In the context of the invention, the voltage of the traction battery system can be of type 48V or higher, of type 400 volts according to the preferred embodiment (between 350 volts and 450 volts), 800 volt type (between 700 volts and 900 volts), or even more. The traction battery system 3 ensures the supply of electrical energy for the needs of the electric driving machine. The electric battery 6 comprises energy storage elements comprising electrochemical cells, for example of the Lithium-ion type.

Le système de batterie de traction 3 comprend également un calculateur de gestion 4 (désigné par l’acronyme BMS pour « Battery Management System » ou TBCU pour « Traction Battery Control Unit ») adapté pour superviser les paramètres spécifiques à la batterie en coopération avec des capteurs de courant et tension, tels l’état de charge SOC (« State of Charge »), la tension de circuit ouvert OCV (« Open Circuit Voltage ») exprimée en Volt, le courant de charge exprimé en Ampère, l’état de santé SOH (« State of Health), la tension ou bien encore la température de la batterie.The traction battery system 3 also includes a management computer 4 (designated by the acronym BMS for “Battery Management System” or TBCU for “Traction Battery Control Unit”) adapted to supervise the parameters specific to the battery in cooperation with current and voltage sensors, such as the state of charge SOC (“State of Charge”), the open circuit voltage OCV (“Open Circuit Voltage”) expressed in Volts, the charging current expressed in Amperes, the state of health SOH (“State of Health), the voltage or even the temperature of the battery.

Le procédé de surveillance selon l’invention ne concerne pas la recharge de la batterie de servitude de type 12 volts. Par conséquent et par souci de clarté, la batterie de servitude de type 12 volts et le réseau de bord de type 12 volts ne sont pas représentés sur la , même si ces équipements sont bien-entendu intégrés au véhicule automobile.The monitoring method according to the invention does not concern the recharging of the 12 volt type utility battery. Consequently and for the sake of clarity, the 12 volt type service battery and the 12 volt type on-board network are not represented on the , even if this equipment is of course integrated into the motor vehicle.

En outre, des contacteurs haute tension 5 du système de batterie 3 assurent la déconnexion/connexion de la batterie 6 avec le circuit électrique de puissance du véhicule, le chargeur 9 et le boitier de prise 7 et la machine électrique motrice. Les contacteurs haute tension 5 sont des commutateurs de puissance pilotables en ouverture et fermeture par le calculateur 4 du système de batterie 3 pour la connecter et l’isoler des autres systèmes électriques du véhicule.In addition, high voltage contactors 5 of the battery system 3 ensure the disconnection/connection of the battery 6 with the electrical power circuit of the vehicle, the charger 9 and the socket box 7 and the electric driving machine. The high voltage contactors 5 are power switches that can be opened and closed by the computer 4 of the battery system 3 to connect it and isolate it from the other electrical systems of the vehicle.

Le chargeur 9 a pour fonction de gérer la communication entre les différentes bornes de recharge et de surveiller et contrôler la recharge électrique sur borne. Le chargeur 9 comporte également un premier module de conversion électrique de type alternatif/continu AC/DC et un deuxième module de conversion de type continu/continu DC/DC. Dans les situations de recharge sur borne, il réalise la conversion d’une tension alternative vers une tension continue, notamment lors de recharge en mode 2 ou mode 3 dans lesquels il est nécessaire de convertir une tension alternative de type monophasée ou triphasée (230 Volts ou 110 Volts selon le standard électrique de la région) vers une tension continue compatible du système de batterie.The function of the charger 9 is to manage the communication between the different charging terminals and to monitor and control the electric charging on the terminal. The charger 9 also includes a first AC/DC alternating/continuous type electrical conversion module and a second DC/DC direct/continuous type conversion module. In terminal charging situations, it converts an alternating voltage to a direct voltage, particularly when recharging in mode 2 or mode 3 in which it is necessary to convert a single-phase or three-phase alternating voltage (230 Volts). or 110 Volts according to the electrical standard of the region) to a compatible DC voltage of the battery system.

