FR3092212A1 - Procede et systeme de gestion de l’alimentation d’un reseau de bord d’un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Procédé de gestion de l’alimentation d’un réseau (200) de bord d’un véhicule automobile, le procédé de gestion comprenant une génération d’un courant électrique continu par un générateur (111, 112) couplé à la chaine de traction du véhicule automobile pour alimenter le réseau de bord, une alimentation d’un consommateur (220) dudit réseau de bord, une tension (Vrdb) mesurée aux bornes du générateur et une intensité mesurée régulant ledit générateur en fonction d’une consigne (cons_V) de tension, d’une consigne (cons_I) d’intensité et de besoins du consommateur du réseau de bord, le procédé de gestion comprenant une étape de choix entre un mode dans lequel ladite intensité régulant le générateur est une intensité (Irdb) mesurée à une branche du générateur et un mode dans lequel ladite intensité régulant le générateur est une intensité (Istk) mesurée à une branche d’un stockeur (210). FIGURE 1

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE GESTION DE L’ALIMENTATION D’UN RESEAU DE BORD D’UN VEHICULE AUTOMOBILE

L’invention a trait à la gestion de l’énergie électrique au sein d’un véhicule automobile par exemple au sein d’un véhicule à motorisation hybride, et plus particulièrement à la gestion de l’alimentation en énergie électrique d’un réseau de bord du véhicule automobile.

Les véhicules automobiles comprennent un ou plusieurs réseaux de bord comportant un stockeur d’énergie électrique et des consommateurs alimentés en énergie électrique par ledit stockeur.

Le réseau de bord est adapté à la circulation d’un courant continu. Si besoin, un ou plusieurs onduleurs et/ou redresseurs assurent la transformation entre le courant continu et un courant alternatif.

Lesdits consommateurs assurent des fonctions de sécurité, comme par exemple les phares ou l’ABS, de confort, comme par exemple la direction assistée ou la ventilation, ou encore d’information, comme par exemple le tableau de bord ou le GPS.

Mais les consommateurs peuvent également requérir des puissances plus importantes comme par exemple lorsqu’il s’agit d’un compresseur électrique de climatisation ou lorsqu’il s’agit d’une machine électrique de traction, comme par exemple une machine électrique de traction sur un des essieux d’un véhicule automobile où une motorisation principale entraine l’autre essieu.

L’alimentation en énergie électrique de ces consommateurs est donc primordiale pour assurer le bon fonctionnement du véhicule automobile.

Le réseau de bord est également alimenté en énergie électrique par un ensemble machine électrique synchrone à courant alternatif et redresseur. La machine électrique est généralement reliée à un élément de la chaine de traction du véhicule automobile, comme par exemple un moteur thermique ou les roues, et le redresseur est connecté à la machine électrique et au réseau de bord.

L’énergie électrique fournie par l’ensemble machine électrique et redresseur permet de recharger le stockeur et d’alimenter les consommateurs du réseau de bord.

Un système de gestion comprenant l’ensemble machine électrique et redresseur permet classiquement de contrôler la tension aux bornes du redresseur alimentant le réseau de bord, en parallèle duquel est connecté le stockeur, afin d’assurer l’alimentation en énergie électrique des consommateurs du réseau de bord.

Un tel système de gestion ne permet cependant pas de contrôler l’intensité du courant alimentant le réseau de bord afin de répondre aux contraintes de puissance des consommateurs du réseau de bord.

Le document FR2990579 décrit un système de gestion d’un réseau de bord d’un véhicule automobile. Le système de gestion comprend un générateur de courant.

Selon le document FR2990579, le système de gestion permet l’alimentation du réseau de bord par le générateur de courant avec une double régulation en tension aux bornes du générateur et en intensité à une branche du générateur pour satisfaire les besoins du réseau de bord.

Un tel système de gestion ne permet donc pas de réguler l’alimentation du réseau de bord par le générateur de courant en fonction des capacités du stockeur du réseau de bord.

L’objectif de l’invention est de proposer un procédé et un système de gestion de l’alimentation d’un réseau de bord d’un véhicule automobile contrôlant la puissance prélevée sur l’élément de la chaine de traction du véhicule automobile auquel le système de gestion est couplé en fonction d’un stockeur du réseau de bord tout en assurant l’alimentation desdits consommateurs conformément à leurs besoins.

A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un procédé de gestion de l’alimentation d’un réseau de bord d’un véhicule automobile, le procédé de gestion comprenant une génération d’un courant électrique continu par un générateur couplé à la chaine de traction du véhicule automobile pour alimenter le réseau de bord, une alimentation d’un consommateur dudit réseau de bord, une tension mesurée aux bornes du générateur et une intensité mesurée régulant ledit générateur en fonction d’une consigne tension, d’une consigne d’intensité et de besoins du consommateur du réseau de bord.

