FR3044177A1 - BATTERY CHARGER ON BOARD IN A MOTOR VEHICLE EQUIPPED WITH AT LEAST ONE ELECTRIC MOTOR - Google Patents

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Abstract

Chargeur de batterie embarqué dans un véhicule automobile muni d'au moins un moteur électrique, le chargeur comprenant un filtre d'entrée (2), un redresseur (3), les inductances de la machine électrique (4), un onduleur (5), le chargeur étant connecté à un réseau d'alimentation électrique (1) par l'intermédiaire du filtre d'entrée (2), et à une batterie (6) par l'intermédiaire de l'onduleur (5). Le chargeur comprend un organe de coupure (7) disposé entre le réseau d'alimentation électrique (1) et le filtre d'entrée (2), en amont du redresseur (3), l'organe de coupure (7) comprenant un organe de sectionnement (8), un organe de détection de courant (9), et un organe de commande (10), l'organe de commande (10) étant apte à commander l'organe de sectionnement (8) en fonction d'au moins une mesure de courant de l'organe de détection de courant (9) et d'au moins un seuil de courant.On-board battery charger in a motor vehicle having at least one electric motor, the charger comprising an input filter (2), a rectifier (3), the inductances of the electric machine (4), an inverter (5) , the charger being connected to a power supply network (1) via the input filter (2), and to a battery (6) via the inverter (5). The charger comprises a switching device (7) arranged between the power supply network (1) and the input filter (2), upstream of the rectifier (3), the switching device (7) comprising a device section (8), a current sensing element (9), and a control member (10), the control member (10) being adapted to control the disconnecting member (8) according to minus a current measurement of the current sensing element (9) and at least one current threshold.

Description

Chargeur de batterie embarqué dans un véhicule automobile muni d'au moins un moteur électrique. L’invention a pour domaine technique les chargeurs de batterie embarqués dans des véhicules automobiles, et plus précisément de tels chargeurs sans isolation galvanique entre la batterie et le réseau d’alimentation électrique.On-board battery charger in a motor vehicle having at least one electric motor. The technical field of the invention is battery chargers embedded in motor vehicles, and more specifically such chargers without galvanic isolation between the battery and the power supply network.

Les topologies de chargeurs sans isolation galvanique permettent de charger les batteries sur réseau monophasé ou triphasé sans transformateur d’isolement.The topologies of chargers without galvanic isolation make it possible to charge the batteries on a single-phase or three-phase network without isolation transformer.

Les réseaux d’alimentation monophasés ou triphasés comprennent généralement des disjoncteurs de type A ou de type B pour protéger l’utilisateur en cas de défaillance du circuit de charge pouvant conduire à l’établissement d’une tension aux bornes du châssis. Ces disjoncteurs permettent de détecter et de couper des courants avec une composante continue.Single-phase or three-phase power systems typically include Type A or Type B circuit breakers to protect the user in the event of a load circuit failure that may lead to a voltage build-up across the chassis. These circuit breakers detect and cut currents with a DC component.

Par ailleurs, l’état de l’art relatif aux bornes de recharge au niveau mondial fait apparaître que, dans certains pays, il n’est pas employé un niveau adéquat de disjoncteur différentiel dans ou en amont des bornes de recharge employées pour recharger des véhicules munis d’un chargeur embarqué ayant ce genre de topologie.Moreover, the state of the art relating to charging stations at the global level shows that, in some countries, an adequate level of differential circuit breaker is not used in or upstream of the charging stations used to recharge the charging stations. vehicles with an on-board charger with this kind of topology.

Le document FR2987515 décrit un chargeur embarqué pour véhicule électrique ou hybride, comportant des moyens de mesure d’une composante continue d’un courant de fuite, des moyens de comparaison de cette mesure à un seuil minimum, et des moyens de coupure de la charge du véhicule, ou de passage en mode dégradé de cette charge, lorsque ce seuil est franchi. La coupure de la charge utilise l’ouverture des commutateurs du redresseur du chargeur.The document FR2987515 describes an on-board charger for an electric or hybrid vehicle, comprising means for measuring a DC component of a leakage current, means for comparing this measurement with a minimum threshold, and means for breaking the load. of the vehicle, or of degraded mode of this charge, when this threshold is crossed. Cutting the load uses the opening of the charger's rectifier switches.

