FR3126664A1 - CONTROL OF CHARGING IN MODE 4 OF A VEHICLE BATTERY - Google Patents

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Abstract

Un procédé contrôle la recharge en mode 4 d’une batterie d’un véhicule alimentant des équipements électriques et couplée temporairement à une source d’alimentation délivrant un courant de recharge continu et défini par une consigne de courant. Ce procédé comprend une étape (10-40) dans laquelle on compare à un seuil choisi au moins une tension d’entrée résultant du courant de recharge et mesurée entre une première borne d’entrée du véhicule couplée temporairement à la source d’alimentation et une seconde borne d’entrée du véhicule couplée temporairement à la source d’alimentation ou une borne de la batterie, et, lorsque cette tension d’entrée est supérieure au seuil pendant une durée choisie, on transmet à la source d’alimentation au moins une nouvelle consigne de courant, inférieure à la consigne de courant précédente, afin qu’elle fournisse au moins un nouveau courant de recharge inférieur au courant de recharge précédent. Fig. 3 A method controls the charging in mode 4 of a battery of a vehicle supplying electrical equipment and temporarily coupled to a power source delivering a continuous charging current and defined by a current setpoint. This method comprises a step (10-40) in which at least one input voltage resulting from the charging current and measured between a first input terminal of the vehicle temporarily coupled to the power source and a second input terminal of the vehicle temporarily coupled to the power source or a terminal of the battery, and, when this input voltage is higher than the threshold for a chosen duration, at least a new current setpoint, lower than the previous current setpoint, so that it provides at least one new recharge current lower than the previous recharge current. Fig. 3

Description

CONTRÔLE DE LA RECHARGE EN MODE 4 D’UNE BATTERIE DE VÉHICULECONTROL OF CHARGING IN MODE 4 OF A VEHICLE BATTERY

Domaine technique de l’inventionTechnical field of the invention

L’invention concerne les véhicules comprenant une batterie rechargeable en mode 4, et plus précisément le contrôle de la recharge de cette batterie pendant une phase de recharge en mode 4.The invention concerns vehicles comprising a rechargeable battery in mode 4, and more specifically the control of the charging of this battery during a charging phase in mode 4.

Etat de la techniqueState of the art

Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent une batterie dite « principale » (ou de traction) chargée d’alimenter en courant électrique des équipements électriques, parmi lesquels on peut citer une machine motrice électrique de leur groupe motopropulseur (ou GMP).Certain vehicles, possibly of the automobile type, include a so-called “main” (or traction) battery responsible for supplying electric current to electrical equipment, among which may be mentioned an electric drive machine of their powertrain (or GMP).

Certaines batteries principales peuvent être rechargées selon au moins le mode 4 une fois qu’une prise de recharge de leur véhicule a été connectée à une source d’alimentation en courant continu (ou DC (« Direct Current »)).Some main batteries can be recharged in at least mode 4 once a charging socket of their vehicle has been connected to a direct current (or DC (“Direct Current”)) power source.

Il est rappelé que dans une recharge en mode 4, la batterie principale (à recharger) est alimentée directement en courant continu élevé (typiquement 125 A ou 250 A) sous une tension d’entrée basse (typiquement 450 V) par la source d’alimentation (via la prise de recharge), c’est-à-dire sans conversion par le convertisseur DC/DC du véhicule.It is recalled that in a mode 4 recharge, the main battery (to be recharged) is supplied directly with high direct current (typically 125 A or 250 A) under a low input voltage (typically 450 V) by the source of power supply (via the charging socket), i.e. without conversion by the vehicle's DC/DC converter.

Il est également rappelé que le convertisseur DC/DC est chargé pendant les phases de roulage du véhicule de convertir une partie du courant électrique stocké dans la batterie principale pour alimenter en courant électrique un réseau de bord du véhicule et/ou une batterie de servitude très basse tension équipant le véhicule, généralement de type 12 V à 48 V, pour la recharger.It is also recalled that the DC/DC converter is responsible during the driving phases of the vehicle for converting part of the electric current stored in the main battery to supply electric current to an on-board network of the vehicle and/or a very useful service battery. low voltage fitted to the vehicle, generally of the 12 V to 48 V type, to recharge it.

Dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « réseau de bord » un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) consommant de l’énergie électrique et étant « non prioritaire(s) » ou « sécuritaire(s) » (et donc prioritaire(s)).In the following and the foregoing, the term "on-board network" means an electrical power supply network to which are coupled electrical (or electronic) equipment (or components) consuming electrical energy and being "non-priority )” or “safe(s)” (and therefore priority(s)).