Ce procédé de gestion permet d’alimenter en énergie électrique le ou les consommateurs du réseau de bord. Cette énergie électrique est générée par un générateur délivrant un courant continu.

Le générateur délivre ce courant continu grâce à un élément de la chaine de traction du véhicule automobile. Le générateur peut donc être une machine électrique reliée, d’une part, à un moteur thermique ou aux roues du véhicule automobile et, d’autre part, à un redresseur. Le générateur peut également être un convertisseur de puissance continu/continu relié à un stockeur.

Le générateur est régulé en tension et en intensité en fonction des besoins du consommateur.

Le procédé de gestion comprend, de plus, une étape de choix entre un mode dans lequel ladite intensité régulant le générateur est une intensité mesurée à une branche du générateur et un mode dans lequel ladite intensité régulant le générateur est une intensité mesurée à une branche d’un stockeur.

Cette étape de choix permet au procédé de gestion, lorsque le mode choisi est la régulation du générateur par rapport à l’intensité Istk à ladite branche du stockeur, de contrôler la puissance prélevée sur l’élément de la chaine de traction du véhicule automobile par lequel le générateur est mis en mouvement en fonction du stockeur tout en assurant l’alimentation du consommateur conformément à ses besoins.

Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison :
- le procédé comprend une modification de la consigne d’intensité de sortie du générateur en fonction d’une comparaison entre ladite intensité mesurée suivant le mode choisi lors de l’étape de choix et une valeur d’intensité de référence pour la régulation ;
- le procédé comprend une modification de la consigne d’intensité de sortie du générateur en fonction d’une comparaison entre ladite tension mesurée aux bornes dudit générateur et une tension minimale admissible par le réseau de bord ;
- le procédé comprend une limitation de la consigne d’intensité de sortie du générateur par une variable d’intensité maximale apte à être délivrée par le générateur ;
- la consigne de tension est fonction d’un état du stockeur, d’un état du réseau de bord et de besoins du véhicule automobile.

Il est proposé, en deuxième lieu, un circuit électrique d’un véhicule automobile, le circuit électrique comprenant un réseau de bord et un système de gestion de l’alimentation d’au moins un consommateur et d’un stockeur du réseau de bord, le système de gestion comprenant un générateur électrique couplé à la chaine de traction du véhicule automobile, une tension aux bornes du générateur et une intensité mesurées par le système de gestion régulant le générateur en fonction d’une consigne de tension, d’une consigne d’intensité et de besoins du consommateur du réseau de bord, le système de gestion choisissant, pour la mesure de ladite intensité régulant le générateur, soit une intensité à une branche du générateur soit une intensité à une branche du stockeur.

En variante, le stockeur est de type plomb, lithium ou nickel-hydrure métallique.

Il est proposé, en troisième lieu, un véhicule automobile comprenant un circuit électrique tel que décrit précédemment, dans lequel un moteur thermique de la chaine de traction du véhicule automobile est couplé au générateur, par l'intermédiaire d'une machine électrique du générateur.

En variante, la machine électrique est couplée à une façade accessoire du moteur thermique du véhicule automobile, la machine électrique étant un alterno-démarreur associé à un onduleur redresseur ou la machine électrique couple le moteur thermique à une roue du véhicule automobile, et fonctionne également en tant que moteur de traction.

Il est proposé, en quatrième lieu, un véhicule automobile comprenant un circuit électrique tel que précédemment décrit, dans lequel la machine électrique fonctionne également en tant que moteur de traction

L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d’exemple illustrant un mode de réalisation de l’invention et dans lesquels :

la figure 1 est une vue schématique représentant un système de gestion connecté à un réseau de bord ;

la figure 2 est un schéma de principe de fonctionnement d’une structure de régulation d’un ensemble machine électrique et redresseur du système de gestion ;

la figure 3 est un organigramme représentant un exemple de principe de fonctionnement d’un superviseur du système de gestion ;

les figures 4 et 5 sont des courbes représentant des tensions et des intensités de différents éléments du système de gestion et du réseau de bord en fonction du temps, selon un mode de réalisation de l’invention.

La figure 1 est un schéma électrique représentant un système 100 de gestion connecté à un réseau 200 de bord.

Le système 100 de gestion comprend une machine 111 électrique reliée à un élément apte à fournir une puissance (non représenté sur le schéma) et un redresseur 112 connecté à la machine 111 électrique et au réseau 200 de bord.

La machine 111 électrique est entraînée en rotation par ledit élément.

Selon un mode de réalisation, le système 100 de gestion, le réseau 200 de bord et l’élément appartiennent à un véhicule automobile.

Selon un mode de réalisation, l’élément appartient à une chaine de traction du véhicule automobile. L’élément est, par exemple, un moteur thermique.

