FR3065298A1 - Procede de determination d'une limite de courant de cellule d'une batterie de traction et d'un reseau de bord dans un vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de détermination d'une limite de courant de cellule (Lim IC) d'une batterie (1) de traction et d'un réseau de bord alimenté par la batterie de traction dans un véhicule automobile avec respectivement un limiteur de tension de cellule et de réseau de bord avec une boucle de régulation intégrale effectuant le calcul d'un terme intégral de courant respectif. Les boucles de régulation intégrales des deux limiteurs de tension sont interdépendantes, les termes intégraux de courant (Limlnt C(n)) du limiteur de tension de cellule étant transmis à la boucle de régulation intégrale du limiteur de tension du réseau et les termes intégraux du limiteur de tension du réseau (Limlnt RB(n-1)) étant transmis à la boucle de régulation intégrale du limiteur de tension de cellule pour une détermination d'une limite de courant de batterie (Lim I C) commune aux deux limiteurs.

Description

Titulaire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée, CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée.
PROCEDE DE DETERMINATION D'UNE LIMITE DE COURANT DE CELLULE D'UNE BATTERIE DE TRACTION ET D'UN RESEAU DE BORD DANS UN VEHICULE AUTOMOBILE.
FR 3 065 298 - A1 (P/J La présente invention a pour objet un procédé de détermination d'une limite de courant de cellule (Lim IC) d'une batterie (1) de traction et d'un réseau de bord alimenté par la batterie de traction dans un véhicule automobile avec respectivement un limiteur de tension de cellule et de réseau de bord avec une boucle de régulation intégrale effectuant le calcul d'un terme intégral de courant respectif. Les boucles de régulation intégrales des deux limiteurs de tension sont interdépendantes, les termes intégraux de courant (Limlnt C(n)) du limiteur de tension de cellule étant transmis à la boucle de régulation intégrale du limiteur de tension du réseau et les termes intégraux du limiteur de tension du réseau (Limlnt RB(n-1 )) étant transmis à la boucle de régulation intégrale du limiteur de tension de cellule pour une détermination d'une limite de courant de batterie (Lim I C) commune aux deux limiteurs.
Figure FR3065298A1_D0001
Figure FR3065298A1_D0002
La présente invention concerne un procédé de détermination d’une limite de courant de cellule d’une batterie de traction et d’un réseau de bord alimenté par la batterie de traction dans un véhicule automobile électrique ou hybride.
La détermination se fait avec respectivement un limiteur de tension de cellule et un limiteur de tension de réseau de bord. Le limiteur de tension de cellule reçoit pour chaque cellule une limite de tension de cellule prédéterminée et une tension de cellule en vigueur et le limiteur de réseau de bord reçoit une limite de tension de réseau prédéterminée et une tension de réseau de bord en vigueur. Chaque limiteur comprend une boucle de régulation intégrale effectuant le calcul d’un terme intégral de courant respectif à partir de la différence entre la limite de tension et la tension en vigueur reçues par le limiteur.
La figure 1 illustre un véhicule automobile électrique comprenant une batterie de traction 1. Les traits noirs épais illustrent le réseau de traction 3 tandis que les traits noirs moins épais illustrent le réseau de bord 2.
Le véhicule comporte un moteur électrique de traction 4 pour la propulsion du véhicule, un onduleur 5 pouvant être intercalé entre le moteur électrique de traction 4 et la batterie de traction 1 dans le réseau de traction 3. Le réseau de traction 3 peut alimenter des éléments auxiliaires 9, comme un système de climatisation ou de chauffage, un compresseur d’air, etc. Le réseau de traction 3 comprend aussi une prise de rechargement 10 de la batterie de traction 1 se branchant à une borne de recharge extérieure au véhicule automobile. Un multiplexeur 11 de réseau local de commande, aussi connu sous l’acronyme anglo-saxon de « CAN >> raccorde à un même câble plusieurs calculateurs communiquant entre eux.
Le moteur électrique de traction 4 nécessite une alimentation haute tension tandis que le réseau de bord nécessite une alimentation généralement basse ou moyenne tension. La batterie de traction 1 alimente donc le réseau de bord 2 en passant d’abord par un transformateur 6 de courant continu en courant continu de plus faible voltage. En effet, le voltage de la batterie de traction peut être entre 48 à 400 Volts tandis que le voltage du réseau de bord peut être de 12 à 24 Volts. Ceci n’est cependant pas limitatif.
Dans le réseau de bord 2 sont connectés des équipements tels que des calculateurs, dont celui d’une unité électronique de commande 7, connue sous l’acronyme anglo-saxon de « ECU >> et qui est embarquée à bord du véhicule automobile pour commander ou contrôler divers organes de commande. L’unité électronique de commande 7 peut contenir par exemple un superviseur du véhicule gérant notamment un système de gestion de la batterie pour limiter la tension dans le réseau de bord 2 si cette tension dépasse une limite prédéterminée.
Le réseau de bord 2 comprend aussi des équipements multimédia comme un autoradio, divers actionneurs électriques comme ceux des essuies glaces, des lève-vitres, etc., des sources d'éclairage et une batterie basse tension 8, par exemple une batterie 12 Volts pour un réseau de bord 2 à ce voltage.
