WO2004054066A1 - Systeme et procede d'alimentation electrique a deux tensions pour vehicule - Google Patents

Systeme et procede d'alimentation electrique a deux tensions pour vehicule Download PDF

Info

Publication number
WO2004054066A1
WO2004054066A1 PCT/FR2003/003553 FR0303553W WO2004054066A1 WO 2004054066 A1 WO2004054066 A1 WO 2004054066A1 FR 0303553 W FR0303553 W FR 0303553W WO 2004054066 A1 WO2004054066 A1 WO 2004054066A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
network
battery
voltage
engine
alternator
Prior art date
Application number
PCT/FR2003/003553
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Charles Berlioux
Hervé Duval
Frédéric Vignais
Original Assignee
Renault S.A.S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault S.A.S. filed Critical Renault S.A.S.
Priority to EP03796131A priority Critical patent/EP1568115A1/fr
Publication of WO2004054066A1 publication Critical patent/WO2004054066A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/08—Three-wire systems; Systems having more than three wires
    • H02J1/082—Plural DC voltage, e.g. DC supply voltage with at least two different DC voltage levels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to a device for powering a motor vehicle with an internal combustion engine, whether it is a passenger vehicle, an industrial vehicle or a utility vehicle, and methods of controlling such a device.
  • the electrical components of a motor vehicle are supplied electrically by an accumulator of electrical energy such as a battery, the size, mass and cost of which increase with the electrical intensity necessary for the operation of these components.
  • a battery meets two uses: powering the starter motor, which requires a high current, several hundred amps, for a short time, or a few seconds; the supply of electrical loads, engine stopped as the engine running, which requires lower currents of a few tens of amperes, but for a longer duration.
  • a known solution to this problem consists in replacing the current single battery with two separate batteries, one of which is called “starter battery” is dedicated to the starter of the engine, and the other called “service battery” is dedicated to the supply of the vehicle's electrical charges, these two batteries being separated by a charge management system comprising a set of controllable switches.
  • the document EP-A-0 753 925 describes a device for powering a vehicle, having a starter battery and a service battery of equal nominal voltages.
  • Document US-A-4 743 830 describes a two-voltage electrical system for an internal combustion engine. Two batteries are connected in series and are connected to an alternator. Both batteries have a nominal voltage of 12 volts and some electrical loads are supplied with 12 volts, while others are supplied with 24 volts.
  • Document DE-10003731 describes a switching device for a temporary connection between a battery and an energy consumer.
  • the switching device is controlled by a control unit which includes a voltage detector on the side of the control unit which includes a voltage detector on the energy consumer side and activates the switching device in the event of a voltage drop in the energy consumer side.
  • the 42-volt and 14-volt dual voltage networks are considered to be known.
  • the 42 volt network is supplied by a generator of the same voltage and the 14 volt network is supplied by a DC converter from the 42 volt network.
  • Two DC converters can be provided in parallel, one of which is bidirectional.
  • the invention provides a reliable electrical system, with a high capacity for managing degraded modes and allowing optimized operation of the vehicle.
  • the two-voltage vehicle power supply system comprises a first network with high voltage, suitable for supplying a first group of consumer elements, a second low voltage network, suitable for supplying a second group of consumer elements, the first network being connected to a high voltage battery, the second network being connected to a low voltage battery, and electronic conversion means able to transfer energy from the first network to the second network, and from the second network to the first network.
  • a control unit is capable of controlling the conversion means as a function of states of the electrical system, said states being grouped under management configurations, each management configuration corresponding to a state condition of an alternator capable of supplying energy to the electrical system, in the sense of the current in each battery and in the conversion means, as a function of operating parameters of a vehicle equipped with said system, as a function of battery charging criteria, and as a function of criteria d state of the electrical system. This allows the vehicle to start the engine even if one of the batteries is discharged.
  • the battery charging criteria are Boolean values equal to 1 if the voltage of the corresponding battery is greater than a predetermined threshold.
  • the state criteria of the electrical system are Boolean values equal to 1 if the voltage of the corresponding network is within a predetermined range for a strategy to be implemented.
  • the system comprises a control unit connected to the electronic conversion means.
  • the control unit can also be connected to a thermal engine control unit.
  • the control unit may include a processor, random access memory, read only memory and control software.
  • the control unit comprises at least one means for controlling a first transfer of energy by the conversion means from the first network to the second network, and a second transfer of energy by the means for converting from the second network to the first network. Eventually, said control means is able to control a zero transfer of energy.
  • the software may include means for controlling a first transfer of energy from the first network to the second network when recharging of the low voltage battery is necessary.
  • the software may include means for controlling a second transfer of energy from the second network to the first network when recharging of the high voltage battery is required or when high power is requested on the first network.
  • the software can include a means for controlling a zero transfer of energy when starting a heat engine.
  • the starter battery is sufficient to start the engine without the help of the service battery.
  • the software can include a means for smoothing the transitions between operating modes, in particular when starting or stopping the heat engine.
  • the software may include a means for taking into account the temperature of a battery when it is recharged.
  • the first network is supplied by an alternator and supplies a starter for the heat engine.
  • the first network can be connected to an alternator-starter.
  • the control unit is connected to the alternator and the starter.
  • the system includes means for smoothing the transitions between operating modes.
  • the electronic conversion means is a DC / DC converter whose output voltages can be modulated.
  • the invention provides a method of supplying electrical power at two voltages for a vehicle, from a first high-voltage network capable of supplying a first group of consumer elements, from a second low-voltage network capable of supplying a second group of consumer elements, the first network being connected to a high voltage battery, the second network being connected to a low voltage battery, and electronic conversion means capable of transferring energy from the first network to the second network and the second network to the first network, in which the conversion means are controlled as a function of states of the electrical system, said states being grouped under management configurations, each management configuration corresponding to a condition condition of an alternator capable of supplying energy to the electrical system, in the sense of the current in each battery and in the conversion means, as a function of operating parameters of a vehicle equipped with said system, as a function of battery charging criteria, and as a function of electrical system condition criteria.
  • the low voltage battery is recharged by the high voltage battery to allow the engine to start and avoid a reset of a control unit, if the battery charge criterion at low voltage is not satisfied, or if the condition criterion for the low voltage network is not satisfied, and if the condition criterion for the high voltage network is satisfied, and if the criterion for battery charge at high voltage is not satisfied.
  • the high voltage battery is recharged by the low voltage battery to increase the voltage of the high voltage battery, if the criterion for charging the high voltage battery is not satisfied , or if the condition criterion of the high voltage network is not satisfied, and if the condition condition of the low voltage network is satisfied, and if the criterion of charging the low voltage battery is satisfied ,.
  • the heat engine is assisted by means of the alternator if the criterion for charging the high voltage battery is satisfied, and if the condition criterion for the high voltage network is satisfied.
  • At least one battery is recharged while recovering energy from the heat engine via the alternator-starter if a gear is engaged, in the engaged position, if the engine is running. with speed greater than idle, if the alternator-starter is in alternator mode, and if the accelerator pedal is released.
  • the heat engine is stopped for a short time if the state of charge of the batteries or the electrical system condition criteria are considered correct, then restart it if the state of charge of the batteries or if the electrical system condition criteria are not satisfactory.
  • the voltage measurement on the networks is not significant and the condition criteria of the electrical system are no longer taken into account.
  • the invention also makes it possible to improve the enjoyment on board the vehicle by reducing, or even eliminating any jerks on the heat engine linked to a brutal demand for energy when starting the heat engine and by reducing, or even deleting, the modifications perceptible by the driver and / or passengers when the engine is stopped when the electrical equipment is in operation, such as the vehicle lights, the windscreen wipers, etc.
  • FIG. 3 to 13 are schematic views of the system configurations noted 1 to 11 in the following, in which the direction of the currents is represented by arrows.
  • the vehicle 1 shown diagrammatically comprises inter alia an electrical system 2, a heat engine 3, a control unit 4 for the heat engine 3, in particular dedicated to injection calculation, and a unit for control 5 of the electrical system 2.
  • the control units 4 and 5 are connected so that they can exchange data.
  • the electrical system 2 comprises a high voltage battery, for example 36 volts, referenced 6, a high voltage electrical network 7 connected to the battery 6 and elements consuming energy electrical 8 connected to the electrical network 7, on the one hand, and a low voltage battery, for example 12 volts, referenced 9, an electrical network 10 at low voltage, connected to the battery 9, and elements consuming electrical energy 11 connected to the electrical network 10, on the other hand.
  • the electrical system 2 further comprises a DC / DC converter 12 connected by a terminal to the high voltage electrical network 7 and by another terminal to the low voltage electrical network 10, and an alternator-starter 10 electrically connected to the electrical network 7 to high voltage and mechanically by means of a shaft 14 to the heat engine 3.
  • the converter 12 and the alternator-starter 13 are connected by a data transmission link to the control unit 5.
  • the terminals of the batteries 6 and 9 and energy consuming elements 8 and 1 1, not connected respectively to the electrical networks 7 and 10, are connected to an earth of the vehicle.
  • the converter 12 and the alternator-starter 13 can also be connected, not shown, to an earth of the vehicle.
  • the batteries 6 and 9 are each connected to the ground and to the network, respectively 7, 10, which is associated with them.
  • Networks 7 and 10 are interconnected via converter 12.
  • the batteries 6 and 9 are thus arranged in parallel.
  • the voltages of 36 and 12 volts are indicated here for information only. Other pairs of voltages could be provided, for example 24 volts and 12 volts, 48 volts and 12 volts, 28 volts and 14 volts, or even 42 volts and 14 volts.
  • the voltage couples are chosen according to the standards in force, the type of vehicle and the electrical design.
  • the invention is perfectly suited to conventional vehicle architectures comprising an alternator and a starter which are separate elements, each electrically connected to the electrical network and mechanically, if necessary intermittently, to the heat engine.
  • the alternator-starter 13 receives current, so I have I 13 positive and I 6 negative.
  • the battery 9 supplies current to the network 10, so we have I 9 negative.
  • I 13 is negative because the alternator-starter 13 supplies current to the network 7.
  • I 6 is positive, because the battery 6 receives current, except in special cases.
  • I 7/12 is positive, the converter 12 receiving current from the network 7, while I 10/12 is negative, the converter 12 supplying current to the network 10.
  • I 9 is positive, the battery 9 receiving current, except in special cases.
  • the alternator-starter 13 is generator and imposes a voltage U I3 on the network 7.
  • the converter is in direct mode and imposes a voltage U 10/12 on the network 10.
  • I 6 is positive, the battery 6 receiving current.
  • the currents I 7/12 and I 10/12 are reversed compared to the previous case and I 9 is negative, the battery 9 supplying current to the consuming members 11 and to the converter 12.
  • Capacitive effect a phenomenon of drop in the no-load voltage of a battery after a draw of the high current.
  • the capacitive effect occurs in particular after the starter is actuated on the battery 6, and if necessary on the battery 9 in the case of a diesel engine where a strong current is taken from the battery 9 by preheating.
  • the time it takes for a battery's voltage to return to its original value depends on several factors, such as temperature, the lower the temperature, the longer it takes, the current drawn and the state of charge of the battery. .
  • the duration of return to normal varies from a few minutes to a few hours. The occurrence of this phenomenon will be indicated in the control unit 5 by a flag or flag located in a volatile memory with delay effect.
  • B6 and B9 which are booleans indicating whether the state of charge of the corresponding battery is acceptable. So we have
  • B6 1, if the state of charge of the battery 6 is greater than a threshold
  • B9 1, if the state of charge of the battery 9 is greater than another threshold.
  • These criteria B6 and B9 are considered to be relatively robust compared to the capacitive effect.
  • Network condition criteria R7 and RI O are also used, which are also booleans which indicate whether the operation of the networks is acceptable at the current operating point and according to supply requests which are likely to follow.
  • R7 1 if the voltage U 7 is greater than a threshold voltage established according to a particular phase of operation. The same goes for RI O with an adapted threshold voltage.
  • the criteria R7 and RI O are relatively dependent on the capacitive effect. Therefore, when the flag signaling a RAM capacitive effect . EFF.
  • CAPA is at 1, criteria R7 and RI O are not taken into account. Criteria B6 and B9, R7 and RI O are used to determine the treatment to be carried out in the context of battery recharging strategies. The different combinations are grouped into four classes called contexts:
  • the power supply + BAT condition is reached, either with the ignition off or at the first position of the key.
  • the supply condition + ACC is reached at the second position of the key.
  • the power supply condition + APC is reached from the third position of the key.
  • the supply condition + DEM is reached from the fourth position of the key. In supply condition + DEM, the consumer elements supplied under condition + ACC are cut.
  • Voltage classes are defined for networks 7 and 10, with the start-up phase ⁇ e U, 7- ⁇ dem-m ⁇ .n to U 7 7- ⁇ .em-max and U, 1 n 0-d, em -m ⁇ n to U, 1 n 0- ⁇ dem-max and excluding start-up phase?.
  • phases The various operating states of the vehicle, which are described in the following table, are called "phases":
  • the phases correspond to states where the engine is either stopped or running, except for the transition phases of starting the heat engine, phases D and E and stopping the engine phase F.
  • This classification makes it possible to reduce the number of phases and the number of transitions between phases.
  • Certain phases or transitions between phases require management tasks by the control unit which are common. For the operation of the control unit 5, provision is made for said control unit 5 to be awakened by a transition between phase A and A ′, that is to say by opening a door of the vehicle.
  • control unit 5 From the moment of this awakening, the control unit 5 remains awake in phases A, A ′ and B for a determined duration of delay which can be, for example, a few tens of seconds.
  • the control unit 5 can be permanently awake during the other phases.
  • phase C During a transition from phase C to phase B, the control unit 5 triggers the delay before going to sleep. At the end of the time delay, if the phase is A, A 'or B, the control unit 5 goes to sleep, otherwise the control unit 5 remains awake.