Un tel chargeur ne permet pas une coupure du courant de défaut par les commutateurs du chargeur, inadaptés à protéger également le client en cas de courants supérieurs à 100 A. Des courants de défaut pouvant atteindre plusieurs milliers d’ampère de façon transitoire, ces commutateurs peuvent avoir un mode de défaillance induit par le courant de court-circuit non maîtrisé.Such a charger does not allow a fault current failure by the charger switches, unsuited to also protect the customer in case of currents greater than 100 A. Fault currents up to several thousand amp transiently, these switches may have a failure mode induced by the uncontrolled short-circuit current.

Le document EP2595170 décrit un système de coupure d’alimentation notamment pour la charge d’un véhicule électrique, le système étant pourvu d’un transformateur permettant d’analyser différents niveaux de courant de fuite. Des durées sont associées à chaque seuil dépassé et permettent de couper l’alimentation en cas de courant de fuite dangereux pour l’utilisateur. Des contacteurs sont utilisés mais ce document ne mentionne pas de polarité pour ces contacteurs, ni de fusibles. Le système décrit ne comporte qu’un circuit commandé électriquement, dont le pouvoir de coupure n’est pas adapté pour les forts courants supérieurs à 100 A.The document EP2595170 describes a power cut-off system in particular for charging an electric vehicle, the system being provided with a transformer making it possible to analyze different levels of leakage current. Times are associated with each threshold exceeded and can cut off the power in case of leakage current dangerous to the user. Contactors are used but this document does not mention polarity for these contactors or fuses. The system described comprises only an electrically controlled circuit, the breaking capacity of which is not suitable for high currents greater than 100 A.

Il existe donc une besoin pour un chargeur embarqué de véhicule automobile apte à interrompre la circulation de courants de court-circuit entre deux phases d’alimentation électrique.There is therefore a need for an on-board charger of a motor vehicle capable of interrupting the circulation of short-circuit currents between two phases of power supply.

Un objet de l’invention est un chargeur de batterie embarqué dans un véhicule automobile muni d’au moins un moteur électrique, le chargeur comprenant un filtre d’entrée, un redresseur, les inductances du moteur électrique, un onduleur, le chargeur étant connecté à un réseau d’alimentation électrique par l’intermédiaire du filtre d’entrée, et à une batterie par l’intermédiaire de l’onduleur.An object of the invention is a battery charger embedded in a motor vehicle equipped with at least one electric motor, the charger comprising an input filter, a rectifier, the inductances of the electric motor, an inverter, the charger being connected to a power supply network via the input filter, and to a battery via the inverter.

Le chargeur comprend un organe de coupure disposé entre le réseau d’alimentation électrique et le filtre d’entrée en amont du redresseur. L’organe de coupure comprend un organe de sectionnement, un organe de détection de courant, et un organe de commande, l’organe de commande étant apte à commander l’organe de sectionnement en fonction d’au moins une mesure de courant de l’organe de détection de courant et d’au moins un seuil de courant. L’organe de détection de courant peut comprendre un capteur apte à déterminer un courant de mode commun, un capteur apte à déterminer un courant de terre et au moins un capteur apte à déterminer au moins un courant différentiel. L’organe de sectionnement peut comprendre au moins un fusible ou disjoncteur magnétothermique. L’organe de sectionnement peut comprendre au moins un contacteur d’entrée apte à interrompre un courant continu sous tension continue et un courant alternatif sous tension alternative. L’organe de sectionnement peut comprendre au moins un contacteur d’entrée apte à interrompre un courant alternatif sous tension alternative.The charger comprises a cutoff member disposed between the power supply network and the input filter upstream of the rectifier. The cut-off member comprises a disconnecting member, a current sensing element, and a control member, the control member being able to control the disconnecting member as a function of at least one current measurement of the current. current sensing element and at least one current threshold. The current sensing element may comprise a sensor capable of determining a common mode current, a sensor capable of determining an earth current and at least one sensor capable of determining at least one differential current. The disconnecting member may comprise at least one fuse or magnetothermic circuit breaker. The disconnecting member may comprise at least one input contactor capable of interrupting a direct current under direct voltage and an alternating current under AC voltage. The disconnecting member may comprise at least one input contactor able to interrupt an alternating current under AC voltage.

Le chargeur peut comprendre des contacteurs de batterie aptes à découpler la batterie du chargeur en fonction de la comparaison d’au moins une mesure de courant différentiel à un seuil.The charger may include battery switches capable of decoupling the battery from the charger based on comparing at least one differential current measurement to a threshold.