Selon un mode de réalisation, le véhicule automobile est un véhicule à motorisation hybride.

Le véhicule automobile est, par exemple, un véhicule à hybridation légère (MHEV) pour lequel la machine 111 électrique est reliée à une façade accessoire du moteur thermique par le biais, par exemple, une courroie ou d’une chaine.

Le véhicule automobile est, par exemple, un véhicule hybride rechargeable (PHEV) pour lequel la machine 111 électrique est couplée à au moins une roue.

Selon des modes de réalisation différents, la machine électrique est entrainée par un élément de la chaine de traction du véhicule automobile.

Selon un mode de réalisation, l’élément de la chaine de traction est au moins une roue du véhicule automobile permettant, par exemple, un freinage récupératif du véhicule automobile.

Selon un mode de réalisation, le véhicule automobile est à motorisation électrique.

Selon un mode de réalisation, la machine 111 électrique peut fonctionner soit en tant que moteur électrique soit en tant que générateur de courant électrique et le redresseur 112 peut également servir d’onduleur.

Selon le mode de réalisation représenté, la machine 111 électrique est triphasée. Selon des modes de réalisation différents, la machine 111 électrique est polyphasée, par exemple hexaphasée.

Selon un mode de réalisation, la machine 111 électrique est à aimants permanents.

Le courant généré par une telle machine 111 électrique est imposé par la vitesse de rotation du moteur. Une telle machine 111 électrique ne permet pas de gérer la puissance qu’elle fournit pour une vitesse de rotation du moteur donnée.

Selon un autre mode de réalisation, la machine 111 électrique est à excitation indépendante. Dans ce cas, un superviseur 121 du système 100 de gestion fournit à la machine 111 électrique la consigne de tension du courant d’excitation et une consigne d’intensité du courant d’excitation.

La consigne de tension du courant d’excitation permet de moduler l’amplitude de la tension du courant délivré par la machine 111 électrique, donc de la tension du courant délivré par le redresseur 112, via le courant d’excitation, jusqu’à la limitation en intensité par la consigne d’intensité du courant d’excitation.

Cette consigne en tension du courant d’excitation est indispensable pour obtenir un comportement de type alternateur conventionnel de sorte que cette consigne en tension représente la consigne en tension à obtenir en sortie du redresseur 112 lorsque ce dernier est utilisé en mode « non piloté ».

La consigne d’intensité d’excitation permet de limiter la capacité de production de la machine 111 électrique soit le couple qu’elle prélève au moteur. La consigne d’intensité d’excitation permet ainsi d’optimiser la consommation d’énergie du moteur ou d’allouer, par exemple, au roues du véhicule automobile un couple plus important délivré par le moteur.

Le système 100 de gestion comprend également une structure 122 de régulation, la structure 122 de régulation étant connectée, d’une part, au superviseur 121 et, d’autre part, au redresseur 112.

Le superviseur 121 fournit à la structure 122 de régulation une consigne cons_V de tension de sortie du redresseur 112 et une consigne cons_I d’intensité de sortie du redresseur 112.

La structure 122 de régulation contrôle le redresseur 112, en fonction de la consigne cons_V de tension, de la consigne cons_I d’intensité, d’une vitesse Wmel de rotation de la machine 111 électrique et d’une intensité Imel fournie par la machine 111 électrique, pour que le redresseur 112 délivre un courant dont la tension Vrdb et l’intensité Irdb se rapproche au maximum des consignes cons_V en tension et cons_I en intensité calculées par le superviseur 121.

La tension Vrdb en sortie du redresseur 112 est commandée, de préférence, de sorte à moduler la puissance fournie par la machine 111 électrique.

Selon un mode de réalisation, le redresseur 112 est à modulation de largeur d’impulsion.

Un tel redresseur 112 permet également de réguler le couple prélevé par la machine 111 électrique sur le moteur.

Le contrôle du redresseur 112 permet une recharge du stockeur 210 à couple prélevé constant si l’état du réseau 200 de bord le permet.

Dans le mode de réalisation représenté, le superviseur 121 reçoit l’état Ered du redresseur 112. L’état Ered du redresseur 112 tient compte, par exemple, de la température ou encore d’un mode dégradé du redresseur 112.

Dans le mode de réalisation représenté, le superviseur 121 reçoit l’état Emel de la machine 111 électrique. L’état Emel de la machine 111 électrique tient compte, par exemple, de la température ou encore de la vitesse de rotation de la machine 111 électrique.

Le réseau 200 de bord comprend un stockeur 210 d’énergie électrique et des consommateurs 220 alimentés en énergie électrique par ledit stockeur 210 et/ou par l’ensemble formé par la machine 111 électrique et le redresseur 112. Ledit ensemble formé par la machine 111 électrique et le redresseur 112 peut être appelé générateur.