  • the states of the electrical system 2 are grouped under the term configuration.
  • the possible management configurations are grouped in the table below.
  • the regulator voltage of the alternator-starter 13 on the network 7 relative to the resting voltage of the battery 6 and to the load of the network 7, conditions the variants of the configuration 11.
  • the regulation voltages must be defined by the control unit when the alternator-starter is in alternator mode and when the converter 12 is in operation, whether in direct mode or in reverse mode.
  • the regulation voltages of the alternator-starter 13 and of the converter 12 must be identical because the regulations are carried out on the same network 7.
  • configuration 5 does not present any significant use advantage.
  • the operation of the network can be summarized by a phase table according to the configuration linked to the context of the batteries defined above.
  • battery 9 recharges battery 6.
  • the previous strategy is no longer active.
  • the strategy for recharging the battery 6 by the battery 9 is not engaged in phase A, but in phase A ', B, C or C
  • this strategy can be active during phase A as long as the exit conditions of said strategy are not verified.
  • Phases A and B can be considered identical. They are distinguished by the supply condition (+ BAT and + ACC) of the consumer elements 11 on the network 10, therefore by the current drawn on the battery 9 and the resulting voltage drop on the battery 9 of the voltage safety thresholds of the network 10 associated with each of these phases can be considered identical.
  • Phases D and E correspond to two phases of starting the engine, respectively by actuation of the starter with the condition + DEM, and by a start. Both phases D and E require voltage smoothing.
  • Phases G, H and I can also be considered identical. In these three phases, the engine is running and neither the boost or over-acceleration nor the recuperative charge are implemented. To reduce the oxidation of batteries 6 and 9, it is desirable to reduce the charging current of the battery as a function of its temperature.
  • the control unit 5 comprises a thermal compensation module, generally in the form of a portion of software (possibly in the form of a circuit) capable of controlling the converter 12 in this direction.
  • the converter 12 will regulate the network 10 according to a linear law decreasing with the temperature.
  • the thermal compensation module of the control unit 5 implements two thermal compensation laws for the network 7 as a function of the phases.
  • This law is used for phases G, H and I.
  • phase K or the recuperative charge phase the preceding voltage is used to which a positive voltage ⁇ U is added.
  • the regulation voltage in phase K must be slightly higher than the no-load voltage of the battery 6 so as to charge it without drying it out. In particular, if the state of charge does not exceed 80%, a threshold beyond which the electrochemical reaction of the battery gives off gas, then the risk of drying out in the battery becomes weaker.
  • the control unit 5 also implements thermal compensation laws during the phases when one of the batteries charges the other battery. Similarly, the recharging voltage of a battery follows a decreasing linear law as a function of temperature.
  • the RAM flag . EFF . CAPA aims to indicate if after a start-up phase D, the voltage level of batteries 6 and 9 must be taken into account as an entry or exit condition for the strategies for charging one battery by the other.
  • the RAM flag . EFF . CAPA remains at 1 as long as phase C is maintained.
  • phase C Following a transition from phase C to phase B, a time delay delays the extinction of the control unit 5.
  • the RAM flag . EFF . CAPA is set to 0 only after the delay time has elapsed and if the phase is A, A 'or B.
  • preheating is carried out on a transition from phase B to phase C or C. If the engine starts, transition from C to D, does not take place before the expiration of a preset time, preheating is maintained for an additional time. When the engine is started, the post-heating is carried out for a period also preset.
  • the strategy for recharging the battery 9 with the battery 6 is intended to allow the engine to start with support from the network 10 and to avoid resetting the control unit 5 to zero for lack of a suitable supply. However, such a strategy does not allow a true recharging of energy from the battery 9.
  • This strategy is operational during phases C or D, in particular in the case of the use of glow plugs of a non-rotating diesel engine, plugs powered by the network 10. This strategy corresponds to the configuration 6 in phases C and D.
  • the control unit 5 comprises a module for recharging the battery 9 with the battery 6, generally in the form of a portion of software or possibly under the form of a circuit capable of controlling the converter 12 in this direction.
  • this strategy is authorized in phases C, C or D, if the state of charge of battery 9 or of network 10 is considered low and if the state of charge of battery 6 or of network 7 is deemed correct (context 3).
  • This strategy is stopped if it has been implemented for a duration greater than a predetermined duration, if the state of charge of the battery 6 or of the network 7 is judged to be incorrect, in the event of transition from a phase D to a phase G or H, i.e. a successful start of the internal combustion engine, and in the event of transition from a phase C to a phase I, J or K. If the first attempt to start the internal combustion engine has not successful, then the capacitive effect occurs and the voltage measurement on networks 7 and 10 is not significant.
  • the RAM flag if the first attempt to start the internal combustion engine has not successful, then the capacitive effect occurs and the voltage measurement on networks 7 and 10 is not significant.
  • phase D is not simply a strategy for recharging the battery 9, but also a strategy for supporting the network 10 which in particular makes it possible to preheat a diesel engine.
  • a suitable flag may be provided to prohibit chaining two recharges of battery 9 by battery 6 in phase C.
  • a transition from phase B to C may be required to carry out the recharging strategy in phase C.
  • the strategy for recharging the battery 6 with the battery 9 is intended to allow the engine to start. Such recharging makes it possible to slightly increase the no-load voltage of the battery 6 by carrying out a sort of awakening of its electrochemical system of the same kind as that which can be carried out by a call from the headlights prior to starting.
  • the control unit 5 comprises a module for recharging the battery 6 with the battery 9, generally in the form of a portion of software or possibly in the form of a circuit capable of controlling the converter 12 for such recharging.
  • This strategy is implemented in configuration 8 in phases A, A ', B, C or C, and in configuration 11 -1 in phase D.
  • the start of the strategy is carried out in phases A, A', B, C, C or D, i.e. engine stopped.
  • the state of charge of the battery 6 or the network voltage 7 will have been judged to be low, and the state of charge of the battery 9 or the network voltage 10 will have been judged to be correct.
  • the implementation of this strategy is stopped after a predetermined period, if the state of the network 10 is no longer satisfactory, in the event of a transition from a phase D to a phase G or H, or a phase C to phase I, J or K.
  • the entry and exit conditions of this strategy no longer take into account the voltage of networks 7 and 10.
  • the occurrence of recharging the battery 6 by the battery 9 is limited to twice.
  • the first recharging can be carried out as soon as the control unit 5 is woken up, for example when a vehicle door is opened in phase A '. This makes it possible to recharge the battery 6 by anticipating the start of the heat engine as soon as possible. Recharging can only be carried out once in phases A ', A or B, before a state of running thermal engine.
  • a passenger who opens a door does not necessarily mean that the engine is started.
  • a second recharge of the battery 6 can only be carried out in phase C. Charging can also be carried out only once in phase C before a state of running thermal engine.
  • phase D The application of this strategy in phase D is not a strategy for recharging the battery 6, but more a strategy for supporting the alternator-starter 13 when the engine is started.
  • This strategy is implemented according to entry and exit conditions specific to phase D and is not limited in number of occurrences.
  • the smoothing strategy of the engine starting which is implemented by the control unit 5 which includes a module or a circuit for this purpose aims to avoid a sudden torque on the heat engine linked to demand current of converter 12.
  • the network voltage 10 is regulated along a ramp until a final regulation voltage is reached.
  • the control unit 5 comprises a module for smoothing the starting of the engine, generally in the form of a portion of software or possibly in the form of a circuit capable of controlling the converter 12 for such smoothing.
  • the conditions for entering the smoothing strategy for starting the combustion engine correspond to all the possible transitions between a stationary engine and a running engine: from D to G, from E to G, from F to E, from C to D, from C to I, from C to J, from C to K.
  • the exit conditions from this strategy correspond to all the possible transitions between a running engine and a stop: from D or G to C, from I, J or K to C, from E, G, H, I, J, K to B.
  • the alternator 13 only delivers the current progressively along a ramp which may be linear, quadratic or other.
  • the progressiveness of the ramp depends on several factors, in particular the speed of the heat engine at time t when the switching on of an additional load and the value of the inrush current ⁇ I (t) linked to the switching on of d 'an additional load, compared to the current I (N) linked to engine speed N (t).
  • the rise time ⁇ i of the current ramp is higher the lower the speed N.
  • the rise in current must be very gradual so as not to overload the thermal engine.
  • the rise time ⁇ t is also higher the higher the ratio ⁇ i / i (N).
  • the duration is linearly interpolated.
  • the battery 9 supplies the necessary current during the current rise time I ] 3 .
  • the strategy of smoothing when the heat engine is cut off aims to avoid a significant drop in the services provided by the consumer elements 11 of the network 10 when the heat engine stops.
  • the control unit 5 which comprises a module or a circuit for this purpose then performs a regulation of the voltage on the network 10 along a ramp until reaching the resting voltage of the battery 9.
  • the input conditions of this strategy correspond to all the possible transitions between a running heat engine and a stopped heat engine, namely phase F and the transitions D or G to C, from I, J or K to C and from E, G, H , I, J, K to B.
  • the output conditions correspond to all the possible transitions between a stationary combustion engine and a rotating combustion engine, i.e. from D or E to G, from F to E, from C to D, I, J or K.
  • the smoothing strategy when the engine is switched off requires keeping the control unit 5 on standby for the duration of the smoothing. If the engine is restarted during a shutdown phase or if it is stopped during a shutdown phase startup, then the smoothing ramp is applied at the time of the change.
  • the aim of the stop authorization strategy is to determine the conditions on the electrical networks which authorize a stop.
  • stop means stopping the heat engine for a short time, for example in a traffic jam or at a red light, followed by a restart.
  • the stop is authorized if the state of charge of the batteries or the network voltage is judged to be correct: see context 1. Otherwise, the stop authorization strategy is inhibited.
  • provision is made for configuration 6 and the implementation of a smoothing strategy when the thermal engine is switched off.
  • the control unit 4 of the heat engine 3 which includes a stop control module can also emit a flag for authorizing or prohibiting stop according to operating conditions of the heat engine.
  • the "start” request strategy aims to determine the conditions on electrical networks which impose a "start”, later on a stop.
  • a “start” is considered here as an automatic start of the heat engine, excluding driver action, following a stop.
  • the start is implemented if the state of charge of the batteries 6 and 9 or if the voltages on the networks 7 and 10 are not satisfactory.
  • the start order comes from the control unit 5 and can also be requested by the control unit 4 and validated by the control unit 5 which includes a module for this purpose.
  • the control unit 5 applies the configuration 10 and authorizes a smoothing strategy when the heat engine starts.
  • the start request is made.
  • the smoothing strategy is implemented at the start of the heat engine.
  • the start is requested by the control unit 5 in contexts 2, 3 and 4. If the start did not allow the engine to start, then the control unit 4 sends to the control unit 5 a exit order from the stop strategy. The engine must then be started with the ignition key or equivalent. During this, the converter 12 is in open circuit awaiting a phase G.
  • the strategy for authorizing a “boost” or over-acceleration implemented by a boost module of the control unit 5 which determines whether the conditions on the electrical networks which authorize a boost are met, and then controls the alternator-starter 13 and the converter 12 in this sense. If the state of charge of batteries 6 and 9 is correct or if the voltages on networks 7 and 10 are suitable, the boost is authorized.
  • the boost can be requested by the control unit 4 and authorized by the control unit 5, and comprises two stages.
  • a first step is called load shedding in which the alternator-starter 13 is in open circuit and the battery 6 supplies energy to the network 10 via the converter 12, then a second step in which the alternator starter 13 operates as a starter and the battery 6 supplies energy to the network 10 via the converter 12.
  • the boost may only be authorized if the voltage U 6 is greater than a predetermined voltage of boost authorization, and the boost can be interrupted if the voltage U 6 falls below a minimum boost voltage.
  • the boost takes place in phase J in configurations 1, 2 or 3.
  • the converter 12 is kept active to maintain voltage regulation on the network 10.
  • the control unit 5 also implements a recovery charge strategy which aims to avoid corrosion of the battery 6 following the maintenance of a constant voltage across its terminals for an extended period. If the vehicle is in the following driving conditions: position + APC gear engaged - gear engaged position engine running at higher idle speed so as not to stall the engine when implementing the alternator-starter strategy 13 in alternator mode - acceleration pedal released, then the battery 6 recovers energy from the alternator-starter 13. The above conditions set set a flag for request for recuperative charge. The recovery charge is ended if the key is in the + ACC or + BAT position, when the vehicle is in neutral, when the clutch is released, when the engine is stalled, when the engine is idling.
  • the regulator voltage of the alternator-starter 13 follows a ramp for a transient period to reach the maximum regulation voltage from the voltage U 6 .
  • the maximum regulation voltage is reached, the current entering the battery 6 is the highest, therefore the resistive torque offered to the heat engine is the strongest.
  • the regulating voltage of the alternator-starter 13 follows a ramp for a determined transient period to reach the usual regulating voltage.
  • the recovery charge phase K will take place in configuration 1.
  • the electrical system in accordance with the invention, is equipped with batteries which can be of various types, in particular lead, NiMH, lithium, or even of super-capacity type.
  • the electrical system which transmits power between the two networks of different voltages is a DC-DC converter based on electronic components whose output voltage can be modulated.
  • the transfer of power from one network to another is therefore particularly easy and flexible.
  • the batteries are used in normal use and not only in degraded mode and the voltage on the networks can change depending on the current drawn, the temperature of the batteries, etc.
  • the software implemented in the control unit 5 is simple and economical and provides interesting management in degraded mode. In the event of one of the batteries being discharged, the system can allow the vehicle to start the internal combustion engine, which will allow it to both drive and supply electricity to the electrical networks thanks to the electric generator, for example in the form of an alternator-starter.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Système et procédé d’alimentation électrique à deux tensions, du type pour véhicule, comprenant un premier réseau (7) à tension élevée apte à alimenter un premier groupe d’éléments consommateurs (8), un deuxième réseau (10) à tension faible apte à alimenter un deuxième groupe d’éléments consommateurs (11), le premier réseau étant relié à une batterie (6) à tension élevée, le deuxième réseau étant relié à une batterie (9) à tension, et un moyen électronique de conversion (12) apte à transférer de l’énergie du premier réseau vers le deuxième réseau et du deuxième réseau vers le premier réseau.

