FR3128597A1 - Electrical conversion system for vehicle battery - Google Patents

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FR3128597A1
FR3128597A1 FR2111426A FR2111426A FR3128597A1 FR 3128597 A1 FR3128597 A1 FR 3128597A1 FR 2111426 A FR2111426 A FR 2111426A FR 2111426 A FR2111426 A FR 2111426A FR 3128597 A1 FR3128597 A1 FR 3128597A1
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Marco RANIERI
Vincent Phlippoteau
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

L’invention concerne un système de conversion électrique destiné à être connecté à une batterie (BATT), par exemple d'un véhicule électrique ou hybride pour convertir la tension d'entrée fournie par la batterie en une tension auxiliaire (V_aux). Le système comporte une unité de conversion (2) dotée de deux convertisseurs électriques (U1, U2), un premier convertisseur (U1) apte à être commandé pour générer la tension auxiliaire (V_aux) et pour fournir une première puissance électrique, et un deuxième convertisseur (U2) également apte à être commandé pour générer ladite tension auxiliaire (V_aux) et pour fournir une deuxième puissance électrique ayant une valeur plus élevée que celle de la première puissance électrique fournie par le premier convertisseur électrique. Un circuit analogique de pilotage est employé pour activer le deuxième convertisseur électrique (U2) lorsqu'un surplus de puissance est nécessaire, notamment au démarrage du véhicule. Figure à publier avec l'abrégé : Figure 1The invention relates to an electrical conversion system intended to be connected to a battery (BATT), for example of an electric or hybrid vehicle, to convert the input voltage supplied by the battery into an auxiliary voltage (V_aux). The system comprises a conversion unit (2) provided with two electric converters (U1, U2), a first converter (U1) capable of being controlled to generate the auxiliary voltage (V_aux) and to supply a first electric power, and a second converter (U2) also capable of being controlled to generate said auxiliary voltage (V_aux) and to supply a second electric power having a higher value than that of the first electric power supplied by the first electric converter. An analog control circuit is used to activate the second electric converter (U2) when a power surplus is necessary, in particular when starting the vehicle. Figure to be published with abstract: Figure 1

Description

Système de conversion électrique pour batterie de véhiculeElectrical conversion system for vehicle battery

Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention

La présente invention se rapporte à un système de conversion électrique destiné à être connecté aux deux bornes d'une batterie d'un véhicule électrique ou hybride.The present invention relates to an electrical conversion system intended to be connected to the two terminals of a battery of an electric or hybrid vehicle.

Etat de la techniqueState of the art

La traction d'un véhicule électrique ou hybride est permise par l'emploi de plusieurs batteries ou modules de stockage d'énergie électrique, rassemblées dans un pack-batterie. Chaque module comporte généralement plusieurs cellules électrochimiques. Pour alimenter le réseau de bord du véhicule, c'est-à-dire par exemple les phares, les vitres, l’ABS au freinage, l’aide à la direction, mais aussi des fonctions bien plus basiques telles que l’ouverture/fermeture centralisée par télécommande, on utilise en général une batterie standard de 12V ou 24V au plomb, qui est rechargée par le pack-batterie à travers un convertisseur de type DC/DC. La présence de cette batterie supplémentaire au plomb est justifiée par le besoin d’avoir une tension de 12V même quand le véhicule n’est pas allumé et par le besoin d’avoir une source de 12V indépendante qui ne décharge pas la batterie de traction. Pour des raisons de sécurité notamment, certaines fonctions alimentées par la tension de 12V fournie par cette batterie doivent :Traction of an electric or hybrid vehicle is made possible by the use of several batteries or electrical energy storage modules, brought together in a battery pack. Each module generally comprises several electrochemical cells. To supply the vehicle's on-board network, i.e. for example the headlights, the windows, the ABS when braking, the steering assistance, but also much more basic functions such as opening/ central locking by remote control, a standard 12V or 24V lead-acid battery is generally used, which is recharged by the battery pack via a DC/DC type converter. The presence of this additional lead battery is justified by the need to have a voltage of 12V even when the vehicle is not on and by the need to have an independent 12V source which does not discharge the traction battery. For safety reasons in particular, certain functions powered by the 12V voltage supplied by this battery must:

  • Être disponibles même en cas de panne grave du pack-batterie employé pour la traction du véhicule (=plus de tension aux bornes du pack-batterie) ;Be available even in the event of a serious failure of the battery pack used to drive the vehicle (= no voltage at the terminals of the battery pack);
  • Être disponibles même en cas de rupture de communication entre les différents circuits de commande du pack-batterie ;Be available even in the event of a communication breakdown between the various control circuits of the battery pack;
  • Ne pas vider le pack-batterie de traction si le véhicule est à l’arrêt pendant longtemps (des semaines ou des mois) ;Do not empty the traction battery pack if the vehicle is stationary for a long time (weeks or months);
  • Être disponibles même quand le véhicule est à l’arrêt (contact coupé) ;Be available even when the vehicle is stationary (ignition off);

Récemment, il a été proposé de supprimer cette batterie au plomb supplémentaire et d'utiliser directement les batteries de traction pour l'alimentation du réseau de bord. Pour chaque module d'un pack-batterie, un convertisseur est destiné à convertir la tension du module en une tension de 12V disponible pour l'alimentation du réseau de bord. Les convertisseurs associés à chaque module peuvent être pilotés conformément à l’état de charge de leur module, en réalisant en même temps une opération d’équilibrage (les modules les plus chargés fourniront plus de courant au réseau de bord 12V). Cette solution est notamment décrite dans les demandes de brevetFR2972581A1 etFR2982090A1.Recently, it has been proposed to do away with this additional lead-acid battery and to use the traction batteries directly to supply the on-board network. For each module of a battery pack, a converter is intended to convert the voltage of the module into a voltage of 12V available for supplying the on-board network. The converters associated with each module can be controlled according to the state of charge of their module, performing at the same time a balancing operation (the most charged modules will supply more current to the 12V on-board network). This solution is described in particular in the patent applicationsFR2972581A1 AndFR2982090A1.

Cependant, si cette architecture présente l'avantage de s'affranchir de l'emploi de la batterie supplémentaire au plomb, elle ne permet pas de répondre à toutes les contraintes de fonctionnement évoquées ci-dessus.However, if this architecture has the advantage of dispensing with the use of the additional lead-acid battery, it does not make it possible to meet all the operating constraints mentioned above.

En effet, lorsque le véhicule est à l'arrêt (c'est-à-dire contact coupé), les cartes de mesure de la tension aux bornes de chaque module ne sont pas alimentées, donc les niveaux de tension des modules ne sont plus disponibles, et l'unité centrale de commande, chargée d'envoyer les ordres de commande vers les convertisseurs DC/DC des modules, est également éteinte, ce qui ne permet pas de piloter les convertisseurs de manière adaptée.In fact, when the vehicle is stationary (i.e. with the ignition off), the voltage measurement cards at the terminals of each module are not powered, so the voltage levels of the modules are no longer available, and the central control unit, responsible for sending control orders to the DC/DC converters of the modules, is also off, which means that the converters cannot be controlled appropriately.

Il existe donc un besoin de proposer une solution permettant de garantir une alimentation du réseau de bord, même quand le véhicule est à l'arrêt, c'est-à-dire en veille, quelle que soit la durée de cet arrêt.There is therefore a need to propose a solution making it possible to guarantee supply to the on-board network, even when the vehicle is stationary, that is to say on standby, regardless of the duration of this stoppage.

La demande de brevetFR3089072A1propose une solution pour gérer cette problématique, qui consiste à mettre en œuvre une séquence de commande dans laquelle des unités de conversion sont activés à tour de rôle de manière autonome pour maintenir la tension sur le réseau auxiliaire.The patent application FR3089072A1 proposes a solution to manage this problem, which consists in implementing a control sequence in which conversion units are activated in turn independently to maintain the voltage on the auxiliary network.

Cependant, après analyse, on a constaté qu'il existe au moins deux états distincts de veille du véhicule :However, after analysis, it was found that there are at least two distinct vehicle standby states:

  • Un premier état de veille longue-durée : Dans cet état, seulement l’antivol et l’amplificateur/démodulateur du signal de commande d’ouverture des portes du véhicule restent alimentés. La puissance nécessaire est alors extrêmement faible (de l’ordre de quelque watt).A first long-term standby state: In this state, only the anti-theft device and the amplifier/demodulator of the vehicle door opening control signal remain powered. The power required is then extremely low (of the order of a few watts).
  • Un deuxième état de veille avant démarrage : Cet état est rencontré juste avant de démarrer le véhicule. Il s'agit par exemple d'alimenter le système électromécanique utilisé pour l'ouverture des portes : la puissance nécessaire sur le réseau auxiliaire du véhicule est alors plus élevée, pouvant atteindre 50W en pic.A second standby state before starting: This state is encountered just before starting the vehicle. This involves, for example, powering the electromechanical system used to open the doors: the power required on the vehicle's auxiliary network is then higher, up to a peak of 50W.

