EP4292207A1 - Procédé de décharge d'au moins une unité de stockage d'énergie électrique d'un circuit - Google Patents

Procédé de décharge d'au moins une unité de stockage d'énergie électrique d'un circuit

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EP4292207A1
EP4292207A1 EP22705375.8A EP22705375A EP4292207A1 EP 4292207 A1 EP4292207 A1 EP 4292207A1 EP 22705375 A EP22705375 A EP 22705375A EP 4292207 A1 EP4292207 A1 EP 4292207A1
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EP
European Patent Office
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electrical
circuit
sub
storage unit
energy storage
Prior art date
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Pending
Application number
EP22705375.8A
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German (de)
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Inventor
Joachim Laupa
Hicham LAHBIL
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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Filing date
Publication date
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to the discharge of at least one electrical energy storage unit of an electrical circuit of a vehicle, for example an automobile.
  • This electrical energy storage unit is for example a capacitor or a set of capacitors.
  • the electrical circuit also includes:
  • a first switching system defining a DC/AC voltage converter and interposed between a first electrical sub-circuit to which the electrical energy storage unit belongs and the electrical winding of the stator of a rotating electrical machine
  • the object of the invention is to allow the discharge of such an electrical energy storage unit, whether or not the rotor has an excitation winding to the rotor, and it achieves this, according to one of its aspects, by using a method for discharging at least one electrical energy storage unit of an electrical circuit, in particular a capacitor or a battery, the electrical circuit further comprising:
  • a first switching system defining a DC/AC voltage converter and interposed between a first electrical sub-circuit to which the electrical energy storage unit belongs and the electrical winding of the stator of a rotating electrical machine
  • At least one of the first switching system, of the second switching system and of the electrical consumer is controlled so as to reduce the voltage at the terminals of the electrical energy storage unit by causing an additional current to flow in the electrical stator winding, or in the second switching system, or in the electrical consumer.
  • the first switching system is controlled so as to reduce the voltage at the terminals of the electrical energy storage unit by causing an additional current to flow in the winding electric stator so that the motor torque generated by the electric machine is less than a predefined value.
  • the motor torque is for example less than 5 N.m.
  • This control of the switching system implements for example a vector control using for example a Clarke or Concordia matrix. This vector control can implement a direct component for the current which generates flux, and not torque.
  • the consumer is ordered electricity in such a way that the additional current flows through this consumer.
  • the electric consumer is for example an electric supercharger compressor.
  • the electric supercharger compressor is, for example, subjected to a low torque due to this current flow, the value of this torque not being able to cause the rotary part of this electric compressor to rotate.
  • At least one of the first switching system, of the second switching system and of the electrical consumer can be controlled so as to reduce the voltage across the terminals of the electrical energy storage unit by to circulate an additional current in the electrical stator winding, or in the second switching system, or in the electrical consumer until this voltage across the terminals of the electrical energy storage unit reaches another threshold value predefined.
  • This other threshold value can be greater than or equal to 0V, being for example between 24V and 52V.
  • the predefined threshold value whose detection causes the flow of the additional current can be between 50V and 60V, being for example equal to 60V. If necessary, the circulation of the additional current can also be conditional on the detection of the exceeding of this threshold value for a predefined duration. This is for example a duration of 40ms for a threshold value of 60V.
  • control unit configured to implement the method as defined above.
  • the electric machine can be cooled by G water or by G air.
  • Another subject of the invention is a transmission system for a vehicle with electric or hybrid propulsion, comprising:
  • At least one of the switching systems can implement controllable electronic switches such as galium nitride (GaN), silicon carbide (SiC), or silicon transistors. part of what was stated above in relation to the electronic component still applies to this other aspect of the invention.
  • controllable electronic switches such as galium nitride (GaN), silicon carbide (SiC), or silicon transistors. part of what was stated above in relation to the electronic component still applies to this other aspect of the invention.
  • FIG. 1 schematically and partially represents a transmission system to which an example of implementation of the invention can be applied
  • FIG. 2 schematically shows an example of a rotating electrical machine of the system of Figure 1, bathed in oil
  • FIG. 3 schematically shows the electrical circuit of the rotating electrical machine of the transmission system of Figures 1 and 2,
  • FIG. 4 shows in the form of a diagram different steps of a method according to an example of implementation of the invention.
  • FIG. 5 is a curve representing the evolution of the voltage at the terminals of the electrical energy storage unit when an example of implementation of the method is applied
  • the transmission system 1 here comprises a double clutch 6 which can be dry or wet, with discs or lamellae.
  • This double clutch has two output shafts 2 and 3 which are here concentric. Each of these shafts defines a gearbox input shaft 4.