Les contacteurs d’entrée de l’organe de sectionnement peuvent être des contacteurs polarisés avec sens de coupure privilégié en composante continue. L’organe de sectionnement peut comprendre au moins une branche de précharge connectée en parallèle d’un contacteur d’entrée, chaque branche de précharge comprenant un relais et une résistance connectés en série, les relais de précharge étant aptes à être fermés antérieurement à la fermeture des contacteurs d’entrée de sorte à limiter le courant initialement admis dans le chargeur. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre les principaux éléments d’un chargeur de batterie embarqué dans un véhicule automobile, et - la figure 2 illustre les principaux éléments d’un organe de coupure intégré dans un chargeur de batterie embarqué dans un véhicule automobile, et - la figure 3 illustre les principaux éléments d’un chargeur de batterie embarqué dans un véhicule automobile selon un deuxième mode de réalisation.The input contactors of the disconnecting member may be polarized contactors with a preferred DC cut-off direction. The disconnecting member may comprise at least one precharging branch connected in parallel with an input contactor, each preloading branch comprising a relay and a resistor connected in series, the preloading relays being able to be closed beforehand. closing the input contactors so as to limit the current initially admitted in the charger. Other objects, features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, given solely by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 illustrates the main elements of a battery charger installed in a motor vehicle, and - Figure 2 illustrates the main elements of a cut-off device integrated into a battery charger on board a motor vehicle, and - Figure 3 illustrates the main elements of a charger. embedded battery in a motor vehicle according to a second embodiment.

La figure 1 illustre un chargeur de batterie embarqué dans un véhicule automobile, comprenant un filtre d’entrée 2, un redresseur 3, les inductances de la machine électrique 4, un onduleur 5 et une batterie 6.FIG. 1 illustrates a battery charger embedded in a motor vehicle, comprising an input filter 2, a rectifier 3, the inductances of the electric machine 4, an inverter 5 and a battery 6.

Un réseau d’alimentation électrique triphasé 1 est connecté au filtre d’entrée 2.A three-phase power supply network 1 is connected to the input filter 2.

Le filtre d’entrée 2 comprend une première capacité Cl connectée par une armature à la première phase du réseau d’alimentation triphasé, une deuxième capacité C2 connectée par une armature à la deuxième phase du réseau d’alimentation triphasé, une troisième capacité C3 connectée par une armature à la troisième phase du réseau d’alimentation triphasé, les autres armatures des capacités Cl, C2, C3 étant connectées ensemble.The input filter 2 comprises a first capacitor C1 connected by an armature to the first phase of the three-phase supply network, a second capacitor C2 connected by an armature to the second phase of the three-phase supply network, a third connected capacitor C3. by an armature in the third phase of the three-phase supply network, the other armatures of the capacitors C1, C2, C3 being connected together.

Le redresseur 3 comprend trois phases d’entrée connectées chacune à la phase correspondante du réseau d’alimentation électrique par l’intermédiaire du filtre d’entrée 2.The rectifier 3 comprises three input phases each connected to the corresponding phase of the power supply network via the input filter 2.

La première phase est connectée à une borne d’un troisième interrupteur 13 et à la cathode d’une sixième diode D6, l’anode d’une troisième diode D3 étant connectée à l’autre borne du troisième interrupteur 13.The first phase is connected to a terminal of a third switch 13 and to the cathode of a sixth diode D6, the anode of a third diode D3 being connected to the other terminal of the third switch 13.

De façon similaire, la deuxième phase est connectée à une borne d’un premier interrupteur II et à la cathode d’une quatrième diode D4, l’anode d’une première diode DI étant connectée à l’autre borne du premier interrupteur II.Similarly, the second phase is connected to a terminal of a first switch II and to the cathode of a fourth diode D4, the anode of a first diode DI being connected to the other terminal of the first switch II.

Enfin, la troisième phase est connectée à une borne d’un deuxième interrupteur 12 et à la cathode d’une cinquième diode D5, l’anode d’une deuxième diode D2 étant connectée à l’autre borne du deuxième interrupteur 12.Finally, the third phase is connected to a terminal of a second switch 12 and to the cathode of a fifth diode D5, the anode of a second diode D2 being connected to the other terminal of the second switch 12.

La cathode de la première diode Dl, la cathode de la deuxième diode D2 et la cathode de la troisième diode D3 sont reliées ensemble à une première sortie du redresseur. L’anode de la quatrième diode D4 est connectée à une borne d’un quatrième interrupteur 14. L’anode de la cinquième diode D5 est connectée à une borne d’un cinquième interrupteur 15. L’anode de la sixième diode D6 est connectée à une borne d’un sixième interrupteur 16. Les autres bornes du quatrième interrupteur 14, du cinquième interrupteur 15 et du sixième interrupteur 16 sont reliées ensemble à une deuxième sortie du redresseur.The cathode of the first diode D1, the cathode of the second diode D2 and the cathode of the third diode D3 are connected together to a first output of the rectifier. The anode of the fourth diode D4 is connected to a terminal of a fourth switch 14. The anode of the fifth diode D5 is connected to a terminal of a fifth switch 15. The anode of the sixth diode D6 is connected to a terminal of a sixth switch 16. The other terminals of the fourth switch 14, the fifth switch 15 and the sixth switch 16 are connected together to a second output of the rectifier.