Ces deux états de veille ne nécessitent pas le même niveau de puissance. Et il existe donc un besoin de tenir compte de ces différents niveaux de puissance afin de limiter la consommation du système. Il est en effet inutile qu’un convertisseur soit en mesure de fournir la puissance nécessaire au deuxième état de veille alors que le véhicule est en état de veille longue durée. Cette assomption dérive du constat qu’un convertisseur capable de fournir une certaine puissance nominale, présente une consommation non négligeable même s’il est en train de fournir une puissance très inférieure à sa puissance nominale, à cause entre autres des pertes internes au dispositif lui-même. Le plus la puissance nominale d’un convertisseur est élevée, le plus ses pertes à faible puissance sont élevées et incompatibles avec une veille de longue durée.These two sleep states do not require the same level of power. And there is therefore a need to take account of these different power levels in order to limit the consumption of the system. It is in fact unnecessary for a converter to be able to supply the power necessary for the second standby state while the vehicle is in a long-term standby state. This assumption derives from the observation that a converter capable of providing a certain nominal power, has a non-negligible consumption even if it is in the process of providing a power much lower than its nominal power, because among other things of the losses internal to the device itself. -even. The higher the nominal power of a converter, the higher its losses at low power and incompatible with long standby.

Le but de l'invention est de proposer une solution permettant de s'affranchir de l'usage de la batterie au plomb pour l'alimentation d'un réseau auxiliaire d'un véhicule, en tenant compte des différents niveaux de puissance requis pour les différents états de veille du véhicule.The object of the invention is to propose a solution making it possible to dispense with the use of the lead-acid battery for supplying an auxiliary network of a vehicle, taking into account the different power levels required for the different standby states of the vehicle.

Ce but est atteint par un système de conversion électrique comprenant :This object is achieved by an electrical conversion system comprising:

  • Deux entrées principales connectées à une batterie employée pour un stockage d'énergie électrique et une sortie principale sur laquelle est délivrée une tension dite auxiliaire à destination d'un réseau auxiliaire à partir d'une tension d'entrée fournie entre ses entrées principales par ladite batterie,Two main inputs connected to a battery used for storing electrical energy and a main output on which is delivered a so-called auxiliary voltage intended for an auxiliary network from an input voltage supplied between its main inputs by said battery,
  • Une unité de conversion comprenant :
    • Deux entrée secondaires connectées respectivement aux deux entrée principales et une sortie secondaire connectée à la sortie principale du système,
    • Un premier convertisseur électrique de type DC/DC comprenant des premières entrées connectées respectivement aux deux entrées secondaires de l'unité de conversion et une première sortie connectée la sortie secondaire de l'unité de conversion, ledit premier convertisseur étant apte à être commandé pour générer la tension auxiliaire à partir de la tension d'entrée et pour fournir une première puissance électrique sur sa première sortie,
    A conversion unit comprising:
    • Two secondary inputs connected respectively to the two main inputs and a secondary output connected to the main output of the system,
    • A first DC/DC type electrical converter comprising first inputs respectively connected to the two secondary inputs of the conversion unit and a first output connected to the secondary output of the conversion unit, said first converter being capable of being controlled to generate the auxiliary voltage from the input voltage and to provide a first electric power on its first output,

Ledit système de conversion électrique étant particulier en ce que :Said electrical conversion system being particular in that:

  • L'unité de conversion comporte un deuxième convertisseur électrique de type DC/DC comprenant des deuxièmes entrées connectées respectivement aux deux entrées secondaires de l'unité de conversion et une deuxième sortie connectée à la sortie secondaire de l'unité de conversion, ledit deuxième convertisseur étant apte à être commandé pour générer sur sa deuxième sortie ladite tension auxiliaire, à partir de la tension d'entrée,The conversion unit comprises a second DC/DC type electrical converter comprising second inputs connected respectively to the two secondary inputs of the conversion unit and a second output connected to the secondary output of the conversion unit, said second converter being adapted to be controlled to generate on its second output said auxiliary voltage, from the input voltage,
  • Il comporte un circuit analogique de pilotage connecté entre la sortie secondaire de l'unité de conversion et une entrée de commande dudit deuxième convertisseur électrique, ledit circuit analogique de pilotage comprenant :
    • Des moyens de comparaison de la valeur du courant électrique de sortie fourni sur la sortie secondaire de l'unité de conversion avec une valeur seuil,
    • Des moyens de commande connectés sur ladite entrée de commande du deuxième convertisseur électrique et configurés pour générer un signal analogique de commande sur ladite entrée de commande lorsque le courant de sortie dépasse ladite valeur seuil,
    It comprises an analog control circuit connected between the secondary output of the conversion unit and a control input of said second electrical converter, said analog control circuit comprising:
    • Means for comparing the value of the output electric current supplied on the secondary output of the conversion unit with a threshold value,
    • Control means connected to said control input of the second electrical converter and configured to generate an analog control signal on said control input when the output current exceeds said threshold value,
  • Le deuxième convertisseur électrique est configuré pour fournir une deuxième puissance électrique ayant une valeur plus élevée que celle de la première puissance électrique fournie par le premier convertisseur électrique, selon l'état dudit signal de commande présent sur son entrée de commande.The second electric converter is configured to supply a second electric power having a higher value than that of the first electric power supplied by the first electric converter, according to the state of said control signal present on its control input.