Tout véhicule automobile électrique ou hybride est équipé, d’une part, d’un système de gestion de la batterie qui gère la batterie de traction et, d’autre part, d’un superviseur du véhicule qui gère le contrôle du système de gestion de la batterie dans un réseau de bord.
Le système de gestion de la batterie ou système de régulation de la batterie, la batterie comprenant plusieurs cellules, met en œuvre un procédé de limitation de la tension de chaque cellule de la batterie entre 2 et 4,2 Volts, notamment pour une batterie lithium-ion si un dépassement en diminution ou en augmentation est constaté. En effet, une batterie de traction, fréquemment une batterie lithium-ion, ne doit pas être déchargée en dessous de 2 Volts par cellule, ce qui correspond pour la cellule à une décharge profonde, décharge qui peut être destructrice pour la cellule et altérer irrémédiablement l'endurance de la batterie.
Plus les cellules vieillissent et plus elles divergent les unes des autres, notamment en ce qui concerne leur voltage. Des cellules présentent des tensions hautes, d’autres des tensions basses. Il est alors possible de faire des regroupements de cellules pour rééquilibrer. On peut aussi ajouter un système d’équilibrage.
De son côté, le superviseur du véhicule met en œuvre un procédé qui limite la tension du réseau de bord si un dépassement est constaté. Il y a donc un contrôle du voltage pour chaque cellule de la batterie et un contrôle du voltage pour le réseau de bord. Ceci se fait soit en boucle ouverte soit en boucle fermée. Un limiteur de tension de cellule est intégré dans le système de gestion de la batterie et un limiteur de tension du réseau de bord est intégré dans le superviseur du véhicule automobile. Ces limiteurs de tension interviennent donc sur deux variables d’état conjointes.
Or, le contrôle du voltage pour chaque cellule et le contrôle du voltage pour le réseau de bord peuvent diverger car les réglages de la dynamique du voltage sont différents.
Un problème survient dans le cas où les deux commandes de tension interviennent en même temps. Il est alors difficile de garantir la stabilité de la commande. De plus, les calibrations du limiteur de tension de cellule et du limiteur de tension du réseau de bord deviennent délicates.
La figure 2 montre une solution de gestion du voltage de la batterie de traction selon l’état de la technique. A cette figure 2, le système de gestion de la batterie est référencé 12 et le superviseur du véhicule est référencé 13. Le superviseur 13 comprend le limiteur de tension de réseau de bord référencé 15 qui délivre une valeur de courant limite de réseau de bord Lim I RB, le limiteur de tension de réseau de bord 15 recevant la valeur d’une tension de réseau de bord VRB.
Le système de gestion de la batterie 12 comprend un limiteur de tension de cellule 14 d’une batterie de traction qui délivre une valeur de courant limite de cellule Lim I C, le limiteur de tension de cellule 14 recevant la valeur d’une tension de cellule VC.
L’état de la technique utilise un module de comparaison 23 entre les valeurs Lim I C et Lim I RB pour déterminer la valeur minimale entre ces deux limites d’intensité qui est prise comme limite de courant de batterie Lim I. Il s’ensuit que c’est une des deux valeurs qui est prise comme référence et qu’il n’y a donc pas de valeur intermédiaire de limite d’intensité qui pourrait mieux convenir aux deux modes de commande sensiblement différents.
Par conséquent, le problème à la base de la présente invention est d’obtenir une stabilité et une calibration de la limite de courant de batterie commune aux cellules de la batterie et au réseau de bord dans le cas où les deux limiteurs de tension de cellule de la batterie et du réseau de bord interviennent en même temps.
A cet effet, la présente invention concerne un procédé de détermination d’une limite de courant de batterie commune à partir d’une limite de courant de cellule d’une batterie de traction et d’un réseau de bord alimenté par la batterie de traction dans un véhicule automobile électrique ou hybride avec respectivement un limiteur de tension de cellule et un limiteur de tension de réseau de bord, le limiteur de tension de cellule recevant pour chaque cellule une limite de tension de cellule prédéterminée et une tension de cellule en vigueur et le limiteur de réseau de bord recevant une limite de tension de réseau prédéterminée et une tension de réseau de bord en vigueur, chaque limiteur comprenant une boucle de régulation intégrale respective effectuant, pour une boucle n étant la nième boucle, le calcul d’un terme intégral de courant respectif à partir de la différence entre la limite de tension et la tension en vigueur reçues par le limiteur, remarquable en ce que les boucles de régulation intégrales des deux limiteurs de tension sont interdépendantes, les termes intégraux de courant du limiteur de tension de cellule étant transmis à la boucle de régulation intégrale du limiteur de tension du réseau et les termes intégraux du limiteur de tension du réseau étant transmis à la boucle de régulation intégrale du limiteur de tension de cellule pour une détermination d’une limite de courant de batterie commune aux deux limiteurs de tension.