La première sortie du redresseur est connectée aux trois inductances Ll, L2, L3 du moteur électrique triphasé.The first output of the rectifier is connected to the three inductors L1, L2, L3 of the three-phase electric motor.

La première phase du moteur triphasé comprenant la première inductance Ll est connectée à une première phase de l’onduleur 5.The first phase of the three-phase motor including the first inductor L1 is connected to a first phase of the inverter 5.

La deuxième phase du moteur triphasé comprenant la deuxième inductance L2 est connectée à une deuxième phase de l’onduleur 5.The second phase of the three-phase motor comprising the second inductor L2 is connected to a second phase of the inverter 5.

La troisième phase du moteur triphasé comprenant la troisième inductance L3 est connectée à une troisième phase de l’onduleur 5.The third phase of the three-phase motor comprising the third inductor L3 is connected to a third phase of the inverter 5.

La première phase de l’onduleur 5 est connectée à l’anode d’une première diode DOl et à une borne d’un premier interrupteur 101, ainsi qu’à la cathode d’une deuxième diode D02 et à une borne d’un deuxième interrupteur 102. Le premier interrupteur 101 et la première diode DOl sont connectés en parallèle. Le deuxième interrupteur 102 et la deuxième diode D02 sont également connectés en parallèle.The first phase of the inverter 5 is connected to the anode of a first diode DO1 and to a terminal of a first switch 101, as well as to the cathode of a second diode D02 and to a terminal of a second switch 102. The first switch 101 and the first diode DO1 are connected in parallel. The second switch 102 and the second diode D02 are also connected in parallel.

De façon similaire, la deuxième phase de l’onduleur est connectée à l’anode d’une troisième diode D03 et à une borne d’un troisième interrupteur 103, ainsi qu’à la cathode d’une quatrième diode D04 et à une borne d’un quatrième interrupteur 104. Le troisième interrupteur 103 et la troisième diode D03 sont connectés en parallèle. Le quatrième interrupteur 104 et la quatrième diode D04 sont également connectés en parallèle.Similarly, the second phase of the inverter is connected to the anode of a third diode D03 and to a terminal of a third switch 103, and to the cathode of a fourth diode D04 and to a terminal a fourth switch 104. The third switch 103 and the third diode D03 are connected in parallel. The fourth switch 104 and the fourth diode D04 are also connected in parallel.

Enfin, la troisième phase de l’onduleur est connectée à l’anode d’une cinquième diode D05 et à une borne d’un cinquième interrupteur 105, ainsi qu’à la cathode d’une sixième diode D06 et à une borne d’un sixième interrupteur 106. Le cinquième interrupteur 105 et la cinquième diode D05 sont connectés en parallèle. Le sixième interrupteur 106 et la sixième diode D06 sont également connectés en parallèle.Finally, the third phase of the inverter is connected to the anode of a fifth diode D05 and to a terminal of a fifth switch 105, and to the cathode of a sixth diode D06 and to a terminal of a sixth switch 106. The fifth switch 105 and the fifth diode D05 are connected in parallel. The sixth switch 106 and the sixth diode D06 are also connected in parallel.

La cathode de la première diode DOl, l’autre borne du premier interrupteur 101, la cathode de la troisième diode D03, l’autre borne du troisième interrupteur 103, la cathode de la cinquième diode D05 et l’autre borne du cinquième interrupteur 105 sont reliées ensemble à une première sortie de l’onduleur. L’anode de la deuxième diode D02, l’autre borne du deuxième interrupteur 102, l’anode de la quatrième diode D04, l’autre borne du quatrième interrupteur 104, l’anode de la sixième diode D06 et l’autre borne du sixième interrupteur 106 sont reliées ensemble avec la deuxième sortie du redresseur 3 à une deuxième sortie de l’onduleur 5.The cathode of the first diode DO1, the other terminal of the first switch 101, the cathode of the third diode D03, the other terminal of the third switch 103, the cathode of the fifth diode D05 and the other terminal of the fifth switch 105 are connected together to a first output of the inverter. The anode of the second diode D02, the other terminal of the second switch 102, the anode of the fourth diode D04, the other terminal of the fourth switch 104, the anode of the sixth diode D06 and the other terminal of the sixth switch 106 are connected together with the second output of the rectifier 3 to a second output of the inverter 5.