Par état du signal de commande, on entend la présence ou l'absence du signal de commande, ainsi que, éventuellement, le niveau d'amplitude de ce signal de commande et/ou sa fréquence.By state of the control signal is meant the presence or absence of the control signal, as well as, possibly, the amplitude level of this control signal and/or its frequency.

Selon une particularité, ladite première puissance électrique fournie par le premier convertisseur électrique est inférieure ou égale à une valeur seuil de puissance et en ce que la valeur seuil de courant est fixée pour que le deuxième convertisseur électrique s'active avant que la première puissance électrique fournie le premier convertisseur électrique n'atteigne ladite valeur de puissance.According to one feature, said first electrical power supplied by the first electrical converter is less than or equal to a power threshold value and in that the current threshold value is set so that the second electrical converter is activated before the first electrical power provided the first electrical converter reaches said power value.

Selon une autre particularité, les moyens de comparaison comportent des moyens de mesure du courant circulant sur la sortie secondaire de l'unité de conversion.According to another feature, the comparison means comprise means for measuring the current flowing on the secondary output of the conversion unit.

Selon une autre particularité, les moyens de comparaison comportent un amplificateur opérationnel ou un comparateur à hystérésis, apte à recevoir en entrée une tension image du courant circulant sur la sortie secondaire de l'unité de conversion et une tension de référence générée par un circuit de référence.According to another feature, the means of comparison comprise an operational amplifier or a hysteresis comparator, capable of receiving as input an image voltage of the current flowing on the secondary output of the conversion unit and a reference voltage generated by a reference.

Selon une autre particularité, les moyens de commande comportent :According to another feature, the control means comprise:

  • Un ensemble de commande comportant une entrée apte à recevoir un signal de déclenchement en provenance des moyens de comparaison,A control assembly comprising an input capable of receiving a trigger signal from the comparison means,
  • Un relais connecté à l'ensemble de commande et apte à générer ledit signal de commande, selon l'état dudit signal de déclenchement.A relay connected to the control assembly and able to generate said control signal, according to the state of said trigger signal.

Selon une autre particularité, le relais desdits moyens de commande est un optocoupleur.According to another feature, the relay of said control means is an optocoupler.

Selon une autre particularité, les deuxièmes entrées du deuxième convertisseur sont formées d'une borne positive et d'une borne négative et en ce que le deuxième convertisseur est configuré pour être dans un état inactif lorsque son entrée de commande est reliée à sa borne négative et dans un état actif lorsque son entrée de commande est déconnectée de sa borne négative.According to another feature, the second inputs of the second converter are formed of a positive terminal and a negative terminal and in that the second converter is configured to be in an inactive state when its control input is connected to its negative terminal and in an active state when its control input is disconnected from its negative terminal.

Selon une autre particularité, le système comporte une première diode connectée sur la première sortie du premier convertisseur et une deuxième diode connectée sur la deuxième sortie du deuxième convertisseur.According to another feature, the system comprises a first diode connected to the first output of the first converter and a second diode connected to the second output of the second converter.

Selon une autre particularité, le système comporte une barrière d'isolation électrique agencé pour séparer une partie haute tension d'une partie basse tension du système.According to another feature, the system comprises an electrical insulation barrier arranged to separate a high voltage part from a low voltage part of the system.

L'invention concerne également un système d'alimentation électrique comprenant une batterie comprenant deux bornes entre lesquelles elle est apte à délivrer une tension d'entrée, ce système d'alimentation électrique comportant un système de conversion électrique tel que défini ci-dessus, dont les deux entrées principales sont connectées respectivement aux deux bornes de ladite batterie.The invention also relates to an electrical power supply system comprising a battery comprising two terminals between which it is capable of delivering an input voltage, this electrical power supply system comprising an electrical conversion system as defined above, of which the two main inputs are respectively connected to the two terminals of said battery.