L’effet technique est de concilier des commandes par un limiteur de tension de cellule et un limiteur de tension de réseau de bord pour une batterie de traction, les limites de courant issues de ces limiteurs de tension n’étant pas similaires en répondant à des exigences différentes, notamment pouvant être contradictoires. Une interdépendance entre les deux limiteurs de tension permet de concilier ces exigences contradictoires et de déterminer une limite de courant en accord avec ces deux limiteurs de tension quand leur commande se produit simultanément.
Le procédé selon l’invention se base donc sur une mise en œuvre entrelacée entre le limiteur de tension de cellule et le limiteur de tension du réseau de bord. Cette structure permet d’entrelacer les termes intégraux de chaque contrôleur. De ce fait, à chaque pas d’échantillonnage, les nouvelles valeurs des termes intégraux sont basées sur les termes intégraux précédents du limiteur de tension de cellule et du limiteur de tension du réseau de bord.
La mise en œuvre de ce procédé permet de maîtriser l’influence de chaque système de commande l’un envers l’autre et de ce fait de garantir une meilleure stabilité du procédé ainsi qu’un découplage de la calibration.
Avantageusement, pour une détermination d’une limite de courant pour chacun des deux limiteurs de tension, il est calculé, pour chaque limiteur, une correction basée sur une erreur fonction respectivement de la différence entre la limite de tension de la cellule prédéterminée et la tension de la cellule en vigueur et de la différence entre la limite de tension de réseau prédéterminée et la tension de réseau de bord en vigueur, à laquelle correction est ajoutée une valeur fonction des termes intégraux de courant des deux limiteurs de tension.
Avantageusement, la correction basée sur l’erreur du limiteur de tension de cellule est, pour une cellule donnée, calculée à partir de la différence entre la limite de tension de la cellule prédéterminée et la tension de la cellule en vigueur que divise la résistance de la cellule et la correction basée sur l’erreur du limiteur de tension de réseau de bord est calculée à partir de la différence entre la limite de tension de réseau prédéterminée et la tension de réseau de bord en vigueur que divise la résistance de la batterie.
Avantageusement, la valeur fonction des termes intégraux de courant des deux limiteurs de tension est le terme intégral de courant minimal entre les deux termes intégraux de courant des deux limiteurs de tension. Ceci permet de respecter les exigences des deux limiteurs de tension et de déterminer une limite de courant en adéquation avec ce qui est requis pour les cellules de la batterie de traction et le réseau de bord.
Avantageusement, à la correction basée sur l’erreur pour chacun des deux limiteurs de tension est ajoutée une valeur fonction des termes intégraux de courant des deux limiteurs de tension pour donner une correction intégrale révisée.
Avantageusement, la correction intégrale révisée est limitée dans un bloc de saturation entre deux valeurs minimale et maximale de courant, les valeurs de la correction intégrale révisée inférieures à la valeur minimale ou supérieures à la valeur maximale n’étant pas prises en compte et remplacées respectivement par la valeur minimale ou la valeur maximale pour donner une correction intégrale révisée limitée, la correction intégrale révisée limitée donnant respectivement la limite de courant pour chacun des deux limiteurs.
Avantageusement, une correction auxiliaire autre que la correction basée sur l’erreur est effectuée, la correction intégrale révisée, le cas échéant limitée, et la correction auxiliaire étant ajoutées pour l’obtention de la limite de courant respective pour chacun des deux limiteurs de tension.
Avantageusement, un premier limiteur de tension effectue d’abord la nième boucle, le premier limiteur de tension utilisant les termes intégraux de courant des deux limiteurs de tension pris pour la n-1ième boucle précédente, le deuxième limiteur utilisant le terme intégral de courant de la n-1ième boucle précédente pour son terme intégral et le terme intégral de la nième boucle en provenance du premier limiteur de tension.
Avantageusement, la limite de courant commune pour les deux limiteurs de tension est la valeur minimale pour la boucle n entre la limite de courant de cellule de la batterie de traction et la limite de courant du réseau de bord.
L’invention concerne aussi un ensemble de commande comportant un limiteur de tension de cellule d’une batterie de traction et un limiteur de tension d’un réseau de bord dans un véhicule automobile électrique ou hybride, chaque limiteur de tension imposant une limite de courant de batterie et comportant des moyens d’implémentation dans un correcteur d’une boucle de régulation basée sur l’erreur respective entre une limite de tension et une tension en vigueur pour la détermination d’un terme intégral de courant respectif pour chacun des deux limiteurs, remarquable en ce que l’ensemble met en œuvre un tel procédé de détermination et comprend des moyens de transmission des termes intégraux de courant du limiteur de tension de cellule aux moyens d’implémentation de la boucle de régulation du limiteur de tension du réseau et des moyens de transmission des termes intégraux du limiteur de tension du réseau aux moyens d’implémentation de la boucle de régulation du limiteur de tension de cellule.
L’ensemble comprend, pour chacun des deux limiteurs, un module de comparaison déterminant un terme intégral minimal entre le terme intégral de courant associé au limiteur de tension de cellule et le terme intégral de courant associé au limiteur de réseau de bord et un module de sommation du terme intégral issu du correcteur intégral du limiteur avec ladite valeur minimale déterminée par le module de comparaison, et un bloc de saturation limitant entre deux valeurs minimale et maximale une correction intégrale révisée issue du module de sommation.
