FR2997578A1 - Dispositif de charge d'une batterie a partir d'un reseau monophase - Google Patents

Dispositif de charge d'une batterie a partir d'un reseau monophase Download PDF

Info

Publication number
FR2997578A1
FR2997578A1 FR1260179A FR1260179A FR2997578A1 FR 2997578 A1 FR2997578 A1 FR 2997578A1 FR 1260179 A FR1260179 A FR 1260179A FR 1260179 A FR1260179 A FR 1260179A FR 2997578 A1 FR2997578 A1 FR 2997578A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
battery
voltage
supply network
inverter
switching arm
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
FR1260179A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2997578B1 (fr
Inventor
Alain Gascher
Charles Carcenac
Pierric Gueguen
Serge Loudot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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 SAS filed Critical Renault SAS
Priority to FR1260179A priority Critical patent/FR2997578B1/fr
Publication of FR2997578A1 publication Critical patent/FR2997578A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2997578B1 publication Critical patent/FR2997578B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/007—Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/24—Using the vehicle's propulsion converter for charging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/30—AC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/50—Structural details of electrical machines
    • B60L2220/54—Windings for different functions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/50—Structural details of electrical machines
    • B60L2220/56—Structural details of electrical machines with switched windings
    • 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
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • 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
    • 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
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • 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
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Dispositif de charge (1) embarqué d'une batterie (3), notamment d'un véhicule automobile à traction au moins partiellement électrique comprenant un groupe motopropulseur comportant au moins une machine électrique (2), à partir d'un réseau d'alimentation (5) monophasé, le dispositif (1) comprenant un onduleur (7) raccordé à la machine électrique (2), un étage (8) élévateur de tension raccordé entre l'onduleur (7) et la batterie (3), et des moyens de raccordement (4) au réseau d'alimentation (5) couplés à la machine électrique (2). Il comprend un étage de filtrage (6) raccordé entre les moyens de raccordement (4) et ladite machine électrique (2), et un bras de commutation (9) raccordé entre l'étage (8) élévateur de tension et les moyens de raccordement (4).