L'invention concerne enfin un véhicule électrique ou hybride, comprenant un réseau d'alimentation auxiliaire sur lequel est délivré une tension dite auxiliaire, ce véhicule embarquant un système d'alimentation électrique tel que défini ci-dessus pour générer ladite tension auxiliaire.The invention finally relates to an electric or hybrid vehicle, comprising an auxiliary power supply network on which a so-called auxiliary voltage is delivered, this vehicle carrying an electric power supply system as defined above for generating said auxiliary voltage.

Brève description des figuresBrief description of figures

D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit faite en regard des dessins annexés dans lesquels :Other characteristics and advantages will appear in the detailed description which follows given with regard to the appended drawings in which:

  • La représente l'architecture générale du système de conversion électrique de l'invention et illustre son principe de fonctionnement ;There represents the general architecture of the electrical conversion system of the invention and illustrates its principle of operation;
  • La représente un exemple concret de réalisation du système de conversion électrique de l'invention ;There represents a concrete embodiment of the electrical conversion system of the invention;

Description détaillée d'au moins un mode de réalisationDetailed description of at least one embodiment

Dans la suite de la description, le terme "borne" employé n'est pas à considérer de manière limitative, c'est-à-dire au sens matériel du terme. Il est utilisé pour mieux décrire les connexions réalisées entre les différents blocs du système. Il faut l'entendre comme un simple point de connexion électrique.In the rest of the description, the term "terminal" used is not to be considered in a limiting manner, that is to say in the material sense of the term. It is used to better describe the connections made between the different blocks of the system. It should be understood as a simple electrical connection point.

La montre une batterie (appelée aussi pack-batterie) destinée au stockage d'une énergie électrique et pouvant être employée pour tracter un véhicule électrique ou hybride. Cette batterie peut comporter un ou plusieurs modules de stockage d'énergie électrique connectés en série.There shows a battery (also called a battery pack) intended for storing electrical energy and which can be used to tow an electric or hybrid vehicle. This battery may comprise one or more electrical energy storage modules connected in series.

Un module de stockage d'énergie électrique peut être composé d'une ou plusieurs cellules électrochimiques (non représentées) connectés en série et/ou parallèle. De manière non limitative, pour un véhicule, une batterie peut comporter huit modules en série, chaque module pouvant comporter un nombre quelconque de cellules électrochimiques, par exemple douze cellules.An electrical energy storage module can be composed of one or more electrochemical cells (not shown) connected in series and/or parallel. In a non-limiting manner, for a vehicle, a battery can comprise eight modules in series, each module possibly comprising any number of electrochemical cells, for example twelve cells.

Chaque batterie est par exemple capable de fournir une tension de 400V destinée à la traction du véhicule. Cette batterie est également employée pour fournir la tension nécessaire à l'alimentation d'un réseau auxiliaire AUX du véhicule (appelé aussi réseau de bord d'un véhicule).Each battery is for example capable of supplying a voltage of 400V intended for the traction of the vehicle. This battery is also used to provide the voltage necessary to supply an auxiliary network AUX of the vehicle (also called a vehicle's on-board network).

Pour alimenter ce réseau auxiliaire AUX, on utilise un système de conversion électrique destiné à convertir la tension fournie par la batterie, appelée tension d'entrée, en une deuxième tension destinée à l'alimentation du réseau auxiliaire, cette deuxième tension étant appelée tension auxiliaire V_aux.To supply this auxiliary network AUX, an electrical conversion system is used intended to convert the voltage supplied by the battery, called the input voltage, into a second voltage intended for supplying the auxiliary network, this second voltage being called the auxiliary voltage V_aux.

En référence à la , le système de conversion comporte deux bornes d'entrée principales A1, A2 connectées respectivement aux deux bornes de la batterie, pour recevoir la tension d'entrée V_batt fournie par la batterie BATT et une borne de sortie principale A3 sur laquelle est distribuée la tension auxiliaire V_aux.With reference to the , the conversion system comprises two main input terminals A1, A2 respectively connected to the two terminals of the battery, to receive the input voltage V_batt supplied by the battery BATT and a main output terminal A3 on which the voltage is distributed auxiliary V_aux.