Comme le sait l’homme de l’art, des surtensions peuvent survenir dans un véhicule notamment lors d’une phase de recharge en mode 4. Elles peuvent avoir pour origine la source d’alimentation en courant continu et/ou au moins un composant (ou équipement) électrique du véhicule. Ces surtensions sont de nature à réduire la durée de vie de certains composants (ou équipements) électriques, et en particulier des cellules électrochimiques de stockage d’énergie électrique de la batterie principale (par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd). De plus, ces surtensions peuvent provoquer, lorsque leur durée est relativement importante, des dégradations de ces composants (ou équipements) électriques qui peuvent être à l’origine d’un incendie dans le véhicule et/ou d’une électrocution de passager(s).As those skilled in the art know, overvoltages can occur in a vehicle, in particular during a charging phase in mode 4. They can originate from the direct current power source and/or at least one component electrical (or equipment) of the vehicle. These overvoltages are likely to reduce the life of certain electrical components (or equipment), and in particular of the electrochemical cells for storing electrical energy of the main battery (for example of the lithium-ion (or Li-ion) type or Ni-Mh or Ni-Cd). In addition, these overvoltages can cause, when their duration is relatively long, damage to these electrical components (or equipment) which can be the cause of a fire in the vehicle and/or electrocution of passenger(s). ).

L’invention a donc notamment pour but d’éviter autant que possible la détérioration de certains composants (ou équipements) électriques (et en particulier des cellules électrochimiques de la batterie principale), et donc la survenue d’incidents, pendant et après une phase de recharge en mode 4.The object of the invention is therefore in particular to avoid as much as possible the deterioration of certain electrical components (or equipment) (and in particular of the electrochemical cells of the main battery), and therefore the occurrence of incidents, during and after a phase charging in mode 4.

Présentation de l’inventionPresentation of the invention

Elle propose notamment à cet effet un procédé destiné à contrôler la recharge en mode 4 d’une batterie d’un véhicule propre à alimenter des équipements électriques et couplée temporairement à une source d’alimentation délivrant un courant de recharge continu et défini par une consigne de courant.It proposes in particular for this purpose a method intended to control the recharging in mode 4 of a battery of a vehicle capable of supplying electrical equipment and temporarily coupled to a power source delivering a continuous recharging current and defined by a setpoint. current.

Ce procédé de contrôle se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle on compare à un seuil choisi au moins une tension d’entrée résultant du courant de recharge et mesurée entre une première borne d’entrée du véhicule couplée temporairement à la source d’alimentation et une seconde borne d’entrée du véhicule couplée temporairement à la source d’alimentation ou une borne d’entrée de la batterie, et, lorsque cette tension d’entrée est supérieure au seuil pendant une durée choisie, on transmet à la source d’alimentation au moins une nouvelle consigne de courant, inférieure à une consigne de courant précédente, afin qu’elle fournisse au moins un nouveau courant de recharge inférieur à un courant de recharge précédent.This control method is characterized in that it comprises a step in which at least one input voltage resulting from the charging current and measured between a first input terminal of the vehicle temporarily coupled to the power source and a second input terminal of the vehicle temporarily coupled to the power source or an input terminal of the battery, and, when this input voltage is higher than the threshold for a chosen duration, transmitting to the power source at least one new current setpoint, lower than a previous current setpoint, so that it supplies at least one new recharge current lower than a previous recharge current.

En réduisant, voire annulant, le courant de recharge en présence d’une surtension durable, on peut au minimum réduire cette surtension, et possiblement la supprimer, ce qui permet de limiter (voire éviter) la détérioration de certains composants (ou équipements) électriques du véhicule et donc de diminuer (voire rendre quasi nulle) la probabilité de survenue d’un incident, pendant et après une phase de recharge en mode 4.By reducing, or even canceling, the charging current in the presence of a lasting overvoltage, it is possible to at least reduce this overvoltage, and possibly eliminate it, which makes it possible to limit (or even avoid) the deterioration of certain electrical components (or equipment) of the vehicle and therefore to reduce (or even make almost zero) the probability of an incident occurring, during and after a charging phase in mode 4.