Description

Système et procédé d'alimentation électrique à deux tensions pour véhicule.
L'invention concerne un dispositif d'alimentation électrique d'un véhicule automobile à moteur thermique, que ce soit un véhicule de tourisme, un engin industriel ou un véhicule utilitaire, et des procédés de commande d'un tel dispositif.
Les organes électriques d'un véhicule automobile sont alimentés électriquement par un accumulateur d'énergie électrique tel qu'une batterie, dont la taille, la masse et le coût augmentent avec l'intensité électrique nécessaire au fonctionnement de ces organes. Actuellement, une batterie répond à deux utilisations : l'alimentation du démarreur du moteur, qui requiert un fort courant, plusieurs centaines d'ampères, pendant peu de temps, soit quelques secondes ; l'alimentation des charges électriques, moteur arrêté comme moteur tournant, qui requiert des courants moins élevés, de quelques dizaines d'ampères, mais pendant une durée plus longue.
Le moteur étant arrêté, ces charges consommatrices d'électricité en mode veille, correspondent à la montre électronique, le circuit de mémorisation de la position des sièges, à l'alarme, etc.
Le moteur étant en marche, il peut arriver que l'alternateur fournisse un courant insuffisant aux charges électriques, de sorte que la batterie doit fournir de l'énergie.
Il est parfois difficile, pour une telle batterie, de satisfaire les deux exigences rappelées ci-dessus avec une masse et un volume raisonnables pour le véhicule automobile. Une solution connue à ce problème consiste à remplacer l'unique batterie actuelle par deux batteries distinctes, dont l'une dite " batterie de démarrage " est dédiée au démarreur du moteur, et l' autre dite " batterie de service " est dédiée à l'alimentation des charges électriques du véhicule, ces deux batteries étant séparées par un système de gestion de charge comprenant un ensemble d'interrupteurs commandables.
Le document EP-A-0 753 925 décrit un dispositif d'alimentation électrique d'un véhicule, possédant une batterie de démarrage et une batterie de service de tensions nominales égales.
Le document US-A-4 743 830 décrit un système électrique bitension pour moteur à combustion interne. Deux batteries sont connectées en série et sont reliées à un alternateur. Les deux batteries ont une tension nominale de 12 volts et certaines charges électriques sont alimentées en 12 volts, tandis que d'autres sont alimentées en 24 volts.
Ce type de montage peut présenter des inconvénients en cas de défaut, par exemple mise en court-circuit, d'une des deux batteries. L'alimentation en 24 volts peut alors ne plus être assurée. Le document DE-10003731 décrit un dispositif de commutation pour une liaison temporaire entre une batterie et une consommateur d'énergie. Le dispositif de commutation est commandé par une unité de commande qui comprend un détecteur de tension du côté du unité de commande qui comprend un détecteur de tension du côté du consommateur d'énergie et rend actif le dispositif de commutation en cas de chute de tension du côté du consommateur d'énergie. Les réseaux bitension 42 volts et 14 volts sont considérés comme connus. L'alimentation du réseau 42 volts est assurée par un générateur de même tension et alimentation du réseau 14 volts est assurée par un convertisseur à courant continu à partir du réseau 42 volts. Il peut être prévu deux convertisseurs à courant continu en parallèle, dont l'un est bidirectionnel. Dans un mode de réalisation, il est prévu également un capteur de tension de batterie et un capteur de tension du réseau embarqué dont les signaux de sortie sont envoyés à un système de gestion de réseau.
L'invention propose un système électrique fiable, présentant une capacité élevée de gestion des modes dégradés et permettant un fonctionnement optimisé du véhicule.
Le système d'alimentation électrique à deux tensions, pour véhicule, selon un aspect de l'invention, comprend un premier réseau à tension élevée, apte à alimenter un premier groupe d'éléments consommateurs, un deuxième réseau à tension faible, apte à alimenter un deuxième groupe d'éléments consommateurs, le premier réseau étant relié à une batterie à tension élevée, le deuxième réseau étant relié à une batterie à tension faible, et un moyen électronique de conversion apte à transférer de l'énergie du premier réseau vers le deuxième réseau, et du deuxième réseau vers le premier réseau. Une unité de commande est apte à commander le moyen de conversion en fonction d'états du système électrique, lesdits états étant regroupés sous des configurations de gestion, chaque configuration de gestion correspondant à une condition d'état d'un alternateur apte à fournir de l'énergie au système électrique, au sens du courant dans chaque batterie et dans le moyen de conversion, en fonction de paramètres de fonctionnement d'un véhicule équipé dudit système, en fonction de critères de charge des batteries, et en fonction de critères d'état du système électrique. On permet ainsi au véhicule de démarrer le moteur thermique même en cas de décharge de l'une des batteries.
Avantageusement, les critères de charge des batteries sont des valeurs booléennes valant 1 si la tension de la batterie correspondante est supérieure à un seuil prédéterminé.
Avantageusement, les critères d'état du système électrique sont des valeurs booléennes valant 1 si la tension du réseau correspondant est comprise dans une plage prédéterminée pour une stratégie à mettre en œuvre. Avantageusement, le système comprend une unité de commande reliée au moyen électronique de conversion. L'unité de commande peut également être reliée à une unité de commande du moteur thermique. L'unité de commande peut comprendre un processeur, une mémoire vive, une mémoire morte et un logiciel de commande. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'unité de commande comprend au moins un moyen pour commander un premier transfert d'énergie par le moyen de conversion du premier réseau vers le deuxième réseau, et un deuxième transfert d'énergie par le moyen de conversion du deuxième réseau vers le premier réseau. Eventuellement, ledit moyen de commande est apte à commander un transfert nul d'énergie.
Le logiciel peut comprendre un moyen pour commander un premier transfert d'énergie du premier réseau vers le deuxième réseau lorsqu'une recharge de la batterie à tension faible est nécessaire. Le logiciel peut comprendre un moyen pour commander un deuxième transfert d'énergie du deuxième réseau vers le premier réseau lorsqu'une recharge de la batterie à tension élevée est nécessaire ou lorsqu'une puissance élevée est demandée sur le premier réseau. Le logiciel peut comprendre un moyen pour commander un transfert nul d'énergie lors d'un démarrage d'un moteur thermique.
Dans certains cas, la batterie de démarrage suffit au démarrage du moteur thermique sans l'aide de la batterie de service.
Le logiciel peut comprendre un moyen pour lisser les transitions entre des modes de fonctionnement, en particulier lors d'un démarrage ou d'un arrêt du moteur thermique.
Le logiciel peut comprendre un moyen pour tenir compte de la température d'une batterie lors de sa recharge.
Avantageusement, le premier réseau est alimenté par un alternateur et alimente un démarreur du moteur thermique. Le premier réseau peut être relié à un alternateur-démarreur. L'unité de commande est reliée à l'alternateur et au démarreur.
Avantageusement, le système comprend un moyen pour lisser les transitions entre des modes de fonctionnement. Dans un mode de réalisation de l'invention, le moyen électronique de conversion est un convertisseur continu/continu dont les tensions de sortie peuvent être modulées.
L'invention propose un procédé d'alimentation électrique à deux tensions pour véhicule, à partir d'un premier réseau à tension élevée apte à alimenter un premier groupe d'éléments consommateurs, d'un deuxième réseau à tension faible apte à alimenter un deuxième groupe d'éléments consommateurs, le premier réseau étant relié à une batterie à tension élevée, le deuxième réseau étant relié à une batterie à tension faible, et d'un moyen électronique de conversion apte à transférer de l'énergie du premier réseau vers le deuxième réseau et du deuxième réseau vers le premier réseau, dans lequel on commande le moyen de conversion en fonction d'états du système électrique, lesdits états étant regroupés sous des configurations de gestion, chaque configuration de gestion correspondant à une condition d'état d'un alternateur apte à fournir de l'énergie au système électrique, au sens du courant dans chaque batterie et dans le moyen de conversion, en fonction de paramètres de fonctionnement d'un véhicule équipé dudit système, en fonction de critères de charge des batteries, et en fonction de critères d'état du système électrique. Dans un mode de réalisation de l'invention, on recharge la batterie à tension faible par la batterie à tension élevée pour permettre un démarrage du moteur et éviter une remise à zéro d'une unité de commande, si le critère de charge de la batterie à tension faible n'est pas satisfait, ou si le critère d'état du réseau à tension faible n'est pas satisfait, et si le critère d'état du réseau à tension élevée est satisfait, et si le critère de charge batterie à tension élevée n'est pas satisfait.
Dans un mode de réalisation de l'invention, on recharge la batterie à tension élevée par la batterie à tension faible pour augmenter la tension de la batterie à tension élevée, si le critère de charge de la batterie à tension élevée n'est pas satisfait, ou si le critère d'état du réseau à tension élevée n'est pas satisfait, et si le critère d'état du réseau à tension faible est satisfait, et si le critère de charge de la batterie à tension faible est satisfait,.
Dans un mode de réalisation de l'invention, on assiste le moteur thermique au moyen de l'alternateur si le critère de charge de la batterie à tension élevée est satisfait, et si le critère d'état du réseau à tension élevée est satisfait.
Dans un mode de réalisation de l'invention, on recharge au moins une batterie en récupérant de l'énergie sur le moteur thermique par l'intermédiaire de l' alternateur-démarreur si un rapport est engagé, en position embrayée, si le moteur tourne avec régime supérieur au ralenti, si l'alternateur-démarreur est en mode alternateur, et si la pédale d'accélération est relâchée.
Dans un mode de réalisation de l'invention, on arrête le moteur thermique pour une faible durée si l'état de charge des batteries ou les critères d'état du système électrique sont jugés corrects, puis on le redémarre si l'état de charge des batteries ou si les critères d'état du système électrique ne sont pas satisfaisants.
Dans un mode de réalisation de l'invention, si un premier essai de démarrage du moteur thermique n'a pas réussi, alors la mesure de tension sur les réseaux n'est pas significative et les critères d'état du système électrique ne sont plus pris en compte.