Les sorties de l’onduleur 5 sont reliées aux bornes d’une batterie 6.The outputs of the inverter 5 are connected to the terminals of a battery 6.

Sur la figure 1, on peut voir qu’un organe de coupure 7 est disposé entre le réseau d’alimentation électrique 1 et le filtre d’entrée 2, en amont du redresseur 3.In FIG. 1, it can be seen that a cut-off device 7 is arranged between the power supply network 1 and the input filter 2, upstream of the rectifier 3.

La figure 2 illustre plus en détail la structure de l’organe de coupure 7. L’organe de coupure 7 comprend un organe de sectionnement 8, un organe de détection de courant 9, et un organe de commande 10. L’organe de sectionnement 8 comprend au moins un contacteur 8a,8b,8c,8d apte à interrompre un courant continu sous tension continue et/ou un courant alternatif sous tension alternative, et au moins un fusible ou disjoncteur magnétothermique 8e,8f,8g,8h. L’organe de sectionnement comprend un contacteur et un fusible/disjoncteur par phase d’alimentation électrique. Ainsi pour une alimentation biphasée, l’organe de sectionnement comprend deux contacteurs et deux fusibles/disjoncteurs. Pour une alimentation triphasée avec neutre, tel qu’illustré sur la figure 2, l’organe de sectionnement comprend quatre contacteurs et quatre fusibles/disjoncteurs. L’organe de détection de courant 9 comprend un capteur apte à déterminer un courant de mode commun 9a et des capteurs aptes à déterminer les courants différentiels 9c,9d,9e,9f. Le capteur 9a peut également être remplacé par un capteur apte à déterminer un courant de terre 9b. L’organe de commande 10 est apte à commander les contacteurs 8a,8b,8c,8d d’entrée de l’organe de sectionnement 8 en fonction des mesures reçues des capteurs 9a,9b,9c,9d,9e,9f de l’organe de détection de courant 9.FIG. 2 illustrates in more detail the structure of the cut-off member 7. The cut-off member 7 comprises a cut-off member 8, a current detection member 9, and a control member 10. The cut-off member 8 comprises at least one contactor 8a, 8b, 8c, 8d capable of interrupting a direct current under DC voltage and / or alternating current under AC voltage, and at least one fuse or magnetothermal circuit breaker 8e, 8f, 8g, 8h. The disconnector comprises a contactor and a fuse / circuit breaker per power supply phase. Thus for a two-phase power supply, the disconnector comprises two contactors and two fuses / circuit breakers. For a three-phase supply with neutral, as shown in Figure 2, the disconnector comprises four contactors and four fuses / circuit breakers. The current sensing element 9 comprises a sensor able to determine a common mode current 9a and sensors able to determine the differential currents 9c, 9d, 9e, 9f. The sensor 9a can also be replaced by a sensor capable of determining a ground current 9b. The control member 10 is able to control the contactors 8a, 8b, 8c, 8d input of the disconnector 8 according to the measurements received from the sensors 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f of the current sensing element 9.

Les contacteurs et les fusibles sont dimensionnés en fonction des courants de défaillance que l’organe de coupure 8 doit pouvoir interrompre.The contactors and the fuses are sized according to the failure currents that the breaking device 8 must be able to interrupt.

Ainsi, les fusibles sont dimensionnés avec un gabarit d’ouverture en courant inférieur au gabarit de coupure des contacteurs. Par exemple les contacteurs sont dimensionnés pour couper une composante en courant et tension continue opérant efficacement pour des courants inférieurs à 400 A, et les fusibles sont dimensionnés pour couper des courants supérieurs à 300A. Le contacteur ayant un pouvoir de coupure en courant continu soit dans les deux sens soit dans un seul sens de courant. On dimensionne également les fusibles de sorte que, pour des courants d’amplitude supérieure au courant de coupure des contacteurs, le délai d’ouverture des fusibles soit inférieur à 200 ms.Thus, the fuses are sized with a current opening template less than the contactor cutout template. For example, the contactors are dimensioned to cut a component in current and DC voltage operating effectively for currents below 400 A, and the fuses are sized to cut currents greater than 300A. The contactor with DC breaking capacity is in both directions or in one direction of current. The fuses are also dimensioned so that, for currents of amplitude greater than the breaking current of the contactors, the opening time of the fuses is less than 200 ms.