  • the gearbox 4 comprises, inside an oil-filled casing, a plurality of pinions defining a plurality of speed ratios Rl-Rn .
  • Shaft 2 is here associated with odd gear ratios and shaft 3 is associated with even gear ratios.
  • the torque at the output of the gearbox 4 is transmitted to the wheels of the vehicle, in order to ensure propulsion of this vehicle.
  • the transmission system 1 is hybrid or electric, comprising a rotating electric machine 7 This rotating machine 7 is located inside the housing of the gearbox 4.
  • the shaft of the rotating machine 7 is capable of cooperating by meshing with a pinion 8 integral with the input shaft 2 of the gearbox associated with the odd speed ratios, but other positions are possible for the rotating electrical machine 7, for example its meshing with a pinion integral with the input shaft 3 of the gearbox associated with the even gear ratios.
  • This rotating electrical machine 7 can form an alternator-starter of the vehicle.
  • the rotating electric machine 7 comprises a housing not shown in Figure 2. Inside this housing, it further comprises a shaft 13, a rotor 12 integral in rotation with the shaft 13, and a stator 10 surrounding the rotor 12. The rotational movement of the rotor 12 takes place around an axis X.
  • the housing may comprise a front bearing and a rear bearing which are assembled together, and each may have a hollow shape and centrally carry a respective ball bearing for the rotational mounting of the shaft 13.
  • the stator 10 comprises a body 21 in the form of a stack of laminations provided with notches, for example of the semi-closed or open type, equipped with notch insulation for mounting the electric winding polyphase of the stator.
  • Each phase comprises a winding passing through the notches of the body 21 and forming, with all the phases, a front bun 25a and a rear bun 25b on either side of the body of the stator.
  • the windings are for example obtained from a continuous wire covered with enamel or from bar-shaped conductive elements such as pins connected together.
  • the electric winding of the stator is for example three-phase, then implementing a star or delta connection, the outputs of which are connected to the electronic power component 9.
  • the electric winding of the stator can define a double three-phase system.
  • the rotor 12 of FIG. 2 is formed by a stack of sheets, as shown in FIG. 2.
  • the number of pairs of poles defined by the rotor 12 can be arbitrary, for example be between three and eight, being for example equal six or eight.
  • the machine also comprises sensors for measuring the position of the rotor, not shown in FIG. 2. These sensors are for example three Hall effect sensors interacting with a magnetic target integral in rotation with the rotor, but other sensors are possible such than resolvers.
  • the electrical winding of the stator of the rotating electrical machine 7 belongs to an electrical circuit comprising a first switching system 20 defining an inverter/rectifier.
  • This first switching system 20 is interposed between the electrical winding of the stator and a first electrical sub-circuit whose nominal voltage is in the example described equal to 48 V.
  • the first switching system switching 20 comprises for example several switching arms, each arm implementing two transistors connected in series and separated by a midpoint.
  • Each transistor is for example a galium nitride (GaN), silicon carbide (SiC), or silicon transistor.
  • the first sub-circuit also comprises in the example described a battery 21 connected to the rest of this first electrical sub-circuit by a disconnection switch 22.
  • the first sub-circuit also includes several consumers 23, including for example an electric compressor overfeeding.
  • an electrical energy storage unit 25 which is for example formed by a capacitor or by the assembly of several capacitors.
  • This electrical energy storage unit 25 has for example a capacity comprised between 3000m F and 4000m F.
  • the electrical circuit further comprises a control unit 32, which may be the central computer of the vehicle or be dedicated to all or part of the transmission system 1.
  • This control unit 32 communicates via a data network 33, which is for example of the CAN type, with different components of the electrical circuit, as can be seen in Figure 3.
  • control unit receives the information that the value of the voltage at the terminals of the electrical energy storage unit 25 exceeds a threshold value, for example between 50V and 60V.
  • step 101 the control unit implements one or more solutions making it possible to circulate an additional current in the circuit in order to reduce this value of the voltage at the terminals of the electrical energy storage unit 25 If necessary, step 101 can only be started when the control unit 32 has verified that the disconnect switch 22 is open.
  • a first solution may consist in controlling the first switching system 20 so as to cause an additional current to flow in G the electrical winding of the stator.
  • This control may consist of a vector control according to a positive sequence component and a quadrature component. The circulation of this current in the electrical winding of the stator leads to the appearance of a motor torque.
  • the control can ensure that this motor torque is less than a predefined value.
  • the additional current can be distributed between these two systems.
  • a second solution which can be added to the first, or be used alternatively, consists during step 101 in controlling the second switching system 25 so that the additional current flows through the latter to supply the second electrical sub-circuit from the first electrical sub-circuit.