L'invention permet également d'améliorer l'agrément à bord du véhicule en diminuant, voire supprimant d'éventuels à-coups sur le moteur thermique liés à une demande d'énergie brutale lors du démarrage du moteur thermique et en diminuant, voire en supprimant, les modifications perceptibles par le conducteur et/ou les passagers lors d'un arrêt du moteur thermique lorsque les équipements électriques sont en fonctionnement, tels que les feux du véhicule, les essuie-vitres, etc.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique du système selon un mode de réalisation de l'invention;
- la figure 2 est une courbe de compensation thermique de la tension de régulation; et
- les figures 3 à 13 sont des vues schématiques des configurations du système notées 1 à 11 dans ce qui suit, sur lesquelles le sens des courants est représenté par des flèches.
Comme on peut le voir sur la figure 1 , le véhicule 1 représenté schématiquement comprend entre autres un système électrique 2, un moteur thermique 3, une unité de commande 4 du moteur thermique 3, notamment dédiée au calcul d'injection, et une unité de commande 5 du système électrique 2. Les unités de commande 4 et 5 sont reliées de façon qu'elles puissent échanger des données.
Le système électrique 2 comprend une batterie à tension élevée, par exemple 36 volts, référencée 6, un réseau électrique 7 à tension élevée relié à la batterie 6 et des éléments consommateurs d'énergie électrique 8 reliés au réseau électrique 7, d'une part, et une batterie à tension faible, par exemple 12 volts, référencée 9, un réseau électrique 10 à tension faible, relié à la batterie 9, et des éléments consommateurs d'énergie électrique 11 reliés au réseau électrique 10, d'autre part. Le système électrique 2 comprend en outre un convertisseur continu/continu 12 relié par une borne au réseau électrique 7 à tension élevée et par une autre borne au réseau électrique 10 à tension faible, et un alternateur-démarreur 10 relié électriquement au réseau électrique 7 à tension élevée et mécaniquement au moyen d'un arbre 14 au moteur thermique 3. Le convertisseur 12 et l' alternateur-démarreur 13 sont reliés par une liaison de transmission de données à l'unité de commande 5. Les bornes des batteries 6 et 9 et des éléments consommateurs d'énergie 8 et 1 1 , non reliées respectivement aux réseaux électriques 7 et 10, sont reliées à une masse du véhicule. Le convertisseur 12 et l' alternateur-démarreur 13 peuvent également être reliés, de façon non représentée, à une masse du véhicule. Ainsi, les batteries 6 et 9 sont chacune reliées à la masse et au réseau, respectivement 7, 10, qui leur est associé. Les réseaux 7 et 10 sont reliés entre eux par l'intermédiaire du convertisseur 12. Les batteries 6 et 9 sont ainsi disposées en parallèle.
Les tensions de 36 et 12 volts sont indiquées ici à titre purement indicatif. On pourrait prévoir d'autres couples de tensions, par exemple 24 volts et 12 volts, 48 volts et 12 volts, 28 volts et 14 volts, ou encore 42 volts et 14 volts. Les couples de tensions sont choisis en fonction des normes en vigueur, du type du véhicule et du dimensionnement électrique.
En outre, l'invention s'adapte parfaitement aux architectures classiques de véhicule comprenant un alternateur et un démarreur qui sont des éléments distincts, chacun relié électriquement au réseau électrique et mécaniquement, si nécessaire de façon intermittente, au moteur thermique.
Dans ce qui suit, on adoptera une convention sur le courant qui est dite " du banquier " : tout courant entrant dans un élément présente un signe positif. On a I6 le courant entrant dans la batterie 6, I8 le courant entrant dans les éléments consommateurs 8, I9 le courant entrant dans la batterie 9, I,, le courant consommé par les éléments consommateurs 1 1, I13 le courant entrant dans l' alternateur-démarreur 13, I7/1- le courant entrant dans le convertisseur 12 en provenance du réseau 7 et II0/I2 le courant entrant dans le convertisseur 12 en provenance du réseau 10. Quel que soit le mode de fonctionnement, on a I8 et Iπ 3 0.
Lors d'un démarrage du moteur thermique 3, la batterie 6 impose sa tension U6 à l' alternateur-démarreur 13, et la batterie 9 impose l'élément consommateur du réseau 10, on a donc U9 = Uπ. L'alternateur-démarreur 13 reçoit du courant, on a donc I13 positif et I6 négatif. La batterie 9 fournit du courant au réseau 10, on a donc I9 négatif.
Dans le cas où le moteur thermique est en fonctionnement et où l' alternateur-démarreur 13 et le convertisseur 12 régulent la tension sur les réseaux 7 et 10, l' alternateur-démarreur 13 est générateur et impose une tension U13 au réseau 7, on a donc U7 = U13. Le convertisseur 12 est en mode direct et impose une tension U,0/12 au réseau 10, on a donc U10 = UI0/12. I13 est négatif car l' alternateur-démarreur 13 fournit du courant au réseau 7. I6 est positif, car la batterie 6 reçoit du courant, sauf cas particulier. I7/12 est positif, le convertisseur 12 recevant du courant en provenance du réseau 7, tandis que I10/12 est négatif, le convertisseur 12 fournissant du courant au réseau 10. I9 est positif, la batterie 9 recevant du courant, sauf cas particulier.
Dans le cas où le moteur thermique 3 est en fonctionnement et/ou la batterie 9 charge la batterie 6 par l'intermédiaire du convertisseur 12, l' alternateur-démarreur 13 est générateur et impose une tension UI3 au réseau 7. Le convertisseur est en mode direct et impose une tension U10/12 au réseau 10. I6 est positif, la batterie 6 recevant du courant. Les courants I7/12 et I10/12 sont inversés par rapport au cas précédent et I9 est négatif, la batterie 9 fournissant du courant aux organes consommateurs 1 1 et au convertisseur 12.
Dans le cas où la batterie 9 vient en support de la batterie 6 par l'intermédiaire du convertisseur 12 pour démarrer le moteur thermique 3, l' alternateur-démarreur 13 est moteur, donc I13 est positif, le convertisseur 12 est en mode inverse. La batterie 6 et le convertisseur 12 fournissent du courant à l' alternateur-démarreur 13 à une tension U, = U7/12. On a donc également I6, I9 et I7/12 négatif, tandis que II0/12 est positif.
On appelle " effet capacitif ", un phénomène de baisse de la tension à vide d'une batterie après un prélèvement du courant élevé.
L'effet capacitif se produit notamment après la mise en action du démarreur sur la batterie 6, et le cas échéant sur la batterie 9 dans le cas d'un moteur Diesel où un fort courant est prélevé sur la batterie 9 par le préchauffage. La durée nécessaire pour que la tension d'une batterie revienne à sa valeur initiale dépend de plusieurs facteurs, tels que la température, plus la température est faible et plus la durée est longue, le courant tiré et l'état de charge de la batterie. La durée de retour à la normale varie de quelques minutes à quelques heures. L'occurrence de ce phénomène sera indiquée dans l'unité de commande 5 par un drapeau ou flag se situant dans une mémoire volatile avec effet de temporisation.
Pour la mise en œuvre d'une stratégie de charge et de décharge des batteries judicieuse, on utilise différents critères. Les critères de charge des batteries notés B6 et B9, qui sont des booléens indiquant si l'état de charge de la batterie correspondante est acceptable. On a donc
B6 = 1 , si l'état de charge de la batterie 6 est supérieur à un seuil, et B9 = 1 , si l' état de charge de la batterie 9 est supérieur à un autre seuil. Ces critères B6 et B9 sont considérés comme relativement robustes par rapport à l'effet capacitif. On utilise également des critères d' état du réseau R7 et RI O, qui sont également des booléens qui indiquent si le fonctionnement des réseaux est acceptable au point de fonctionnement actuel et en fonction de demandes de fournitures qui risquent de suivre. On a R7 = 1 si la tension U7 est supérieure à une tension seuil établie d'après une phase particulière de fonctionnement. II en va de même pour RI O avec une tension de seuil adaptée. Les critères R7 et RI O sont relativement dépendants de l'effet capacitif. Par conséquent, quand le drapeau signalant un effet capacitif RAM.EFF. CAPA est à 1 , les critères R7 et RI O ne sont pas pris en compte. Les critères B6 et B9, R7 et RI O sont utilisés pour déterminer le traitement à effectuer dans le cadre des stratégies de recharge des batteries. Les différentes combinaisons sont regroupées en quatre classes appelées contextes :
- Contexte 1 : B6 ≈ 1 et R7 = 1 et B9 = 1 et RI O = 1 Les réseaux 7 et 10 sont jugés corrects.
- Contexte 2 : (B6 = 0 ou R7 = 0) et (B9 ≈ 1 et RI O = 1 ) Le réseau 7 est jugé correct mais pas le réseau 10.
- Contexte 3 : (B6 = 1 et R7 = 1) et (B9 = 0 ou RI O = 0) Le réseau 10 est jugé correct mais pas le réseau 7.
- Contexte 4 : (B6 = 0 ou R7 = 0) et (B9 = 0 ou RI O = 0) Aucun des réseaux n'est jugé correct.
Différentes conditions d'alimentation sont définies selon la position de la clé du contacteur de démarrage du véhicule. La condition d'alimentation +BAT est atteinte, soit au contact coupé, soit à la première position de la clé. La condition d'alimentation +ACC est atteinte de la deuxième position de la clé. La condition d'alimentation +APC est atteinte de la troisième position de la clé. La condition d'alimentation +DEM est atteinte de la quatrième position de la clé. En condition d'alimentation +DEM, les éléments consommateurs alimentés sous la condition +ACC sont coupés.
On définit des classes de tension pour les réseaux 7 et 10, avec en p rhase de démarrag σe U, 7- Λdem-mι .n à U77-α .em-max et U, 1n0-d ,em-mιn à U, 1n0- Λdem-max et hors p rhase de démarrage ?. U77-m .ιn à U77-max et Uι 1n0-m .ιn à Ut 1n0-max
On appelle " phases ", les différents états de fonctionnement du véhicule qui sont décrits dans le tableau suivant :
Figure imgf000012_0001
avec CR = charge récupérative.
Les phases correspondent à des états où le moteur est soit arrêté, soit tournant, sauf pour les phases de transition que sont le démarrage du moteur thermique, phases D et E et l'arrêt du moteur phase F. Ce classement permet de réduire le nombre de phases et le nombre de transitions entre les phases. Certaines phases ou transitions entre phases requièrent des tâches de gestion par l'unité de commande qui sont communes. Pour le fonctionnement de l'unité de commande 5, on prévoit que ladite unité de commande 5 est réveillée par une transition entre la phase A et A', c'est-à-dire par l'ouverture d'une portière du véhicule.
Dès l'instant de ce réveil, l'unité de commande 5 reste éveillée en phases A, A' et B pendant une durée déterminée de temporisation qui peut être par exemple de quelques dizaines de secondes. L'unité de commande 5 peut être éveillée en permanence lors des autres phases.
Lors d'une transition de la phase C vers la phase B, l'unité de commande 5 déclenche la temporisation avant mise en sommeil. A la fin de la temporisation, si la phase est A, A' ou B, l'unité de commande 5 se met en sommeil, sinon l'unité de commande 5 reste éveillée.
Le fonctionnement du véhicule en phase transitoire peut être décrit par les transitions entre les phases décrites ci-dessus. Les transitions de fonctionnement du véhicule figurent dans le tableau ci- dessous. Sur la diagonale du tableau, la phase est maintenue et hors diagonale, une transition est effectuée entre deux phases différentes. Les stratégies de gestion des réseaux électriques sont notées comme suit :
Stratégie de recharge d'une batterie : r - Stratégie de support du démarrage du moteur thermique : s