En outre, le véhicule comporte l’unité de commande 2 jouant le rôle de superviseur des calculateurs du véhicule, désigné par l’acronyme EVCU pour « Electronic Vehicule Control Unit ». Dans cet exemple, l’unité de commande 2 supervise notamment la machine électrique motrice, le système de batterie 3 et le chargeur 9. L’unité de commande 2 est un organe à calculateur dont une fonction est de centraliser les données collectées du véhicule et de les retransmettre à d’autres calculateurs du véhicule à travers un bus de communication de données 12, par exemple de type CAN.In addition, the vehicle includes the control unit 2 playing the role of supervisor of the vehicle's computers, designated by the acronym EVCU for “Electronic Vehicle Control Unit”. In this example, the control unit 2 supervises in particular the electric driving machine, the battery system 3 and the charger 9. The control unit 2 is a computer unit whose function is to centralize the data collected from the vehicle and to retransmit them to other computers of the vehicle through a data communication bus 12, for example of the CAN type.

Pour les besoins du procédé de surveillance du chargeur 9, l’unité de commande 2 peut collecter des informations relatives à des anomalies détectées par le chargeur 9 de manière à les retransmettre à une autre unité de commande centralisée 14 désignée par l’acronyme BSI pour Boitier de Servitude Intelligent. Dans cet exemple non limitatif, le boitier 14 et l’unité de commande 2 communique à travers un deuxième bus de communication 13, de type CAN. Plus précisément, le boitier 14 est en charge d’enregistrer un journal de diagnostics et d’alertes consultable par un service de contrôle du véhicule 1. Une anomalie est enregistrée en mémoire du boitier 14 sous la forme d’un code d’anomalie permettant d’identifier un défaut, son niveau de gravité et l’état de l’anomalie.For the purposes of the charger 9 monitoring method, the control unit 2 can collect information relating to anomalies detected by the charger 9 so as to retransmit them to another centralized control unit 14 designated by the acronym BSI for Intelligent Service Box. In this non-limiting example, the box 14 and the control unit 2 communicate via a second communication bus 13, of the CAN type. More precisely, the box 14 is responsible for recording a diagnostics and alert log that can be consulted by a vehicle inspection service 1. An anomaly is recorded in the memory of the box 14 in the form of an anomaly code allowing to identify a defect, its severity level and the state of the anomaly.

En , on a représenté plus précisément un schéma fonctionnel simplifié du chargeur 9 du véhicule. Le chargeur 9 comporte un calculateur de supervision 91, référencé aussi par l’acronyme ECU pour « Electronic Control Unit », un calculateur de pilotage 92 (référencé aussi ECU OBC pour « Electronic Control Unit On Board Charger ») du module de conversion 96 de courant alternatif en courant continu (AC/DC) et enfin un calculateur de pilotage 93 (référencé aussi ECU DC/DC) du module de conversion de tension DC/DC (non représenté en ). Ces calculateurs 91, 92 et 93 communiquent entre eux à travers un bus de communication de données numérique de type CAN pour « Control Area Network ». Le calculateur de supervision 91 peut être un calculateur du chargeur 9 ou le calculateur de supervision du véhicule et est apte à transmettre une commande d’arrêt des opérations de conversion à destination des calculateurs 92 et 93 en cas de détection d’un défaut. Le chargeur 9 comporte en outre des moyens d’acquisitions de signaux de données informant sa température, une température et état des actionneurs de l’interface de recharge, les caractéristiques électriques des lignes d’alimentations électriques en entrée et en sortie du chargeur, les caractéristiques électriques des signaux de communication de donnée reliant les calculateurs du chargeur, les systèmes du véhicule et la borne de recharge.In , we have shown more precisely a simplified functional diagram of the charger 9 of the vehicle. The charger 9 includes a supervision computer 91, also referenced by the acronym ECU for "Electronic Control Unit", a control computer 92 (also referenced ECU OBC for "Electronic Control Unit On Board Charger") of the conversion module 96 of alternating current to direct current (AC/DC) and finally a control computer 93 (also referenced ECU DC/DC) of the DC/DC voltage conversion module (not shown in ). These computers 91, 92 and 93 communicate with each other via a digital data communication bus of the CAN type for “Control Area Network”. The supervision computer 91 can be a computer of the charger 9 or the vehicle supervision computer and is capable of transmitting a command to stop the conversion operations to the computers 92 and 93 in the event of detection of a fault. The charger 9 further comprises means for acquiring data signals informing its temperature, a temperature and state of the actuators of the charging interface, the electrical characteristics of the electrical power supply lines at the input and output of the charger, the electrical characteristics of the data communication signals connecting the charger computers, the vehicle systems and the charging station.