Le système de conversion comporte une unité de conversion 2 chargée de fournir la tension auxiliaire V_aux à partir de la tension d'entrée V_batt.The conversion system comprises a conversion unit 2 responsible for supplying the auxiliary voltage V_aux from the input voltage V_batt.

Cette unité de conversion 2 comporte deux bornes d'entrée secondaires B1, B2, connectées chacune à une borne d'entrée principale distincte du système et une borne de sortie secondaire B3 connectée à la borne de sortie principale A3 du système.This conversion unit 2 comprises two secondary input terminals B1, B2, each connected to a separate main input terminal of the system and a secondary output terminal B3 connected to the main output terminal A3 of the system.

L'unité de conversion 2 comporte un premier convertisseur U1 de type DC/DC (continu/continu).The conversion unit 2 comprises a first converter U1 of the DC/DC (direct/direct) type.

Ce premier convertisseur U1 comporte classiquement deux premières bornes d'entrée C1, C2, une borne positive et une borne négative, connectées respectivement aux deux bornes d'entrée secondaires B1, B2 de l'unité de conversion 2, deux premières bornes de sortie C3, C4 connectées respectivement à la borne de sortie secondaire B3 du système et à la terre.This first converter U1 conventionally comprises two first input terminals C1, C2, a positive terminal and a negative terminal, respectively connected to the two secondary input terminals B1, B2 of the conversion unit 2, two first output terminals C3 , C4 connected to system secondary output terminal B3 and ground respectively.

Il peut être commandé pour convertir la tension d'entrée V_batt appliquée entre ses deux premières bornes d'entrée en un potentiel électrique de sortie appliqué sur sa première borne de sortie, pour générer la tension auxiliaire V_aux par rapport à la terre.It can be controlled to convert the input voltage V_batt applied between its two first input terminals into an electrical output potential applied to its first output terminal, to generate the auxiliary voltage V_aux with respect to ground.

Selon l'invention, l'unité de conversion 2 comporte un deuxième convertisseur U2 de type DC/DC, également configuré pour convertir la tension d'entrée V_batt fournie par la batterie BATT en une tension de sortie correspondant à la tension auxiliaire V_aux.According to the invention, the conversion unit 2 comprises a second DC/DC converter U2, also configured to convert the input voltage V_batt supplied by the battery BATT into an output voltage corresponding to the auxiliary voltage V_aux.

Ce deuxième convertisseur U2 comporte deux deuxièmes bornes d'entrée D1, D2, une borne positive et une borne négative, connectées respectivement aux deux bornes d'entrée secondaires B1, B2 de l'unité de conversion 2 et deux deuxièmes bornes de sortie D3, D4 connectées respectivement à la borne de sortie secondaire B3 de l'unité de conversion et à la terre. On verra que ce deuxième convertisseur U2 comporte également une entrée de commande PC, à travers laquelle il peut être commandé à l'état actif ou à l'état inactif. Selon le type de composant employé, l'état actif du convertisseur peut être par exemple généré en présence ou en l'absence d'un signal de commande S2 sur son entrée de commande PC. Autrement dit, le deuxième convertisseur U2 peut être configuré par défaut à l'état actif et la réception du signal de commande S2 le désactive ou par défaut à l'état inactif et la réception du signal de commande S2 le rend actif. Bien entendu, d'autres principes d'activation/désactivation pourraient être envisagés.This second converter U2 comprises two second input terminals D1, D2, a positive terminal and a negative terminal, respectively connected to the two secondary input terminals B1, B2 of the conversion unit 2 and two second output terminals D3, D4 connected respectively to the secondary output terminal B3 of the conversion unit and to ground. It will be seen that this second converter U2 also comprises a control input PC, through which it can be controlled in the active state or in the inactive state. Depending on the type of component used, the active state of the converter can for example be generated in the presence or in the absence of a control signal S2 on its control input PC. In other words, the second converter U2 can be configured by default in the active state and the reception of the control signal S2 deactivates it or by default in the inactive state and the reception of the control signal S2 makes it active. Of course, other activation/deactivation principles could be envisaged.

Les deux convertisseurs U1, U2 sont ainsi connectés en parallèle de la batterie BATT.The two converters U1, U2 are thus connected in parallel with the battery BATT.

Selon l'invention, le premier convertisseur U1 est configuré pour fournir une première puissance électrique et le deuxième convertisseur U2 est configuré pour fournir une deuxième puissance électrique. La deuxième puissance électrique présente une valeur plus élevée que celle de la première puissance électrique.According to the invention, the first converter U1 is configured to supply a first electric power and the second converter U2 is configured to supply a second electric power. The second electric power has a higher value than that of the first electric power.