Description

Dispositif de charge d'une batterie à partir d'un réseau monophasé L'invention concerne un dispositif d'alimentation en énergie électrique, notamment pour un véhicule automobile à traction au moins partiellement électrique, et plus particulièrement un dispositif de charge d'une batterie d'un véhicule automobile à partir d'un réseau d'alimentation monophasé.
Un système de traction d'un véhicule automobile à traction au moins partiellement électrique comprend généralement un onduleur raccordé entre la machine électrique du groupe motopropulseur et la batterie du véhicule automobile. L'onduleur est également utilisé lors du fonctionnement en traction du véhicule pour convertir le courant continu délivré par la batterie en un courant alternatif avant de l'appliquer au moteur. Dans le cadre du développement des véhicules électriques et hybrides, il est connu d'utiliser un élément élévateur de tension entre la batterie haute tension, généralement de l'ordre de 400V, et l'onduleur pour réguler la tension délivrée par la batterie. Lorsque la batterie se décharge, la tension à ses bornes diminue. A faible état de charge, sa tension est de l'ordre de 240V. Le fait de placer un élément élévateur de tension entre la batterie et l'onduleur permet de réaliser une régulation à une tension constante de l'ordre de 400V ou plus entre la batterie et l'onduleur. Cela permet d'optimiser le dimensionnement de l'onduleur tout en minimisant les pertes dans celui-ci dues au courant qui le traverse. En parallèle de cet élément élévateur inclus dans le système de traction, un chargeur est nécessaire. Il est connu d'utiliser un élément élévateur/abaisseur de tension pour mettre en commun en partie la fonction charge et ainsi intégrer la fonction chargeur dans les éléments existants, ce qui permet de supprimer le chargeur tout en conservant la fonction.
Dans l'article « An integral Battery Charger With Power Factor for Electric Scooter » de Gianmario Pellegrino paru dans la revue IEEE, le moteur est utilisé avec un montage électronique pour réaliser un dispositif de charge de la batterie embarqué à bord du véhicule automobile. Cependant, le dispositif doit inclure un pont de diode afin de redresser la tension du réseau d'alimentation avant d'attaquer la suite du montage, ce qui ne permet pas d'obtenir un montage facilement bidirectionnel. Dans le document WO 2010/57892 est décrit un dispositif de charge dont la structure est associée à un pont en H qui nécessite que les phases du moteur soient entièrement accessibles électriquement. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un dispositif de charge d'une batterie embarqué à bord d'un véhicule automobile à traction au moins partiellement électrique comprenant des moyens d'élévation de la tension entre la batterie et l'onduleur pour maintenir constante la tension délivrée par la batterie lorsque le véhicule est en traction et permettant la charge de la batterie que la tension de la batterie soit supérieure ou inférieure à la tension du réseau d'alimentation redressé.
Elle a donc pour objet, un dispositif de charge embarqué d'une batterie, notamment d'un véhicule automobile à traction au moins partiellement électrique comprenant un groupe motopropulseur comportant au moins une machine électrique, à partir d'un réseau d'alimentation monophasé, le dispositif comprenant un onduleur raccordé à la machine électrique, un étage élévateur de tension raccordé entre l'onduleur et la batterie, et des moyens de raccordement au réseau d'alimentation couplés à la machine électrique. Selon une caractéristique générale de l'invention, le dispositif de charge embarqué comprend un étage de filtrage raccordé entre les moyens de raccordement et ladite machine électrique, et un bras de commutation raccordé entre l'étage élévateur de tension et les moyens de raccordement. Le bras de commutation raccordé entre l'étage élévateur de tension et les moyens de raccordement permet de commander en permanence la puissance absorbée sur le réseau et, par conséquent, la puissance envoyée dans la batterie, ainsi que d'absorber un courant quasi-sinusoïdal sur le réseau de façon à satisfaire aux contraintes de raccordement avec un gabarit harmonique minimal, c'est-à-dire un courant proche d'une fonction sinus. De plus, la communalisation de l'élément élévateur entre le fonctionnement en charge et le fonctionnement en traction permet un fort gain financier sur le coût du chargeur. Avantageusement, le bras de commutation peut comprendre un composant inductif, une diode, et un montage en parallèle d'une diode avec un transistor bipolaire à grille isolée, le composant inductif comprenant une première borne couplée aux moyens de raccordements et une seconde borne couplée à la diode et au montage en parallèle. L'étage élévateur de tension peut avantageusement comprendre un composant inductif et deux montages en parallèle d'une diode avec un transistor bipolaire à grille isolée, le composant inductif comprenant une première borne couplée à une borne de la batterie et une seconde borne couplée aux deux montages en parallèle. La diode du bras de commutation peut ainsi être couplée en sortie à l'entrée de l'étage élévateur, et