BR112014028531B1

BR112014028531B1 - sistema protegido de carga de uma bateria de um veículo automotivo, e, processo de carga protegida de uma bateria de um veículo automotivo

Info

Publication number: BR112014028531B1
Application number: BR112014028531-4A
Authority: BR
Inventors: Merienne Ludovic
Original assignee: Renault S.A.S
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2021-01-12
Also published as: JP2015531855A; FR2990763A1; JP6502251B2; WO2013171431A1; EP2849964A1; BR112014028531A2; EP2849964B1; KR102187158B1; KR20150018574A; FR2990763B1; US20150077055A1; DK2849964T3; US9637010B2; CN104379385A

Abstract

SISTEMA PROTEGIDO DE CARGA DE UMA BATERIA DE UM VEICULO AUTOMOTIVO, E, PROCESSO DE CARGA PROTEGIDA DE UMA BATERIA DE UM VEÍCULO AUTOMOTIVO. Sistema e processo de carga protegida de uma bateria de veículo automotivo. Processo de carga protegida da bateria (3) de um veículo automotivo a partir de uma rede (2) estimando a resistência entre a terra e o neutro da rede (2) compreendendo pelo menos uma injeção de pulsos de corrente na rede (2), medições de tensão entre a terra e o neutro da rede (2) em resposta a cada pulso, e uma determinação da resistência de terra a partir das tensões medidas. Cada injeção de pulsos de corrente na rede (2) compreende a injeção de um primeiro pulso positivo seguido por um segundo pulso negativo, o primeiro e o segundo pulsos tendo uma intensidade igual em valor absoluto e sendo separados de um intervalo suficientemente curto para que uma capacitância parasita acoplada à rede (2) seja ainda carregada quando do segundo pulso, a determinação da resistência de terra sendo realizada a partir da amplitude dos pulsos e das tensões medidos para o primeiro pulso e o segundo pulso de cada injeção.

Description

[0001] A invenção refere-se à segurança de um usuário de um dispositivo embarcado de carga de uma bateria de um veículo automotivo e, mais particularmente, à estimativa da qualidade da terra da rede de alimentação acoplado ao dispositivo de carga da bateria do veículo automotivo.

[0002] Durante a carga de uma bateria de um veículo automotivo elétrico, correntes intensas transitam da rede de alimentação para a bateria do veículo. Para poder carregar corretamente o veículo, estas correntes são cortadas de modo a respeitar as limitações da rede de alimentação.

[0003] O corte das correntes elétricas acarreta o aparecimento de correntes de fuga que devem ser descarregada pelo contato terra da rede de alimentação. Este contato terra é conectado ao chassi do veículo e, portanto, oferece um trajeto para todas as correntes parasíticas.

[0004] Para assegurar uma carga de completa segurança, é necessário assegurar-se de que a ligação a terra seja de boa qualidade, isto é, que a resistência equivalente do trajeto de terra seja fraca diante da resistência que ofereceria um ser humano tocando o chassi do veículo automotivo. Sem esta ligação à terra, um fenômeno de corrente de toque pode aparecer. Se um homem viesse a tocar o chassi do veículo, seria seu corpo que estabeleceria a ligação entre o carregador e a terra, assim seria por ele que passariam todas as correntes de fugas que seriam potencialmente perigosas, sem nenhum dispositivo de controle acrescentado.

[0005] Um terra de baixa qualidade, isto é, de resistência equivalente à de um corpo humano, permite igualmente a passagem de uma parte das correntes de fuga pelo corpo do indivíduo. Com efeito, se um indivíduo viesse a tocar o chassi do veículo, neste caso, as correntes de fuga teriam dois trajetos paralelos de mesma resistência, portanto a metade das correntes de fuga poderia passar pelo indivíduo para retornar a terra.

[0006] Para assegurar que nenhuma corrente de contato possa aparecer, é necessário assegurar-se que o valor da resistência de ligação à terra seja inferior a certo limiar antes de carregar a bateria do veículo automotivo.

[0007] Para poder estimar a resistência entre a terra e o neutro da rede de alimentação, é possível injetar pulsos de corrente diretamente no trajeto de terra e retornar o circuito pelo neutro da rede e medir a tensão entre o neutro e a terra.

[0008] No caso ideal, a corrente injetada na terra é medida, bem como a tensão que é a imagem da corrente injetada de acordo com a lei de Ohm. O valor da resistência é, então, obtido dividindo a tensão medida pela corrente medida.