Les contacteurs sont dimensionnés avec un gabarit d’ouverture en courant alternatif et continu de sorte que la somme du délai de détection et du délai d’ouverture soit inférieure à 200ms pour des courants d’amplitude inférieure au courant de coupure des contacteurs.The contactors are dimensioned with an AC and DC opening mask so that the sum of the detection delay and the opening delay is less than 200ms for currents of amplitude less than the breaking current of the contactors.

Selon un mode de réalisation particulier, les contacteurs de l’organe de sectionnement 8 sont des contacteurs polarisés à un seul sens en courant continu.According to a particular embodiment, the contactors of the disconnector 8 are single direction DC polarized contactors.

On appelle contacteur polarisé avec sens de coupure privilégié en composante continue, un contacteur permettant de couper la composante alternative d’un courant ainsi que la composante continue lorsque celle-ci correspond au sens de coupure privilégié.A polarized contactor with a preferred continuous DC cutoff direction is a contactor used to cut the AC component of a current as well as the DC component when it corresponds to the preferred cutoff direction.

En d’autres termes, ces contacteurs sont polarisés dans un sens de courant privilégié pour pouvoir ouvrir un circuit parcouru par un courant de mode différentiel comprenant une composante continue en tension et en courant.In other words, these contactors are biased in a preferred current direction to be able to open a circuit traversed by a differential mode current comprising a DC component in voltage and current.

Appliqués à l’organe de sectionnement 8, les contacteurs polarisés avec sens de coupure privilégié sont positionnés sur chaque phase dans le même sens de polarisation. Une telle configuration permet d’interrompre un courant indésirable, par exemple de court-circuit, circulant entre deux phases par l’ouverture d’un seul contacteur.Applied to the sectioning member 8, the polarized contactors with a preferred cut-off direction are positioned on each phase in the same direction of polarization. Such a configuration makes it possible to interrupt an undesirable current, for example a short-circuit, flowing between two phases by the opening of a single contactor.

Par exemple, en se reportant à la figure 2, un courant de court-circuit avec composante continue circulant depuis la première phase vers la deuxième phase peut être stoppé par l’ouverture du contacteur 8b disposé sur la deuxième phase. Une fois le courant annulé, on commande l’ouverture du contacteur 8a de la première phase.For example, referring to Figure 2, a short circuit current with DC component flowing from the first phase to the second phase can be stopped by the opening of the contactor 8b disposed on the second phase. Once the current is canceled, it controls the opening of the contactor 8a of the first phase.

Selon un autre mode de réalisation illustré par la figure 3, le chargeur de batterie comprend un moyen de commande 11 du redresseur, un moyen de commande et de surveillance 12 de la batterie aptes à communiquer ensemble par l’intermédiaire d’un réseau CAN 13. Dans ce mode de réalisation, le chargeur de batterie est également muni d’un organe de coupure 7 et de contacteurs 14a,14b de batterie aptes à découpler la batterie 6 de l’onduleur 5 du chargeur de batterie et aptes à être commandés par le moyen de commande et de surveillance 12 de la batterie.According to another embodiment illustrated in FIG. 3, the battery charger comprises a control means 11 of the rectifier, a control and monitoring means 12 of the battery able to communicate together via a CAN network 13 In this embodiment, the battery charger is also provided with a breaking device 7 and battery contactors 14a, 14b able to decouple the battery 6 of the inverter 5 from the battery charger and able to be controlled by the control and monitoring means 12 of the battery.

Ainsi, le second mode de réalisation comprend des contacteurs 8a,8b,8c,8d d’entrée aptes à interrompre uniquement un courant alternatif dépassant un seuil prédéterminé pour chacune des phases d’alimentation de façon similaire au premier mode de réalisation. Les fusibles permettent d’interrompre les très forts courants pouvant mettre les contacteurs 8a,8b,8c,8d d’entrée en défaut.Thus, the second embodiment comprises input contactors 8a, 8b, 8c, 8d capable of interrupting only an alternating current exceeding a predetermined threshold for each of the supply phases in a manner similar to the first embodiment. The fuses make it possible to interrupt the very strong currents which can put the contactors 8a, 8b, 8c, 8d of entry in default.

Toutefois, la coupure des courants continus est assurée par les contacteurs 14a, 14b de batterie. Les contacteurs 4a, 14b sont commandés par le moyen de commande et de surveillance 12 de la batterie en fonction d’un signal de commande reçu d’un comparateur de la valeur d’au moins un courant différentiel à un seuil.However, the breaking of the DC currents is ensured by the contactors 14a, 14b of battery. The contactors 4a, 14b are controlled by the control and monitoring means 12 of the battery according to a control signal received from a comparator of the value of at least one differential current at a threshold.