Des signaux électroniques 98 permettent au calculateur 92 de piloter le module de conversion 96. Le module de conversion 96 est une unité comportant plusieurs transistors MOSFET pilotés par le calculateur 92. Ces transistors sont agencés et pilotés par un programme d’ordonnancement d’état d’ouverture et fermeture pour convertir la tension alternative en entrée (monophasée ou triphasée) en une tension de charge continue. La fréquence de commutation du programme d’ordonnancement est pilotée en fonction de la mesure de la fréquence du courant de charge délivré par le réseau d’alimentation électrique. Ce pilotage assure un rendement de conversion électrique optimal. Le type de module de conversion AC/DC 96 pour la charge électrique n’est aucunement limitatif du procédé de surveillance selon l’invention.Electronic signals 98 allow the computer 92 to control the conversion module 96. The conversion module 96 is a unit comprising several MOSFET transistors controlled by the computer 92. These transistors are arranged and controlled by a state scheduling program. opening and closing to convert the AC input voltage (single-phase or three-phase) into a DC charging voltage. The switching frequency of the scheduling program is controlled according to the measurement of the frequency of the charging current delivered by the electrical supply network. This control ensures optimal electrical conversion efficiency. The type of AC/DC conversion module 96 for the electrical load is in no way limiting to the monitoring method according to the invention.

Le chargeur 9 comporte en outre un capteur 95 de mesure du courant sur la ligne de courant 97 en sortie du module de conversion 96. Le capteur 95 délivre une information 99 représentative de la valeur du courant Iobc. La ligne de courant 97 alimente un circuit électrique 90 haute tension HV du véhicule en tension continue, par exemple en 350 Volts ou plus, sur lequel est connecté le système de batterie, notamment.The charger 9 further comprises a sensor 95 for measuring the current on the current line 97 at the output of the conversion module 96. The sensor 95 delivers information 99 representative of the value of the current Iobc. The current line 97 supplies a high voltage HV electrical circuit 90 of the vehicle with direct voltage, for example 350 Volts or more, to which the battery system is connected, in particular.

Le calculateur 91 met en œuvre des fonctions de détection de défaut de charge, par exemple un défaut de fréquence de la source d’alimentation externe, un défaut d’isolation électrique du circuit électrique de tension continue, un défaut de température d’un boitier de prise de recharge du véhicule, un défaut de perte de communication entre le calculateur 92 et la borne de recharge, un défaut de perte de tension de la source d’alimentation externe, un défaut de perte de communication avec le calculateur de supervision de la batterie de traction du véhicule, ou bien encore un défaut d’un actionneur de trappe du boitier de prise de recharge. Lorsqu’un défaut relatif à une opération de charge est détecté, il est prévu que le calculateur 91 commande un arrêt de la conversion et donc de la charge.The computer 91 implements load fault detection functions, for example a frequency fault of the external power source, an electrical insulation fault of the direct voltage electrical circuit, a temperature fault of a box vehicle charging socket, a fault of loss of communication between the computer 92 and the charging station, a fault of loss of voltage from the external power source, a fault of loss of communication with the supervision computer of the vehicle traction battery, or even a fault in a hatch actuator in the charging socket box. When a fault relating to a charging operation is detected, it is expected that the computer 91 orders a stop of the conversion and therefore of the charging.