[0009] Infelizmente, é impossível ter resultados corretos de modo tão simples porque a tensão entre o neutro e a terra é muito perturbada.

[0010] Uma primeira parte das perturbações pode ser proveniente das correntes de fuga mencionadas acima. Estas correntes passando pela terra igualmente, vêm perturbar a medição da tensão entre o neutro e a terra.

[0011] Alguns dados são conhecidos sobre o conjunto destas perturbações. Em baixa frequência, notadamente para frequências inferiores 1 kHz, estas perturbações são geradas nos harmônicos da rede de alimentação, ou seja, por exemplo, 50 Hz, 100 Hz, etc., e possuem uma amplitude máxima de 7 V para a tensão eficaz e 6,6 mA para as correntes. Estes níveis de perturbação são definidos por normas EDF. Para as frequências superiores, as normas EDF prevêem amplitudes de correntes de perturbação variando de modo contínuo entre 6,6 mA a 1,5 kHz e 66 mA a 15 kHz, a amplitude da corrente ficando de 66 mA até a 150 kHz.

[0012] Por último, uma última restrição resulta do fato de que não é possível enviar qualquer corrente no terra. Acima de tudo, ela não deve interromper a rede á qual o circuito é ramificado. Portanto, é impossível enviar pulsos de amplitude muito elevada e/ou de duração muito longa.

[0013] Portanto, o desafio consiste em ter êxito para estimar a resistência de terra apesar de todas as fontes de erro, respeitando as limitações impostas pela obrigação de precisar embarcar o sistema sobre um veículo automotivo cujos processadores funcionam a uma frequência máxima de 10 kHz.

[0014] Uma segunda parte das perturbações, representando uma parte considerável das perturbações, pode provir dos terminais de carga ou de outro veículo automotivo em carga porque os órgãos deste outro veículo automotivo vêm conectar uma capacitância parasita entre a terra e o neutro da rede de alimentação, o que pode distorcer de modo considerável a medição da resistência da terra.

[0015] No caso, por exemplo, onde a terra da rede não é conectado, o único trajeto para a corrente é fornecido pela capacitância parasita. Os pulsos de corrente injetados na terra para medir a resistência da terra irão, então, carregar a capacitância parasita.

[0016] Em um caso, por exemplo, onde um dispositivo de carga é conectado a uma capacitância parasita de 1 μF, a injeção de um pulso de corrente de 20 mA de amplitude e uma duração de pulso de 1 ms acarretará uma tensão de carga da capacitância de cerca de 5 V, o que é equivalente a uma resistência de 250 Ohms. Esta resistência fictícia colocada em paralelo com a verdadeira resistência de terra falseia então o cálculo, diminuindo notadamente o valor obtido para a resistência de terra estimada. Um erro na estimativa pode ser perigoso para a segurança dos usuários.

[0017] Encontra-se no comércio aparelhos que efetuam uma estimativa da resistência de terra. Estes aparelhos possuem uma potência de cálculo bem superior à disponível sobre um veículo automotivo e têm um preço muito elevado para visar o seu uso em todos os veículos automotivos.

[0018] Contudo, estes aparelhos não são configurados em um objetivo de gerenciar a segurança de um indivíduo, Com efeito, eles são configurados apenas para dar a informação sobre o valor da resistência de terra.

[0019] O pedido de patente CN 201.508.392 descreve um método de medição da resistência da terra permitindo eliminar uma única frequência na tensão neutro-terra. No entanto, as perturbações geradas pelos outros harmônicos não são eliminadas e perturbam ainda a medição da tensão terra-neutro e, portanto, a determinação da resistência de terra.

[0020] O pedido de patente EP 1 482 317 descreve um método de injeção de corrente de amplitude muito grande de modo a melhorar a relação sinal sobre ruído da medição de tensão terra-neutro. Contudo, o método necessita de um ambiente adaptado podendo suportar os fortes picos de correntes na terra e assim só é aplicável em oficinas onde os disjuntores toleram fugas dez a mil vezes maiores do que os disjuntores de uma rede doméstica, que desarmam geralmente para uma corrente superior a 33 mA.

[0021] O pedido de patente EP 0.642.027 descreve um método que se apoia sobre uma injeção de tensão entre a terra e o neutro. Contudo, a aplicação de tal processo requer um sistema de tamanho muito grande para ser integrado a um veículo, e para poder impor uma tensão à rede.