Dans le mode de réalisation illustré, le superviseur 121 reçoit également l’état Estk du stockeur 210. L’état Estk du stockeur 210 tient compte, par exemple, de la charge ou encore de la température du stockeur 210.

Dans le mode de réalisation représenté, l’intensité Irdb de sortie du redresseur 112 est égale à la somme de l’intensité Istk d’un courant circulant dans le stockeur 210 et des intensités Idisp à une branche desdits consommateurs 220.

Selon un mode de réalisation représenté, en particulier sur les figures 4 et 5, le stockeur 210 est une batterie 12 volts.

Selon des modes de réalisation différents, le stockeur 210 est une batterie 48 volts, 150 volts ou encore 200 volts.

Selon différents modes de réalisation, le stockeur 210 est de type lithium et comprend un organe de gestion, le stockeur 210 est de type plomb et comprend un organe d’estimation de son état, le stockeur 210 est de type nickel-hydrure métallique ou encore graphène.

Selon un mode de réalisation, un des consommateurs 220 est un convertisseur de puissance continu/continu. Ce convertisseur peut servir à alimenter un deuxième réseau électrique.

Comme représenté sur la figure 2, le superviseur 121 comprend une fonction 121a de détermination de la consigne cons_V de tension de sortie du redresseur 112.

Le superviseur 121 comprend également une fonction 121b de détermination de la consigne cons_I d’intensité de sortie du redresseur 112.

Selon le mode de réalisation représenté, les fonctions 121a, 121b de détermination de la consigne cons_V de tension et de la consigne cons_I d’intensité sont dépendantes l’une de l’autre. Selon des modes de réalisation différents ou pour certaines phases de vie du véhicule, ces fonctions 121a, 121b sont indépendantes. Ces fonctions de détermination seront présentées lors de la description de la figure 3.

Comme représenté sur la figure 2, la structure 122 de régulation comprend, après transmission des consignes cons_V de tension et cons_I d’intensité, une boucle de régulation en tension par le biais d’une comparaison 122a entre la consigne cons_V de tension et la tension Vrdb de sortie du redresseur 112 puis une correction 122b en conséquence de cette comparaison 122a.

La structure 122 de régulation comprend, après cette boucle de régulation, une limitation 122c en valeur maximale de l’intensité par la valeur la plus petite entre la consigne cons_I d’intensité et une variable I_max d’intensité maximale apte à être délivrée par le redresseur 112.

La variable I_max d’intensité maximale est fonction de l’état Emel de la machine 111 électrique, de l’état Estk du stockeur 210 et du mode de fonctionnement appliqué. La variable I_max d’intensité maximale permet de gérer les modes fonctionnels ou dégradés, par exemple en fonction de conditions thermiques prédéterminées.

Ladite boucle de limitation 122c est interne à la structure 122 de régulation.

La structure 122 de régulation comprend, après cette limitation de l’intensité, une boucle de régulation en intensité par le biais d’une comparaison 122d entre l’intensité précédemment limitée et l’intensité Irdb de sortie du redresseur 112 puis une correction 122e en conséquence de cette comparaison 122d.

Une telle exploitation de la consigne cons_V de tension et de la consigne cons_I d’intensité permet une régulation fine de la machine 111 électrique.

Une structure de régulation semblable existe pour la régulation de la machine 111 électrique par les consignes de tension et d’intensité du courant d’excitation.

La figure 3 illustre un exemple de principe de fonctionnement du superviseur 121 pour la détermination de la consigne cons_I d’intensité du redresseur 112, de la consigne cons_V de tension du redresseur 112 et, le cas échéant, de la consigne d’intensité du courant d’excitation de la machine 111 électrique et de la consigne de tension du courant d’excitation de la machine 111 électrique.

Pour déterminer la consigne cons_I d’intensité le superviseur 121 identifie le mode de fonctionnement à appliquer. Le redresseur 112 commandé permet de moduler la puissance fournie par la machine 111 électrique en fonction des besoins de ce dernier.

Trois modes de fonctionnement sont disponibles.

Un mode de fonctionnement est par régulation en tension quel que soit l’intensité consommée par le réseau 200 de bord. Ce mode de fonctionnement est régulièrement utilisé dans l’état de la technique.

Ce mode de fonctionnement permet une régulation par rapport à la tension Vrdb du réseau 200 de bord ou par rapport à la tension Vstk aux bornes du stockeur 210.

Un mode de fonctionnement est par régulation par rapport au stockeur 210 régulant l’intensité par rapport à l’intensité Istk d’un courant circulant dans le stockeur 210. Ce mode de fonctionnement étant limité en tensions Vrdb_max maximale et Vrdb_min minimale admissibles par le réseau 200 de bord.

Le mode de régulation par rapport au stockeur 210 permet de contrôler une recharge ou une décharge du stockeur 210 avec une intensité maitrisée et un maintien de la charge du stockeur 210 avec une intensité nulle.