La première puissance électrique est ainsi utilisée et suffisante pour l'alimentation du réseau auxiliaire AUX dans le premier état de veille prolongée du véhicule tandis que la deuxième puissance électrique est injectée en plus pour l'alimentation du réseau auxiliaire AUX dans le deuxième état de veille, avant démarrage, du véhicule.The first electrical power is thus used and sufficient for supplying the auxiliary network AUX in the first prolonged standby state of the vehicle while the second electrical power is additionally injected for supplying the auxiliary network AUX in the second standby state , before starting, of the vehicle.

Le système de conversion électrique 1 comporte également un circuit analogique de pilotage 3, ayant une architecture adaptée pour activer le deuxième convertisseur U2 lorsqu'un niveau de puissance plus élevé est requis. Le premier convertisseur U1 est ainsi maintenu actif en permanence pour conserver la tension auxiliaire V_aux sur le réseau auxiliaire AUX tandis que le deuxième convertisseur U2 est activé uniquement lorsque cela est nécessaire pour apporter le surplus de puissance nécessaire.The electrical conversion system 1 also comprises an analog control circuit 3, having an architecture suitable for activating the second converter U2 when a higher power level is required. The first converter U1 is thus kept permanently active to maintain the auxiliary voltage V_aux on the auxiliary network AUX while the second converter U2 is activated only when necessary to provide the necessary surplus power.

Le circuit analogique de pilotage 3 est connecté entre la borne de sortie secondaire B3 de l'unité de conversion 2 et l'entrée PC de commande du deuxième convertisseur U2.The analog control circuit 3 is connected between the secondary output terminal B3 of the conversion unit 2 and the control input PC of the second converter U2.

De manière générale, ce circuit analogique de pilotage 3 comporte :In general, this analog control circuit 3 comprises:

  • Des moyens de comparaison M1 du courant électrique I_s présent sur la borne de sortie secondaire B3 de l'unité de conversion 2 ;Comparison means M1 of the electric current I_s present on the secondary output terminal B3 of the conversion unit 2;
  • Des moyens de commande M2 du deuxième convertisseur U2, connectés aux moyens de comparaison M1 et chargés de commander le deuxième convertisseur U2 à partir d'un signal de déclenchement S1 fourni par les moyens de comparaison ; Les moyens de commande sont configurés pour activer/désactiver le deuxième convertisseur U2 selon l'état du signal de commande S2 ;Control means M2 of the second converter U2, connected to the comparison means M1 and responsible for controlling the second converter U2 from a trigger signal S1 supplied by the comparison means; The control means are configured to activate/deactivate the second converter U2 according to the state of the control signal S2;

Il faut noter que le signal de déclenchement S1 et le signal de commande S2 sont tous deux des signaux analogiques.It should be noted that the trigger signal S1 and the control signal S2 are both analog signals.

Par état du signal de commande S2, on entend par exemple la présence ou l'absence du signal de commande S2, ainsi que, éventuellement, le niveau d'amplitude de ce signal de commande S2 et/ou sa fréquence.By state of the control signal S2 is meant for example the presence or absence of the control signal S2, as well as, possibly, the amplitude level of this control signal S2 and/or its frequency.

Les moyens de comparaison M1 sont configurés pour comparer le courant I_s qui circule à travers la borne de sortie secondaire de l'unité de conversion avec une valeur seuil I_th.The comparison means M1 are configured to compare the current I_s which flows through the secondary output terminal of the conversion unit with a threshold value I_th.

On verra ci-après, en référence à la , que les moyens de comparaison M1 sont préférentiellement configurés pour comparer des tensions, la tension image du courant I_s et une tension de référence V_ref générée par un circuit de référence.We will see below, with reference to the , that the comparison means M1 are preferably configured to compare voltages, the image voltage of the current I_s and a reference voltage V_ref generated by a reference circuit.

Les moyens de comparaison M1 comportent deux entrées E1, E2 recevant respectivement la valeur seuil de courant I_th ou une tension correspondante et le courant I_s mesuré ou une tension correspondante, et une sortie E3 sur laquelle ils sont aptes à appliquer le signal de déclenchement S1 lorsque le courant I_s dépasse la valeur seuil I_th.The comparison means M1 comprise two inputs E1, E2 respectively receiving the current threshold value I_th or a corresponding voltage and the measured current I_s or a corresponding voltage, and an output E3 to which they are capable of applying the trigger signal S1 when the current I_s exceeds the threshold value I_th.