[0022] A invenção propõe fornecer um sistema e um processo de estimativa da resistência da terra embarcado em um veículo automotivo filtrando as perturbações devido à rede de alimentação e distinguindo a presença de uma capacitância parasita situada sobre esta mesma rede.

[0023] De acordo com um aspecto da invenção, é proposto, de acordo com um modo de realização, um sistema protegido de carga de uma bateria de um veiculo automotivo a partir de uma rede de alimentação. O sistema é embarcado no veículo automotivo e compreende meios de injeção de pulsos de corrente na rede de alimentação, meios de medição da tensão entre a terra e o neutro da rede de alimentação.

[0024] De acordo com uma característica geral da invenção, os meios de injeção de pulsos são configurados de modo que cada injeção de pulsos de corrente na rede de alimentação compreende a injeção um primeiro pulso positivo seguido por um segundo pulso negativo, o primeiro e o segundo pulsos tendo uma intensidade igual em valor absoluto e sendo separados de um intervalo suficientemente curto para que uma capacitância parasita acoplada à rede de alimentação seja ainda carregada quando do segundo pulso, e o sistema compreende meios de determinação da resistência de terra a partir da amplitude dos pulsos de corrente e das tensões medidas para o primeiro pulso e o segundo pulso de cada injeção de pulsos.

[0025] Quando do primeiro pulso positivo, a capacitância estando descarregada, a tensão medida proveniente do pulso de corrente será expressa a partir da expressão: (1)

onde Vim é a tensão medida nos terminais do veículo entre o neutro e a terra para o primeiro pulso de corrente injetada, linj é a intensidade do pulso de corrente injetada na rede de alimentação, Rté a resistência entre o neutro e a terra da rede de alimentação, e Cparasita θ θ capacitância parasita conectada entre o neutro e a terra da rede de alimentação.

[0026] Quando do segundo pulso negativo, imediatamente após o primeiro pulso, a capacitância partindo de um estado carregado, a tensão medida não é exatamente o oposto da medição precedente mas, após simplificação, será expressa a partir da expressão: (2)

onde V2m é a tensão medida nos terminais do veículo entre o neutro e a terra para o segundo pulso de corrente injetada, linj é a intensidade do pulso de corrente injetada na rede de alimentação, Rt é a resistência entre o neutro e a terra da rede de alimentação, e Cparasita θ a capacitância parasita conectada entre o neutro e a terra da rede de alimentação

[0027] Cada injeção de dois pulsos consecutivos é separada da precedente por vários períodos elétricos da rede de alimentação.

[0028] Para encontrar os valores da resistência de terra e da eventual capacitância parasita acoplada à rede de alimentação, usa-se as fórmulas seguintes: parasitic

[0029] O sistema pode com vantagem compreender meios de medição da frequência da rede de alimentação, um filtro analógico para filtrar em altas frequências as tensões medidas, um filtro numérico para filtrar em baixas frequências as tensões filtradas analogicamente, os meios de determinação utilizando as tensões filtradas numericamente como tensões medidas, e o filtro numérico compreendendo um filtro de média determinando uma média a partir de N /' medições de tensão espaçadas de um intervalo de tempo ‘ +^, com T o período da rede de alimentação determinada pelos meios de medição da frequência da rede de alimentação.

[0030] Isto permite filtrar as perturbações de uma rede de alimentação não perfeita. Assim, para uma rede de alimentação clássica a 50 Hz e uma média efetuada a partir de 40 medições, o filtro de média determinará uma média a partir de 40 medições de tensão realizadas com um intervalo entre de 20,5 ms entre as duas medições.

[0031] As altas frequências compreendem as frequências superiores a 2 kHz e notadamente as superiores a 5 kHz. As baixas frequências compreendem as frequências inferiores a 5 kHz e notadamente as frequências compreendidas entre 50 Hz e 2 kHz.

[0032] No caso de uma rede de alimentação tendo uma frequência de 60 Hz e uma média realizada a partir de 40 medições de tensão, as medições serão espaçadas de um intervalo de tempo de 17, 1 ms arredondando a quase 0,1 ms (T= 16,7 ms).

[0033] Preferivelmente, o filtro analógico é um filtro analógico da segunda ordem com uma frequência de corte compreendida entre 800 Hz e 1,2 kHz, e preferivelmente 1 kHz, e um fator de amortecimento compreendido entre 0,6 e 0,8, e preferivelmente de 0,7, de modo a obter uma atenuação de -20 dB a uma frequência de 3 kHz.