  • This second solution can be engaged only for voltage values at the terminals of the electrical energy storage unit 25 lower than a given value, for which the DC/DC voltage converter 27 is on. This given value can be between 55 and 65V, in particular between 57V and 63V.
  • a third solution which can be combined with the first and/or the second, or be used as an alternative to these previous solutions, consists during step 101 in controlling the electrical consumer 23, which here is an electric compressor supercharging, so that the latter consumes the additional current. Moreover, this control does not cause rotation of the rotary part of the electric supercharger or can cause rotation at a certain speed of this rotary part, for example at 5000 rpm.
  • the value of the duration during which step 101 is applied and the value of the additional current flowing during this step 101 can vary according to data such as:
  • the invention could alternatively also be implemented, when the electrical circuit is connected to a charging station, by discharging the electrical energy storage unit by causing an additional current to flow in this charging station as an alternative or by complement of an additional current flow in the electrical stator winding, or in the second switching system, or in the electrical consumer.

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Abstract

Procédé de décharge d'au moins une unité de stockage d'énergie électrique d'un circuit électrique, notamment un condensateur, le circuit électrique comprenant en outre : - un premier système de commutation définissant un convertisseur de tension continu/alternatif et interposé entre un premier sous-circuit électrique auquel appartient l'unité de stockage d'énergie électrique et l'enroulement électrique du stator d'une machine électrique tournante, - un deuxième système de commutation définissant un convertisseur de tension continu/continu interposé entre le premier sous-circuit électrique et un deuxième sous-circuit électrique, et - au moins un consommateur électrique appartenant au premier sous-circuit électrique, procédé dans lequel : - on détecte que la tension aux bornes de l'unité de stockage d'énergie électrique dépasse une valeur seuil prédéfinie, et - on commande l'un au moins du premier système de commutation, du deuxième système de commutation et du consommateur électrique de manière à faire diminuer la tension aux bornes de l'unité de stockage d'énergie électrique en faisant circuler un courant additionnel dans l'enroulement électrique de stator, ou dans le deuxième système de commutation, ou dans le consommateur électrique.

Description

Procédé de décharge d’au moins une unité de stockage d’énergie électrique d’un circuit
La présente invention concerne la décharge d’au moins une unité de stockage d’énergie électrique d’un circuit électrique de véhicule, par exemple une automobile. Cette unité de stockage d’énergie électrique est par exemple un condensateur ou un ensemble de condensateurs. Le circuit électrique comprend en outre :
- un premier système de commutation définissant un convertisseur de tension continu/alternatif et inter posé entre un premier sous-circuit électrique auquel appartient l’unité de stockage d’énergie électrique et l’enroulement électrique du stator d’une machine électrique tournante,
- un deuxième système de commutation définissant un convertisseur de tension continu/continu interposé entre le premier sous-circuit électrique et un deuxième sous-circuit électrique, et
- au moins un consommateur électrique appartenant au premier sous-circuit électrique.
Le premier sous-circuit électrique présente par exemple une tension nominale de 48 V et le deuxième sous-circuit électrique présente par exemple une tension nominale de 12V.
Cette unité de stockage d’énergie électrique est disposée en parallèle de l’entrée continue du premier système de commutation, et il peut s’avérer nécessaire de décharger cette unité de stockage d’énergie pour éviter que la tension à ses bornes ne reste supérieure à une valeur prédéfinie. Cette valeur prédéfinie peut être liée à des impératifs de sûreté, par exemple lors d’un délestage de charge, et/ou être liée à un souci de ne pas user prématurément cette unité de stockage d’énergie électrique quand le véhicule est à l’arrêt en maintenant une tension trop importante à ses bornes.
Il est connu de décharger une telle unité de stockage d’énergie électrique par l’intermédiaire du con vertisseur de tension continu/alternatif en ménageant un court-circuit tournant sur les bras de ce conver tisseur, par exemple du brevet EP 3 053 236. Lorsque la machine électrique tournante présente un enrou lement d’excitation au rotor, il est également connu d’agir sur le hacheur commandant cet enroulement d’excitation pour réaliser cette décharge.
L’invention a pour objet de permettre la décharge d’une telle unité de stockage d’énergie électrique, que le rotor présente ou non un enroulement d’excitation au rotor, et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, à l’aide d’un procédé de décharge d’au moins une unité de stockage d’énergie électrique d’un circuit électrique, notamment un condensateur ou une batterie, le circuit électrique comprenant en outre :
- un premier système de commutation définissant un convertisseur de tension continu/alternatif et inter posé entre un premier sous-circuit électrique auquel appartient l’unité de stockage d’énergie électrique et l’enroulement électrique du stator d’une machine électrique tournante,
- un deuxième système de commutation définissant un convertisseur de tension continu/continu interposé entre le premier sous-circuit électrique et un deuxième sous-circuit électrique, et
- au moins un consommateur électrique appartenant au premier sous-circuit électrique, procédé dans lequel :
- on détecte que la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique dépasse une valeur seuil prédéfinie, et
- on commande l’un au moins du premier système de commutation, du deuxième système de commutation et du consommateur électrique de manière à faire diminuer la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique en faisant circuler un courant additionnel dans l’enroulement électrique de stator, ou dans le deuxième système de commutation, ou dans le consommateur électrique.