Plus précisément, une commande d’arrêt de la charge consiste à commander au calculateur 92 de mettre en pause la conversion AC/DC mise en œuvre par le module 96 et d’ouvrir immédiatement les transistors MOSFET. Si cette commande est réalisée correctement, aucun courant ne circule à travers le chargeur 9. Le chargeur 9 est mis en pause et est isolé du circuit haute tension et de la batterie de traction. On évite ainsi une éventuelle détérioration des composants électriques du circuit haute tension et des cellules de la batterie auquel il est relié. Le procédé de surveillance selon l’invention vise à vérifier que cette commande d’arrêt de la charge est effectivement exécutée par le calculateur 92 et comporte une autre commande d’un niveau supérieur permettant une configuration de mise en erreur du module de conversion si l’arrêt n’est pas effectif.More precisely, a charge stop command consists of commanding the computer 92 to pause the AC/DC conversion implemented by the module 96 and to immediately open the MOSFET transistors. If this command is carried out correctly, no current flows through charger 9. Charger 9 is paused and is isolated from the high voltage circuit and the traction battery. This avoids possible deterioration of the electrical components of the high voltage circuit and the cells of the battery to which it is connected. The monitoring method according to the invention aims to verify that this charging stop command is actually executed by the computer 92 and includes another command of a higher level allowing an error configuration of the conversion module if the The stop is not effective.

On décrit maintenant un mode de réalisation du procédé de surveillance mis en œuvre par un calculateur du véhicule, dans cet exemple le calculateur de supervision 91 du chargeur 9. Le calculateur 91 et les mémoires associées sont configurés pour exécuter le procédé de surveillance selon l’invention. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le calculateur pourrait être externe au chargeur 9, tout en étant couplé à ce dernier. Dans ce dernier cas, il peut être lui-même agencé sous la forme d’un calculateur dédié comprenant un éventuel programme dédié, par exemple. Par conséquent, le calculateur, selon l’invention, peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)), ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels. Les calculateurs sont par exemple des circuits DSP « Digital Signal Processor » en anglais).We now describe an embodiment of the monitoring method implemented by a vehicle computer, in this example the supervision computer 91 of the charger 9. The computer 91 and the associated memories are configured to execute the monitoring method according to the invention. But this is not obligatory. Indeed, the calculator could be external to the charger 9, while being coupled to the latter. In the latter case, it can itself be arranged in the form of a dedicated calculator including a possible dedicated program, for example. Consequently, the calculator, according to the invention, can be produced in the form of software modules (or computer modules (or "software")), or of electronic circuits (or "hardware"), or even of a combination electronic circuits and software modules. The computers are for example DSP circuits (Digital Signal Processor in English).

En , on décrit le procédé de surveillance d’une commande d’arrêt de la charge selon l’invention. Elle s’applique pour tout type de défaut de charge.In , we describe the method of monitoring a load stop command according to the invention. It applies to any type of charging fault.

A une première étape E1, le chargeur opère une charge durant laquelle une conversion de courant alternatif en courant continu est commandée. Le véhicule est donc branché à une borne de recharge externe par l’intermédiaire de son câble de recharge. La recharge peut être de mode 2 ou mode 3, en tension monophasée ou triphasée. Durant cette phase, en référence à la , le calculateur 92 pilote le module de conversion 96 pour opérer la conversion de courant. Celle-ci s’effectue par des commutations de transistor MOSFETs.At a first step E1, the charger carries out a charge during which a conversion of alternating current into direct current is controlled. The vehicle is therefore connected to an external charging station via its charging cable. Charging can be mode 2 or mode 3, in single-phase or three-phase voltage. During this phase, with reference to the , the computer 92 controls the conversion module 96 to carry out the current conversion. This is carried out by switching MOSFET transistors.

A une deuxième étape E2, le calculateur de supervision 91 détecte un défaut de charge. Le défaut peut être l’un quelconque des défauts parmi ceux listés précédemment. Le calculateur de supervision du chargeur met en œuvre des fonctions de diagnostic fonctionnant en permanence et périodiquement visant à détecter la présence de défaut de charge. Ces fonctions de diagnostic sont aptes à piloter des signaux d’alerte informant la présence d’un défaut ou non.At a second step E2, the supervision computer 91 detects a charging fault. The defect may be any of the defects listed above. The charger supervision computer implements diagnostic functions operating continuously and periodically aimed at detecting the presence of a charging fault. These diagnostic functions are capable of controlling alert signals informing the presence of a fault or not.