le montage en parallèle du bras de commutation peut ainsi être couplé à une borne de la batterie. Le dispositif comprend de préférence des moyens de commandes aptes à commander les transistors bipolaires à grille isolée du bras de commutation, de l'étage élévateur de tension et de l'onduleur. Avantageusement, les moyens de filtrage peuvent comprendre une inductance de mode commun associé à une première capacité reliée entre la phase du réseau d'alimentation électrique et la terre et une seconde capacité reliée entre le neutre du réseau d'alimentation électrique et la terre. Selon un autre aspect, il est proposé un véhicule automobile à traction au moins partiellement électrique comprenant un groupe motopropulseur comportant au moins une machine électrique couplée à des roues motrices, comprenant un dispositif de charge embarqué tel que défini ci-dessus. Selon encore un autre aspect, il est proposé un procédé de commande d'un dispositif de charge d'une batterie, notamment d'une batterie d'un véhicule automobile à traction au moins partiellement électrique comprenant au moins une machine électrique, à partir d'un réseau d'alimentation monophasé, dans lequel on détecte un raccordement du dispositif à un réseau d'alimentation monophasé. Selon une caractéristique générale de l'invention, lorsque la tension du réseau d'alimentation est positive, on amène la puissance électrique du réseau à la batterie via la machine électrique et un onduleur, le circuit étant fermé par un bras de commutation raccordé entre la batterie et le réseau d'alimentation, et lorsque la tension du réseau d'alimentation est négative, on amène la puissance électrique du réseau à la batterie via le bras de commutation et un étage élévateur de tension, le circuit étant fermé par l'onduleur et la machine électrique. De préférence, on commande l'onduleur et le bras de commutation en fonction du signe de la tension du réseau d' alimentation. Avantageusement, l'étage élévateur de tension est commandé en outre en fonction du courant de charge souhaité pour la batterie. Lorsque la tension d'alimentation est positive, on commande le rapport cyclique de l'onduleur électrique de manière à mettre en phase la tension et le courant délivré par le réseau d'alimentation électrique. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode réalisation selon l'invention, nullement limitatif, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 représente, de manière schématique, un dispositif de charge selon un mode de réalisation de l' invention ; la figure 2 présente schématiquement une vue détaillée d'un exemple de moyens de filtrage du dispositif de charge de la figure 1 ; la figure 3 représente schématiquement de manière plus détaillée le dispositif de charge de la figure 1 ; la figure 4 présente un organigramme d'un procédé de charge selon un mode de mise en oeuvre de l' invention. Sur la figure 1 est représenté de manière schématique un dispositif de charge 1 embarqué d'une batterie d'un véhicule automobile à traction électrique. Le véhicule automobile comprend un groupe motopropulseur comportant une machine électrique 2 raccordée à une batterie 3 à haute tension via des éléments du dispositif de charge 1.
Le dispositif de charge 1 comprend la machine électrique 2 du véhicule, des moyens de raccordement 4 à un réseau d'alimentation électrique 5 monophasé, et des moyens de filtrage 6 connectés entre les moyens de raccordement 4 et la machine électrique 2. Le dispositif de charge 1 embarqué comprend également un onduleur 7 connecté, d'une part, à la machine électrique 2 et, d'autre part, à la batterie 3 via un étage élévateur de tension 8. Pour permettre le fonctionnement en charge du dispositif de charge 1 embarqué, ledit dispositif de charge 1 comprend un bras de commutation 9 raccordé entre l'étage élévateur de tension 8 et les moyens de raccordement 4 via les moyens de filtrage 6. Les moyens de filtrage 6 sont décrits de manière plus détaillée sur la figure 2 selon un exemple de réalisation. Les moyens de filtrage 6 comprennent un connecteur 61 permettant de recevoir la phase, le neutre et la terre du réseau d'alimentation 5 via les moyens de raccordement 4. Le connecteur 61 permet de coupler la terre à la masse alors que la phase et le neutre sont couplés à un transformateur isolé 62 couplé en sortie à un montage comprenant une inductance de mode commun 63 couplée à une résistance 64 en parallèle, et à deux capacités 65 en montage Y reliées à la masse qui assurent le filtrage de mode commun. Ces moyens de filtrage 6 permettent ainsi d'assurer un fonctionnement de filtrage en mode commun et un filtrage en mode différentiel. Les moyens de filtrage 6 permettent, en mode différentiel, d'éliminer les harmoniques issues de la stratégie de commutation du courant, et, en mode commun, de limiter le courant dans le fil de terre issu de la commutation des capacités parasites dues, entre autres, aux modules de puissance, à la machine électrique 2, et à la batterie 3, le châssis du véhicule étant relié à la terre lorsqu'il est branché au réseau d'alimentation électrique 5. Par ailleurs, la structure du dispositif de charge 1 embarqué illustré sur la figure 1 présente l'avantage