Le comparateur des courants différentiels émet un signal de commande dépendant du résultat de la comparaison à destination du moyen de commande et de surveillance 12 de la batterie par une liaison dédiée ou par l’intermédiaire du bus CAN.The comparator of the differential currents emits a control signal depending on the result of the comparison to the control and monitoring means 12 of the battery via a dedicated link or via the CAN bus.

Dans ce mode de réalisation, les contacteurs sont beaucoup plus compacts. La commande des contacteurs est coordonnée avec les contacteurs de batterie qui permettent déconnecter la batterie 6 à haute tension.In this embodiment, the contactors are much more compact. The control of the contactors is coordinated with the battery contactors which allow to disconnect the battery 6 at high voltage.

Cette ouverture coordonnée de ces actionneurs permet de réduire fortement la taille, le prix et le volume des contacteurs de l’organe de coupure 7.This coordinated opening of these actuators makes it possible to greatly reduce the size, the price and the volume of the contactors of the breaking device 7.

Ce deuxième mode de réalisation coordonne les contacteurs 8a,8b,8c,8d d’entrée à des fusibles dont le calibre est judicieusement choisi. Ainsi, les contacteurs 8a,8b,8c,8d d’entrée sont capables d’ouvrir les courants jusqu’à une certaine valeur (égale à leur pouvoir de coupure). En cas de défaut induisant de très forts courants, l’ouverture a lieu par les fusibles.This second embodiment coordinates the contactors 8a, 8b, 8c, 8d input fuses whose size is judiciously chosen. Thus, the input contactors 8a, 8b, 8c, 8d are capable of opening the currents up to a certain value (equal to their breaking capacity). In case of a fault inducing very strong currents, the opening takes place by the fuses.

En complément des modes de réalisation décrits ci-dessus, chaque phase d’alimentation peut comprendre au niveau de l’organe de coupure 7 une branche de précharge comprenant connectés en série un relais et une résistance, la branche de précharge étant connectée en parallèle du contacteur 8a,8b,8c,8d d’entrée correspondant.In addition to the embodiments described above, each power supply phase can comprise, at the level of the cut-off device 7, a precharging branch comprising, connected in series, a relay and a resistor, the precharging branch being connected in parallel with the corresponding contactor 8a, 8b, 8c, 8d.

Au démarrage, les contacteur 8a,8b,8c,8d d’entrée sont ouverts. Lors de l’autorisation de raccordement au réseau d’alimentation électrique, on ferme d’abord les contacteurs de précharge. Le courant est alors limité par les résistances de précharge .Au bout d’une première temporisation (typiquement égale à une seconde), on ferme également les contacteurs d’entrée 8a,8b,8c,8d Au bout d’une seconde temporisation (typiquement égale à 0,1 seconde), les contacteurs de précharge sont ouverts^At start-up, the input contactors 8a, 8b, 8c, 8d are open. When authorizing connection to the power supply, the preload contactors are first closed. The current is then limited by the precharging resistors. At the end of a first delay (typically equal to one second), the input contactors 8a, 8b, 8c, 8d are also closed. After a second delay (typically equal to 0.1 seconds), the preload contactors are open

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Chargeur de batterie embarqué dans un véhicule automobile muni d’au moins un moteur électrique, le chargeur comprenant un filtre d’entrée (2), un redresseur (3), les inductances du moteur électrique (4), un onduleur (5), le chargeur étant connecté à un réseau d’alimentation électrique (1) par l’intermédiaire du filtre d’entrée (2), et à une batterie (6) par l’intermédiaire de l’onduleur (5), caractérisé par le fait qu’il comprend un organe de coupure (7) disposé entre le réseau d’alimentation électrique (1) et le filtre d’entrée (2) en amont du redresseur (3), l’organe de coupure (7) comprenant un organe de sectionnement (8), un organe de détection de courant (9), et un organe de commande (10), l’organe de commande (10) étant apte à commander l’organe de sectionnement (8) en fonction d’au moins une mesure de courant de l’organe de détection de courant (9) et d’au moins un seuil de courant.1. On-board battery charger in a motor vehicle equipped with at least one electric motor, the charger comprising an input filter (2), a rectifier (3), the inductances of the electric motor (4), an inverter (5). ), the charger being connected to a power supply network (1) via the input filter (2), and to a battery (6) via the inverter (5), characterized by the fact that it comprises a cut-off member (7) arranged between the power supply network (1) and the input filter (2) upstream of the rectifier (3), the breaking device (7) comprising a disconnecting member (8), a current sensing member (9), and a control member (10), the control member (10) being adapted to control the disconnecting member (8) as a function of at least one current measurement of the current sensing element (9) and at least one current threshold. 2. Chargeur selon la revendication 1, dans lequel l’organe de détection de courant (9) comprend un capteur apte à déterminer un courant de mode commun (9a), un capteur apte à déterminer un courant de terre (9b) et au moins un capteur apte à déterminer au moins un courant différentiel (9c,9d,9e,9f).2. The charger of claim 1, wherein the current sensing element (9) comprises a sensor capable of determining a common mode current (9a), a sensor capable of determining a ground current (9b) and at least one a sensor capable of determining at least one differential current (9c, 9d, 9e, 9f). 3. Chargeur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe de sectionnement (8) comprend au moins un fusible ou disjoncteur magnétothermique (8e,8f,8g,8h).3. Charger according to any one of the preceding claims, wherein the disconnecting member (8) comprises at least one fuse or magnetothermic circuit breaker (8e, 8f, 8g, 8h). 4. Chargeur selon la revendication 3, dans lequel l’organe de sectionnement (8) comprend au moins un contacteur (8a,8b,8c,8d) d’entrée apte à interrompre un courant continu sous tension continue et un courant alternatif sous tension alternative.4. The charger of claim 3, wherein the disconnecting member (8) comprises at least one input contactor (8a, 8b, 8c, 8d) capable of interrupting a direct current under direct voltage and an alternating current under voltage. alternative. 5. Chargeur selon la revendication 3, dans lequel l’organe de sectionnement (8) comprend au moins un contacteur (8a,8b,8c,8d) d’entrée apte à interrompre un courant alternatif sous tension alternative.5. The charger of claim 3, wherein the disconnecting member (8) comprises at least one input contactor (8a, 8b, 8c, 8d) capable of interrupting an alternating current under AC voltage. 6. Chargeur selon la revendication 5 ensemble la revendication 2, comprenant des contacteurs (14a, 14b) de batterie aptes à découpler la batterie du chargeur en fonction de la comparaison d’au moins une mesure de courant différentiel à un seuil.6. The charger of claim 5 together claim 2, comprising battery contacts (14a, 14b) adapted to decouple the battery from the charger based on the comparison of at least one differential current measurement at a threshold. 7. Chargeur selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5, dans lequel les contacteurs (8a,8b,8c,8d) d’entrée de l’organe de sectionnement (8) sont des contacteurs polarisés avec sens de coupure privilégié en composante continue.7. Charger according to any one of claims 4 or 5, wherein the contactors (8a, 8b, 8c, 8d) of the input of the disconnector member (8) are polarized contactors with a preferred cut-off direction in component keep on going. 8. Chargeur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe de sectionnement (8) comprend au moins une branche de précharge connectée en parallèle d’un contacteur (8a,8b,8c,8d) d’entrée, chaque branche de précharge comprenant un relais et une résistance connectés en série, les relais de précharge étant aptes à être fermés antérieurement à la fermeture des contacteurs (8a,8b,8c,8d) d’entrée de sorte à limiter le courant initialement admis dans le chargeur.8. A charger according to any one of the preceding claims, wherein the disconnecting member (8) comprises at least one preload branch connected in parallel with an input contactor (8a, 8b, 8c, 8d), each preloading branch comprising a relay and a resistor connected in series, the preload relays being able to be closed prior to the closing of the input contactors (8a, 8b, 8c, 8d) so as to limit the current initially admitted into the charger.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024023203A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Electric circuit and operating method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010103063A1 (en) * 2009-03-11 2010-09-16 Renault S.A.S. Fast charging device for an electric vehicle
DE102010062369A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-06 Robert Bosch Gmbh Charging device for motor vehicles and charging method
EP2505415A2 (en) * 2011-03-30 2012-10-03 Bender GmbH & Co. KG Device and method for driving, charging and feed-in operations for an electric vehicle
EP2800226A1 (en) * 2011-12-31 2014-11-05 Shenzhen BYD Auto R&D Company Limited Electric vehicle and power system and motor controller for electric vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010103063A1 (en) * 2009-03-11 2010-09-16 Renault S.A.S. Fast charging device for an electric vehicle
DE102010062369A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-06 Robert Bosch Gmbh Charging device for motor vehicles and charging method
EP2505415A2 (en) * 2011-03-30 2012-10-03 Bender GmbH & Co. KG Device and method for driving, charging and feed-in operations for an electric vehicle
EP2800226A1 (en) * 2011-12-31 2014-11-05 Shenzhen BYD Auto R&D Company Limited Electric vehicle and power system and motor controller for electric vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024023203A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Electric circuit and operating method

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