Par conséquent, une commande d’arrêt de la charge est déclenchée par le calculateur de supervision 91 et est transmise par l’intermédiaire du bus de communication CAN au calculateur 92 pilotant la conversion de courant. Le calculateur 92 pilote alors le module de conversion 96 pour mettre en pause de manière contrôlée la charge. Cette pause s’effectue par ouverture des commutateurs MOSFETs du module 96. La détection du défaut de charge comporte en outre la génération d’un code de défaut spécifique au défaut pour son enregistrement dans le journal de diagnostic du véhicule.Consequently, a load stop command is triggered by the supervision computer 91 and is transmitted via the CAN communication bus to the computer 92 controlling the current conversion. The computer 92 then controls the conversion module 96 to pause the load in a controlled manner. This pause is carried out by opening the MOSFET switches of module 96. Detection of the charging fault also includes the generation of a fault code specific to the fault for its recording in the vehicle diagnostic log.

Ensuite, à une troisième étape E3, à la suite de l’instant de la commande d’arrêt de la charge, le procédé de surveillance comporte une étape de mesure du courant Iobc de la ligne de courant en sortie du module de conversion 96 par le capteur 95. Cette étape de mesure vise à vérifier si la commande de mise en pause est exécutée et opérationnelle.Then, in a third step E3, following the instant of the charge stop command, the monitoring method comprises a step of measuring the current Iobc of the current line at the output of the conversion module 96 by the sensor 95. This measurement step aims to check whether the pause command is executed and operational.

Le procédé de commande comporte une étape E4 de vérification consistant à comparer le courant mesuré Iobc en sortie du module de conversion 96 par rapport à un seuil S1 et à vérifier la présence du courant après un seuil S2 de durée prédéterminée suivant l’instant de déclenchement de l’arrêt de la charge. Le premier seuil S1 peut être compris entre 0,5 ampères et 1,5 ampère, de préférence est configuré à une valeur de seuil d’1 ampère. Le seuil de durée S2 est supérieur à 300 millisecondes, de préférence est configuré à une valeur de 500 millisecondes. Les seuils S1 et S2 sont enregistrés en mémoire du calculateur 91. Cette durée S2 est suffisante pour confirmer un défaut affectant la commande d’arrêt et présente un niveau de sécurité satisfaisant. Dans cet exemple, la vérification E4 consiste à vérifier si oui ou non, le courant mesuré Iobc est supérieur à 1 ampère après une durée de 500 millisecondes suivant l’instant de déclenchement de l’arrêt de charge. Un compteur CT est déclenché à l’instant de détection du défaut et permet de contrôler le temps écoulé.The control method comprises a verification step E4 consisting of comparing the measured current Iobc at the output of the conversion module 96 in relation to a threshold S1 and of checking the presence of the current after a threshold S2 of predetermined duration following the triggering instant of stopping the charge. The first threshold S1 can be between 0.5 amps and 1.5 amps, preferably configured at a threshold value of 1 amp. The duration threshold S2 is greater than 300 milliseconds, preferably configured at a value of 500 milliseconds. The thresholds S1 and S2 are recorded in the memory of the computer 91. This duration S2 is sufficient to confirm a fault affecting the stop command and presents a satisfactory level of security. In this example, verification E4 consists of checking whether or not the measured current Iobc is greater than 1 ampere after a duration of 500 milliseconds following the instant of triggering of the charging stop. A CT counter is triggered at the moment the fault is detected and makes it possible to monitor the elapsed time.

Dans le cas positif, le procédé comporte une étape E5 de commande d’une procédure d’arrêt du calculateur 92 de pilotage de la conversion par son calculateur de supervision 91. Ainsi, ce contrôle supplémentaire permet de désactiver la totalité de ses fonctions dans les cas où on observerait qu’il ne répond pas à une commande d’arrêt de la conversion AC/DC. On améliore ainsi la sécurité du chargeur. Plus précisément, la procédure d’arrêt du calculateur 92 est une configuration de mise en erreur qui peut être par exemple l’arrêt de l’alimentation électrique du calculateur 92 ou la réinitialisation du calculateur 92. Il s’agit d’un niveau supérieur de reconfiguration du convertisseur 96 visant à stopper complètement son fonctionnement du fait de la gravité du défaut détecté.In the positive case, the method includes a step E5 of controlling a procedure for stopping the computer 92 for controlling the conversion by its supervision computer 91. Thus, this additional control makes it possible to deactivate all of its functions in the case where we observe that it does not respond to a command to stop the AC/DC conversion. This improves the safety of the charger. More precisely, the procedure for stopping the computer 92 is an error configuration which can be, for example, stopping the electrical power supply to the computer 92 or resetting the computer 92. This is a higher level reconfiguration of the converter 96 aimed at completely stopping its operation due to the seriousness of the detected fault.