[0034] A escolha de um filtro analógico tendo tais características permite diminuir ao máximo a duração dos pulsos de corrente injetada na rede de alimentação para efetuar as medições. A diminuição da duração dos pulsos de corrente permite aumentar a amplitude dos pulsos de corrente e assim melhorar a relação sinal/ruído .

[0035] Com vantagem, levando em conta a banda passante do filtro analógico, para que a tensão medida seja efetivamente a imagem da corrente dos pulsos injetados, ou seja para ter em conta o tempo de resposta do filtro analógico, os pulsos de corrente tem uma duração pelo menos superior a 0,8 ms, e preferivelmente de 1 ms e uma amplitude máxima compreendida entre 18 mA e 22 mA, e preferivelmente 20 mA.

[0036] O sistema embarcado protegido pode com vantagem compreender meios de comando de segurança aptos a ativar a carga da bateria a partir da rede de alimentação apenas se a resistência de terra medida for inferior a um limiar de ativação.

[0037] Assim se a terra da rede de alimentação apresenta uma resistência superior ao limiar de ativação, ou seja, uma resistência considerada pelo menos equivalente à resistência de um corpo humano, a rede de alimentação não é acoplada à bateria do veículo e a carga não é iniciada. Isto a fim de evitar um risco de surgimento de uma corrente de contato.

[0038] Para isto, o limiar de ativação pode corresponder com vantagem a um valor de resistência compreendido entre 20 e 600 Ohms, e preferivelmente de 200 Ohms.

[0039] De acordo com outro aspecto, propõe-se, em um modo de realização, um processo de carga protegida da bateria de um veículo automotivo a partir de uma rede de alimentação estimando a resistência entre a terra e o neutro da rede de alimentação, em que se realiza pelo menos uma injeção de pulsos de corrente na rede de alimentação, realiza-se as medições de tensão entre a terra e o neutro da rede de alimentação em resposta a cada pulso, e determina-se a resistência de terra a partir das tensões medidas.

[0040] De acordo com uma característica geral da invenção, cada injeção de pulsos de corrente na rede de alimentação compreende a injeção um primeiro pulso positivo seguido por um segundo pulso negativo, o primeiro e o segundo pulsos tendo uma intensidade igual em valor absoluto e sendo separados por um intervalo suficientemente curto para que uma capacitância parasita acoplada à rede de alimentação seja ainda carregada quando do segundo pulso, e a determinação da resistência de terra é realizada partir da amplitude dos pulsos de corrente e das tensões medidas para o primeiro pulso e o segundo pulso de cada injeção de pulsos.

[0041] Com vantagem, mede-se a frequência da rede de alimentação, filtra- se analogicamente em elevadas frequências as tensões medidas para cada pulso, filtra-se numericamente em baixas frequências as tensões filtradas analogicamente, e a determinação da resistência de terra é realizada a partir das tensões filtradas numericamente, a filtragem numérica compreendendo a determinação de uma média _ T a partir de N medições de tensão espaçadas de um intervalo de tempo ‘ com T o período da rede de alimentação determinada a partir da medição da frequência da rede de alimentação.

[0042] Preferivelmente, a filtragem analógica compreende uma filtragem de segunda ordem com uma frequência de corte compreendida entre 800 Hz e 1,2 kHz, e preferivelmente 1 kHz, e um fator de amortecimento compreendido entre 0,6 e 0,8, e preferivelmente de 0,7.

[0043] Preferivelmente, os pulsos de corrente têm uma duração pelo menos superior a 0,8 ms, e preferivelmente de 1 ms e uma amplitude máxima compreendida entre 18 mA e 22 mA, e preferivelmente 20 mA.

[0044] Preferivelmente, a duração dos pulsos de corrente injetados na rede de alimentação corresponde pelo menos ao período da rede de alimentação.

[0045] Com vantagem, pode-se realizar N=40 medições de tensão entre a terra e o neutro para eliminar os 39 primeiros harmônicos da rede de alimentação.

[0046] Preferivelmente, acopla-se a rede de alimentação à bateria apenas se a resistência de terra medida for inferior a um limiar de ativação.