La circulation de ce courant additionnel permet de réduire la valeur de la tension aux bornes de l’unité de stockage d’ énergie électrique.
Le premier sous-circuit électrique peut présenter une tension nominale de 48V et le deuxième sous- circuit électrique peut présenter une tension nominale de 12V. En variante, la premier sous-circuit élec trique peut présenter une tension nominale supérieure à 300V.
L’enroulement électrique de stator peut définir un double système triphasé et la diminution de la ten sion aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique peut s’obtenir en faisant circuler un premier courant additionnel dans un premier système triphasé et un deuxième courant additionnel dans un deu xième système triphasé. En variante, lorsqu’un double système triphasé est défini, le courant additionnel peut ne circuler que dans le premier système triphasé ou que dans le deuxième système triphasé.
L’enroulement électrique de stator est par exemple formé par des fils électriques ou par des barres conductrices reliées les unes les autres.
Le rotor de la machine électrique tournante est par exemple dépourvu d’enroulement électrique d’ex citation. Ce rotor porte par exemple une pluralité d’aimants permanents.
La machine électrique tournante est par exemple une machine synchrone. En variante, il peut s’agir d’une machine asynchrone.
Selon un premier exemple de mise en œuvre de l’invention, on commande le premier système de com mutation de manière à faire diminuer la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique en faisant circuler un courant additionnel dans l’enroulement électrique de stator de manière à ce que le couple moteur généré par la machine électrique soit inférieur à une valeur prédéfinie. Le couple moteur est par exemple inférieur à 5N.m. Cette commande du système de commutation met par exemple en œuvre une commande vectorielle utilisant par exemple une matrice de Clarke ou de Concordia. Cette commande vectorielle peut mettre en œuvre une composante directe pour le courant qui soit génératrice de flux, et non de couple.
Selon un deuxième exemple de mise en œuvre, qui peut être alternatif ou cumulé au premier exemple de mise en œuvre, on commande le deuxième système de commutation de manière à ce qu’il alimente le deuxième sous-circuit à partir du premier sous-circuit. Cette alimentation du deuxième sous-circuit cor respond à la circulation du courant additionnel. La circulation du courant additionnel selon ce deuxième exemple de mise en œuvre permet d’utiliser dans le deuxième sous-circuit l’énergie déchargée, par exemple pour recharger une batterie du deuxième sous-circuit.
Selon ce deuxième exemple de mise en œuvre, la commande du deuxième système de commutation pour faire circuler le courant additionnel peut n’avoir lieu que pour des valeurs de tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique inférieures à une valeur donnée, cette valeur donnée pouvant être supérieure ou non à la valeur seuil prédéfinie précitée. Cette valeur donnée correspond à la valeur de tension en deçà de laquelle le deuxième système de commutation est passant. Cette valeur donnée peut être comprise entre 55V et 65V, étant notamment comprise entre 57V et 63V. Lorsque le deuxième sys tème de commutation est un convertisseur de tension continu/continu, le franchissement de la valeur don née par la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique peut correspondre à la mise en sécurité de ce convertisseur de tension continu/continu.
Selon un troisième exemple de mise en œuvre, qui peut être alternatif au premier et au deuxième exemple de mise en œuvre, ou être cumulé à l’un et/ou l’autre des exemples de mise en œuvre décrits précédemment, on commande le consommateur électrique de manière à ce que le courant additionnel circule dans ce consommateur. Le consommateur électrique est par exemple un compresseur électrique de suralimentation. Dans ce dernier cas, le compresseur électrique de suralimentation est par exemple soumis à un faible couple du fait de cette circulation de courant, la valeur de ce couple pouvant ne pas mettre en rotation la partie rotative de ce compresseur électrique.
L’unité de stockage d’énergie électrique est par exemple formée par un ou plusieurs condensateurs, la capacité de cette unité de stockage d’énergie électrique étant notamment comprise entre 2000 pF et 4000 m F, par exemple de l’ordre de 3000m F.
Dans tout ce qui précède, le premier sous-circuit peut comprendre une batterie distincte de l’unité de stockage d’énergie électrique, et le procédé peut comprendre l’étape préalable consistant à vérifier que cette batterie est bien déconnectée du premier sous-circuit.