L’invention concerne enfin un véhicule automobile électrique ou hybride, remarquable en ce qu’il comprend un tel ensemble de commande comportant un limiteur de tension de cellule d’une batterie de traction et un limiteur de tension d’un réseau de bord.
D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d’un véhicule automobile électrique présentant une batterie de traction alimentant, d’une part, un réseau haute tension et, d’autre part, un réseau de bord dans le véhicule automobile, le procédé de commande selon la présente invention pouvant être mis en œuvre dans un tel véhicule automobile,
- la figure 2 est une représentation schématique d’une mise en œuvre d’un procédé de détermination d’une limite de courant de batterie par comparaison d’un courant limite calculé respectivement par un limiteur de tension de cellule d’une batterie de traction et un limiteur de tension d’un réseau de bord dans un véhicule automobile électrique ou hybride, ce procédé étant conforme à un état de la technique,
- la figure 3 est une représentation schématique d’un mode de réalisation de la mise en œuvre d’un procédé de détermination d’une limite de courant de batterie au niveau d’un limiteur de tension de cellule de la batterie de traction dans un véhicule automobile électrique ou hybride afin de déterminer et d’imposer une limite de courant de batterie, ce procédé étant conforme à la présente invention, le limiteur de tension de cellule de la batterie et le limiteur de tension de réseau de bord étant interconnectés,
- la figure 4 est une représentation schématique d’un mode de réalisation de la mise en œuvre d’un procédé de détermination d’une limite de courant de batterie au niveau d’un limiteur de tension du réseau de bord dans un véhicule automobile électrique ou hybride afin de déterminer et d’imposer une limite de courant de batterie, ce procédé étant conforme à la présente invention, le limiteur de tension de cellule de la batterie et le limiteur de tension de réseau de bord étant interconnectés,
- la figure 5 est une représentation schématique d’un mode de réalisation de la mise en œuvre de l’étape de détermination d’une limite de courant commune pour le limiteur de tension de batterie montré à la figure 3 et le limiteur de tension du réseau de bord montré à la figure 4, cette étape pouvant être incluse dans un procédé conforme à la présente invention, la valeur minimale entre la limite de courant de cellule et la limite de courant de réseau de bord étant prise alors comme limite de courant commune.
En se référant à toutes les figures, la présente invention concerne un procédé de détermination d’une limite de courant de cellule Lim I C d’une batterie 1 de traction et d’un réseau de bord Lim I RB alimenté par la batterie 1 de traction dans un véhicule automobile électrique ou hybride, ceci par un ensemble de commande comprenant respectivement un limiteur de tension de cellule et un limiteur de tension de réseau de bord. Ceci est montré aux figures 3 à 5 pour une nième boucle d’où l’ajout entre parenthèses de n ou n-1 relatif à la boucle précédant la nième boucle.
La figure 3 illustre sensiblement l’ensemble de commande pour sa partie en charge du contrôle de la tension d’une cellule de batterie 1 de traction, c’est-à-dire le limiteur de tension de cellule de la batterie qui sera référencé CONT C à la figure 5, et la figure 4 illustre sensiblement l’ensemble de commande pour sa partie en charge du contrôle de la tension du réseau de bord, c’est-à-dire le limiteur de tension du réseau de bord qui sera référencé CONT RB à la figure 5. Aux figures 3 et 4, l’interconnexion des deux limiteurs de tension est cependant visible.
En se référant à la figure 3, le limiteur de tension de cellule reçoit pour chaque cellule une limite de tension de cellule L VC(n) prédéterminée et une tension de cellule en vigueur VC(n), la tension de cellule en vigueur VC(n) étant retranchée de la limite de tension de cellule L VC(n) prédéterminée dans un module de soustraction 16 du limiteur de tension de cellule, ceci pour une boucle de régulation d’ordre n.
En se référant à la figure 4, toujours pour une boucle de régulation d’ordre n, le limiteur de réseau de bord reçoit une limite de tension de réseau L VRB(n) prédéterminée et une tension de réseau de bord en vigueur VRB(n), la tension de réseau de bord en vigueur VRB(n) étant retranchée de la limite de tension de réseau L VRB(n) de bord prédéterminée dans un module de soustraction 16 du limiteur de tension de réseau de bord.
En se référant à la figure 3, une correction basée sur une erreur Ki du limiteur de tension de cellule est, pour une cellule donnée, calculée à partir de la différence entre la limite de tension de la cellule prédéterminée L VC(n) et la tension de la cellule en vigueur VC(n) que divise la résistance de la cellule Rcell dans un module diviseur 18 du limiteur de tension de cellule.
En se référant à la figure 4, une correction basée sur une erreur Kai du limiteur de tension de réseau de bord est calculée à partir de la différence entre la limite de tension de réseau L VRB(n) prédéterminée et la tension de réseau de bord en vigueur VRB(n) que divise la résistance de la batterie Rbat, opération effectuée dans un module diviseur 18a du limiteur de tension de réseau de bord.