[0047] Outras vantagens e características da invenção aparecerão no exame da descrição detalhada de um modo de realização e de um modo de implementação, não limitativos, e dos desenhos em anexo, em que:

[0048] - a Figura 1 apresenta de modo esquemático um sistema embarcado protegido de carga de uma bateria de um veículo automotivo, de acordo com um modo de realização;

[0049]- a Figura 2 apresenta um fluxograma de um processo de estimativa da resistência de terra de uma rede de alimentação, de acordo com um modo de implementação;

[0050] - a Figura 3 apresenta um esquema elétrico das tensões implementadas sobre a rede de alimentação,

[0051] - a Figura 4 representa dois diagramas de Bode em amplitude e fase ilustrando as ações dos dois filtros do sistema da Figura 1.

[0052] Na Figura 1 é representado um sistema protegido 1 de acordo com um modo de realização da invenção. O sistema protegido 1 é embarcado a bordo de um veículo automotivo e é destinado a ser acoplado entre uma rede de alimentação 2 e uma bateria 3 do veículo automotivo quando da carga da bateria.

[0053] O sistema 1 compreende meios 4 de medição da frequência da rede de alimentação 2, bem como meios 5 de injeção de pulsos de corrente na rede de alimentação 2. Os meios 4 de medição de frequência são acoplados aos meios 5 de injeção de pulsos de corrente de modo a distribuir, aos meios 5 de injeção de pulsos de corrente, o valor da frequência da rede de alimentação 2.

[0054] Os meios 5 de injeção de pulsos de corrente ajustam a duração mínima dos pulsos ao período T do sinal da rede de alimentação 2. No caso de uma rede de alimentação 2 a 50 Hz a duração mínima dos pulsos de corrente será de 1 ms. A cada injeção, os meios de pulsos 5 distribuem um primeiro pulso positivo seguido imediatamente após, por um segundo pulso negativo. Os dois pulsos sucessivos possuem a mesma amplitude em valor absoluto, mas são de sinal oposto.

[0055] Este duplo pulso de sinais opostos permite, quando da determinação da resistência de terra, superar o valor da eventual capacitância parasita acoplada à rede de alimentação 2 que pode distorcer o valor da resistência de terra.

[0056] O sistema 1 compreende igualmente meios de medição 6 da tensão entre a terra e o neutro da rede de alimentação 2 que realizam uma medição de tensão em resposta a cada pulso de corrente injetada sobre a terra e re-circulando pelo neutro da rede de alimentação 2.

[0057] As medições de tensões realizadas provenientes do primeiro e do segundo pulsos sucessivos dão valores estritamente opostos quando não há capacitância parasita acoplada à rede de alimentação 2.

[0058] Quando existe uma capacitância parasita, esta capacitância descarregada antes do primeiro pulso, carrega-se quando deste primeiro pulso, e não tem o tempo de descarregar-se antes do segundo pulso de corrente de sinal oposto. Portanto, as duas medições de tensões resultantes dos dois pulsos de corrente sucessivos diferem e são expressas a partir das equações (1) e (2) já mencionadas.

[0059] Para encontrar os valores da resistência de terra e de eventual capacitância parasita acoplada à rede de alimentação, aplicam-se as fórmulas (3) e (4) utilizando as medições de tensão do primeiro e do segundo pulso de uma injeção.

[0060] Cada injeção de uma primeira e de uma segunda injeção é separada da precedente por uma pluralidade de períodos elétricos da rede de alimentação 2.

[0061] Os processadores de um veículo automotivo funcionam a uma frequência máxima de 10 kHz. Como já se sabe, de acordo com teorema de Shannon, seria completamente impossível filtrar as perturbações devido às frequências superiores a 5 kHz com a ajuda de um filtro numérico. Para poder superar as perturbações altas frequências nas medições de tensão, o sistema 1 compreende um filtro analógico 7 acoplado em saída aos meios de medição 6 de tensão.

[0062] O filtro analógico 7 utilizado neste modo de realização é um filtro analógico da segunda ordem com uma frequência de corte a 1 kHz e um fator de amortecimento de 0,7 a fim de obter uma atenuação de -20 dB a 3 kHz. É preferível utilizar um filtro que possui tais características em vez de filtro analógico qualquer, porque permite diminuir ao máximo a duração dos pulsos de corrente injetados e permite assim um aumento da amplitude dos pulsos de corrente injetados.