Le procédé de contrôle selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :The control method according to the invention may comprise other characteristics which may be taken separately or in combination, and in particular:

- dans son étape on peut comparer au seuil choisi au moins des première et deuxième tensions d’entrée résultant du courant de recharge et mesurées respectivement entre les première et seconde bornes d’entrée du véhicule couplées temporairement à la source d’alimentation et entre cette première borne d’entrée et une borne de la batterie, et, lorsque l’une au moins de ces première et deuxième tensions d’entrée est supérieure au seuil pendant une durée choisie associée, on peut transmettre à la source d’alimentation au moins une nouvelle consigne de courant, inférieure à la consigne de courant précédente, afin qu’elle fournisse au moins un nouveau courant de recharge inférieur au courant de recharge précédent ;- in its step, it is possible to compare with the chosen threshold at least first and second input voltages resulting from the charging current and measured respectively between the first and second input terminals of the vehicle temporarily coupled to the power source and between this first input terminal and a terminal of the battery, and, when at least one of these first and second input voltages is greater than the threshold for an associated chosen duration, it is possible to transmit to the power source at least a new current setpoint, lower than the previous current setpoint, so that it provides at least one new recharge current lower than the previous recharge current;

- dans son étape on peut transmettre à la source d’alimentation, dans un premier intervalle de temps, des nouvelles consignes de courant successives, de plus en plus petites, jusqu’à une consigne de courant nulle, afin qu’elle fournisse successivement des nouveaux courants de recharge décroissant progressivement depuis un courant de recharge initial jusqu’à un courant de recharge nul ;- in its step, it is possible to transmit to the power source, in a first time interval, new successive current setpoints, increasingly small, down to a zero current setpoint, so that it successively supplies new recharging currents gradually decreasing from an initial recharging current to a zero recharging current;

- en présence de la dernière option, dans son étape le premier intervalle de temps peut être compris entre 30 secondes et 2 minutes, pour arriver à un courant nul ;- in the presence of the last option, in its stage the first time interval can be between 30 seconds and 2 minutes, to arrive at zero current;

- dans son étape la durée choisie peut être comprise entre 30 ms et 80 ms ;- in its step, the chosen duration can be between 30 ms and 80 ms;

- dans son étape on peut isoler électriquement la batterie des équipements électriques ;- in its stage, the battery can be electrically isolated from the electrical equipment;

- dans son étape on peut enregistrer dans au moins une mémoire du véhicule au moins un code défaut qui est représentatif d’un problème de surtension détecté pendant la recharge en mode 4.- in its step, it is possible to record in at least one memory of the vehicle at least one fault code which is representative of an overvoltage problem detected during charging in mode 4.

L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre un procédé de contrôle du type de celui présenté ci-avant pour contrôler la recharge en mode 4 d’une batterie d’un véhicule propre à alimenter des équipements électriques et couplée temporairement à une source d’alimentation délivrant un courant de recharge continu et défini par une consigne de courant.The invention also proposes a computer program product comprising a set of instructions which, when it is executed by processing means, is capable of implementing a control method of the type of that presented above for controlling recharging in mode 4 of a battery of a vehicle capable of supplying electrical equipment and temporarily coupled to a power source delivering a continuous recharging current and defined by a current setpoint.

L’invention propose également un dispositif de contrôle destiné à équiper un véhicule comprenant une batterie propre à alimenter des équipements électriques et à être couplée temporairement pendant une recharge en mode 4 à une source d’alimentation délivrant un courant de recharge continu et défini par une consigne de courant.The invention also proposes a control device intended to equip a vehicle comprising a battery suitable for powering electrical equipment and for being temporarily coupled during a mode 4 recharge to a power source delivering a continuous recharge current and defined by a current setpoint.

Ce dispositif de contrôle se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant à comparer à un seuil choisi au moins une tension d’entrée résultant du courant de recharge et mesurée entre une première borne d’entrée du véhicule couplée temporairement à la source d’alimentation et une seconde borne d’entrée du véhicule couplée temporairement à la source d’alimentation ou une borne d’entrée de la batterie, et, lorsque la tension d’entrée est supérieure au seuil pendant une durée choisie, à déclencher une transmission à la source d’alimentation d’au moins une nouvelle consigne de courant, inférieure à une consigne de courant précédente, afin qu’elle fournisse au moins un nouveau courant de recharge inférieur à un courant de recharge précédent.This control device is characterized in that it comprises at least one processor and at least one memory arranged to perform the operations consisting in comparing to a chosen threshold at least one input voltage resulting from the charging current and measured between a first vehicle input terminal temporarily coupled to the power source and a second vehicle input terminal temporarily coupled to the power source or a battery input terminal, and, when the input voltage is greater than the threshold for a chosen duration, in triggering transmission to the power source of at least one new current setpoint, lower than a previous current setpoint, so that it supplies at least one new lower recharge current at a previous charging current.