Dans tout ce qui précède, on peut commander l’un au moins du premier système de commutation, du deuxième système de commutation et du consommateur électrique de manière à faire diminuer la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique en faisant circuler un courant additionnel dans l’enroulement électrique de stator, ou dans le deuxième système de commutation, ou dans le consomma teur électrique jusqu’à ce que cette tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique atteigne une autre valeur seuil prédéfinie. Cette autre valeur seuil peut être supérieure ou égale à 0V, étant par exemple comprise entre 24V et 52V.
Dans tout ce qui précède, la durée s’écoulant entre la détection du dépassement de la valeur seuil prédéfinie par la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique et la fin de la commande du premier système de commutation et/ou du deuxième système de commutation et/ou du consommateur électrique de manière à faire diminuer la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique en faisant circuler un courant additionnel peut être inférieure à une valeur donnée, par exemple à 100ms, par exemple à 40ms.
Dans tout ce qui précède, lorsque le premier sous-circuit électrique présente une tension nominale de 48V, la valeur seuil préfinie dont la détection provoque la circulation du courant additionnel peut être comprise entre 50V et 60V, étant par exemple égale à 60V. Le cas échéant, la circulation du courant additionnel peut également être conditionnée à la détection du dépassement de cette valeur seuil pendant une durée prédéfinie. Il s’agit par exemple d’une durée de 40ms pour une valeur seuil de 60V.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un circuit électrique destiné à être em barqué sur un véhicule, comprenant:
- un premier sous-circuit électrique comprenant une unité de stockage d’ énergie électrique et au moins un consommateur électrique,
- un premier système de commutation définissant un convertisseur de tension continu/alternatif et inter posé entre le premier sous-circuit électrique et l’enroulement électrique du stator d’une machine électrique tournante,
- un deuxième sous-circuit électrique,
- un deuxième système de commutation définissant un convertisseur de tension continu/continu interposé entre le premier sous-circuit électrique et le deuxième sous-circuit électrique, et
- une unité de contrôle configurée pour mettre en œuvre le procédé tel que défini ci-dessus.
L’unité de contrôle peut être intégrée au calculateur central du véhicule (« VCU » en anglais). En va riante, l’unité de contrôle peut être dédiée au groupe motopropulseur du véhicule.
Dans tout ce qui précède, le stator peut être logé dans un carter, ce carter formant une enceinte conte nant de l’huile, cette huile circulant dans cette enceinte de manière à refroidir l’enroulement électrique du stator, puis venant en contact avec le rotor. En variante, l’huile peut circuler dans l’arbre solidaire du rotor, et cette huile est projetée radialement dans la machine via une ou plusieurs ouvertures ménagées dans la paroi de cet arbre.
En variante encore, la machine électrique peut être refroidie par de G eau ou par de G air.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un système de transmis-sion pour véhi cule à propulsion électrique ou hybride, comprenant :
- une machine électrique telle que définie précédemment, et
- une boîte de vitesses, comprenant des pignons, définissant des rapports de boîte.
L’arbre de la machine électrique tournante est par exemple solidaire en rotation d’un arbre d’entrée de la boîte de vitesses, ou de l’arbre de sortie de la boîte de vitesses ou de pignons fous. Le cas échéant, un réducteur est interposé entre l’arbre de la machine électrique tournante et l’arbre d’entrée de la boîte de vitesses, ou entre l’arbre de la machine électrique tournante et l’arbre de sortie de la boîte de vitesses. L’arbre de la machine électrique tournante est par exemple solidaire en rotation de l’essieu avant ou de l’essieu arrière du système de transmission.
Le système de propulsion comprend par exemple un double embrayage, à sec ou humide, chacun des arbres de sortie du double embrayage formant alors un arbre d’entrée pour la boîte de vitesses. Dans un tel cas, l’arbre de la machine électrique tournante est par exemple solidaire en rotation de l’un ou de l’autre de ces deux arbres d’entrée de la boîte de vitesses.
La machine électrique tournante peut présenter une puissance électrique nominale en mode moteur de 4 kW, 8 kW, 15 kW, 25 kW ou plus.