[0063] O sistema 1 compreende um filtro numérico 8 acoplado à saída do filtro analógico 7. O filtro numérico 8 permite eliminar as perturbações devido aos harmônicos da rede de alimentação 2 entre 50 Hz e 2 kHz. Além de 2 kHz, o filtro analógico atenua já suficientemente as perturbações.

[0064] Levando em conta a banda passante do filtro analógico, para que a tensão medida seja efetivamente a imagem da corrente dos pulsos injetados, é preferível que a duração mínima dos pulsos de corrente injetados corresponda pelo menos ao tempo de resposta do filtro analógico para que a filtragem em altas frequências seja eficaz. Para isto, a duração dos pulsos injetados deve pelo menos corresponder a um período do sinal da rede de alimentação 2. Assim, para uma rede de alimentação 3 de frequência 50 Hz, a duração mínima dos pulsos de corrente injetados deve ser de 1 ms.

[0065] Uma duração mais longa de pulso de corrente obrigaria a diminuir a amplitude dos pulsos de corrente para não fazer desarmar o sistema. Ora, é importante emitir pulsos de amplitude a maior possível porque eles geram em resposta tensões maiores e, portanto, mais visíveis em relação ao ruído .

[0066] No caso de uma rede de alimentação 2 a 50 Hz, para um pulso de 1 ms, a amplitude dos pulsos de corrente pode atingir 20 mA no máximo sem que haja risco de que o sistema desarme. Um pulso de 20 mA sobre uma resistência de 50 Ohms acarretaria uma tensão de 1 V imersa em ruídos de 5 V (somas dos ruídos em harmônicos da rede de alimentação). De modo numérico, é necessário portanto eliminar ao máximo os harmônicos da rede de alimentação 2.

[0067] Para isto, o filtro numérico 8 compreende um filtro de média que apresenta a vantagem de atenuar, no infinito, as frequências marcadas no alvo. Por exemplo, registrar dois pontos separados de 10 ms e tirar a média permite eliminar totalmente o 50 Hz.

[0068] O filtro numérico é acoplado aos meios 4 de medição da frequência da rede de alimentação 2 a fim de receber a informação relativa ao período elétrico T da rede de alimentação 2.

[0069] Registrando quarenta pontos de medições igualmente distribuídos sobre os 20 ms de período elétrico, cada ponto de medição compreendendo uma medição de tensão para o primeiro pulso e uma medição de tensão para o segundo pulso, é possível eliminar até o 39°. harmônico da rede, ou seja, até a frequência 1.950 Hz sobre uma rede de alimentação 2 funcionando a 50 Hz.

[0070] Contudo, realizar injeções de dois pulsos sucessivos de 1 ms cada um, cada duplo pulso sendo espaçado do precedente de 500 μs, é impossível com uma amplitude de pulso de 20 mA.

[0071] É feita aqui referência a uma injeção de um primeiro pulso seguido imediatamente após por um segundo pulso de sinal oposto pela expressão “duplo pulso”.

[0072] Para poder no entanto efetuar esta média, o sistema realiza medições de duplo pulso desviando-se em cada nova medição de duplo pulso de um período elétrico T do sinal da rede de alimentação 2, além do desvio de medição d igual a d=T/N com N o número de medições a realizar em um período elétrico T de sinal.

[0073] Assim, no caso de uma rede de alimentação a 50 Hz e de uma média realizada a partir de 40 medições, a primeira dupla medição de tensão em resposta a um primeiro duplo pulso é realizada em um instante t = 0, e a segunda dupla medição de tensão em resposta a um segundo duplo pulso em um instante posterior t = 20,5 ms, o intervalo correspondendo à adição de um período elétrico T= I /50 =20 ms com um desvio de medição d=20/40=0,5 ms. Esta segunda dupla medição seria idêntica a uma dupla medição efetuada apenas 500μs após a primeira dado que o sina! de ruído é periódico com um período T=20 ms.

[0074] Fazendo assim quarenta aquisições de duplas medições de tensão espaçadas de 20,5 ms e tirando a média das primeiras tensões medidas para cada duplo pulso (média positiva), por um lado, e a média das segundas tensões medidas para cada duplo pulso (média negativa), por outro lado, para estas quarenta duplas medições, o filtro numérico 8 elimina as perturbações aos harmônicos da rede e permite encontrar a componente contínuo devida aos pulsos de corrente injetados na rede de alimentação 2.