Stratégie de lissage au démarrage du moteur thermique : d
Stratégie de lissage à l'arrêt de fonctionnement du moteur thermique : a 12
Figure imgf000014_0001
Les états du système électrique 2 sont regroupés sous le terme de configuration. Les configurations de gestion possibles sont regroupées dans le tableau ci-dessous.
Figure imgf000014_0002
Des regroupements de configuration ont été effectués pour simplifier le tableau. La tension de régulation du convertisseur 12 sur le réseau 10 par rapport à la tension de repos de la batterie 9 et à la charge du réseau 10, conditionne les variantes des configurations 1 , 2,
3, 6 et 7. De même, la tension de régulation de l' alternateur-démarreur 13 sur le réseau 7 par rapport à la tension de repos de la batterie 6 et à la charge du réseau 7, conditionne les variantes de la configuration 11.
Les tensions de régulation doivent être définies par l'unité de commande lorsque l' alternateur-démarreur est en mode alternateur et lorsque le convertisseur 12 est en fonctionnement, que ce soit en mode direct ou en mode inverse. En configuration 5, les tensions de régulation de l' alternateur-démarreur 13 et du convertisseur 12 doivent être identiques car les régulations sont effectuées sur le même réseau 7. Toutefois, la configuration 5 ne présente pas un intérêt d'utilisation important.
Des configurations correspondantes des cas de recharge de l'une ou l'autre des batteries par un chargeur extérieur, n'ont pas été mentionnées dans le tableau.
Le fonctionnement du réseau peut être résumé par un tableau phase en fonction de la configuration liée au contexte des batteries défini plus haut.
Contexte 1 :
Figure imgf000015_0001
Avec cr la stratégie de charge récupérative. En hl , la batterie haute tension est sous dimensionnée et doit être supportée par la batterie basse tension pour démarrer le moteur thermique. En h2, la batterie haute tension est pour démarrer seule le moteur thermique en conditions normales. Contexte 2
Figure imgf000016_0001
En b, la batterie 9 recharge la batterie 6. En b, la stratégie précédente n'est plus active. La stratégie de recharge de la batterie 6 par la batterie 9 n'est pas engagée en phase A, mais en phase A' , B, C ou C Par contre, cette stratégie peut être active pendant la phase A tant que les conditions de sortie de ladite stratégie ne sont pas vérifiées.
Contexte 3
Figure imgf000016_0002
Contexte 4 :
Figure imgf000017_0001
On peut prévoir une simplification du nombre de phases, notamment par rapport aux tableaux de fonctionnement ci-dessus. Les phases A et B peuvent être considérées comme identiques. Elles se distinguent par la condition d'alimentation (+BAT et +ACC) des éléments consommateurs 11 sur le réseau 10, donc par le courant tiré sur la batterie 9 et la baisse de tension résultante sur la batterie 9 des seuils de sécurité de tension du réseau 10 associés à chacune de ces phases peuvent être considérés comme identiques.
Les phases D et E correspondent à deux phases de démarrage du moteur, respectivement par un actionnement du démarreur avec la condition +DEM, et par un start. Les phases D et E nécessitent toutes deux un lissage en tension.
Les phases G, H et I peuvent également être considérées comme identiques. Dans ces trois phases, le moteur tourne et ni le boost ou suraccélération, ni la charge récupérative ne sont mis en œuvre. Pour réduire l'oxydation des batteries 6 et 9, il est souhaitable de réduire le courant de recharge de la batterie en fonction de sa température. A cet effet, l'unité de commande 5 comprend un module de compensation thermique, généralement sous la forme d'une portion de logiciel (éventuellement sous la forme d'un circuit) apte à commander le convertisseur 12 en ce sens. Le convertisseur 12 va réguler le réseau 10 selon une loi linéaire décroissante avec la température. Le module de compensation themique de l'unité de commande 5 met en œuvre deux lois de compensation thermique pour le réseau 7 en fonction des phases. Une première loi est de type linéaire décroissant avec la température : U7 = U7_base + coefficient_température x (T - 20). T est la température en degrés centigrade et U7 base est la tension de régulation pour une température de 20°. Cette loi est utilisée pour les phases G, H et I. Pour la phase K ou la phase de charge récupérative, on utilise la tension précédente à laquelle on ajoute une tension ΔU positive. La tension de régulation en phase K doit être légèrement supérieure à la tension à vide de la batterie 6 de manière à la charger sans l'assécher. En particulier, si l'état de charge ne dépasse pas 80%, seuil au-delà duquel la réaction électrochimique de la batterie dégage du gaz, alors le risque d'assèchement dans la batterie s'affaiblit. L'unité de commande 5 met également en œuvre des lois de compensation thermique au cours des phases où l'une des batteries charge l'autre batterie. De façon similaire, la tension de recharge d'une batterie suit une loi linéaire décroissante en fonction de la température.
Le drapeau RAM.EFF.CAPA a pour but d'indiquer si après une phase de démarrage D, le niveau de tension des batteries 6 et 9 doit être pris en compte comme condition d'entrée ou de sortie des stratégies de charge d'une batterie par l'autre. Lors du réveil de l'unité de commande 5, le drapeau RAM.EFF.CAPA vaut 0 par défaut. Si le moteur ne démarre pas à partir d'une phase D, alors RAM.EFF.CAPA = 1. L'effet capacitif se produit et le drapeau indique qu'il ne faut pas prendre en compte les tensions des réseaux comme condition d'entrée et de sortie des stratégies de charge d'une batterie par l'autre. Par souci de simplicité, le drapeau RAM.EFF.CAPA reste à 1 tant que la phase C est maintenue. Suite à une transition de la phase C vers la phase B, alors une temporisation retarde l'extinction de l'unité de commande 5. Le drapeau RAM.EFF.CAPA est mis à 0 seulement après l'écoulement de la durée de temporisation et si la phase est A, A' ou B.
Si le moteur démarre, ce qui se traduit par un drapeau " moteur. auto.entraîné = 1 ", par l' actionnement du démarreur, transition de la phase D vers G ou H, ou par une poussée exercée sur le véhicule, transition de la phase C vers I, J ou K, alors le drapeau RAM.EFF. CAPA est mis à 0. En effet, dans le cas d'un démarrage par clé, l'effet capacitif n'existe que transitoirement pendant la durée de recharge de la batterie 6 et de la batterie 10 par l' alternateur-démarreur 13. Dans ces conditions, la réinitialisation du drapeau RAM.EFF.CAPA peut avoir lieu dès que le moteur thermique est auto-entraîné.
Dans le cas d'un moteur Diesel équipé d'un moyen de pré-post- chauffage pour assurer un démarrage correct, le préchauffage est effectué sur une transition de la phase B vers la phase C ou C. Si le démarrage du moteur, transition de C vers D, n'a pas lieu avant l'écoulement d'une durée pré-établie, le préchauffage est maintenu pendant une durée supplémentaire. Lors du démarrage du moteur, le post-chauffage est effectué pendant une durée également pré-établie.
La stratégie de recharge de la batterie 9 par la batterie 6 a pour but de permettre un démarrage du moteur thermique avec soutien du réseau 10 et d'éviter une remise à zéro de l'unité de commande 5 faute d'une alimentation convenable. Cependant, une telle stratégie ne permet pas une recharge véritable en énergie de la batterie 9. Cette stratégie est opérationnelle pendant les phases C ou D, notamment en cas d'utilisation des bougies de préchauffage d'un moteur Diesel non tournant, bougies alimentées par le réseau 10. Cette stratégie correspond à la configuration 6 en phases C et D. L'unité de commande 5 comprend un module de recharge de la batterie 9 par la batterie 6, généralement sous la forme d'une portion de logiciel ou éventuellement sous la forme d'un circuit apte à commander le convertisseur 12 en ce sens.
La mise en œuvre de cette stratégie est autorisée en phases C, C ou D, si l'état de charge de la batterie 9 ou du réseau 10 est jugé faible et si l'état de charge de la batterie 6 ou du réseau 7 est jugé correct (contexte 3). Cette stratégie est arrêtée si elle est mise en œuvre depuis une durée supérieure à une durée pré-établie, si l'état de charge de la batterie 6 ou du réseau 7 est jugé incorrect, en cas de transition d'une phase D vers une phase G ou H, c'est-à-dire un démarrage réussi du moteur thermique, et en cas de transition d'une phase C vers une phase I, J ou K. Si le premier essai de démarrage du moteur thermique n'a pas réussi, alors l'effet capacitif se produit et la mesure de tension sur les réseaux 7 et 10 n'est pas significative. Le drapeau RAM.EFF.CAPA passe à 0. Les conditions d'entrée et de sortie ne tiennent plus compte des tensions U6 et U9. L'application de cette stratégie en phase D n'est pas simplement une stratégie de recharge de la batterie 9, mais aussi une stratégie de support du réseau 10 qui permet notamment d'assurer le préchauffage d'un moteur Diesel. Un drapeau adapté peut être prévu pour interdire d'enchaîner deux recharges de la batterie 9 par la batterie 6 en phase C. Une transition de phase B vers C peut être exigée pour effectuer de nouveau la stratégie de recharge en phase C.
La stratégie de recharge de la batterie 6 par la batterie 9 a pour but de permettre un démarrage du moteur thermique. Une telle recharge permet d'augmenter légèrement la tension à vide de la batterie 6 en effectuant une sorte de réveil de son système électrochimique du même genre que celui que l'on peut effectuer par un appel de phares préalable à un démarrage. L'unité de commande 5 comprend un module de recharge de la batterie 6 par la batterie 9, généralement sous la forme d'une portion de logiciel ou éventuellement sous la forme d'un circuit apte à commander le convertisseur 12 pour une telle recharge.
Cette stratégie est mise en œuvre en configuration 8 en phases A, A', B, C ou C, et en configuration 11 -1 en phase D. Le début de la stratégie est effectué en phases A, A', B, C, C ou D, c'est-à-dire moteur à l'arrêt. L'état de charge de la batterie 6 ou la tension du réseau 7 aura été jugée faible, et l'état de charge de la batterie 9 ou la tension du réseau 10 aura été jugée correcte. La mise en œuvre de cette stratégie est arrêtée au bout d'une durée prédéterminée, si l'état du réseau 10 n'est plus satisfaisant, en cas de transition d'une phase D vers une phase G ou H, ou d'une phase C vers une phase I, J ou K. Si le premier essai de démarrage n'a pas réussi, alors l'effet capacitif risque de se produire et la mesure de tension sur les réseaux 7 et 10 n'est plus significative : RAM.EFF.CAPA = 0. Les conditions d'entrée et de sortie de ladite stratégie ne tiennent plus compte de la tension des réseaux 7 et 10. L'occurrence de la recharge de la batterie 6 par la batterie 9 est limitée à deux fois. La première recharge peut s'effectuer dès le réveil de l'unité de commande 5, par exemple à l'ouverture d'une portière du véhicule en phase A' . Ceci permet d'effectuer la recharge de la batterie 6 en anticipant au plus tôt le démarrage du moteur thermique. La recharge ne peut s'effectuer qu'une seule fois en phases A', A ou B, avant un état de moteur thermique tournant. Toutefois, un passager qui ouvre une portière ne signifie pas nécessairement que le moteur soit démarré. Pour diminuer cette probabilité d'effectuer une recharge de la batterie 6 sans démarrage ultérieur, une deuxième recharge de la batterie 6 ne peut s'effectuer qu'en phase C. La recharge ne peut également s'effectuer qu'une seule fois en phase C avant un état de moteur thermique tournant. Ces deux recharges, dont l'occurrence peut être mémorisée par des drapeaux, peuvent s'effectuer dans l'ordre indiqué ou dans l'ordre inverse.