L’un au moins des systèmes de commutation, notamment chaque système de commutation, peut mettre en œuvre des interrupteurs électroniques commandables tels que des transistors en nitrure de galium (GaN), en carbure de silicium (SiC), ou en silicium.Tout ou partie de ce qui a été énoncé précédemment en rapport avec le composant électronique s’applique encore à cet autre aspect de l’invention.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’exemples non limitatifs de celle-ci et à l’examen du dessin annexé sur lequel :
- la figure 1 représente de façon schématique et partiel un système de transmission auquel peut s’appliquer un exemple de mise en œuvre de l’invention,
- la figure 2 représente de façon schématique un exemple de machine électrique tournante du système de la figure 1, baignant dans l’huile,
- la figure 3 représente de façon schématique, le circuit électrique de la machine électrique tournante du système de transmission des figures 1 et 2,
- la figure 4 représente sous forme de schéma différentes étapes d’un procédé selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, et
- la figure 5 est une courbe représentant l’évolution de la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique lorsqu’un exemple de mise en œuvre du procédé est appliqué
On a représenté sur la figure 1 un système de transmission 1 auquel peut s’appliquer l’invention. Le système de transmission 1 comprend ici un double embrayage 6 pouvant être à sec ou humide, à disques ou à lamelles.
Ce double embrayage présente deux arbres de sortie 2 et 3 qui sont ici concentriques. Chacun de ces arbres définit un arbre d’entrée de boîte de vitesses 4. La boite de vitesses 4 comprend, à l’intérieur d’un carter rempli d’huile, une pluralité de pignons définissant une pluralité de rapports de vitesse Rl-Rn. L’arbre 2 est ici associé à des rapports de vitesse impairs et l’arbre 3 est associé à des rapports de vitesse pairs.
Le couple en sortie de la boîte de vitesses 4 est transmis aux roues du véhicule, afin d’assurer une propulsion de ce véhicule. Le système de transmission 1 est hybride ou électrique, comprenant une machine élec -trique tournante 7 Cette machine tournante 7 est implantée à l’intérieur du carter de la boîte de vitesses 4. Dans l’exemple considéré, l’arbre de la machine tournante 7 est apte à coopérer par engrènement avec un pignon 8 soli daire de l’arbre 2 d’entrée de la boîte de vitesses associé aux rapports de vitesse impairs, mais d’autres positions sont possibles pour la machine électrique tournante 7, par exemple son engrènement avec un pignon solidaire de l’arbre 3 d’entrée de la boîte de vitesses associé aux rapports de vitesse pairs.
Cette machine électrique tournante 7 peut former un alterno-démarreur du véhicule. La machine élec trique tournante 7 comporte un carter non représenté sur la figure 2. A l'intérieur de ce carter, elle comporte, en outre, un arbre 13, un rotor 12 solidaire en rotation de l’arbre 13, et un stator 10 entourant le rotor 12. Le mouvement de rotation du rotor 12 se fait autour d’un axe X.
Bien que non représenté, le carter peut comporter un palier avant et un palier arrière qui sont assemblés ensemble, et peuvent chacun avoir une forme creuse et porter centralement un roulement à billes respectif pour le montage à rotation de l'arbre 13.
Dans cet exemple de réalisation, le stator 10 comporte un corps 21 en forme d'un paquet de tôles doté d'encoches, par exemple du type semi fermée ou ouverte, équipées d’isolant d’encoches pour le montage de l’enroulement électrique polyphasé du stator. Chaque phase comporte un enroulement traversant les encoches du corps 21 et formant, avec toutes les phases, un chignon avant 25a et un chignon arrière 25b de part et d'autre du corps du stator. Les enroulements sont par exemple obtenus à partir d’un fil continu recouvert d’émail ou à partir d’éléments conducteurs en forme de barre tels que des épingles reliées entre elles. L’enroulement électrique du stator est par exemple triphasé, mettant alors en œuvre un montage en étoile ou en triangle dont les sorties sont reliées au composant électronique de puissance 9. En variante, l’enroulement électrique du stator peut définir un double système triphasé.
Le rotor 12 de la figure 2 est formé par un empilement de tôles, comme représenté sur la figure 2. Le nombre de paires de pôles défini par le rotor 12 peut être quelconque, par exemple être compris entre trois et huit, étant par exemple égal à six ou à huit.
On constate encore sur la figure 2 que l’arbre 13 est creux, de l’huile circulant à travers celui-ci. Des ouvertures ménagées dans l’arbre 13 et visibles sur la figure 2 permettent la projection radiale d’huile dans la machine, de sorte que le rotor et le stator baignent dans l’huile, dans l’exemple considéré.
La machine comprend encore des capteurs de mesure de la position du rotor, non représentés sur la figure 2. Ces capteurs sont par exemple trois capteurs à effet Hall interagissant avec une cible magnétique solidaire en rotation du rotor, mais d’autres capteurs sont possibles tels que des résolveurs.
L’enroulement électrique du stator de la machine électrique tournante 7 appartient à un circuit élec trique comprenant un premier système de commutation 20 définissant un onduleur/redresseur. Ce premier système de commutation 20 est interposé entre l’enroulement électrique du stator et un premier sous- circuit électrique dont la tension nominale est dans G exemple décrit égale à 48 V. Le premier système de commutation 20 comprend par exemple plusieurs bras de commutation, chaque bras mettant en œuvre deux transistors montés en série et séparés par un point milieu. Chaque transistor est par exemple un transistor en nitrure de galium (GaN), en carbure de silicium (SiC), ou en silicium.