[0075] A tensão média assim filtrada numericamente é distribuída a meios de determinação 9 da resistência Rt entre a terra e o neutro da rede de alimentação 2. O valor da resistência da terra é determinado a partir do valor absoluto da relação entre o quadrado da referida média das primeiras tensões e o produto das referidas médias das segundas tensões pela amplitude dos pulsos de corrente injetados na rede de alimentação 2.

[0076] O sistema 1 compreende meios de comando de segurança 10 acoplados em entrada aos meios de determinação 9 e em saída à bateria 3 do veículo automotivo. Se o valor da resistência de terra determinada é inferior a um valor limiar de 500 Ohms, o acoplamento é realizado com a bateria 3 do veículo automotivo, e a carga pode dar partida. Caso contrário, a bateria 3 não é acoplada eletricamente à rede de alimentação 2 e a carga não ocorre.

[0077] A Figura 2 apresenta um fluxograma de um processo de estimativa da resistência entre a terra e o neutro de uma rede de alimentação utilizada para carregar uma bateria de um veículo automotivo de acordo com um modo de realização.

[0078] Em uma primeira etapa 210, mede-se a frequência da rede de alimentação 2 acoplada ao veículo automotivo 100 para recarregar a bateria 3 do veículo automotivo.

[0079] Em uma etapa seguinte 220, injetam-se duplos pulsos de corrente na rede de alimentação 2, cada duplo pulso compreendendo um primeiro pulso de corrente seguido por um segundo pulso de corrente de sinal oposto. A duração dos pulsos depende do filtro analógico 7 escolhido que depende, ele mesmo, do período da rede de alimentação 2.

[0080] Depois, em uma etapa 230, realiza-se as medições de tensão Vxm entre a terra, Terra, e o neutro, Neutro, da rede de alimentação 2 proveniente de cada um dos primeiro e segundo pulsos de corrente linj injetados. A Figura 3 apresenta um esquema elétrico das tensões empregadas sobre a rede de alimentação.

[0081] Em uma etapa seguinte 240, filtra-se analogicamente em altas frequências cada tensão medida \Zxm.

[0082] Adquire-se, em seguida, a medição Vxm, em uma etapa 250, depois se testa o número de medições Vxm efetuadas em uma etapa 260. Se ainda não se efetuou 40 duplas medições de tensão, recomeça-se uma dupla medição a partir de uma nova injeção de duplo pulso de corrente na etapa 220 sobre um período elétrico T seguinte, tendo desviado, em uma etapa 270, o momento da dupla medição de um tempo de desvio d=T/N, ou seja, no caso de uma rede de alimentação a 50 Hz, um tempo d=0,5 ms.

[0083] Uma vez a 40a. dupla medição efetuada, filtra-se numericamente em baixas frequências, em uma etapa seguinte 280, realizando a média das quarentas primeiras tensões medidas Vim por um lado, e a média das quarentas segundas tensões medidas V2m por outro lado, e determina-se finalmente, em uma etapa 290, a resistência Rt entre a terra, Terra, e o neutro, Neutro, a partir do valor absoluto da relação entre o quadrado da referida média das primeiras tensões e o produto da referida média das segundas tensões pela amplitude dos pulsos de corrente de acordo com a expressão (3). Esta determinação permite superar o valor da capacitância parasita Cparasita acoplada entre a terra, Terra, e o neutro, Neutro, da rede de alimentação 2 via o acoplamento de outro veículo automotivo 110 à rede de alimentação 110.

[0084] A Figura 4 apresenta em dois diagramas de Bode a amplitude e a fase das ações do filtro analógico em traços e do filtro numérico em traço cheio para uma frequência da rede de alimentação de 50 Hz.

[0085] O sistema protegido 1 é adaptado às limitações do automóvel e permite verificar a qualidade da terra de uma rede, notadamente de uma rede doméstica antes de autorizar o início de carga da bateria do veículo automotivo a bordo do qual o sistema protegido é embarcado, e mesmo quando um elemento perturbador, como outro carregador, introduz elementos capacitivos sobre a rede de alimentação.