La procédure d’arrêt peut comporter en outre la génération d’un code de défaut spécifique à cette procédure et l’envoi de ce code au calculateur de supervision du véhicule pour son enregistrement dans le journal de diagnostic. La procédure d’arrêt peut comporter en outre, mais ce n’est pas obligatoire, la génération d’une alerte et l’allumage d’un voyant service de l’habitacle du véhicule indiquant la présence d’un défaut de gravité élevé au niveau du chargeur.The stopping procedure may also include the generation of a fault code specific to this procedure and the sending of this code to the vehicle's supervision computer for recording in the diagnostic log. The shutdown procedure may also include, but this is not obligatory, the generation of an alert and the illumination of a service light in the vehicle's passenger compartment indicating the presence of a high severity fault at charger level.

Il est prévu en outre, selon le procédé de commande que le calculateur de supervision 91 maintienne en fonctionnement normal le calculateur de pilotage du module de conversion DC/DC pour conserver l’alimentation électrique du circuit électrique haute tension et de la machine électrique motrice à partir de la batterie. Ce module n’étant pas affecté par un défaut de charge, cela permet à un utilisateur d’amener son véhicule à un service de contrôle.It is further provided, according to the control method, that the supervision computer 91 maintains the control computer of the DC/DC conversion module in normal operation to maintain the electrical supply of the high voltage electrical circuit and of the electric driving machine at from the battery. As this module is not affected by a charging fault, this allows a user to take their vehicle to an inspection service.

Si la vérification E4 montre que la commande d’arrêt déclenchée à l’étape E3 est effective, c’est-à-dire que le courant observé Iobc est nul immédiatement après la détection du défaut ou du moins dans la durée S2, le chargeur se trouve en état de reconfiguration E6 où le module de conversion 92 pilote de manière contrôlé l’arrêt de la conversion conformément à son fonctionnement sécuritaire attendu. Le chargeur reste dans cet état jusqu’à la détection d’un évènement ou d’une requête autorisant un retour à un fonctionnement normal.If verification E4 shows that the stop command triggered in step E3 is effective, that is to say that the observed current Iobc is zero immediately after detection of the fault or at least within the duration S2, the charger is in reconfiguration state E6 where the conversion module 92 controls the stopping of the conversion in a controlled manner in accordance with its expected safe operation. The charger remains in this state until the detection of an event or a request authorizing a return to normal operation.

Ensuite, en cas de détection E7 de la fin du défaut de charge détecté lors de l’étape 2, le calculateur de supervision du chargeur commande à une étape E8 le rétablissement en fonctionnement normal du module de conversion. A cet effet, une instruction est commandée au module de conversion pour autoriser la charge et la conversion de courant si besoin. Si le chargeur est en incapacité de rétablir son fonctionnement normal, alors cette anomalie doit être solutionnée par une intervention.Then, in the event of detection E7 of the end of the charging fault detected during step 2, the charger supervision computer controls at a step E8 the restoration of normal operation of the conversion module. For this purpose, an instruction is ordered to the conversion module to authorize charging and current conversion if necessary. If the charger is unable to restore normal operation, then this anomaly must be resolved by intervention.