Ces deux corrections basées sur une erreur Kai, Ki forment la base d’une correction intégrale, étant donné que leur sont ajoutées une valeur fonction des termes intégraux de courant Limlnt RB(n-1 ), Limlnt C(n-1 ) ; Limlnt C(n), Limlnt RB(n-1 ) des deux limiteurs CONT C, CONT RB de tension.
D’une manière générale, l’erreur liée à la correction Ki pour le limiteur de tension de cellule est fonction de la différence entre la limite de tension de la cellule prédéterminée L VC(n) et la tension de la cellule en vigueur VC(n). L’erreur liée à la correction Kai pour le limiteur de tension de réseau de bord est fonction de la différence entre la limite de tension de réseau prédéterminée L VRB(n) et la tension de réseau de bord en vigueur VRB(n).
En se référant respectivement aux figures 3 et 4, chaque limiteur comprend donc une boucle de régulation intégrale respective effectuant une correction basée sur l’erreur Ki, Kai avec le calcul d’un terme intégral de courant Limlnt C(n-1 ), Limlnt RB(n-1), respectif à partir de la différence entre la limite de tension L VC(n), L VRB(n) et la tension en vigueur VC(n), VRB(n) reçues par le limiteur, avantageusement divisée par la résistance de la cellule Rcell ou la résistance de la batterie Rbat.
Un premier limiteur de tension, à la figure 3, le limiteur de tension de cellule référencé CONT C à la figure 5 mais le contraire est aussi possible, effectue d’abord la nième boucle. Ce premier limiteur de tension utilise les termes intégraux de courant Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1) des deux limiteurs de tension pris pour la n-1ième boucle précédente. Par contre, comme le deuxième limiteur, à la figure 4 le limiteur de tension de réseau de bord, référencé CONT RB à la figure 5, travaille après le premier limiteur, il peut utiliser, en plus de son terme intégral de courant de la n-1ième boucle précédente pour son terme intégral Limlnt RB(n-1), le terme intégral de la nième boucle Limlnt C(n) en provenance du premier limiteur de tension qui est alors disponible.
Selon la présente invention, en se référant aux figures 3 à 5, les boucles de régulation intégrales des deux limiteurs CONT C, CONT RB de tension sont interdépendantes, les termes intégraux de courant Limlnt C(n) du limiteur de tension de cellule étant transmis à la boucle de régulation intégrale du limiteur de tension du réseau et les termes intégraux de courant Limlnt RB(n-1) du limiteur de tension du réseau étant transmis à la boucle de régulation intégrale du limiteur de tension de cellule pour une détermination d’une limite de courant de batterie respective Lim I C(n), Lim I RB(n) pour chaque limiteur CONT C, CONT RB de tension.
A la figure 3, un terme intégral Limlnt RB(n-1) du limiteur de tension de réseau de bord est transmis au limiteur de tension de cellule et à la figure 4, un terme intégral Limlnt C(n) du limiteur de tension de cellule, travaillant en premier des deux limiteurs de tension mais ceci n’est pas obligatoire, est transmis au limiteur de réseau de bord. Les termes intégraux de courant Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1) sont pour le limiteur de tension de cellule CONT C et les termes Limlnt C(n), Limlnt RB(n-1) sont pour le limiteur de tension de réseau de bord CONT.
La référence Z-1 du limiteur de tension de réseau de bord et du limiteur de tension de cellule désigne un opérateur mathématique pour le limiteur de tension de cellule et le limiteur de tension de réseau de bord.
Pour une détermination d’une limite de courant de batterie Lim I C(n),
Lim I RB(n) spécifique à chacun des deux limiteurs CONT C, CONT RB de tension, il est calculé, pour chaque limiteur, une correction basée sur l’erreur Ki, Kai à laquelle peut être ajoutée une valeur fonction des termes intégraux de courant Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1) ; Limlnt C(n), Limlnt RB(n-1) des deux limiteurs CONT C, CONT RB de tension. Ceci peut être fait dans un premier module de sommation 19 respectif, visible aux figures 3 et 4.
Dans le mode de réalisation préférentielle de la présente invention, la valeur fonction des termes intégraux de courant Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1) ; Limlnt C(n), Limlnt RB(n-1) des deux limiteurs CONT C, CONT RB de tension peut être le terme intégral de courant minimal entre les deux termes intégraux de courant Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1) ; Limlnt C(n), Limlnt RB(n-1) des deux limiteurs CONT C, CONT RB de tension. Ceci est fait dans un module de comparaison 22 pouvant être semblable pour les deux limiteurs CONT C, CONT RB de tension. Cette valeur minimale est alors additionnée à la correction basée sur l’erreur Ki, Kai dans le premier module de sommation 19 du limiteur de tension de cellule de batterie, montré à la figure 3 ou dans le premier module de sommation 19 du limiteur de réseau de bord, montré à la figure 4. Une correction intégrale révisée est ainsi obtenue.
A la sortie du premier module de sommation 19 respectif, la correction basée sur l’erreur Ki, Kai à laquelle a été ajoutée une valeur fonction des termes intégraux de courant Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1) ; Limlnt C(n), Limlnt RB(n-1) des deux limiteurs CONT C, CONT RB de tension pour donner une correction intégrale révisée peut être limitée dans un bloc de saturation 20 entre deux valeurs minimale et maximale de courant.