de filtrer le courant prélevé sur le réseau d'alimentation 5 directement par une ou plusieurs phases de la machine électrique 2 Le courant n'est donc pas impulsionnel, ce qui a pour conséquence de limiter la taille du filtre de mode différentiel. Du côté de la batterie 3, le filtrage est naturellement assuré, comme en fonctionnement traction du véhicule, par la capacité 71 de l'onduleur 7 d'une part, illustrée sur la figure 3 décrite ci-dessous, et, d'autre part, par l'impédance de la batterie 3 et du câblage entre la batterie 3 et l'onduleur 7. La figure 3 présente de manière schématique une vue détaillée du dispositif de charge 1 embarqué selon un mode de réalisation de l'invention. Pour des raisons de simplification de représentation, les moyens de filtrage 6 ne sont pas représentés sur la figure 3. L'onduleur 7 comprend une capacité 71 montée en parallèle d'un montage de commutation comprenant trois branches 72, 73, 74 connectées en parallèle. Chaque branche 72 à 74 comprend en série deux circuits 75 et 76 composés chacun d'une diode D et d'un transistor T bipolaire à grille isolée montés en parallèle. Chaque branche est couplée à une phase de la machine électrique 2 entre les deux circuits 75 et 76 montés en série. L'étage élévateur de tension 8 comprend une ou plusieurs inductances 81 comprenant une première borne 82 connectée à une première borne de la batterie 3 et une seconde borne 83 couplée à une première borne de deux circuits 84 et 85 comprenant chacun une diode D et un transistor T bipolaire à grille isolée connectés en parallèle. Le bras de commutation 9 comprend une diode 91 couplée en série à un circuit 92 comprenant une diode D et un transistor T bipolaire à grille isolée connectés en parallèle. La diode 91 peut être remplacée par un circuit équivalent au circuit 92 à condition de bloquer le transistor T de ce circuit équivalent en permanence. La diode 91 est connectée à la deuxième borne du circuit 84, et le circuit 92 est connecté à la deuxième borne du circuit 85 de l'étage élévateur de tension 8, le circuit 92 étant couplé au circuit 85 et à la seconde borne de la batterie 3. Le bras de commutation 9 comprend également une inductance 93 reliée d'une part aux moyens de raccordement 4 et d'autre part entre la diode 91 et le circuit 92.
Lors de la charge de la batterie 3, c'est-à-dire lorsque le réseau d'alimentation 5 est raccordé aux moyens de raccordement 4, l'onduleur 7 et le bras de commutation 9 fonctionnent ensemble pour réguler le courant envoyé à la batterie 3. L'un va fonctionner selon une structure élévatrice de tension tandis que le second fonctionnera en mode bloquant. L'alternance se fera en fonction du signe de la tension du réseau d'alimentation 5. Lorsque la tension du réseau d'alimentation 5 est positive, le fonctionnement des composants est le suivant. L'onduleur 7 fonctionne en tant que structure élévatrice de tension et le rapport cyclique appliqué à l'onduleur 7 permet de mettre en phase la tension et le courant délivré par le réseau d'alimentation 5, tandis que le bras de commutation 9 est en mode bloquant de manière à refermer le circuit électrique. Ainsi, lorsque la tension d'alimentation 5 est positive, le courant circule depuis les moyens de raccordement 4 vers la batterie 3 via les phases de la machine électrique 2, l'onduleur 7, puis l'étage élévateur de tension 8 avant de repartir vers les moyens de raccordements 4 via l'étage élévateur de tension 8 puis le bras de commutation 9.
Lorsque la tension du réseau d'alimentation 5 est négative, les rôles de l'onduleur 7 et du bras de commutation 9 sont inversés. Le bras de commutation 9 fonctionne comme une structure élévatrice de tension avec l'étage élévateur de tension 8 alors que l'onduleur 7 fonctionne en mode bloquant pour refermer le circuit. Ainsi, dans ce cas, le courant circule depuis les moyens de raccordement 4 vers la batterie 3 en passant au travers du bras de commutation 9 puis de l'étage élévateur de tension 8 avant de repartir vers les moyens de raccordement 4 en passant par l'étage élévateur de tension 8, l'onduleur 7 et la machine électrique 2. Quelque soit le signe de la tension du réseau d'alimentation 5, l'étage élévateur de tension 8 fonctionne comme une structure élévatrice de tension de manière à fixer la valeur du courant alimentant la batterie 3 lors de la charge.
Sur la figure 4 est présenté un organigramme d'un procédé de commande du dispositif de charge 1 embarqué d'une batterie 3 d'un véhicule automobile à traction électrique ou hybride comprenant une machine électrique 2, à partir d'un réseau d'alimentation monophasé 5. Dans une première étape 410, on détecte un raccordement du dispositif de charge 1 à un réseau d'alimentation monophasé 5. Dans une étape suivante 420, on active le mode de charge de la batterie 3. Puis on détecte, dans une étape suivante 430, le signe de la tension du réseau d'alimentation 5. Lorsque la tension du réseau d'alimentation 5 est positive, on amène, dans une étape 440, la puissance électrique du réseau d'alimentation 5 à la batterie 3 via la machine électrique 2 et l'onduleur 7 en commandant les transistors T de l'onduleur 7, le circuit étant fermé par le bras de commutation 9 raccordé entre la batterie 3 et le réseau d'alimentation 5.