L'application de cette stratégie en phase D n'est pas une stratégie de recharge de la batterie 6, mais plus une stratégie de support de l'alternateur-démarreur 13 au démarrage du moteur. Cette stratégie est mise en œuvre suivant des conditions d'entrée et de sortie particulières à la phase D et n'est pas limitée en nombre d'occurrences.
La stratégie de lissage du démarrage du moteur qui est mise en œuvre par l'unité de commande 5 qui comprend un module ou un circuit à cet effet a pour but d'éviter un à-coup de couple sur le moteur thermique lié à la demande de courant du convertisseur 12. La tension du réseau 10 est régulée suivant une rampe jusqu'à atteindre une tension de régulation finale. L'unité de commande 5 comprend un module de lissage du démarrage du moteur, généralement sous la forme d'une portion de logiciel ou éventuellement sous la forme d'un circuit apte à commander le convertisseur 12 pour un tel lissage. Les conditions d'entrée dans la stratégie de lissage du démarrage du moteur thermique correspondent à toutes les transitions possibles entre un moteur à l'arrêt et un moteur tournant : de D vers G, de E vers G, de F vers E, de C vers D, de C vers I, de C vers J, de C vers K. Les conditions de sortie de cette stratégie correspondent à toutes les transitions possibles entre un moteur tournant et un moteur à l'arrêt : de D ou G vers C, de I, J ou K vers C, de E, G, H, I, J, K vers B. Lors d'une demande brutale de courant du réseau électrique, l'alternateur 13 ne délivre le courant que progressivement suivant une rampe qui peut être linéaire, quadratique ou autre. La progressivité de la rampe dépend de plusieurs facteurs, notamment le régime du moteur thermique à l'instant t où se produit l'enclenchement d'une charge supplémentaire et la valeur du courant d'appel ΔI(t) liée à l'enclenchement d'une charge supplémentaire, par rapport au courant I(N) lié a régime du moteur thermique N(t). Le temps de montée Δi de la rampe de courant est d'autant plus élevé que le régime N est faible.
A titre d'exemple, au ralenti, la montée en courant doit être très progressive pour ne pas charger excessivement le moteur thermique. Le temps de montée Δt est également d'autant plus élevé que le ratio Δi/i(N) est élevé. Lorsque l'appel de courant est effectué à un régime
N(t), entre le régime de ralenti et le régime de coupure, la durée est interpolée linéairement. La batterie 9 fournit pendant la durée de montée du courant I]3, le courant nécessaire.
La stratégie du lissage à la coupure du moteur thermique a pour but d'éviter une baisse sensible des prestations fournies par les éléments consommateurs 11 du réseau 10 lors de l'arrêt du moteur thermique. L'unité de commande 5 qui comprend un module ou un circuit à cet effet effectue alors une régulation de la tension sur le réseau 10 suivant une rampe jusqu'à atteindre la tension de repos de la batterie 9. Les conditions d'entrée de cette stratégie correspondent à toutes les transitions possibles entre un moteur thermique tournant et un moteur thermique à l'arrêt, à savoir la phase F et les transitions D ou G vers C, de I, J ou K vers C et de E, G, H, I, J, K vers B.
Les conditions de sortie correspondent à toutes les transitions possibles entre un moteur thermique à l'arrêt et un moteur thermique tournant, c'est-à-dire de D ou E vers G, de F vers E, de C vers D, I, J ou K. Bien entendu, la stratégie de lissage à la coupure du moteur thermique impose un maintien en veille de l'unité de commande 5 pendant la durée du lissage. Si le moteur thermique est redémarré pendant une phase de coupure ou s'il est arrêté pendant une phase de démarrage, alors la rampe de lissage est appliquée à l'instant du changement.
La stratégie d'autorisation de stop a pour but de déterminer les conditions sur les réseaux électriques qui autorisent un stop. On entend ici par " stop " un arrêt du moteur thermique pour une faible durée, par exemple dans un embouteillage ou à un feu rouge, suivi d'un redémarrage. Le stop est autorisé si l'état de charge des batteries ou la tension des réseaux est jugé correct : voir contexte 1. Sinon, la stratégie d'autorisation de stop est inhibée. Associées à la phase F, on prévoit la configuration 6 et la mise en œuvre d'une stratégie de lissage à la coupure du moteur thermique. L'unité de commande 4 du moteur thermique 3 qui comprend un module de commande de stop peut également émettre un drapeau d'autorisation ou d'interdiction de stop en fonction de conditions de fonctionnement du moteur thermique. De façon complémentaire, la stratégie de demande de " start " a pour but de déterminer les conditions sur les réseaux électriques qui imposent un " start ", ultérieurement à un stop. Un " start " est considéré ici comme un démarrage automatique du moteur thermique, hors action du conducteur, suite à un stop. Le start est mis en œuvre si l'état de charge des batteries 6 et 9 ou si les tensions sur les réseaux 7 et 10 ne sont pas satisfaisants. L'ordre de start émane de l'unité de commande 5 et peut également être demandé par l'unité de commande 4 et validé par l'unité de commande 5 qui comprend un module à cet effet. En phase de démarrage ou phase E, dans le contexte 1, l'unité de commande 5 applique la configuration 10 et autorise une stratégie de lissage au démarrage du moteur thermique.
Dans le contexte 2, une demande de start est effectuée. On passe en configuration 11 puis 7, puis on met en œuvre une stratégie de lissage au démarrage du moteur thermique. Ensuite, le stop est interdit tant que la tension sur le réseau 7 reste inférieure à un seuil prédéterminé.
Dans le contexte 3, la demande de start est effectuée. On passe en configuration 9 et on met en œuvre une stratégie de lissage au démarrage du moteur thermique. Ensuite, le stop est interdit tant que la tension sur le réseau 10 reste inférieure à une tension de seuil prédéterminée.
Dans le contexte 4, dans une configuration 10 ou 11 , on met en œuvre la stratégie de lissage au démarrage du moteur thermique. Le start est demandé par l'unité de commande 5 dans les contextes 2, 3 et 4. Si le start n'a pas permis de démarrer le moteur thermique, alors l'unité de commande 4 envoie à l'unité de commande 5 un ordre de sortie de la stratégie de stop. Le démarrage du moteur thermique devra alors être effectué avec la clé de contact ou équivalent. Pendant ceci, le convertisseur 12 est en circuit ouvert en attente d'une phase G.
La stratégie d'autorisation de " boost " ou suraccélération mise en œuvre par un module de boost de l'unité de commande 5 qui détermine si les conditions sur les réseaux électriques qui autorisent un boost sont réunies, et ensuite commande l' alternateur-démarreur 13 et le convertisseur 12 en ce sens. Si l'état de charge des batteries 6 et 9 est correct ou si les tensions sur les réseaux 7 et 10 sont convenables, le boost est autorisé. Le boost peut être demandé par l'unité de commande 4 et autorisé par l'unité de commande 5, et comporte deux étapes.
Une première étape est dite de délestage de couple dans laquelle l' alternateur-démarreur 13 est en circuit ouvert et la batterie 6 fournit de l'énergie au réseau 10 par l'intermédiaire du convertisseur 12, puis une deuxième étape dans laquelle l' alternateur-démarreur 13 fonctionne en démarreur et la batterie 6 fournit de l'énergie au réseau 10 par l'intermédiaire du convertisseur 12. Plus spécifiquement, le boost peut n'être autorisé que si la tension U6 est supérieure à une tension prédéterminée d'autorisation du boost, et le boost peut être interrompu si la tension U6 devient inférieure à une tension minimale de boost. Le boost a lieu en phase J dans les configurations 1 , 2 ou 3. Le convertisseur 12 est maintenu actif pour maintenir une régulation de tension sur le réseau 10.
L'unité de commande 5 met également en œuvre une stratégie de charge récupérative qui a pour but d'éviter la corrosion de la batterie 6 suite au maintien d'une tension constante à ses bornes pendant une période prolongée. Si le véhicule est dans les conditions de roulage suivantes : position +APC rapport engagé - position embrayée moteur tournant avec régime supérieur au ralenti afin de ne pas caler le moteur thermique lors de la mise en œuvre de la stratégie alternateur-démarreur 13 en mode alternateur - pédale d'accélération relâchée, alors la batterie 6 récupère de l'énergie provenant de l' alternateur-démarreur 13. Les conditions ci-dessus réalisées mettent à 1 un drapeau de demande de charge récupérative. Il est mis fin à la charge récupérative si la clé est en position +ACC ou +BAT, lors d'un passage au point mort, lors d'un débrayage, lors d'un calage du moteur, lors d'un régime de ralenti du moteur, lors d'un arrêt du véhicule, lorsque l' alternateur- démarreur est en mode démarreur ou en mode ouvert, lorsque la pédale d'accélération est enfoncée. En entrée de la phase de charge récupérative, la tension de régulation de l' alternateur-démarreur 13 suit une rampe pendant une durée transitoire pour atteindre la tension de régulation maximale à partir de la tension U6. Lorsque la tension de régulation maximale est atteinte, le courant entrant dans la batterie 6 est le plus élevé, donc le couple résistant offert au moteur thermique est le plus fort.
En sortie de la phase de charge récupérative, la tension de régulation de l' alternateur-démarreur 13 suit une rampe pendant une durée transitoire déterminée pour atteindre la tension de régulation habituelle. La phase K de charge récupérative aura lieu sous configuration 1.
Le système électrique, conforme à l'invention, est équipé de batteries qui peuvent être de types variés, notamment au plomb, NiMH, lithium, ou encore de type super-capacité.
Grâce à l'invention, le système électrique qui fait transiter la puissance entre les deux réseaux de tensions différentes est un convertisseur continu-continu à base de composants électroniques dont la tension de sortie peut être modulée. Le transfert de puissance d'un réseau à l'autre est donc particulièrement aisé et souple. Les batteries sont sollicitées dans les cas d'utilisation normale et non seulement en mode dégradé et la tension sur les réseaux peut évoluer en fonction du courant tiré, de la température des batteries, etc. Le logiciel implémenté dans l'unité de commande 5 est simple et économique et assure une gestion intéressante en mode dégradé. En cas de décharge de l'une des batteries, le système peut permettre au véhicule de démarrer le moteur thermique, ce qui va lui permettre à la fois de rouler et de fournir de l'électricité aux réseaux électriques grâce au générateur électrique, par exemple sous la forme d'un alternateur-démarreur.