L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant une batterie, propre à alimenter des équipements électriques et à être couplée temporairement pendant une recharge en mode 4 à une source d’alimentation délivrant un courant de recharge continu et défini par une consigne de courant, et un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci-avant.The invention also proposes a vehicle, optionally of the automobile type, and comprising a battery, capable of powering electrical equipment and of being temporarily coupled during a mode 4 recharge to a power source delivering a continuous recharge current and defined by a current set point, and a control device of the type presented above.

Brève description des figuresBrief description of figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear on examination of the detailed description below, and of the appended drawings, in which:

illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un véhicule comprenant un GMP, à machine motrice électrique alimentée par une batterie principale rechargeable selon le mode 4, et un dispositif de contrôle selon l’invention, schematically and functionally illustrates an exemplary embodiment of a vehicle comprising a GMP, with an electric drive machine powered by a rechargeable main battery according to mode 4, and a control device according to the invention,

illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un boîtier de batterie, couplé à une batterie principale et comprenant un exemple de réalisation d’un calculateur de batterie comportant un dispositif de contrôle selon l’invention, et schematically and functionally illustrates an exemplary embodiment of a battery box, coupled to a main battery and comprising an exemplary embodiment of a battery computer comprising a control device according to the invention, and

illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en œuvre un procédé de contrôle selon l’invention. schematically illustrates an example of an algorithm implementing a control method according to the invention.

Claims (10)