Un mode de fonctionnement est par régulation par rapport à l’ensemble machine 111 électrique et redresseur 112 régulant l’intensité par rapport à l’intensité Irdb en sortie du redresseur 112. Ce mode de fonctionnement étant également limité en tensions Vrdb_max maximale et Vrdb_min minimale admissibles par le réseau 200 de bord.

Si le mode de régulation par rapport au stockeur 210 est choisi, le superviseur 121 rend une variable I_mes égale à la valeur de l’intensité Istk du courant circulant dans le stockeur 210. Des paramètres de la correction sont calibrés et correspondent aux valeurs définies pour le stockeur 210. Des lois internes de pilotage correspondent à celles définies pour le stockeur 210.

Si le mode de régulation par rapport à l’ensemble machine 111 électrique et redresseur 112 est choisi, le superviseur 121 rend la variable I_mes égale à la valeur de l’intensité Irdb en sortie du redresseur 112. Les paramètres de la correction sont calibrés et correspondent aux valeurs définies pour ledit ensemble. Les lois internes de pilotage correspondent à celles définies pour l’ensemble.

Le superviseur 121 compare ensuite la variable I_mes à une valeur Istk_ref d’intensité de référence pour la régulation construite par une fonction non décrite ici.

La valeur Istk_ref correspond à une consigne de régulation du stockeur 210 lorsque le mode de fonctionnement appliqué est la régulation par rapport au stockeur 210.

Si la variable I_mes est inférieure à la valeur Istk_ref d’intensité de référence pour la régulation, une composante I_cc est augmentée tant que cette composante I_cc est inférieure à la variable I_max.

Si la variable I_mes est égale à la valeur Istk_ref d’intensité de référence pour la régulation, la composante I_cc est maintenue.

Si la variable I_mes est supérieure à la valeur Istk_ref d’intensité de référence pour la régulation, la composante I_cc est diminuée tant que la composante I_cc est positive.

La composante I_cc, permettant le calcul de la consigne cons_I d’intensité de sortie du redresseur 112, ne peut être négative.

Indépendamment à la détermination de la valeur de la composante I_cc, le superviseur 121 compare la tension Vrdb en sortie du redresseur 112 à une valeur Vrdb_min de tension minimale et à une valeur V_minsécu de tension minimale de sécurité construites par des fonctions non décrites ici.

La valeur Vrdb_min de tension minimale correspond à une consigne minimale à garantir sur le réseau 200 de bord lorsque le mode de fonctionnement appliqué est la régulation par rapport au stockeur 210. La valeur Vrdb_min de tension minimale est construite par une fonction non décrite ici.

La valeur Vrdb_min de tension minimale est fonction de l’état Emel de la machine 111 électrique, de l’état Estk du stockeur 210, des consommateurs 220 du réseau 200 de bord activés et du mode de fonctionnement appliqué.

Si la valeur de la tension Vrdb en sortie du redresseur 112 est inférieure à la valeur V_minsécu de tension minimale de sécurité, une composante I_cv est augmentée tant que cette composante I_cv est inférieure à la variable I_max.

Si la valeur de la tension Vrdb en sortie du redresseur 112 est supérieure ou égale à la valeur V_minsécu de tension minimale de sécurité et inférieure à la valeur Vrdb_min de tension minimale, la composante I_cv est maintenue.

Si la valeur de la tension Vrdb en sortie du redresseur 112 est supérieure ou égale à la valeur Vrdb_min de tension minimale, la composante I_cv est diminuée tant que la composante I_cv est positive.

La composante I_cv, permettant le calcul de la consigne cons_I d’intensité de sortie du redresseur 112, ne peut être négative.

Une fois les composantes I_cc et I_cv déterminées, la consigne cons_I d’intensité de sortie du redresseur 112 est, de façon simplifiée, rendue égale au minimum entre la variable I_max et la somme des composantes I_cc et I_cv.

La composante I_cc est ainsi la partie contributrice à la consigne cons_I d’intensité de sortie du redresseur 112 pour l’asservissement en courant soit de la machine 111 électrique soit du stockeur 210. La composante I_cc est comprise entre 0 et I_max.

La composante I_cv est, quant à elle, la partie contributrice à la consigne cons_I d’intensité de sortie du redresseur 112 pour garantir une tension minimale sur le réseau 200 de bord sous réserve d’une capacité de production d’énergie électrique par la machine 111 électrique suffisante. La composante I_cv est comprise entre 0 et I_max.

La détermination de la composante I_cv est plus rapide que la détermination de la composante I_cc afin d’assurer une bonne qualité au réseau 200 de bord.