Les valeurs de la correction intégrale révisée qui sont inférieures à la valeur minimale ou supérieures à la valeur maximale ne sont pas alors prises en compte et remplacées respectivement par la valeur minimale ou la valeur maximale pour donner une correction intégrale révisée et limitée, la correction intégrale révisée et limitée donnant la limite de courant de batterie Lim I C(n), Lim I RB(n) respective pour chacun des deux limiteurs CONT C, CONT RB de tension.
Comme montré aux figures 3 et 4, une correction auxiliaire Kp, Kap autre que la correction basée sur l’erreur Ki, Kai servant de base à une correction intégrale peut être effectuée, à ces figures une correction proportionnelle Kp ou Kap. Dans ce cas, la correction intégrale révisée dans le premier module de sommation 19 par ajout d’une valeur fonction des termes intégraux de courant Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1) ; LimlntC(n), Limlnt RB(n-1) des deux limiteurs CONT C, CONT RB de tension, le cas échéant limitée, et la correction auxiliaire Kp, Kap sont ajoutées l’une à l’autre pour l’obtention de la limite de courant de batterie Lim I C(n), Lim I RB(n) pour un limiteur respectif CONT C, CONT RB de tension, ceci dans un deuxième module de sommation 21.
Comme visible à la figure 3, dans le limiteur de tension de cellule, il est ainsi obtenu, pour la boucle n, une limite intégrale de courant de cellule Limlnt C(n) obtenue par la correction intégrale avantageusement révisée et une limite de courant LimProp C obtenue par la correction proportionnelle, la somme possible des deux limites donnant la limite de courant de cellule Lim I C(n). II est aussi possible que la limite intégrale de courant de cellule Limlnt C(n) donne directement la limite de courant de cellule Lim I C(n) sans autre correction.
Comme visible à la figure 4, dans le limiteur de tension de réseau de bord, il est ainsi obtenu, pour la boucle n, une limite intégrale de courant de réseau de bord Limlnt RB(n) obtenue par la correction intégrale avantageusement révisée et une limite de courant LimProp RB obtenue par la correction proportionnelle, la somme possible des deux limites donnant la limite de courant de cellule Lim I RB(n). II est aussi possible que la limite intégrale de courant de réseau de bord Limlnt RB(n) donne directement la limite de courant de réseau de bord Lim I RB (n).
La figure 5 montre l’association d’un limiteur de tension de cellule CONT C montré à la figure 3 et d’un limiteur de tension de réseau de bord CONT RB montré à la figure 4 pour le calcul d’une limite de courant commune aux deux limiteurs.
En fonction de la tension de cellule à la boucle n VC(n), le limiteur de tension de cellule CONT C donne une limite de courant de cellule Lim I C(n) ainsi qu’une limite intégrale de courant de cellule Limlnt C(n).
En fonction de la tension de réseau de bord à la boucle n VRB(n), le limiteur de tension de réseau de bord CONT RB donne une limite de courant de réseau de bord Lim I RB(n) ainsi qu’une limite intégrale de courant de cellule Limlnt RB(n-1).
Pour le calcul d’une limite de courant commune Lim l(n) aux deux limiteurs de tension CONT C et CONT RB, cette limite de courant commune Lim l(n) est la valeur minimale pour la boucle n entre la limite de courant de cellule Lim I C(n) de la batterie de traction et la limite de courant du réseau de bord Lim I RB(n). Ceci est fait dans un comparateur MIN référencé 23 à la figure 5.
En se référant à toutes les figures, l’invention concerne aussi un ensemble de commande comportant un limiteur de tension de cellule d’une batterie 1 de traction et un limiteur de tension d’un réseau de bord dans un véhicule automobile électrique ou hybride équipé de la batterie 1 de traction.
Chaque limiteur de tension impose une limite de courant de batterie Lim I C, Lim I RB et comporte des moyens d’implémentation dans un correcteur intégral d’une boucle de régulation pour la détermination d’un terme intégral de courant Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1) ; Limlnt C(n), Limlnt RB(n-1) respectif pour chacun des deux limiteurs CONT C, CONT RB. Ces moyens d’implémentation donnent respectivement la correction basée sur l’erreur Ki ou Kai, en étant placés en sortie d’un module de soustraction 16 et d’un module diviseur 18, 18a respectifs précédemment mentionnés pour le limiteur de tension de cellule ou le limiteur de tension de réseau de bord.
Selon la présente invention, pour la mise en œuvre du procédé de détermination tel que précédemment décrit, l’ensemble comprend des moyens de transmission des termes intégraux de courant Limlnt C(n) du limiteur de tension de cellule aux moyens d’implémentation de la boucle de régulation du limiteur de tension du réseau de bord et des moyens de transmission des termes intégraux Limlnt RB(n-1) du limiteur de tension du réseau de bord aux moyens d’implémentation de la boucle de régulation du limiteur de tension de cellule.