Lorsque la tension du réseau d'alimentation 5 est négative, on amène, dans une étape 450, la puissance électrique du réseau d'alimentation 5 à la batterie 3 via le bras de commutation 9 et l'étage élévateur de tension 8, le circuit étant fermé par l'onduleur 7 et la machine électrique 2.
Enfin, dans une étape 460, on détecte si la charge a été désactivée auquel cas on arrête le fonctionnement en charge de la batterie 3. Sinon, on reprend l'étape 430. L'invention propose ainsi un dispositif de charge d'une batterie embarqué à bord d'un véhicule automobile à traction au moins partiellement électrique comprenant des moyens d'élévation de la tension entre la batterie et l'onduleur et permettant la charge de la batterie que la tension de la batterie soit supérieure ou inférieure à la tension du réseau d'alimentation redressé.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de charge (1) embarqué d'une batterie (3) d'un véhicule automobile à traction au moins partiellement électrique comprenant un groupe motopropulseur comportant au moins une machine électrique (2), à partir d'un réseau d'alimentation (5) monophasé, le dispositif (1) comprenant un onduleur (7) raccordé à la machine électrique (2), un étage (8) élévateur de tension raccordé entre l'onduleur (7) et la batterie (3), et des moyens de raccordement (4) au réseau d'alimentation (5) couplés à la machine électrique (2), caractérisé en ce qu'il comprend un étage de filtrage (6) raccordé entre les moyens de raccordement (4) et ladite machine électrique (2), et un bras de commutation (9) raccordé entre l'étage (8) élévateur de tension et les moyens de raccordement (4).
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le bras de commutation (9) comprend un composant inductif (93), une diode (91), et un montage en parallèle (92) d'une diode (D) avec un transistor (T) bipolaire à grille isolée, le composant inductif (93) comprenant une première borne couplée aux moyens de raccordements (4) et une seconde borne couplée à la diode (91) et au montage en parallèle (92).
  3. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'étage (8) élévateur de tension comprend un composant inductif (81) et deux montages en parallèle (84, 85) d'une diode (D) avec un transistor (T) bipolaire à grille isolée, le composant inductif (81) comprenant une première borne couplée (82) à une borne de la batterie et une seconde borne (83) couplée aux deux montages en parallèle (84, 85).
  4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant des moyens de commandes aptes à commander les transistors (T) bipolaires à grille isolée du bras de commutation (9), de l'étage (8) élévateur de tension et de l'onduleur (7).
  5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les moyens de filtrage (6) comprennent une inductance (63) de mode commun associé à une première capacité reliée entre laphase du réseau d'alimentation électrique (5) et la terre et une seconde capacité reliée entre le neutre du réseau d'alimentation électrique et la terre.
  6. 6. Véhicule automobile à traction au moins partiellement électrique, comprenant un groupe motopropulseur comportant au moins une machine électrique (2) couplée à des roues motrices, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
  7. 7. Procédé de commande d'un dispositif (1) de charge embarqué d'une batterie (3) d'un véhicule automobile à traction au moins partiellement électrique comprenant au moins une machine électrique (2), à partir d'un réseau d'alimentation (5) monophasé, dans lequel on détecte un raccordement du dispositif (1) à un réseau d'alimentation (5) monophasé, caractérisé en ce que, lorsque la tension du réseau d'alimentation (5) est positive, on amène la puissance électrique du réseau (5) à la batterie (3) via la machine électrique (2) et un onduleur (7), le circuit étant fermé par un bras de commutation (9) raccordé entre la batterie (3) et le réseau d'alimentation (5), et lorsque la tension du réseau d'alimentation (5) est négative, on amène la puissance électrique du réseau (5) à la batterie (3) via le bras de commutation (9) et un étage (8) élévateur de tension, le circuit étant fermé par l'onduleur (7) et la machine électrique (2).
  8. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel on commande l'onduleur (7) et le bras de commutation (9) en fonction du signe de la tension du réseau d'alimentation (5).
  9. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel l'étage (8) élévateur de tension est commandé en outre en fonction du courant de charge souhaité pour la batterie (3).
  10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel, lorsque la tension du réseau d'alimentation (5) est positive, on commande le rapport cyclique de l'onduleur (7) de manière à mettre en phase la tension et le courant délivré par le réseau d'alimentation électrique (5).
FR1260179A 2012-10-25 2012-10-25 Dispositif de charge d'une batterie a partir d'un reseau monophase Expired - Fee Related FR2997578B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1260179A FR2997578B1 (fr) 2012-10-25 2012-10-25 Dispositif de charge d'une batterie a partir d'un reseau monophase