Ainsi, lorsque la tension Vrdb en sortie du redresseur 112 est supérieure à une valeur Vrdb_max de tension maximale admissible par le réseau 200 de bord, la consigne cons_I d’intensité de sortie du redresseur 112 diminue via une diminution de la composante I_cv jusqu’à ce que cette dernière soit égale à zéro.

Lorsque la tension Vrdb en sortie du redresseur 112 est inférieure à la valeur Vrdb_min de tension minimale requise par le réseau 200 de bord, la consigne cons_I d’intensité de sortie du redresseur 112 augmente via une augmentation de la composante I_cv. La valeur Istk_ref d’intensité de référence n’étant plus respectée, la composante I_cc diminue jusqu’à ce que cette dernière soit égale à zéro.

Lorsque la tension Vrdb en sortie du redresseur 112 est inférieure à la valeur V_minsécu de tension minimale de sécurité, le mode de fonctionnement par régulation de la tension Vrdb du réseau 200 de bord est utilisé.

Indépendamment à la détermination de la valeur de la consigne cons_I d’intensité de sortie du redresseur 112, le superviseur 121 détermine la consigne cons_V de tension de sortie du redresseur 112 en fonction de l’état Estk du stockeur 210, de l’état Erdb du réseau 200 de bord et des besoins du véhicule automobile.

La consigne cons_V de tension de sortie du redresseur 112 peut être définie par une tension Vrdb_ref nominale à appliquer sur le réseau 200 de bord, notamment lorsque le mode de régulation par rapport au redresseur 112 est appliqué. La tension Vrdb_ref de référence pour le réseau 200 de bord est calculée par le superviseur 121.

La consigne cons_V de tension peut également être définie par la valeur Vrdb_max de tension maximale admissible par le réseau 200 de bord, cette valeur étant atteinte en augmentant la consigne cons_I d’intensité. La consigne cons_I d’intensité permet, comme expliqué plus haut, de limiter le courant débité par la machine 111 électrique.

La valeur Vrdb_max de tension maximale est calculée par le superviseur 121 et est utilisée, en particulier, lorsque le mode de fonctionnement appliqué est la régulation par rapport au stockeur 210.

Selon des modes de réalisation, la consigne cons_I d’intensité et la consigne cons_V de tension évoluent en même temps.

Indépendamment à la détermination de la valeur de la consigne cons_I d’intensité et de la consigne cons_V de tension de sortie du redresseur 112 et lorsque la machine 111 électrique est à excitation indépendante, le superviseur 121 détermine la consigne d’intensité du courant d’excitation de la machine 111 électrique en fonction de l’état Estk du stockeur 210, de l’état Erdb du réseau 200 de bord et des besoins du véhicule automobile.

Indépendamment à la détermination de la valeur de la consigne cons_I d’intensité, de la consigne cons_V de tension de sortie du redresseur 112 et de la consigne d’intensité du courant d’excitation de la machine 111 électrique, le superviseur 121 détermine la consigne de tension du courant d’excitation de la machine 111 électrique.

Ainsi, lorsque le mode de régulation de la tension Vrdb du réseau 200 de bord est appliqué, la consigne cons_I d’intensité de sortie du redresseur 112 est égale à la variable I_max d’intensité et la consigne cons_V de tension de sortie du redresseur 112 est fonction des besoins du véhicule automobile, des contraintes du réseau 200 de bord et de la tension Vrdb_ref nominale à appliquer sur le réseau 200 de bord.

Lorsque le mode de régulation par rapport à l’ensemble machine 111 électrique et redresseur 112 est appliqué, la consigne cons_I d’intensité est fonction des besoins du véhicule automobile et la consigne cons_V de tension est fonction des besoins du véhicule automobile, des contraintes du réseau 200 de bord et de la tension Vrdb_ref nominale à appliquer sur le réseau 200 de bord.

Lorsque le mode de régulation par rapport au stockeur 210 est appliqué dans le but de contrôler la recharge ou la décharge du stockeur 210, la consigne cons_I d’intensité est fonction des besoins du véhicule automobile et des contraintes du réseau 200 de bord et la consigne cons_V de tension est fonction des besoins du véhicule automobile, des contraintes du réseau 200 de bord et de la tension Vrdb_ref nominale à appliquer sur le réseau 200 de bord.

Lorsque le mode de régulation par rapport au stockeur 210 est appliqué dans le but de maintenir la charge du stockeur 210, la consigne cons_I d’intensité est nulle et la consigne cons_V de tension est fonction des besoins du véhicule automobile, des contraintes du réseau 200 de bord et de la tension Vrdb_ref nominale à appliquer sur le réseau 200 de bord.

Les contraintes du réseau 200 de bord sont relatives aux contraintes et à l’état des différents consommateurs 220 du réseau 200 de bord qui ont un impact sur lesdits modes de fonctionnement comme, par exemple, le stockeur 210, la valeur Vrdb_max de tension maximale et la valeur Vrdb_min de tension minimale.