Par exemple, l’évènement de fin de défaut peut être une information représentative d’une reprise de la recharge, la fréquence de la source d’alimentation externe est conforme à la plage nominale, la température du boitier de prise de recharge est revenue dans une plage acceptable, la communication avec la prise de recharge est rétablie, la tension de la source d’alimentation est conforme, la communication avec le calculateur de supervision de la batterie de traction est rétablie, ou bien encore l’actionneur de la trappe du boitier de prise de recharge fonctionne normalement.For example, the end of fault event can be information representative of a resumption of charging, the frequency of the external power source complies with the nominal range, the temperature of the charging socket box has returned within an acceptable range, communication with the charging socket is reestablished, the voltage of the power source is compliant, communication with the traction battery supervision computer is reestablished, or even the actuator of the hatch of the charging socket box works normally.

L’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que la personne de l’art est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention en associant par exemple les différentes caractéristiques ci-dessus prises seules ou en combinaison, sans pour autant sortir du cadre de l’invention.The invention is described in the above by way of example. It is understood that the person skilled in the art is able to produce different embodiments of the invention by combining for example the different characteristics above taken alone or in combination, without departing from the scope of the invention.

Claims (10)

Procédé de surveillance d’une commande d’arrêt de la charge d’un véhicule électrifié (1) par un chargeur embarqué (9), ledit chargeur (9) étant apte à opérer une recharge électrique (E1) d’une batterie de traction (3) du véhicule (1) à partir d’un courant délivré par une source d’alimentation externe (11) au véhicule (1), ledit procédé comportant, en cas de détection d’un défaut de charge, la commande d’arrêt de la charge (E2) par un premier calculateur (92) pilotant un premier module de conversion (96) de courant alternatif en courant continu, caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
  • la mesure (E3) du courant (Iobc) d’une ligne (97) en sortie du premier module de conversion (96) reliée à un circuit électrique (90) de tension continue du véhicule (1) à la suite de l’instant de détection du défaut,
  • la comparaison (E4) du courant (Iobc) par rapport à un premier seuil (S1),
  • en cas de détection d’une valeur mesurée de courant (Iobc) qui est supérieure au premier seuil (S1) suivant l’instant de détection du défaut pendant une durée (CT) supérieure à un deuxième seuil (S2), la commande (E5) d’une procédure d’arrêt du premier calculateur (92) par un deuxième calculateur de supervision (91) du premier calculateur (92), où le premier seuil (S1) est compris entre 0,5 ampère et 1,5 ampère et le deuxième seuil (S2) est supérieur à 300 millisecondes.
Method for monitoring a command to stop the charging of an electrified vehicle (1) by an on-board charger (9), said charger (9) being capable of carrying out electrical recharging (E1) of a traction battery (3) of the vehicle (1) from a current delivered by an external power source (11) to the vehicle (1), said method comprising, in the event of detection of a charging fault, the control of stopping the load (E2) by a first computer (92) controlling a first conversion module (96) from alternating current to direct current, characterized in that it further comprises:
  • measuring (E3) the current (Iobc) of a line (97) at the output of the first conversion module (96) connected to an electrical circuit (90) of direct voltage of the vehicle (1) following the instant fault detection,
  • the comparison (E4) of the current (Iobc) with respect to a first threshold (S1),
  • in the event of detection of a measured current value (Iobc) which is greater than the first threshold (S1) following the instant of detection of the fault for a duration (CT) greater than a second threshold (S2), the command (E5 ) a procedure for stopping the first computer (92) by a second supervision computer (91) of the first computer (92), where the first threshold (S1) is between 0.5 amps and 1.5 amps and the second threshold (S2) is greater than 300 milliseconds.