Claims

REVENDICATIONS
1 -Système d'alimentation électrique à deux tensions, pour véhicule, comprenant un premier réseau (7) à tension élevée apte à alimenter un premier groupe d'éléments consommateurs (8), un deuxième réseau (10) à tension faible apte à alimenter un deuxième groupe d'éléments consommateurs (1 1), le premier réseau étant relié à une batterie (6) à tension élevée, le deuxième réseau étant relié à une batterie (9) à tension faible, et un moyen électronique de conversion (12) apte à transférer de l'énergie du premier réseau vers le deuxième réseau et du deuxième réseau vers le premier réseau, caractérisé par le fait qu'il comprend une unité de commande (5) apte à commander le moyen de conversion en fonction d'états du système électrique, lesdits états étant regroupés sous des configurations de gestion, chaque configuration de gestion correspondant à une condition d'état d'un alternateur apte à fournir de l'énergie au système électrique, au sens du courant dans chaque batterie et dans le moyen de conversion, en fonction de paramètres de fonctionnement d'un véhicule équipé dudit système, en fonction de critères de charge des batteries, et en fonction de critères d'état du système électrique. 2-Système selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que les critères de charge des batteries sont des valeurs booléennes valant 1 si l'état de charge de la batterie correspondante est supérieure à un • seuil prédéterminé.
3-Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les critères d'état du système électrique sont des valeurs booléennes valant 1 si la tension du réseau correspondant est comprise dans une plage prédéterminée pour une stratégie à mettre en œuvre.
4-Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'unité de commande comprend au moins un moyen pour commander un premier transfert d'énergie par le moyen de conversion (12) du premier réseau vers le deuxième réseau, et un deuxième transfert d'énergie par le moyen de conversion du deuxième réseau vers le premier réseau. 5-Système selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le logiciel comprend un moyen pour commander un premier transfert d'énergie du premier réseau vers le deuxième réseau lorsqu'une recharge de la batterie à tension faible est nécessaire. 6-Système selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que le logiciel comprend un moyen pour commander un deuxième transfert d'énergie du deuxième réseau vers le premier réseau lorsqu'une recharge de la batterie à tension élevée est nécessaire ou lorsqu'une puissance élevée est demandée sur le premier réseau. 7-Système selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que le logiciel comprend un moyen pour lisser les transitions entre des modes de fonctionnement.
8-Système selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que le logiciel comprend un moyen pour tenir compte de la température d'une batterie lors d'une recharge de ladite batterie.
9-Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le premier réseau est alimenté par un alternateur et alimente un démarreur. 10-Procédé d'alimentation électrique à deux tensions pour véhicule, à partir d'un premier réseau (7) à tension élevée apte à alimenter un premier groupe d'éléments consommateurs (8), d'un deuxième réseau (10) à tension faible apte à alimenter un deuxième groupe d'éléments consommateurs (11), le premier réseau étant relié à une batterie (6) à tension élevée, le deuxième réseau étant relié à une batterie (9) à tension faible, et d'un moyen électronique de conversion (12) apte à transférer de l'énergie du premier réseau vers le deuxième réseau et du deuxième réseau vers le premier réseau, dans lequel on commande le moyen de conversion en fonction d'états du système électrique, lesdits états étant regroupés sous des configurations de gestion, chaque configuration de gestion correspondant à une condition d'état d'un alternateur apte à fournir de l'énergie au système électrique, au sens du courant dans chaque batterie et dans le moyen de conversion, en fonction de paramètres de fonctionnement d'un véhicule équipé dudit système, en fonction de critères de charge des batteries, et en fonction de critères d'état du système électrique.
11 -Procédé selon la revendication 10, dans lequel on recharge la batterie (9) à tension faible par la batterie (6) à tension élevée pour permettre un démarrage du moteur et éviter une remise à zéro d'une unité de commande, si le critère de charge de la batterie à tension faible n'est pas satisfait, ou si le critère d'état du réseau à tension faible n'est pas satisfait, et si le critère d'état du réseau à tension élevée est satisfait, et si le critère de charge batterie à tension élevée n'est pas satisfait.
12-Procédé selon la revendication 10 ou 1 1 , dans lequel on recharge la batterie (6) à tension élevée par la batterie (9) à tension faible pour augmenter la tension de la batterie (6) à tension élevée, si le critère de charge de la batterie à tension élevée n'est pas satisfait, ou si le critère d'état du réseau à tension élevée n'est pas satisfait, et si le critère d'état du réseau à tension faible est satisfait, et si le critère de charge de la batterie à tension faible est satisfait,.
13-Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel on assiste le moteur thermique au moyen de l'alternateur si le critère de charge de la batterie à tension élevée est satisfait, et si le critère d'état du réseau à tension élevée est satisfait.
14-Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel on recharge au moins une batterie en récupérant de l'énergie sur le moteur thermique par l'intermédiaire de l'alternateur- démarreur (13) si un rapport est engagé, en position embrayée, si le moteur tourne avec régime supérieur au ralenti, si l'alternateur- démarreur est en mode alternateur, et si la pédale d'accélération est relâchée.
15-Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, dans lequel on arrête le moteur thermique pour une faible durée si l'état de charge des batteries ou les critères d'état du système électrique sont jugés corrects, puis on le redémarre si l' état de charge des batteries ou si les critères d'état du système électrique ne sont pas satisfaisants. 16-Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, dans lequel si un premier essai de démarrage du moteur thermique n'a pas réussi, alors la mesure de tension sur les réseaux (7, 10) n'est pas significative et les critères d'état du système électrique ne sont plus pris en compte.
PCT/FR2003/003553 2002-12-03 2003-12-02 Systeme et procede d'alimentation electrique a deux tensions pour vehicule WO2004054066A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03796131A EP1568115A1 (fr) 2002-12-03 2003-12-02 Systeme et procede d'alimentation electrique a deux tensions pour vehicule