Le mode de régulation par rapport au stockeur 210, régulant l’intensité par rapport à l’intensité Istk d’un courant circulant dans le stockeur 210, permet d’utiliser directement au sein du réseau 200 de bord la valeur de l’intensité souhaitée. La réponse à une telle régulation a l’avantage, par rapport à l’art antérieur, d’être plus rapide permettant une régulation plus fine de l’état de charge du stockeur 210.

La figure 4 comprend, de haut en bas :
- un graphique représentant l’intensité Irdb de sortie du redresseur 112 en fonction du temps t,
- un graphique représentant la valeur Istk_ref d’intensité de référence pour la régulation par rapport au stockeur 210 (en trait plein) et l’intensité Istk du courant circulant dans le stockeur 210 (en trait pointillé) en fonction du temps t,
- un graphique représentant les tensions Vrdb_max maximale et Vrdb_min minimale admissibles par le réseau 200 de bord (en traits pleins) ainsi qu’une tension Vstk aux bornes du stockeur 210 (en trait pointillé fin) et la tension Vrdb en sortie du redresseur 112 (en trait pointillé large) en fonction du temps t.

La figure 5 comprend, de haut en bas :
- un graphique représentant l’intensité Irdb de sortie du redresseur 112 (en trait plein) et la consigne cons_I d’intensité en sortie du redresseur 112 (en trait pointillé) en fonction du temps t,
- un graphique représentant les composantes I_cc (en trait plein) et I_cv (en trait pointillé) de la consigne cons_I d’intensité, en fonction du temps t,
- un graphique représentant la valeur Istk_ref d’intensité de référence pour la régulation par rapport au stockeur 210 (en trait plein) et l’intensité Istk du courant circulant dans le stockeur 210 (en trait pointillé) en fonction du temps t,
- un graphique représentant la tension Vrdb_max maximale admissible par le réseau 200 de bord (en trait plein) ainsi que la tension Vrdb en sortie du redresseur 112 (en trait pointillé) en fonction du temps t,
- un graphique représentant la tension Vrdb_min minimale admissible par le réseau 200 de bord (en trait plein) ainsi que la tension Vstk aux bornes du stockeur 210 (en trait pointillé) en fonction du temps t.

Sur les figures 4 et 5, le temps est exprimé en secondes, les intensités en ampères et les tensions en volts.

Sur les figures 4 et 5, par convention, les courants circulant dans le sens des flèches représentant les intensités sur la figure 1 sont positifs et les courants circulant dans le sens opposé à ces flèches sont négatifs.

Les graphiques des figures 4 et 5 représentent respectivement quatre phases et trois phases de fonctionnement en mode de régulation par rapport au stockeur 210.

Dans ce mode de régulation, l’intensité Istk du courant circulant dans le stockeur 210 est régulée pour être le plus possible égale à la valeur Istk_ref d’intensité de référence.

Pendant ces phases de fonctionnement, les pics d’intensité Irdb de sortie du redresseur 112, entrainant des pics d’intensité Istk du courant circulant dans le stockeur 210 et des pics de tension, indiquent une activation ou une désactivation d’un des consommateurs 220 du réseau 200 de bord.

Pendant une phase A de faible recharge le stockeur 210 est rechargé à une intensité de 10 ampères.

La tension Vstk aux bornes du stockeur 210 ainsi que la tension Vrdb en sortie du redresseur 112 augmentent jusqu’à atteindre un seuil sensiblement égal, dans le mode de réalisation illustré, respectivement à 13,5 volts et à 14,2 volts.

Pendant une phase B de forte recharge, représentée uniquement sur la figure 4, le stockeur 210 est rechargé à une intensité de 90 ampères.

La tension Vrdb en sortie du redresseur 112 est limitée en valeur maximale par la tension Vrdb_max maximale admissible par le réseau 200 de bord sensiblement égale, selon le mode de réalisation représenté, à 16 volts.

Cette limitation de la tension Vrdb en sortie du redresseur 112 limite ainsi l’intensité Istk du courant circulant dans le stockeur 210.

Pendant une phase C de décharge le stockeur 210 est déchargé à une intensité de 10 ampères sur la figure 4 et de 20 ampères sur la figure 5.

La tension Vstk aux bornes du stockeur 210 ainsi que la tension Vrdb en sortie du redresseur 112 diminuent jusqu’à ce que la tension Vstk aux bornes du stockeur 210 atteigne la tension Vrdb_min minimale admissible par le réseau 200 de bord sensiblement égale, selon le mode de réalisation représenté, à 13 volts sur la figure 4 et à 12,5 volts sur la figure 5.

Cette limitation de la tension Vstk aux bornes du stockeur 210 limite ainsi la décharge du stockeur 210 rendant l’intensité Istk du courant circulant dans le stockeur 210 sensiblement nulle.