Le premier sous-circuit comprend également dans l’exemple décrit une batterie 21 reliée au reste de ce premier sous-circuit électrique par un interrupteur de déconnexion 22. Le premier sous-circuit com prend encore plusieurs consommateurs 23, dont par exemple un compresseur électrique de suralimenta tion.
Aux bornes de l’entrée continue 24 du premier système de commutation 20 est disposée une unité de stockage d’énergie électrique 25, qui est par exemple formée par un condensateur ou par l’assemblage de plusieurs condensateurs. Cette unité de stockage d’énergie électrique 25 a par exemple une capacité com prise entre 3000m F et 4000m F.
Le circuit électrique comprend également dans l’exemple considéré un deuxième système de commu tation 27 définissant un convertisseur de tension continu/continu interposé entre le premier sous-circuit électrique et un deuxième sous-circuit électrique. Similairement au premier système de commutation 20, le deuxième système de commutation 27 comprend par exemple des transistors qui peuvent être du même type que ceux mentionnés précédemment. Le deuxième sous-circuit électrique présente par exemple une tension nominale de 12V.
De façon connue, ce deuxième sous-circuit électrique comprend une batterie 30 ainsi que des consom mateurs non représentés, pouvant être choisi(s) dans la liste suivante non limitative: système d’éclairage, système de direction assistée électrique, système de freinage, système de climatisation ou système d’auto radio.
Le circuit électrique comprend encore une unité de contrôle 32, qui peut être le calculateur central du véhicule ou être dédiée à tout ou partie du système de transmission 1. Cette unité de contrôle 32 commu nique via un réseau de données 33, qui est par exemple de type CAN, avec différents composants du circuit électrique, comme on peut le voir sur la figure 3.
On a représenté en référence à la figure 4 différentes étapes d’un exemple non limitatif de procédé.
Lors d’une étape 100, l’unité de contrôle reçoit l’information selon laquelle la valeur de la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique 25 dépasse une valeur seuil, par exemple comprise entre 50V et 60V.
Lors d’une étape 101, l’unité de contrôle met en œuvre une ou plusieurs solutions permettant de faire circuler un courant additionnel dans le circuit afin de diminuer cette valeur de la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique 25. Le cas échéant, l’étape 101 peut n’être enclenchée que lorsque l’unité de contrôle 32 a vérifié que l’interrupteur de déconnexion 22 est ouvert. Une première solution peut consister à commander le premier système de commutation 20 de manière à faire circuler un courant additionnel dans G enroulement électrique de stator. Cette commande peut con sister en une commande vectorielle selon une composante directe et une composante en quadrature. La circulation de ce courant dans l’enroulement électrique de stator conduit à l’apparition d’un couple moteur.
5 La commande peut faire en sorte que ce couple moteur soit inférieur à une valeur prédéfinie. Comme déjà mentionné, lorsque l’enroulement électrique du stator définit un double système triphasé, le courant ad ditionnel peut se répartir entre ces deux systèmes.
L’évolution de la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie 25 lorsque la première solution est mise en œuvre correspond par exemple à ce qui est représenté sur la figure 5. 0 Une deuxième solution, qui peut se cumuler à la première, ou être utilisée de façon alternative, consiste lors de l’étape 101 à commander le deuxième système de commutation 25 de manière à ce que le courant additionnel circule à travers ce dernier pour alimenter le deuxième sous-circuit électrique à partir du pre mier sous-circuit électrique. Cette deuxième solution peut être enclenchée uniquement pour des valeurs de tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique 25 inférieures à une valeur donnée, pour 5 lesquelles le convertisseur de tension continu/continu 27 est passant. Cette valeur donnée peut être com prise entre 55 et 65V, notamment entre 57V et 63V.
Une troisième solution, qui peut se cumuler à la première et/ou à la deuxième, ou être utilisée de façon alternative à ces solutions précédentes, consiste lors de l’étape 101 à commander le consommateur élec trique 23, qui est ici un compresseur électrique de suralimentation, de manière à ce que ce dernier con- 0 somme le courant additionnel. Cette commande n’entraîne par ailleurs pas de rotation de la partie rotative du compresseur électrique de suralimentation ou peut entraîner une rotation à une certaine vitesse de cette partie rotative, par exemple à 5000 tr/min.
Lors d’une étape 102 qui est facultative, on vérifie que la tension aux bornes de l’unité de stockage d’ énergie électrique a atteint une autre valeur seuil prédéfinie. 5 L’ensemble des étapes 100 à 102 peut être effectuée dans une durée inférieure à 100ms, notamment à 40ms.