Procédé de contrôle de la recharge en mode 4 d’une batterie (BP) d’un véhicule (V) propre à alimenter des équipements électriques (MME) et couplée temporairement à une source d’alimentation (SA) délivrant un courant de recharge continu et défini par une consigne de courant, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-40) dans laquelle on compare à un seuil choisi au moins une tension d’entrée résultant dudit courant de recharge et mesurée entre une première borne d’entrée dudit véhicule (V) couplée temporairement à ladite source d’alimentation (SA) et une seconde borne d’entrée dudit véhicule (V) couplée temporairement à ladite source d’alimentation (SA) ou une borne de ladite batterie (BP), et, lorsque ladite tension d’entrée est supérieure audit seuil pendant une durée choisie, on transmet à ladite source d’alimentation (SA) au moins une nouvelle consigne de courant, inférieure à une consigne de courant précédente, afin qu’elle fournisse au moins un nouveau courant de recharge inférieur à un courant de recharge précédent.Method for controlling the charging in mode 4 of a battery (BP) of a vehicle (V) capable of supplying electrical equipment (MME) and temporarily coupled to a power source (SA) delivering a continuous charging current and defined by a current setpoint, characterized in that it comprises a step (10-40) in which at least one input voltage resulting from said charging current and measured between a first terminal of input of said vehicle (V) temporarily coupled to said power source (SA) and a second input terminal of said vehicle (V) temporarily coupled to said power source (SA) or a terminal of said battery (BP), and, when said input voltage is higher than said threshold for a chosen duration, at least one new current setpoint, lower than a previous current setpoint, is transmitted to said power source (SA) so that it supplies the minus a new recharge current lower than a previous recharge current. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-40) on compare audit seuil choisi au moins des première et deuxième tensions d’entrée résultant dudit courant de recharge et mesurées respectivement entre lesdites première et seconde bornes d’entrée dudit véhicule (V) couplées temporairement à ladite source d’alimentation (SA) et entre cette première borne d’entrée et une borne de ladite batterie (BP), et, lorsque l’une au moins desdites première et deuxième tensions d’entrée est supérieure audit seuil pendant une durée choisie associée, on transmet à ladite source d’alimentation (SA) au moins une nouvelle consigne de courant, inférieure à ladite consigne de courant précédente, afin qu’elle fournisse au moins un nouveau courant de recharge inférieur audit courant de recharge précédent.Method according to claim 1, characterized in that in said step (10-40) at least first and second input voltages resulting from said recharging current and measured between said first and second input terminals are compared with said chosen threshold of said vehicle (V) temporarily coupled to said power source (SA) and between this first input terminal and a terminal of said battery (BP), and, when at least one of said first and second input voltages is greater than said threshold for an associated chosen duration, said power source (SA) is transmitted at least one new current setpoint, lower than said previous current setpoint, so that it supplies at least one new lower recharge current at said previous recharge current. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-40) on transmet à ladite source d’alimentation (SA), dans un premier intervalle de temps, des nouvelles consignes de courant successives, de plus en plus petites, jusqu’à une consigne de courant nulle, afin qu’elle fournisse successivement des nouveaux courants de recharge décroissant progressivement depuis un courant de recharge initial jusqu’à un courant de recharge nul.Method according to claim 1 or 2, characterized in that in said step (10-40) there is transmitted to said supply source (SA), in a first time interval, new successive current setpoints, increasingly small, down to a zero current setpoint, so that it successively supplies new recharging currents which gradually decrease from an initial recharging current to a zero recharging current. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-40) ledit premier intervalle de temps est compris entre 30 secondes et 2 minutes, pour arriver à un courant nul.Method according to claim 3, characterized in that in said step (10-40) said first time interval is between 30 seconds and 2 minutes, to arrive at zero current. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-40) ladite durée choisie est comprise entre 30 ms et 80 ms.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that in the said step (10-40) the said chosen duration is between 30 ms and 80 ms. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-40) on isole électriquement ladite batterie (BP) desdits équipements électriques (MME).Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that in said step (10-40) said battery (BP) is electrically isolated from said electrical equipment (MME). Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-40) on enregistre dans au moins une mémoire dudit véhicule (V) au moins un code défaut représentatif d’un problème de surtension détecté pendant ladite recharge en mode 4.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that in said step (10-40) at least one fault code representative of an overvoltage problem detected during said vehicle (V) is recorded in at least one memory of said vehicle (V). charge in mode 4. Produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre le procédé de contrôle selon l’une des revendications 1 à 7 pour contrôler la recharge en mode 4 d’une batterie (BP) d’un véhicule (V) propre à alimenter des équipements électriques (MME) et couplée temporairement à une source d’alimentation (SA) délivrant un courant de recharge continu et défini par une consigne de courant.Computer program product comprising a set of instructions which, when it is executed by processing means, is suitable for implementing the control method according to one of Claims 1 to 7 for controlling recharging in mode 4 a battery (BP) of a vehicle (V) suitable for supplying electrical equipment (MME) and temporarily coupled to a supply source (SA) delivering a continuous recharging current and defined by a current setpoint. Dispositif de contrôle (DC) pour un véhicule (V) comprenant une batterie (BP) propre à alimenter des équipements électriques (MME) et à être couplée temporairement pendant une recharge en mode 4 à une source d’alimentation (SA) délivrant un courant de recharge continu et défini par une consigne de courant, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant à comparer à un seuil choisi au moins une tension d’entrée résultant dudit courant de recharge et mesurée entre une première borne d’entrée dudit véhicule (V) couplée temporairement à ladite source d’alimentation (SA) et une seconde borne d’entrée dudit véhicule (V) couplée temporairement à ladite source d’alimentation (SA) ou une borne de ladite batterie (BP), et, lorsque ladite tension d’entrée est supérieure audit seuil pendant une durée choisie, à déclencher une transmission à ladite source d’alimentation (SA) d’au moins une nouvelle consigne de courant, inférieure à une consigne de courant précédente, afin qu’elle fournisse au moins un nouveau courant de recharge inférieur à un courant de recharge précédent.Control device (DC) for a vehicle (V) comprising a battery (BP) able to supply electrical equipment (MME) and to be temporarily coupled during a mode 4 recharge to a power source (SA) delivering a current continuous recharging and defined by a current setpoint, characterized in that it comprises at least one processor (PR1) and at least one memory (MD) arranged to perform the operations consisting in comparing to a chosen threshold at least one voltage d input resulting from said charging current and measured between a first input terminal of said vehicle (V) temporarily coupled to said power source (SA) and a second input terminal of said vehicle (V) temporarily coupled to said power source power supply (SA) or a terminal of said battery (BP), and, when said input voltage is higher than said threshold for a chosen duration, in triggering a transmission to said power source (SA) of at least one new current setpoint, lower than a previous current setpoint, so that it provides at least one new recharge current lower than a previous recharge current. Véhicule (V) comprenant une batterie (BP) propre à alimenter des équipements électriques (MME) et à être couplée temporairement pendant une recharge en mode 4 à une source d’alimentation (SA) délivrant un courant de recharge continu et défini par une consigne de courant, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de contrôle (DC) selon la revendication 9.Vehicle (V) comprising a battery (BP) able to supply electrical equipment (MME) and to be temporarily coupled during a recharge in mode 4 to a power source (SA) delivering a continuous recharge current and defined by a setpoint current, characterized in that it further comprises a control device (DC) according to claim 9.
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