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1260179A FR2997578B1 (fr) 2012-10-25 2012-10-25 Dispositif de charge d'une batterie a partir d'un reseau monophase

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2997578A1 true FR2997578A1 (fr) 2014-05-02
FR2997578B1 FR2997578B1 (fr) 2016-01-08

Family

ID=47598913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1260179A Expired - Fee Related FR2997578B1 (fr) 2012-10-25 2012-10-25 Dispositif de charge d'une batterie a partir d'un reseau monophase

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2997578B1 (fr)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100013438A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-21 Gm Global Technology Operations, Inc. Power processing systems and methods for use in plug-in electric vehicles
US20100019723A1 (en) * 2007-02-20 2010-01-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric powered vehicle, vehicle charge device and vehicle charge system
US20100096926A1 (en) * 2008-10-22 2010-04-22 Robert Dean King Apparatus for transferring energy using power electronics and machine inductance and method of manufacturing same
US20100181829A1 (en) * 2007-07-24 2010-07-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply system and electric powered vehicle including power supply system, and method for controlling power supply system
US7886857B2 (en) * 2008-06-05 2011-02-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle equipped with electrical storage device, and charging cable
DE102010027719A1 (de) * 2010-07-20 2012-01-26 Daimler Ag Kraftfahrzeugantriebssystem mit einer Ladevorrichtung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100019723A1 (en) * 2007-02-20 2010-01-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric powered vehicle, vehicle charge device and vehicle charge system
US20100181829A1 (en) * 2007-07-24 2010-07-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply system and electric powered vehicle including power supply system, and method for controlling power supply system
US7886857B2 (en) * 2008-06-05 2011-02-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle equipped with electrical storage device, and charging cable
US20100013438A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-21 Gm Global Technology Operations, Inc. Power processing systems and methods for use in plug-in electric vehicles
US20100096926A1 (en) * 2008-10-22 2010-04-22 Robert Dean King Apparatus for transferring energy using power electronics and machine inductance and method of manufacturing same
DE102010027719A1 (de) * 2010-07-20 2012-01-26 Daimler Ag Kraftfahrzeugantriebssystem mit einer Ladevorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
FR2997578B1 (fr) 2016-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2697886B1 (fr) Dispositif de charge d'une batterie d'un véhicule automobile à partir d' un réseau d' alimentation monophasé, et procédé de commande du dispositif
FR2943188A1 (fr) Dispositif de charge rapide pour un vehicule electrique.
FR2946810A1 (fr) Dispositif de charge rapide reversible pour vehicule electrique
FR2963508A1 (fr) Convertisseur dc/dc quadratique double boost bidirectionnel en courant
FR2944653A1 (fr) Vehicule automobile a propulsion electrique et borne de charge de la batterie d'un tel vehicule
EP3682525B1 (fr) Chargeur de vehicule comprenant un convertisseur dc/dc
EP2722956B1 (fr) Système électrique à puissance continue stabilisé par un filtrage actif intégré
EP2727206B1 (fr) Systeme de gestion de l'energie electrique comportant une source d'alimentation electrique, une source d'energie renouvelable et un convertisseur de puissance
FR2932329A1 (fr) Dispositif de recuperation d'energie dans un variateur de vitesse
EP3053247B1 (fr) Système et procédé de charge d'une batterie de traction limitant l'appel de courant de capacités parasites
EP3681756B1 (fr) Chargeur de vehicule comprenant un convertisseur dc/dc
FR3026243A1 (fr) Dispositif et procede de charge d'une batterie et d'alimentation d'une machine electrique a double convertisseur continu-continu
FR3005378A1 (fr) Systeme et procede de charge de la batterie d'un vehicule electrique ou hybride
FR2997578A1 (fr) Dispositif de charge d'une batterie a partir d'un reseau monophase
EP3368381B1 (fr) Dispositif de contrôle actif pour un circuit électrique à convertisseur dc/dc et stockeur d'énergie électrique montés en série
FR2961966A1 (fr) Procede de charge de moyens d'accumulation et dispositif de charge correspondant
FR3018244A1 (fr) Vehicule automobile electrique ou hybride muni d'un convertisseur dc-dc pour la charge et la traction, et procede correspondant
FR3089076A1 (fr) Convertisseur courant continu - courant continu résonant de type LLC
FR2973601A1 (fr) Circuit electrique destine a equiper un vehicule automobile et permettant d'alimenter un reseau de bord sensible
FR3001845A1 (fr) Dispositif d'alimentation d'un moteur electrique de vehicule automobile et vehicule correspondant
FR3005806A1 (fr) Circuit et procede pour ameliorer l'utilisation de la capacite d'un circuit intermediaire d'un reseau electrique embarque dans un vehicule automobile
FR2984619A1 (fr) Systeme electrique a puissance continue stabilise par un filtrage actif
FR3010849A1 (fr) Dispositif de charge d'une batterie de vehicule automobile permettant de compenser les harmoniques, vehicule automobile dote d'un tel dispositif de charge et procede de charge correspondant
FR3014611A1 (fr) Dispositif de charge pour vehicule electrique avec une chaine de traction a machine a reluctance commutee
FR2996699A1 (fr) Convertisseur abaisseur de tension pour un vehicule

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

ST Notification of lapse

Effective date: 20230606