La valeur de la durée pendant laquelle l’étape 101 est appliquée et la valeur du courant additionnel circulant lors de cette étape 101 peut varier en fonction de données telles que :
- la valeur de la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique lorsque cette étape 101 est 0 déclenchée (ou en variante la valeur seuil à partir de laquelle est référencé le dépassement), et
- la valeur de cette même tension que l’on souhaite conserver en fin de décharge.
Différents exemples de décharge figurent dans le tableau ci-dessous, ces différents exemples pouvant être obtenus via l’une quelconque des solutions décrites ci-dessus :
[Table 1]
L’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits.
L’invention pourrait en variante également être mise en œuvre, lorsque le circuit électrique est branché à une borne de recharge, en déchargeant l’unité de stockage d’énergie électrique en faisant circuler un courant additionnel dans cette borne de recharge en alternative ou en complément d’une 5 circulation de courant additionnel dans ’ enroulement électrique de stator, ou dans le deuxième système de commutation, ou dans le consommateur électrique.

Claims

Revendications
1. Procédé de décharge d’au moins une unité de stockage d’énergie électrique (25) d’un circuit électrique, notamment un condensateur ou une batterie, le circuit électrique comprenant en outre :
- un premier système de commutation (20) définissant un convertisseur de tension continu/alternatif et interposé entre un premier sous-circuit électrique auquel appartient l’unité de stockage d’énergie électrique et l’enroulement électrique du stator d’une machine électrique tournante,
- un deuxième système de commutation (27) définissant un convertisseur de tension continu/continu interposé entre le premier sous-circuit électrique et un deuxième sous-circuit électrique, et
- au moins un consommateur électrique (23) appartenant au premier sous-circuit électrique, procédé dans lequel :
- on détecte (100) que la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique dépasse une valeur seuil prédéfinie, et
- on commande (101) l’un au moins du premier système de commutation (20), du deuxième système de commutation (27) et du consommateur électrique (23) de manière à faire diminuer la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique (25) en faisant circuler un courant additionnel dans le deuxième système de commutation (27), ou dans le consommateur électrique (23).
2. Procédé de décharge selon la revendication 1, dans lequel le premier sous-circuit électrique présente une tension nominale de 48V et dans lequel le deuxième sous-circuit électrique présente une tension nominale de 12V.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’enroulement électrique de stator définit un double système triphasé et dans lequel on fait diminuer la tension aux bornes de l’unité de stockage d’ énergie électrique en faisant circuler un premier courant additionnel dans un premier système triphasé et un deuxième courant additionnel dans un deuxième système triphasé.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on commande le premier système de commutation (20) de manière à faire diminuer la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique en faisant circuler un courant additionnel dans l’enroulement électrique de stator de manière à ce que le couple moteur généré par la machine électrique soit inférieur à une valeur prédéfinie.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on commande le deuxième système de commutation (27) de manière à ce qu’il alimente le deuxième sous- circuit à partir du premier sous-circuit.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on commande le consommateur électrique (23) de manière à ce que le courant additionnel circule dans ce consommateur.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications, dans lequel l’unité de stockage d’ énergie électrique est formée par un ou plusieurs condensateurs, la capacité de cette unité de stockage d’ énergie électrique étant notamment comprise entre 2000 pF et 4000pF.
8. Procédé selon la revendication 7, le premier sous-circuit comprenant une batterie (21) distincte du ou des condensateurs, et le procédé comprenant l’étape préalable consistant à vérifier que cette batterie (21) est bien déconnectée du premier sous-circuit.
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on commande l’un au moins du premier système de commutation (20), du deuxième système de commutation (27) et du consommateur électrique (23) de manière à faire diminuer la tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique (25) en faisant circuler un courant additionnel dans l’enroulement électrique de stator, ou dans le deuxième système de commutation, ou dans le consommateur électrique jusqu’à ce que cette tension aux bornes de l’unité de stockage d’énergie électrique atteigne une autre valeur seuil prédéfinie.
10. Circuit électrique destiné à être embarqué sur un véhicule, comprenant:
- un premier sous-circuit électrique comprenant une unité de stockage d’énergie électrique et au moins un consommateur électrique,
- un premier système de commutation définissant un convertisseur de tension continu/alternatif et interposé entre le premier sous-circuit électrique et l’enroulement électrique du stator d’une machine électrique tournante,
- un deuxième sous-circuit électrique,
- un deuxième système de commutation définissant un convertisseur de tension continu/continu interposé entre le premier sous-circuit électrique et le deuxième sous-circuit électrique, et
- une unité de contrôle configurée pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendi cations précédentes.
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