Claims

1. Sistema (1) protegido de carga de uma bateria (3) de um veículo automotivo a partir de uma rede de alimentação (2), o sistema (1) sendo embarcado sobre o veículo automotivo e compreendendo meios de injeção (5) de pulsos de corrente na rede de alimentação (2), meios de medição (6) da tensão entre a terra e o neutro da rede de alimentação (2), caracterizado pelo fato de que os meios de injeção de pulsos são configurados para que cada injeção de pulsos de corrente na rede de alimentação (2) compreenda a injeção um primeiro pulso positivo seguido por um segundo pulso negativo, o primeiro e o segundo pulsos tendo uma intensidade igual em valor absoluto e sendo separados por um intervalo suficientemente curto para que uma capacitância parasita acoplada à rede de alimentação (2) seja ainda carregada quando do segundo pulso, e o sistema compreende meios de determinação (9) da resistência de terra a partir da amplitude dos pulsos de corrente e das tensões medidas para o primeiro pulso e o segundo pulso de cada injeção de pulsos.

2. Sistema (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender meios de medição (4) da frequência da rede de alimentação (2), um filtro analógico (7) para filtrar em altas frequências as tensões medidas, um filtro numérico (8) para filtrar em baixas frequências as tensões filtradas analogicamente, os meios de determinação (9) utilizando as tensões filtradas numericamente como tensões medidas, e o filtro numérico (8) compreendendo um filtro de média determinando uma média a partir de N medições de tensão T espaçadas por um intervalo de tempo T + ~^, com T o período da rede de alimentação (2) determinada pelos meios de medição (4) da frequência da rede de alimentação (2).

3. Sistema (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o filtro analógico (7) é um filtro analógico da segunda ordem com uma frequência de corte compreendida entre 800 Hz e 1,2 kHz, e preferivelmente de 1 kHz, e um fator de amortecimento compreendido entre 0,6 e 0,8, e preferivelmente de 0,7.

4. Sistema (1) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os pulsos de corrente têm uma duração pelo menos superior a 0,8 ms, e preferivelmente de 1 ms e uma amplitude máxima compreendida entre 18 mA e 22 mA, e preferivelmente de 20 mA.

5. Sistema (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de compreender meios de comando (10) de segurança aptos a ativar a carga da bateria (3) a partir da rede de alimentação (2) apenas se a resistência de terra medida for inferior a um limiar de ativação.

6. Sistema (1) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o limiar de ativação corresponde a um valor de resistência compreendido entre 20 e 600 Ohms, e corresponde preferivelmente a 200 ohms.

7. Processo de carga protegida de uma bateria (3) de um veículo automotivo a partir de uma rede de alimentação (2) estimando a resistência entre a terra e o neutro da rede de alimentação (2), em que se realiza, pelo menos, uma injeção de pulsos de corrente na rede de alimentação (2), realiza-se medições de tensão entre a terra e o neutro da rede de alimentação (2) em resposta a cada pulso, e determina-se a resistência de terra a partir das tensões medidas, caracterizado pelo fato de que cada injeção de pulsos de corrente na rede de alimentação (2) compreende a injeção de um primeiro pulso positivo seguido por um segundo pulso negativo, o primeiro e o segundo pulsos tendo uma intensidade igual em valor absoluto e sendo separados por um intervalo suficientemente curto para que uma capacitância parasita acoplada à rede de alimentação (2) seja ainda carregada quando do segundo pulso, e a determinação da resistência de terra é realizada a partir da amplitude dos pulsos de corrente e das tensões medidas para o primeiro pulso e o segundo pulso de cada injeção de pulsos.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que se mede a frequência da rede de alimentação (2), filtra-se analogicamente em altas frequências as tensões medidas para cada pulso, filtra-se numericamente em baixas frequências as tensões filtradas analogicamente, e a determinação da resistência de terra é realizada a partir das tensões filtradas numericamente, a filtragem numérica compreendendo a determinação de uma média a partir de N medições de tensão espaçadas de um intervalo de tempos T r + 77> com T o período da rede de alimentação (2) determinado a partir da medição da frequência da rede de alimentação (2).

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a filtragem analógica compreende uma filtragem na segunda ordem com uma frequência de corte compreendida entre 800 Hz e 1,2 kHz, e preferivelmente de 1 kHz, e um fator de amortecimento compreendido entre 0,6 e 0,8, e preferivelmente de 0,7.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os pulsos de corrente têm uma duração pelo menos superior a 0,8 ms, e preferivelmente de 1 ms e uma amplitude máxima compreendida entre 18 mA e 22 mA, e preferivelmente de 20 mA.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que a duração dos pulsos de corrente injetados na rede de alimentação (2) corresponde pelo menos ao período da rede de alimentação (2).

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de que se acopla a rede de alimentação (2) à bateria (3) apenas se a resistência de terra medida é inferior um limiar de ativação.