Procédé de surveillance selon la revendication 1, dans lequel la procédure d’arrêt (E5) comporte la commande d’une configuration de mise en erreur du premier calculateur (92).Monitoring method according to claim 1, in which the stopping procedure (E5) includes controlling an error configuration of the first computer (92). Procédé de surveillance selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la commande d’arrêt de la charge (E2) comporte en outre la génération d’un premier code de défaut et dans lequel la procédure d’arrêt (E5) comporte en outre la génération d’un deuxième code de défaut et l’envoi du deuxième code de défaut à un troisième calculateur de supervision (2) du véhicule (1) pour son enregistrement dans un journal de diagnostic.Monitoring method according to claim 1 or 2, in which the load stopping command (E2) further comprises the generation of a first fault code and in which the stopping procedure (E5) further comprises the generating a second fault code and sending the second fault code to a third supervision computer (2) of the vehicle (1) for recording in a diagnostic log. Procédé de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le premier seuil (S1) est égal à 1 ampère et le deuxième seuil (S2) est égal à 500 millisecondes.Monitoring method according to any one of claims 1 to 3, in which the first threshold (S1) is equal to 1 ampere and the second threshold (S2) is equal to 500 milliseconds. Procédé de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel, lorsque la procédure d’arrêt (E5) du premier calculateur (92) est déclenchée, le deuxième calculateur de supervision (91) commande l’activation d’un signal de voyant d’alerte.Monitoring method according to any one of claims 1 to 4, in which, when the stopping procedure (E5) of the first computer (92) is triggered, the second supervision computer (91) controls the activation of a warning light signal. Procédé de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, en cas de détection de la fin du défaut de charge (E7), le deuxième calculateur (91) commande le rétablissement en fonctionnement nominal du premier module de conversion (96).Monitoring method according to any one of claims 1 to 5, in which, in the event of detection of the end of the charging fault (E7), the second computer (91) controls the restoration to nominal operation of the first conversion module ( 96). Procédé de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel, le défaut de charge détecté (E2) est un défaut parmi les défauts suivants :
  • Un défaut de fréquence de la source d’alimentation externe (11),
  • Un défaut d’isolation électrique du circuit électrique (90) de tension continue
  • Un défaut de température d’un boitier de prise de recharge (7) du véhicule (1),
  • Un défaut de perte de communication entre le deuxième calculateur (91) et la source d’alimentation externe (11),
  • Un défaut de perte de tension de la source d’alimentation externe (11),
  • Un défaut de perte de communication avec un calculateur de supervision (6) de la batterie de traction (3) du véhicule (1),
  • Un défaut de fonctionnement d’un actionneur de trappe d’une interface de recharge (7) du véhicule (1).
Monitoring method according to any one of claims 1 to 6, in which the detected load fault (E2) is one of the following faults:
  • A frequency fault of the external power source (11),
  • An electrical insulation fault in the direct voltage electrical circuit (90)
  • A temperature fault in a charging socket box (7) of the vehicle (1),
  • A loss of communication fault between the second computer (91) and the external power source (11),
  • A voltage loss fault from the external power source (11),
  • A failure of loss of communication with a supervision computer (6) of the traction battery (3) of the vehicle (1),
  • A malfunction of a hatch actuator of a charging interface (7) of the vehicle (1).
Calculateur de supervision (91) d’un chargeur (9) de véhicule électrifié (1) dans lequel le chargeur (9) comporte un premier calculateur de pilotage (92) d’un module de conversion (96) de courant alternatif en courant continu et un deuxième calculateur (93) de pilotage d’un module de conversion de tension continue en tension continue, caractérisé en ce que le calculateur de supervision (91) est configuré pour la mise en œuvre du procédé de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.Supervision computer (91) of a charger (9) of an electrified vehicle (1) in which the charger (9) comprises a first control computer (92) of a conversion module (96) from alternating current to direct current and a second computer (93) for controlling a direct voltage to direct voltage conversion module, characterized in that the supervision computer (91) is configured for implementing the monitoring method according to any one of the claims 1 to 7. Programme-ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un calculateur de véhicule électrifié (1), conduisent celui-ci à mettre en œuvre le procédé de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.Computer program comprising instructions which, when the program is executed by an electrified vehicle computer (1), lead it to implement the monitoring method according to any one of claims 1 to 7. Véhicule automobile électrifié (1) comportant un chargeur (9) apte à opérer une recharge électrique d’une batterie de traction (3) du véhicule (1) à partir d’un courant délivré par une source d’alimentation externe (11) au véhicule (1), dans lequel le chargeur (9) comporte un calculateur de supervision (91) selon la revendication 8.Electrified motor vehicle (1) comprising a charger (9) capable of carrying out electrical recharging of a traction battery (3) of the vehicle (1) from a current delivered by an external power source (11) to the vehicle (1), in which the charger (9) comprises a supervision computer (91) according to claim 8.
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