Dans une forme préférentielle de la présente invention, l’ensemble de commande peut comprendre, pour chacun des deux limiteurs CONT C, CONT RB, un module de comparaison 22 déterminant un terme intégral minimal entre, pour le limiteur de tension de cellule, le terme intégral de courant Limlnt C(n-1) associé au limiteur de tension de cellule et le terme intégral de courant Limlnt RB(n-1) associé au limiteur de réseau de bord et, pour le limiteur de tension du réseau de bord, le terme intégral de courant Limlnt RB(n-1) associé au limiteur de réseau de bord et le terme intégral de courant Limlnt C(n) associé au limiteur de tension de cellule.
Comme il est pris comme postulat que le limiteur de tension de cellule effectue la boucle en premier des deux limiteurs, pour ce limiteur de tension de cellule, le module de comparaison 22 compare à la figure 3 les termes intégraux respectifs Limlnt RB(n-1) et Lim C(n-1). Par contre, comme le limiteur de tension de réseau de bord effectue la boucle en second, pour ce limiteur de tension, le module de comparaison 22 compare à la figure 4 les termes intégraux respectifs Limlnt RB(n-1) et Limlnt C(n), ce dernier terme intégral étant déjà disponible du fait de la complétion de la boucle n par le limiteur de tension de cellule.
Chaque limiteur de tension peut comprendre un module de sommation 19 du terme intégral issu du correcteur intégral du limiteur avec ladite valeur minimale déterminée par le module de comparaison 22 afin d’obtenir une correction intégrale révisée. De plus, chaque limiteur de tension peut comprendre un bloc de saturation 20 limitant entre deux valeurs minimale et maximale la correction intégrale révisée issue du module de sommation 19.
L’ensemble de calcul d’une limite de courant commune Lim l(n) aux deux limiteurs et comprenant les deux limiteurs de tension CONT C, CONT RB, cet ensemble étant montré à la figure 5, peut comprendre un comparateur 23 déterminant la valeur minimale entre la limite de courant de cellule Lim I C(n) et la limite de courant de réseau de bord Lim I RB(n) pour calculer la limite de courant commune Lim l(n) pour les deux limiteurs de tension CONT C, CONT RB.
L’invention concerne enfin un véhicule automobile électrique ou hybride, remarquable en ce qu’il comprend un tel ensemble de commande comportant un limiteur de tension de cellule d’une batterie 1 de traction et un limiteur de tension d’un réseau de bord.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de détermination d’une limite de courant de batterie commune (Lim l(n)) à partir d’une limite de courant de cellule (Lim I C(n)) d’une batterie (1) de traction et d’un réseau de bord (Lim I RB(n)) alimenté par la batterie (1) de traction dans un véhicule automobile électrique ou hybride avec respectivement un limiteur de tension de cellule (CONT C) et un limiteur de tension de réseau de bord (CONT RB), le limiteur de tension de cellule (CONT C) recevant pour chaque cellule une limite de tension de cellule (L VC(n)) prédéterminée et une tension de cellule en vigueur (VC(n)) et le limiteur de réseau de bord (CONT RB) recevant une limite de tension de réseau (L VRB(n)) prédéterminée et une tension de réseau de bord en vigueur (VRB(n)), chaque limiteur (CONT C, CONT RB) comprenant une boucle de régulation intégrale respective effectuant, pour une boucle n étant la nième boucle, le calcul d’un terme intégral de courant (Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1) ; LimlntC(n), Limlnt RB(n-1)) respectif à partir de la différence entre la limite de tension (L VC(n), L VRB(n)) et la tension en vigueur (VC(n), VRB(n)) reçues par le limiteur (CONT C, CONT RB), caractérisé en ce que les boucles de régulation intégrales des deux limiteurs (CONT C, CONT RB) de tension sont interdépendantes, les termes intégraux de courant (Limlnt C(n)) du limiteur de tension (CONT C) de cellule étant transmis à la boucle de régulation intégrale du limiteur de tension du réseau (CONT RB) et les termes intégraux (Limlnt RB(n-1)) du limiteur de tension du réseau (CONT RB) étant transmis à la boucle de régulation intégrale du limiteur de tension de cellule (CONT C) pour une détermination d’une limite de courant commune (Lim l(n)) aux deux limiteurs (CONT C, CONT RB) de tension.
  2. 2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, pour une détermination d’une limite de courant (Lim I C(n), Lim I RB(n)) pour chacun des deux limiteurs (CONT C, CONT RB) de tension, il est calculé, pour chaque limiteur, une correction basée sur une erreur (Ki, Kai) fonction respectivement de la différence entre la limite de tension de la cellule prédéterminée (L VC(n)) et la tension de la cellule en vigueur (VC(n)) et de la différence entre la limite de tension de réseau (L VRB(n)) prédéterminée et la tension de réseau de bord en vigueur (VRB(n)), à laquelle correction (Ki, Kai) est ajoutée une valeur fonction des termes intégraux de courant (Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1); Limlnt C(n), Limlnt RB(n-1)) des deux limiteurs (CONT C, CONT RB) de tension.