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR02/15188 2002-12-03
FR0215188A FR2848033B1 (fr) 2002-12-03 2002-12-03 Systeme et procede d'alimentation electrique a deux tensions pour vehicule.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004054066A1 true WO2004054066A1 (fr) 2004-06-24

Family

ID=32309946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2003/003553 WO2004054066A1 (fr) 2002-12-03 2003-12-02 Systeme et procede d'alimentation electrique a deux tensions pour vehicule

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1568115A1 (fr)
FR (1) FR2848033B1 (fr)
WO (1) WO2004054066A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1750346A3 (fr) * 2005-08-05 2007-10-24 Fujitsu Ten Limited Appareil de commande de moteur, méthode de commande et système de commande
JP2010064622A (ja) * 2008-09-11 2010-03-25 Honda Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4211715B2 (ja) * 2004-08-23 2009-01-21 株式会社デンソー 車載電源システム
FR2886780B1 (fr) * 2005-06-02 2007-09-14 Peugeot Citroen Automobiles Sa Installation electrique de bord pour vehicule automobile
DE102007004279A1 (de) * 2007-01-23 2008-07-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Mehrspannungsbordnetz für ein Kraftfahrzeug
DE102010001239A1 (de) * 2010-01-27 2011-07-28 SB LiMotive Company Ltd., Kyonggi Batteriesystem für Kraftfahrzeuge mit Hochleistungsverbrauchern
FR2969849B1 (fr) * 2010-12-23 2012-12-28 Valeo Sys Controle Moteur Sas Dispositif et procede de conversion dans le reseau de bord d'un vehicule
FR3092208B1 (fr) * 2019-01-29 2021-01-15 Psa Automobiles Sa Procede de pilotage d’un generateur couple a une roue-libre d’un vehicule automobile

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998019890A1 (fr) * 1996-11-07 1998-05-14 Robert Bosch Gmbh Commande de reseau d'alimentation electrique de bord
US5977652A (en) * 1996-07-15 1999-11-02 Robert Bosch GmbH Device for supplying voltage in a motor vehicle including two batteries and having improved reliability
EP1093974A2 (fr) * 1999-10-23 2001-04-25 Robert Bosch Gmbh Procédé et dispositif pour le réglage de la tension
US20010004205A1 (en) * 1999-12-20 2001-06-21 Motorola, Inc. DC-DC converter and energy management system
DE10003731A1 (de) * 2000-01-28 2001-08-02 Bosch Gmbh Robert Elektronische Schaltvorrichtung zum zeitweiligen Verbinden einer Batterie mit einem Verbraucher
US6384489B1 (en) * 1998-10-08 2002-05-07 Daimlerchrysler Ag Energy supply circuit for a motor vehicle on-board electrical system having two voltage supply branches

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5977652A (en) * 1996-07-15 1999-11-02 Robert Bosch GmbH Device for supplying voltage in a motor vehicle including two batteries and having improved reliability
WO1998019890A1 (fr) * 1996-11-07 1998-05-14 Robert Bosch Gmbh Commande de reseau d'alimentation electrique de bord
US6384489B1 (en) * 1998-10-08 2002-05-07 Daimlerchrysler Ag Energy supply circuit for a motor vehicle on-board electrical system having two voltage supply branches
EP1093974A2 (fr) * 1999-10-23 2001-04-25 Robert Bosch Gmbh Procédé et dispositif pour le réglage de la tension
US20010004205A1 (en) * 1999-12-20 2001-06-21 Motorola, Inc. DC-DC converter and energy management system
DE10003731A1 (de) * 2000-01-28 2001-08-02 Bosch Gmbh Robert Elektronische Schaltvorrichtung zum zeitweiligen Verbinden einer Batterie mit einem Verbraucher

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICASTRI P R ET AL: "Jump starting 42V powernet vehicles", GATEWAY TO THE NEW MILLENNIUM. 18TH DIGITAL AVIONICS SYSTEMS CONFERENCE. PROCEEDINGS (CAT. NO.99CH37033), GATEWAY TO THE NEW MILLENNIUM. 18TH DIGITAL AVIONICS SYSTEMS CONFERENCE. PROCEEDINGS, ST LOUIS, MO, USA, 24-29 OCT. 1999, 1999, Piscataway, NJ, USA, IEEE, USA, pages 8.A.6/10 pp. vol.2, XP010501277, ISBN: 0-7803-5749-3 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1750346A3 (fr) * 2005-08-05 2007-10-24 Fujitsu Ten Limited Appareil de commande de moteur, méthode de commande et système de commande
US7533746B2 (en) 2005-08-05 2009-05-19 Fujitsu Ten Limited Engine control apparatus, control method and control system
JP2010064622A (ja) * 2008-09-11 2010-03-25 Honda Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置

Also Published As

Publication number Publication date
FR2848033B1 (fr) 2008-08-29
FR2848033A1 (fr) 2004-06-04
EP1568115A1 (fr) 2005-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2715909B1 (fr) Procede de rechargement d'un couple de batteries de vehicule de tensions nominales differentes, et systeme associe
FR2915775A1 (fr) Procedes et systemes destines a fournir une puissance a une charge
EP0753925A2 (fr) Dispositif d'alimentation électrique d'un véhicule automobile et procédés de commande d'un tel dispositif
WO2009077703A2 (fr) Circuit electrique d'un vehicule automobile
EP2138711B1 (fr) Procédé de commande du dispositif d'arrêt et de redemarrage automatique du moteur thermique d'un vehicule
EP1130737B1 (fr) Installation électrique autonome, notamment pour véhicule automobile
EP0865142B1 (fr) Dispositif d'alimentation électrique avec batterie d'accumulateurs et supercondensateur
FR2832464A1 (fr) Systeme de demarrage automatique d'un moteur comportant une pluralite de batteries
WO2004054066A1 (fr) Systeme et procede d'alimentation electrique a deux tensions pour vehicule
EP2788228B1 (fr) Procede de gestion de l'energie electrique d'un vehicule automobile et vehicule automobile mettant en uvre un tel procede
FR2964511A1 (fr) Reseau de bord d'un vehicule avec dispositif de maintien en tension comprenant un supercondensateur, vehicule et procede de dechargement d'un supercondensateur
FR2928049A1 (fr) Cellule pour dispositif de stockage d'energie electrique et systeme d'alimentation electrique du reseau de bord d'un vehicule.
WO2008125766A2 (fr) Procede et dispositif de recharge d'un stockeur d'energie electrique d'un vehicule
EP1309064A2 (fr) Procédé de gestion du fonctionnement d'une source de stockage d'énergie électrique, notamment d'un supercondensateur
EP2628234A1 (fr) Procede de recharge d'un module supercondensateur d'un vehicule automobile et vehicule automobile correspondant
EP2154359A1 (fr) Dispositif électrique auxiliaire, notamment pour véhicule automobile
EP2190111B1 (fr) Procédé de limitation de courant d'excitation maximum dans un système à alterno-démarreur
FR2791481A1 (fr) Dispositif de charge anticipee pour un accumulateur d'appoint pour un vehicule automobile
EP2622206A2 (fr) Procede de gestion de l'arret et du redemarrage automatique d'un moteur thermique de vehicule automobile et vehicule automobile correspondant
FR2749814A1 (fr) Dispositif d'alimentation electrique d'un vehicule a moteur
WO2008107616A2 (fr) Procede et systeme de surveillance de l'etat de charge et de conditionnement d'un organe de stockage d'energie electrique d'un vehicule
FR2926043A1 (fr) Systeme d'arret et de redemarrage automatique du moteur thermique d'un vehicule et procede de pilotage dudit systeme.
FR2987191A1 (fr) Systeme d'adaptation de tension et de courant d'une batterie au lithium-ion, pour un vehicule automobile
FR3140715A1 (fr) Systeme de motorisation electrique de vehicule automobile comportant un systeme a actionnement electrique equipe d’une alimentation de redondance
FR3096842A1 (fr) Circuit electrique de vehicule automobile comprenant un alterno-demarreur et un dispositif de maintien de tension centralise

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BR JP MX US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003796131

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003796131

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP