FR3057409B1 - Systeme et procede de surveillance de courant de fuite pendant la charge d'un vehicule electrique - Google Patents

Systeme et procede de surveillance de courant de fuite pendant la charge d'un vehicule electrique Download PDF

Info

Publication number
FR3057409B1
FR3057409B1 FR1659647A FR1659647A FR3057409B1 FR 3057409 B1 FR3057409 B1 FR 3057409B1 FR 1659647 A FR1659647 A FR 1659647A FR 1659647 A FR1659647 A FR 1659647A FR 3057409 B1 FR3057409 B1 FR 3057409B1
Authority
FR
France
Prior art keywords
charging
leakage current
vehicle
bat
battery
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.)
Active
Application number
FR1659647A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3057409A1 (fr
Inventor
Paul Ricaud
Richard Pothin
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 FR1659647A priority Critical patent/FR3057409B1/fr
Publication of FR3057409A1 publication Critical patent/FR3057409A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3057409B1 publication Critical patent/FR3057409B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods 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 the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/68Off-site monitoring or control, e.g. remote control
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y02T90/167Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles, i.e. smartgrids as interface for battery charging of electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • YGENERAL 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
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S30/00Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/12Remote or cooperative charging

Abstract

L'invention concerne un procédé de charge d'une batterie de traction d'un véhicule électrique ou hybride, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de : - envoi (E1) d'une requête comportant une localisation ou un identifiant d'une borne de charge à un serveur distant connecté à une base de données relatives à des bornes de charge, - réception (E2) d'au moins une donnée représentative d'un niveau de sécurité mis en œuvre par ladite borne de charge, - supervision (E5) d'un courant de fuite par ledit véhicule pendant une charge de ladite batterie de traction utilisant ladite borne de charge, lorsque ledit niveau de sécurité n'assure pas la surveillance dudit courant de fuite.

Description

Système et procédé de surveillance de courant de fuite pendant la charge d’un véhicule électrique
La présente invention se rapporte de manière générale aux domaines de l’électricité et de l’automobile, et concerne plus précisément un procédé de charge d’une batterie de traction pour véhicule électrique ou hybride.
Les chargeurs embarqués pour véhicule électrique ou hybride permettent de recharger la batterie de traction d’un tel véhicule à partir d’un réseau d’alimentation électrique externe. La plupart de ces chargeurs sont isolés du réseau d’alimentation par un transformateur d’isolation galvanique. Cependant un tel transformateur est coûteux, lourd et encombrant. C’est pourquoi certains chargeurs sont non isolés du réseau d’alimentation électrique externe, et nécessitent une protection spécifique contre les courants de fuite qui peuvent apparaître sur le châssis du véhicule et se transformer en courant de toucher, qui sont limités à 3,5mA (milliAmpères) par la norme internationale IEC (d’après l’anglais International Electrotechnical Commission) 61851-2. C’est pourquoi certains véhicules comportent des dispositifs de surveillance de courant de fuite. Ainsi le brevet français FR2966652 décrit un dispositif de protection contre les courants de fuite et les courants de toucher, disposé à l’entrée d’un chargeur non isolé de véhicule électrique, et permettant d’interdire la charge de la batterie du véhicule dès qu’une estimation du courant de fuite ou du courant de toucher dans le véhicule atteint certains seuils. Néanmoins ces dispositifs sont très sensibles et provoquent de nombreuses indisponibilités de charge.
Il est à noter qu’une nouvelle génération de bornes possède à présent des détecteurs de composante continue DC conformément à la nouvelle version de la norme IEC 61851 -1.
Une surveillance des différentes composantes des courants de fuite par le véhicule, comme décrit dans le brevet FR3000315, n’est donc pas toujours nécessaire, notamment lorsque la borne de charge répond aux exigences de sécurité évoquées ci-dessus. Cependant, il a été constaté par les inventeurs, que des bornes de charge utilisant le protocole IEC 61851 ne sont pas conformes à ces exigences de sécurité.
Un des buts de l'invention est de remédier à au moins une partie des inconvénients de la technique antérieure en fournissant un procédé et un système de charge d’un véhicule électrique ou hybride, permettant d’augmenter la disponibilité de charge d’un tel véhicule tout en gardant un même niveau de sécurité électrique pour l’utilisateur. A cette fin, l'invention propose un procédé de charge d’une batterie de traction d’un véhicule électrique ou hybride, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes de : envoi d’une requête comportant une localisation ou un identifiant d’une borne de charge à un serveur distant connecté à une base de données relatives à des bornes de charge, réception d’au moins une donnée représentative d’un niveau de sécurité mis en oeuvre par ladite borne de charge, supervision d’un courant de fuite par ledit véhicule pendant une charge de ladite batterie de traction utilisant ladite borne de charge, ladite supervision utilisant au moins un seuil prédéterminé de courant de fuite, lorsque ledit niveau de sécurité n’assure pas la surveillance dudit courant de fuite par ladite borne de charge.
Grâce à l'invention, le véhicule adapte ses dispositifs de sécurité électrique en fonction des dispositifs de sécurité électrique déjà mis en oeuvre par la borne de charge, ce qui augmente la disponibilité de la charge pour l’utilisateur du véhicule. De plus cette augmentation de la disponibilité de charge ne nécessite pas de modification matérielle du véhicule.
Selon une caractéristique avantageuse du procédé selon l’invention, lorsque ledit niveau de sécurité n’indique ni la présence d’un disjoncteur différentiel de type A, ni une coupure d’alimentation sur une détection d’une composante continue de courant de fuite, alors le véhicule mesure une composante continue du courant de fuite pendant une charge de ladite batterie de traction utilisant ladite borne de charge, ladite charge étant stoppée ou la puissance de ladite charge étant diminuée par ledit véhicule dès que ladite composante continue de courant de fuite dépasse ledit au moins un seuil prédéterminé de courant de fuite.
Selon une autre caractéristique avantageuse du procédé selon l’invention, lorsque ledit niveau de sécurité indique la présence d’un disjoncteur différentiel de type A, et une coupure d’alimentation sur une détection d’une composante continue de courant de fuite, le procédé comporte une étape d’augmentation dudit au moins un seuil prédéterminé de courant de fuite, ladite composante continue de courant de fuite étant supervisée par ledit véhicule pendant une charge de ladite batterie de traction utilisant ladite borne de charge, et ladite charge étant coupée ou la puissance de ladite charge étant diminuée sur dépassement dudit au moins un seuil prédéterminé de courant de fuite augmenté.
Ces deux critères (présence d’un disjoncteur de type A et détection d’une composante continue de courant de fuite) suffisent en effet à limiter considérablement le risque électrique pour un utilisateur, et sont aisés à déterminer puisqu’ils dépendent de la conformité de la borne de charge à la norme IEC 61851-1, information donnée par l’installateur de la borne de charge.
Selon une autre caractéristique avantageuse du procédé selon l’invention, lorsque ledit niveau de sécurité indique la présence d’un disjoncteur différentiel de type A, et une coupure d’alimentation sur une détection d’une composante haute fréquence de courant de fuite, aucune surveillance d’une composante de courant de fuite haute fréquence n’est mise en œuvre par ledit véhicule (VE) pendant une charge de ladite batterie (BAT) de traction utilisant ladite borne de charge. L’invention permet ainsi de s’affranchir des dispositifs de surveillance de certains courants de fuite non dangereux pour l’utilisateur, ce qui permet une disponibilité accrue du service.
De préférence, ledit seuil prédéterminé de courant de fuite continu est inférieur à 6 mA (milliampères). Ce seuil permet d’assurer à la fois une bonne sécurité de l’utilisateur et une bonne disponibilité de charge. L'invention concerne aussi un système de charge d’une batterie de traction d’un véhicule électrique ou hybride, caractérisé en ce qu’il comporte: des moyens d’envoi d’une requête comportant une localisation ou un identifiant d’une borne de charge à un serveur distant connecté à une base de données relatives à des bornes de charge, des moyens de réception d’au moins une donnée représentative d’un niveau de sécurité mis en œuvre par ladite borne de charge, des moyens de supervision d’un courant de fuite pendant une charge de ladite batterie de traction utilisant ladite borne de charge, lesdits moyens de supervision étant aptes à couper ladite charge ou à diminuer la puissance de ladite charge sur dépassement d’au moins un seuil prédéterminé de courant de fuite, lesdits moyens de supervision étant activés lorsque ledit niveau de sécurité n’assure pas la surveillance dudit courant de fuite par ladite borne de charge.
Avantageusement, le système de charge selon l’invention comporte des moyens d’augmentation dudit au moins un seuil prédéterminé de courant de fuite, et des moyens d’activation desdits moyens de supervision, lors d’une charge dudit véhicule utilisant ladite borne de charge, lorsque ledit niveau de sécurité indique la présence d’un disjoncteur différentiel de type A, et une coupure d’alimentation sur une détection d’une composante continue de courant de fuite.
Avantageusement, le système de charge selon l’invention comporte des moyens d’inhibition de moyens de supervision d’une composante haute fréquence de courant de fuite, lors d’une charge dudit véhicule utilisant ladite borne de charge, lorsque ledit niveau de sécurité indique la présence d’un disjoncteur différentiel de type A et une coupure d’alimentation sur une détection d’une composante haute fréquence de courant de fuite. L'invention concerne encore un véhicule électrique ou hybride, mettant en œuvre le procédé de charge selon l’invention. L'invention concerne enfin un programme d’ordinateur comportant des instructions pour mettre en œuvre le procédé de charge selon l’invention, lorsqu’il est exécuté sur un ou plusieurs processeurs.
Le système de charge, le véhicule et le programme d’ordinateur selon l’invention présentent des avantages analogues à ceux du procédé de charge selon l’invention. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture d’un mode de réalisation préféré décrit en référence aux figures dans lesquelles : - la figure 1 représente un système de charge selon l'invention, dans ce mode de réalisation préféré, - la figure 2 représente des étapes du procédé de charge selon l’invention, dans ce mode de réalisation préféré, - et la figure 3 représente des sous-étapes d’une étape du procédé selon l’invention représentée sur la figure 2, dans ce mode de réalisation préféré.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention représenté à la figure 1, un système de charge S selon l’invention est intégré dans un véhicule VE électrique ou hybride. Le système de charge S implémente le procédé de charge selon l’invention de manière logicielle et matérielle. Il est apte à être branché à un réseau RES d’alimentation électrique externe, par l’intermédiaire d’un câble électrique de recharge amenant les phases d’alimentation φ1, φ2, φ3 du réseau RES, ainsi qu’une prise de terre T du réseau RES, à l’entrée du système de charge S. Ce réseau RES est ici un réseau triphasé mais en variante le système de charge utilise un réseau d’alimentation monophasé ou continu.
Le système de charge S comporte des moyens de supervision d’un courant de fuite lors d’une charge du véhicule. Ces moyens de supervision comportent un dispositif DMF de mesure et de filtrage reliés à un calculateur de charge. Le dispositif DMF de mesure et de filtrage en entrée du système de charge S comporte : - des moyens d’estimation du courant de fuite et du courant de toucher du système de charge S ; ces moyens comportent par exemple un tore de mesure comprenant les phases et la terre et permettant de mesurer le flux magnétique du courant de fuite des trois phases, ainsi qu’un circuit de détection du courant de masse, comme décrit dans la demande FR2966652. La différence entre le courant de masse et le courant de fuite permet d’obtenir une estimation du courant de toucher ; en variante la mesure du courant de fuite est effectuée à l’aide d’une résistance de mesure encore appelée résistance « shunt » au niveau de la connexion à terre du véhicule VE. - des moyens de filtrage du courant de fuite mesuré au cours du temps, fourni par les moyens d’estimation sous forme d’un signal de mesure ; ces moyens sont détaillés dans le brevet FR3000315, et permettent d’obtenir des estimations des composantes suivantes du courant de fuite : o une composante continue, o une composante basse fréquence inférieure à 400Hz, o une composante haute fréquence comprise entre 1kHz et 150kHz, o et une composante haute fréquence correspondant à la fréquence de hachage du système de charge qui est, dans ce mode de réalisation de l’invention, de 10kHz.
Ces valeurs sont obtenues par des filtrages passe-bas et passe-bande appropriés, après amplification, redressement ou écrêtage du signal de mesure si nécessaire.
Le système de charge S comporte également un chargeur non isolé CNI, par exemple du type décrit dans la demande de brevet FR2943188, qui transforme le courant alternatif délivré par les phases d’alimentation φ1, φ2, φ3 en un courant continu qu’il délivre à la batterie de traction BAT du véhicule après lissage par une capacité de lissage.
La charge de la batterie de traction BAT est supervisée au niveau de la batterie BAT par un module de supervision BMS communiquant avec le calculateur principal ECU du véhicule VE.
Le calculateur principal ECU du véhicule VE communique également avec les moyens de supervision comportant le dispositif DMF de mesure et de filtrage et le calculateur de charge. L’estimation en continu du courant de fuite et éventuellement du courant de toucher fournis par le dispositif de mesure et de filtrage DMF permet aux moyens de supervision de couper une charge en cours, ou de diminuer la puissance de charge afin de diminuer le courant de fuite, lorsqu’une valeur du courant de fuite atteint un seuil prédéterminé de courant de fuite. Ce seuil prédéterminé correspond par exemple à un courant de toucher maximal acceptable. En effet la mesure du courant de toucher n’étant pas toujours disponible, on établit un seuil prédéterminé correspondant à un seuil de coupure applicable au courant de fuite estimé ou mesuré, et répondant à diverses contraintes de sécurité électrique.
Une coupure de la charge commandée par les moyens de supervision suite à un dépassement du seuil prédéterminé par le courant de fuite s’effectue par l’ouverture de contacteurs de la batterie BAT, et/ou par communication avec la borne de charge, et/ou par ouverture de contacteurs en amont du système de charge S dans le véhicule VE.
Plus précisément les moyens de supervision comportent des moyens de comparaison des valeurs des différentes composantes du courant de fuite estimées par le dispositif de mesure et de filtrage DMF à un seuil correspondant de coupure de la charge : - La valeur du seuil de coupure pour la composante continue du courant de fuite est par exemple de 6 mA. - La valeur du seuil de coupure pour la composante basse fréquence du courant de fuite est par exemple de 17 mA. - La valeur du seuil de coupure pour la composante haute fréquence comprise entre 1kHz et 150kHz du courant de fuite est par exemple de 220 mA. - La valeur du seuil de coupure pour la composante haute fréquence à 10kHz du courant de fuite est par exemple de 200 mA.
Lorsque l’estimation de la composante basse fréquence du courant de fuite dépasse son seuil de coupure de 17mA, les moyens de supervision coupent immédiatement la charge en cours, c’est-à-dire dans les 60ms (millisecondes) qui suivent cette comparaison, car cette composante basse fréquence est jugée dangereuse pour un utilisateur.
Lorsqu’au moins une des autres composantes du courant de fuite dépasse son seuil de coupure sans que la composante basse fréquence du courant de fuite ne dépasse son seuil de coupure, alors les moyens de supervision diminuent éventuellement la puissance de charge, et coupent la charge au bout de deux minutes si cette situation perdure, car ces composantes de courant de fuite ne sont pas immédiatement dangereuses pour l’utilisateur, mais aveuglent les disjoncteurs en amont de l’alimentation du véhicule VE.
Dans ce mode de réalisation préféré de l’invention, les moyens de supervision sont activés par le calculateur principal ECU du véhicule VE uniquement lorsque la borne de charge utilisée par le véhicule VE n’est pas identifiée comme étant conforme aux exigences de sécurité de la norme IEC 61851-1.
Afin de déterminer la conformité ou la non-conformité de la borne de charge utilisée par le véhicule VE aux exigences de sécurité de la norme IEC 61851-1, le calculateur ECU communique sur un bus CAN (d’après l’anglais « Control Access Network ») avec un module de communication TCU du véhicule, comportant : - des moyens d’émission d’une requête REQ comportant une localisation ou un identifiant de la borne de charge, à destination d’un serveur distant SV connecté à une base BDD de données relatives aux bornes de charge d’une ou plusieurs infrastructures de charge, - et des moyens de réception d’une réponse REP comportant au moins une donnée représentative du niveau de sécurité mis en œuvre par la borne de charge.
Cette communication entre le véhicule VE et le serveur distant SV utilise par exemple le protocole http, sur une liaison radio telle que GSM (d’après l’anglais « Global System for Mobile communications»), UMTS (d’après l’anglais Universal Mobile Télécommunication System »), LTE (d’après l’anglais « Long Term Evolution » ou Wi-Fi (d’après la norme IEEE 802.11 ), ou encore sur une liaison filaire.
La base de données BDD est renseignée préalablement à l’utilisation du procédé selon l’invention par un opérateur externe dûment qualifié dans le domaine de la sécurité électrique, et est mise à jour ensuite en fonction des changements dans les infrastructures de charge. Les informations renseignées dans cette base de données BDD comportent par exemple pour une borne de charge : - Une indication de conformité ou de non-conformité de la borne aux exigences de sécurité de la norme IEC 61851-1, - Une indication de présence dans la borne d’un disjoncteur différentiel adapté à la charge de véhicules électriques ou hybrides, - Une indication que la borne d’alimentation électrique est dédiée à la charge de véhicules électriques ou hybrides, - Une indication d’ouverture rapide des contacteurs de la borne permettant l’alimentation électrique d’un véhicule, - Une indication d’une détection d’une composante continue de courant de fuite par la borne de charge, - Une référence de borne et/ou une localisation de la borne.
En référence à la figure 2, un procédé de charge selon l'invention est représenté sous la forme d'un algorithme comportant des étapes E1 à E5. L'étape E1 est l’envoi par le module de communication TCU d’une requête REQ comportant une localisation ou un identifiant d’une borne de charge à laquelle est connecté le véhicule, au serveur distant SV connecté à la base de données BDD. La localisation de la borne de charge dans la requête REQ correspond par exemple à la position du véhicule obtenue grâce à un récepteur GPS (d’après l’anglais « Global Position System ») embarqué. L’identifiant de la borne de charge est par exemple une référence de borne, ou une adresse IP et un port utilisés dans une communication normalisée entre la borne et le véhicule, selon une norme telle que IEC 15118-2 ou encore OCA (d’après l’anglais « Open Charge Alliance »). L’étape suivante E2 est la réception, par le module de communication TCU dans une réponse REP, d’au moins une donnée représentative d’un niveau de sécurité mis en œuvre par la borne de charge.
Dans une étape E3, le calculateur ECU évalue si la ou les données reçues dans la réponse REP permettent d’établir que la borne est conforme aux exigences de sécurité. Si tel est le cas, alors l’étape suivante est l’étape E4. Si tel n’est pas le cas, alors l’étape suivante est l’étape E5. L’étape E4 est l’inhibition des moyens de supervision par le calculateur ECU pendant la charge de la batterie de traction du véhicule. Autrement dit aucune supervision de courant de fuite n’est mise en œuvre par le véhicule pendant la charge, cette supervision étant effectuée par la borne de charge. L’étape E5 est la supervision d’un courant de fuite par le véhicule pendant la charge de la batterie de traction du véhicule. L’étape E5 de supervision d’un courant de fuite comporte les sous-étapes E51 à E53 représentées à la figure 3 :
Lors d’une sous-étape E51, on mesure les différentes composantes du courant de fuite correspondant à une composante continue, une composante basse fréquence, une composante haute fréquence et une composante haute fréquence correspondant à une fréquence de hachage du système de charge.
Lors d’une sous-étape suivante E52, les moyens de supervision comparent chacune de ces composantes à leurs seuils de coupures respectifs. Si une de ces composantes dépasse son seuil de coupure, la sous-étape suivante est la sous-étape E53, sinon la sous-étape suivante est la sous-étape E51.
La sous-étape E53 est la coupure de la charge, ou la diminution de la puissance de charge.
En variante de réalisation de l’invention, seule la composante continue du courant de fuite est supervisée. Dans ce cas, seule cette composante est mesurée lors de la sous-étape E51, puis comparée au seuil prédéterminé de 6mA lors de la sous-étape E52. Si la composante continue de courant de fuite est supérieure au seuil prédéterminé de 6mA, alors la charge est interrompue ou la puissance de charge est diminuée.
Dans d’autres variantes de réalisation de l’invention, d’autres critères que la conformité aux exigences de sécurité de la norme IEC 61851-1 sont utilisés lors de l’étape E3. Par exemple en variante, si les données reçues lors de l’étape E2 indiquent que la borne supervise seulement une partie des composantes du courant de fuite, alors dans l’étape E5 les moyens de supervision supervisent seulement les composantes du courant de fuite non surveillées par la borne.
Il est à noter que les seuils de coupure des différentes composantes de courant de fuite utilisés par le véhicule sont modifiables en fonction du niveau de sécurité de la borne de charge. Par exemple le seuil de coupure d’une composante de courant de fuite est augmenté par le véhicule d’une valeur prédéterminée lorsque le véhicule détermine que la borne de charge supervise cette composante de courant de fuite après réception de la ou des données représentatives du niveau de sécurité de la borne de charge. Il est à noter que dans cette dernière variante de réalisation de l’invention, le véhicule supervise le courant de fuite pendant la charge de la batterie de traction même si la borne de charge supervise le courant de fuite, mais cette supervision du véhicule est moins restrictive que lorsque la borne de charge ne supervise pas le courant de fuite. Dans cette dernière variante de réalisation, les seuils de coupure utilisés par le véhicule sont par exemple augmentés de 1 à 3mA.
De plus, des valeurs inférieures aux seuils de coupure donnés dans cette description à titre d’exemple sont également utilisables afin d’augmenter encore la sécurité de l’utilisateur. Par exemple en variante le seuil prédéterminé correspondant au seuil de coupure de la composante continue de courant de fuite est fixé à 5,5mA.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de charge d’une batterie (BAT) de traction d’un véhicule (VE) électrique ou hybride, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes de : envoi (E1) d’une requête (REQ) comportant une localisation ou un identifiant d’une borne de charge à un serveur distant (SV) connecté à une base (BDD) de données relatives à des bornes de charge, réception (E2) d’au moins une donnée représentative d’un niveau de sécurité mis en œuvre par ladite borne de charge, supervision (E5) d’un courant de fuite par ledit véhicule (VE) pendant une charge de ladite batterie (BAT) de traction utilisant ladite borne de charge, ladite supervision utilisant au moins un seuil prédéterminé de courant de fuite, lorsque ledit niveau de sécurité n’assure pas la surveillance dudit courant de fuite par ladite borne de charge.
  2. 2. Procédé de charge d’une batterie (BAT) de traction selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque ledit niveau de sécurité n’indique ni la présence d’un disjoncteur différentiel de type A, ni une coupure d’alimentation sur une détection d’une composante continue de courant de fuite, alors le véhicule (VE) mesure une composante continue du courant de fuite pendant une charge de ladite batterie (BAT) de traction utilisant ladite borne de charge, ladite charge étant stoppée ou la puissance de ladite charge étant diminuée par ledit véhicule (VE) dès que ladite composante continue de courant de fuite dépasse ledit au moins un seuil prédéterminé de courant de fuite.
  3. 3. Procédé de charge d’une batterie (BAT) de traction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lorsque ledit niveau de sécurité indique la présence d’un disjoncteur différentiel de type A, et une coupure d’alimentation sur une détection d’une composante continue de courant de fuite, le procédé comporte une étape d’augmentation dudit au moins un seuil prédéterminé de courant de fuite, ladite composante continue de courant de fuite étant supervisée par ledit véhicule (VE) pendant une charge de ladite batterie (BAT) de traction utilisant ladite borne de charge, et ladite charge étant coupée ou la puissance de ladite charge étant diminuée sur dépassement dudit au moins un seuil prédéterminé de courant de fuite augmenté.
  4. 4. Procédé de charge d’une batterie (BAT) de traction selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit seuil prédéterminé de courant de fuite est inférieur à 6 mA.
  5. 5. Procédé de charge d’une batterie (BAT) de traction selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lorsque ledit niveau de sécurité indique la présence d’un disjoncteur différentiel de type A, et une coupure d’alimentation sur une détection d’une composante haute fréquence de courant de fuite, aucune surveillance d’une composante de courant de fuite haute fréquence n’est mise en œuvre par ledit véhicule (VE) pendant une charge de ladite batterie (BAT) de traction utilisant ladite borne de charge.
  6. 6. Système (S) de charge d’une batterie (BAT) de traction d’un véhicule (VE) électrique ou hybride, caractérisé en ce qu’il comporte: des moyens (TCU) d’envoi d’une requête comportant une localisation ou un identifiant d’une borne de charge à un serveur distant (SV) connecté à une base (BDD) de données relatives à des bornes de charge, des moyens (TCU) de réception d’au moins une donnée représentative d’un niveau de sécurité mis en œuvre par ladite borne de charge, des moyens de supervision (DMF) d’un courant de fuite pendant une charge de ladite batterie (BAT) de traction utilisant ladite borne de charge, lesdits moyens de supervision étant aptes à couper ladite charge ou à diminuer la puissance de ladite charge sur dépassement d’au moins un seuil prédéterminé de courant de fuite, lesdits moyens de supervision (DMF) étant activés lorsque ledit niveau de sécurité n’assure pas la surveillance dudit courant de fuite par ladite borne de charge.
  7. 7. Système (S) de charge d’une batterie (BAT) de traction selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens d’augmentation dudit au moins un seuil prédéterminé de courant de fuite, et des moyens d’activation desdits moyens de supervision (DMF), lors d’une charge dudit véhicule (VE) utilisant ladite borne de charge, lorsque ledit niveau de sécurité indique la présence d’un disjoncteur différentiel de type A, et une coupure d’alimentation sur une détection d’une composante continue de courant de fuite.
  8. 8. Système (S) de charge d’une batterie (BAT) de traction selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens d’inhibition de moyens de supervision (DMF) d’une composante haute fréquence de courant de fuite, lors d’une charge dudit véhicule (VE) utilisant ladite borne de charge, lorsque ledit niveau de sécurité indique la présence d’un disjoncteur différentiel de type A et une coupure d’alimentation sur une détection d’une composante haute fréquence de courant de fuite.
  9. 9. Véhicule (VE) électrique ou hybride, mettant en oeuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.
  10. 10. Programme d’ordinateur comportant des instructions pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, lorsqu’il est exécuté sur un ou plusieurs processeurs.
FR1659647A 2016-10-06 2016-10-06 Systeme et procede de surveillance de courant de fuite pendant la charge d'un vehicule electrique Active FR3057409B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1659647A FR3057409B1 (fr) 2016-10-06 2016-10-06 Systeme et procede de surveillance de courant de fuite pendant la charge d'un vehicule electrique

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1659647 2016-10-06
FR1659647A FR3057409B1 (fr) 2016-10-06 2016-10-06 Systeme et procede de surveillance de courant de fuite pendant la charge d'un vehicule electrique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3057409A1 FR3057409A1 (fr) 2018-04-13
FR3057409B1 true FR3057409B1 (fr) 2019-08-30

Family

ID=57906752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1659647A Active FR3057409B1 (fr) 2016-10-06 2016-10-06 Systeme et procede de surveillance de courant de fuite pendant la charge d'un vehicule electrique

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3057409B1 (fr)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011109422A1 (de) * 2011-08-04 2013-02-07 Daimler Ag Verfahren zum Aufladen einer Batterie eines Fahrzeuges
US9035607B2 (en) * 2011-08-09 2015-05-19 General Electric Company Vehicle charging stations and methods for use in charging an electrically powered vehicle
FR2987515B1 (fr) * 2012-02-29 2015-01-23 Valeo Sys Controle Moteur Sas Dispositif de detection d'un courant de fuite comprenant une composante continue, embarque dans un vehicule, et applications dudit dispositif
FR3013848B1 (fr) * 2013-11-26 2017-03-10 Valeo Systemes De Controle Moteur Dispositif et procede d'echange securitaire d'energie electrique entre un consommateur et une source d'energie electrique
FR3021169B1 (fr) * 2014-05-15 2017-12-08 Renault Sas Systeme et procede de charge d'une batterie de traction diminuant les courants de fuite
DE102014212415A1 (de) * 2014-06-27 2015-12-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Ladestation

Also Published As

Publication number Publication date
FR3057409A1 (fr) 2018-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2903852B1 (fr) Systeme de charge sans contact d'une batterie de vehicule automobile
FR2976738A1 (fr) Systeme de batteries d'accumulateurs a supervision simplifiee
EP3060422B1 (fr) Protection d'une alimentation incluant plusieurs batteries en parallele contre un court circuit externe
FR2975498A1 (fr) Dispositif et procede d'estimation de la resistance du raccordement a la terre d'un appareil electrique
US20150002104A1 (en) Method and device for adjusting a load current as a function of an internal resistance
US20160059716A1 (en) Vehicle Battery Charging System Notification
FR2970784A1 (fr) Dispositif de detection de defaut de connexion a la terre d'un systeme a connecteur electrique
EP3075065B1 (fr) Dispositif et procédé d'échange sécuritaire d'énergie électrique entre un consommateur et une source d'énergie électrique
Chung et al. Safety design for smart Electric Vehicle charging with current and multiplexing control
FR3057409B1 (fr) Systeme et procede de surveillance de courant de fuite pendant la charge d'un vehicule electrique
FR2966652A1 (fr) Dispositif et procede d'estimation d'un courant de toucher et de protection d'un appareil electrique contre de tels courants de toucher
FR3021169A1 (fr) Systeme et procede de charge d'une batterie de traction diminuant les courants de fuite
CN116552272A (zh) 电池充电的保护方法方法、装置、存储介质及电子设备
US20150185750A1 (en) Method and Apparatus for monitoring an energy feed-in point of an energy supply grid
EP3651328A1 (fr) Systeme electrique et methode de protection d'un convertisseur dc/dc
FR3092434A1 (fr) Procédé de diagnostic et de décollage d’un relais de puissance
EP3669392A1 (fr) Systeme comprenant un compteur electrique et un disjoncteur
EP0723325B1 (fr) Dispositif de contrÔle-commande d'un système électrique
FR3015138A1 (fr) Dispositif et procede de compensation d'un decalage de tension
CN111661228A (zh) 一种电动自行车蓄电池管理系统及方法
FR3021816A1 (fr) Chargeur de batterie pour vehicule automobile electrique a moyens de compensation passive variables et procede de commande d'un tel chargeur
NO340178B1 (en) Monitoring of Electric vehicle supply equipment
FR3044177A1 (fr) Chargeur de batterie embarque dans un vehicule automobile muni d'au moins un moteur electrique
FR3077912A1 (fr) Procede de communication dans un dispositif electronique de commande rapprochee d'un systeme electrique
EP3900175B1 (fr) Systeme de commande d'un convertisseur de tension

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20180413

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

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

CA Change of address

Effective date: 20221014

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8