  3. 3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la correction basée sur l’erreur (Ki) du limiteur de tension de cellule (CONT C) est, pour une cellule donnée, calculée à partir de la différence entre la limite de tension de la cellule prédéterminée (L VC(n)) et la tension de la cellule en vigueur (VC(n)) que divise la résistance de la cellule (Rcell) et la correction basée sur l’erreur (Kai) du limiteur de tension de réseau de bord (CONT RB) est calculée à partir de la différence entre la limite de tension de réseau (L VRB(n)) prédéterminée et la tension de réseau de bord en vigueur (VRB(n)) que divise la résistance de la batterie (Rbat).
  4. 4. Procédé l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel la valeur fonction des termes intégraux de courant (Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1) ; LimlntC(n), Limlnt RB(n-1)) des deux limiteurs (CONT C, CONT RB) de tension est le terme intégral de courant minimal entre les deux termes intégraux de courant (Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1) ; Limlnt C(n), Limlnt RB(n-1)) des deux limiteurs (CONT C, CONT RB) de tension.
  5. 5. Procédé selon l’une quelconque des trois revendications précédentes, dans lequel à la correction basée sur l’erreur (Ki, Kai) pour chacun des deux limiteurs (CONT C, CONT RB) de tension est ajoutée une valeur fonction des termes intégraux de courant (Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1) ; LimlntC(n), Limlnt RB(n-1)) des deux limiteurs (CONT C, CONT RB) de tension pour donner une correction intégrale révisée.
  6. 6. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la correction intégrale révisée est limitée dans un bloc de saturation (20) entre deux valeurs minimale et maximale de courant, les valeurs de la correction intégrale révisée inférieures à la valeur minimale ou supérieures à la valeur maximale n’étant pas prises en compte et remplacées respectivement par la valeur minimale ou la valeur maximale pour donner une correction intégrale révisée limitée, la correction intégrale révisée limitée donnant respectivement la limite de courant (Lim I C(n), Lim I RB(n)) pour chacun des deux limiteurs (CONT C, CONT RB).
  7. 7. Procédé selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel une correction auxiliaire (Kp, Kap) autre que la correction basée sur l’erreur (Ki, Kai) est effectuée, la correction intégrale révisée, le cas échéant limitée, et la correction auxiliaire (Kp, Kap) étant ajoutées pour l’obtention de la limite de courant de batterie (Lim I C(n), Lim I RB(n)) pour chacun des deux limiteurs (CONT C, CONT RB) de tension.
  8. 8. Procédé selon l’une quelconque des cinq revendications précédentes, dans lequel un premier limiteur de tension (CONT C) effectue d’abord la nième boucle, le premier limiteur de tension (CONT C) utilisant les termes intégraux de courant (Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1)) des deux limiteurs (CONT C, CONT RB) de tension pris pour la n-1ième boucle précédente, le deuxième limiteur (CONT RB) utilisant le terme intégral de courant de la n-Tème boucle précédente pour son terme intégral (Limlnt RB(n-1)) et le terme intégral de la nième boucle (Limlnt C(n)) en provenance du premier limiteur de tension (CONT C).
  9. 9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la limite de courant commune (lim l(n)) pour les deux limiteurs (CONT C, CONT RB) de tension est la valeur minimale pour la boucle n entre la limite de courant de cellule (Lim I C(n)) de la batterie (1) de traction et la limite de courant du réseau de bord (Lim I RB(n)).
  10. 10. Ensemble de commande comportant un limiteur de tension de cellule (CONT C) d’une batterie (1) de traction et un limiteur de tension d’un réseau de bord (CONT RB) dans un véhicule automobile électrique ou hybride, chaque limiteur de tension imposant une limite de courant (Lim I C, Lim I RB) et comportant des moyens d’implémentation dans un correcteur d’une boucle de régulation basée sur l’erreur respective entre une limite de tension (L VC(n), L VRB(n)) et une tension en vigueur (VC(n), VRB(n)) pour la détermination d’un terme intégral de courant (Limlnt RB(n-1), Limlnt C(n-1) ; Limlnt C(n), Limlnt RB(n-1)) respectif pour chacun des deux limiteurs (CONT C, CONT RB), caractérisée en ce que l’ensemble met en œuvre un procédé de détermination selon l’une quelconque des revendications précédentes et comprend des moyens de transmission des termes intégraux de courant (Limlnt C(n)) du limiteur de tension de cellule (CONT C) aux moyens d’implémentation de la boucle de régulation du limiteur de tension du réseau (CONT RB) et des moyens de transmission des termes intégraux (Limlnt RB(n-1)) du limiteur de tension du réseau (CONT RB) aux moyens d’implémentation de la boucle de régulation du limiteur de tension de cellule (CONT C).
  11. 11. Ensemble selon la revendication précédente, lequel comprend, pour chacun des deux limiteurs (CONT C, CONT RB), un module de comparaison (22) déterminant un terme intégral minimal entre le terme intégral de courant (Limlnt C(n-1) ou Limlnt C(n-1)) associé au limiteur de tension de cellule (CONT C) et le terme intégral de courant (Limlnt RB(n-1)) associé au limiteur de réseau de bord (CONT RB) et un module de sommation (19) du terme intégral issu du correcteur intégral du limiteur avec ledit terme intégral minimal déterminé par le module de comparaison (22), un bloc de saturation (20) limitant entre deux valeurs minimale et maximale une correction intégrale révisée issue du module de sommation (19).
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