Pendant une phase D de maintien de la charge le stockeur 210 n’est ni rechargé ni déchargé.

L’intensité Istk à une branche du stockeur 210 est ainsi sensiblement nulle et la tension Vstk aux bornes du stockeur 210 est sensiblement égale à la tension Vrdb_min minimale admissible par le réseau 200 de bord.

Un tel système 100 de gestion permet ainsi d’alimenter le réseau 200 de bord au juste nécessaire par une maitrise de la charge du stockeur 210.

Cette maitrise de la charge du stockeur 210 est réalisée par la gestion de l’intensité Istk du courant à une branche du stockeur 210 par l’ensemble machine 111 électrique et redresseur 112 sous contrainte des consommateurs 220 du réseau 200 de bord.

Un tel système 100 de gestion permet également d’optimiser la consommation d’énergie du véhicule automobile.

Claims (10)

1. Procédé de gestion de l’alimentation d’un réseau (200) de bord d’un véhicule automobile, le procédé de gestion comprenant une génération d’un courant électrique continu par un générateur (111, 112) couplé à la chaine de traction du véhicule automobile pour alimenter le réseau (200) de bord, une alimentation d’un consommateur (220) dudit réseau (200) de bord, une tension (Vrdb) mesurée aux bornes du générateur (111, 112) et une intensité mesurée (I_mes) régulant ledit générateur (111, 112) en fonction d’une consigne (cons_V) de tension, d’une consigne (cons_I) d’intensité et de besoins du consommateur (220) du réseau (200) de bord, le procédé de gestion étant caractérisé en ce qu’il comprend une étape de choix entre un mode dans lequel ladite intensité (I_mes) régulant le générateur (111, 112) est une intensité (Irdb) mesurée à une branche du générateur (111, 112) et un mode dans lequel ladite intensité (I_mes) régulant le générateur (111, 112) est une intensité (Istk) mesurée à une branche d’un stockeur (210).
2. Procédé de gestion selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend une modification de la consigne (cons_I) d’intensité de sortie du générateur (111, 112) en fonction d’une comparaison entre ladite intensité mesurée (I_mes) suivant le mode choisi lors de l’étape de choix et une valeur (Istk_ref) d’intensité de référence pour la régulation.
3. Procédé de gestion selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une modification de la consigne (cons_I) d’intensité de sortie du générateur (111, 112) en fonction d’une comparaison entre ladite tension (Vrdb) mesurée aux bornes dudit générateur (111, 112) et une tension (Vrdb_min) minimale admissible par le réseau (200) de bord.
4. Procédé de gestion selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une limitation de la consigne (cons_I) d’intensité de sortie du générateur (111, 112) par une variable (I_max) d’intensité maximale apte à être délivrée par le générateur (111, 112).
5. Procédé de gestion selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la consigne (cons_V) de tension est fonction d’un état (Estk) du stockeur (210), d’un état (Erdb) du réseau (200) de bord et de besoins du véhicule automobile.
6. Circuit électrique d’un véhicule automobile, le circuit électrique comprenant un réseau (200) de bord et un système (100) de gestion de l’alimentation d’au moins un consommateur (220) et d’un stockeur (210) du réseau (200) de bord, le système (100) de gestion comprenant un générateur (111, 112) électrique couplé à la chaine de traction du véhicule automobile, une tension (Vrdb) aux bornes du générateur (111, 112) et une intensité (I_mes) mesurées par le système (100) de gestion régulant le générateur (111, 112) en fonction d’une consigne (cons_V) de tension, d’une consigne (cons_I) d’intensité et de besoins du consommateur (220) du réseau (200) de bord, le circuit électrique étant caractérisé en ce que le système (100) de gestion choisit, pour la mesure de ladite intensité (I_mes) régulant le générateur (111, 112), soit une intensité (Irdb) à une branche du générateur (111, 112) soit une intensité (Istk) à une branche du stockeur (210).
7. Circuit électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le stockeur (210) est de type plomb, lithium ou nickel-hydrure métallique.
8. Véhicule automobile comprenant un circuit électrique selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu’un moteur thermique de la chaine de traction du véhicule automobile est couplé au générateur (111, 112) par l'intermédiaire d'une machine électrique (111) du générateur.
9. Véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite machine électrique (111) est couplée à une façade accessoire du moteur thermique du véhicule automobile, ladite machine électrique (111) étant un alterno-démarreur associé à un redresseur/onduleur (112) ou en ce que ladite machine électrique (111) couple le moteur thermique à une roue du véhicule automobile, et fonctionne également en tant que moteur de traction.
10. Véhicule automobile comprenant un circuit électrique selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le générateur (111, 112) fonctionne également en tant que moteur de traction.