Les moyens de commande M2 comportent une entrée F1 apte à recevoir le signal de déclenchement S1 et une sortie F2 sur laquelle ils sont aptes à générer le signal de commande S2 à destination de l'entrée de commande PC du deuxième convertisseur U2.The control means M2 comprise an input F1 able to receive the trigger signal S1 and an output F2 on which they are able to generate the control signal S2 intended for the control input PC of the second converter U2.

Il faut préciser que, étant donné que les bornes d'entrée principales A1 et A2 reliées à la batterie de traction ne sont pas électriquement reliées à la borne de sortie principale A3, ni à la terre, une barrière d’isolation est sous-entendue dans le schéma représenté en et les convertisseurs U1, U2 et les moyens de commande M2 sont conçus pour traverser cette barrière d’isolation en résistant à la différence de tension qui peut y exister.It should be noted that, given that the main input terminals A1 and A2 connected to the traction battery are not electrically connected to the main output terminal A3, nor to earth, an insulation barrier is implied. in the diagram shown in and the converters U1, U2 and the control means M2 are designed to cross this insulation barrier while resisting the voltage difference which may exist there.

La représente une architecture particulière du système de conversion de l'invention. Cette architecture est à considérer de manière non limitative. Il est bien entendu évident qu'il serait possible de réaliser les différentes fonctions en utilisant d'autres composants et d'autres agencements.There represents a particular architecture of the conversion system of the invention. This architecture is to be considered in a non-limiting way. It is of course obvious that it would be possible to carry out the various functions by using other components and other arrangements.

De manière non limitative, les moyens de comparaison M1 peuvent comporter une résistance R3 de mesure du courant connectée à la borne de sortie secondaire de l'unité de conversion 2. La chute de tension aux bornes de cette résistance R3 est surveillée par un composant de surveillance de tension U4 (appelé "current shunt monitor"), dont le gain est fixé par une résistance R6 et un condensateur C_1. Ce composant U4 génère ainsi un potentiel électrique représentatif du courant de sortie I_s.In a non-limiting manner, the comparison means M1 can comprise a current measurement resistor R3 connected to the secondary output terminal of the conversion unit 2. The voltage drop across the terminals of this resistor R3 is monitored by a component of voltage monitoring U4 (called "current shunt monitor"), the gain of which is fixed by a resistor R6 and a capacitor C_1. This component U4 thus generates an electric potential representative of the output current I_s.

Le circuit de référence U5 est connecté sur la borne de sortie principale A3 du système et permet de capter le potentiel électrique V_aux appliqué sur cette borne de sortie principale A3. A partir du potentiel électrique V_aux, le circuit de référence U5 génère la tension de référence V_ref.The reference circuit U5 is connected to the main output terminal A3 of the system and makes it possible to pick up the electric potential V_aux applied to this main output terminal A3. From the electric potential V_aux, the reference circuit U5 generates the reference voltage V_ref.

De manière non limitative, les moyens de comparaison M1 peuvent comporter un composant U6 de type comparateur à hystérésis ou amplificateur opérationnel, recevant en entrée le potentiel électrique généré par le composant de surveillance U4 et le potentiel électrique de référence V_ref généré par le circuit de référence U5 via un pont résistif de deux résistances R7, R8. Deux autres résistances R9, R10 permettent de régler l'écart dû à l'hystérésis. La sortie de ce composant U6 reste à l'état bas, tant que le potentiel électrique en sortie du composant de surveillance U4 reste inférieur à une valeur seuil fixée au point milieu par les deux résistances R7 et R8 et par le potentiel électrique de référence V_ref générée en sortie du circuit de référence U5. Cette condition est ainsi satisfaite lorsque le courant qui circule sur la sortie de l'unité de conversion remplit la condition suivante :In a non-limiting manner, the comparison means M1 can comprise a component U6 of the hysteresis comparator or operational amplifier type, receiving as input the electric potential generated by the monitoring component U4 and the reference electric potential V_ref generated by the reference circuit U5 via a resistive bridge of two resistors R7, R8. Two other resistors R9, R10 make it possible to adjust the difference due to the hysteresis. The output of this component U6 remains in the low state, as long as the electrical potential at the output of the monitoring component U4 remains below a threshold value set at the midpoint by the two resistors R7 and R8 and by the reference electrical potential V_ref generated at the output of the reference circuit U5. This condition is thus satisfied when the current flowing on the output of the conversion unit fulfills the following condition:

I_I_ ss << VV __ ref * (R8 * 5kohm) / ((R7 + R8) * R3 * R6)ref * (R8 * 5kohm) / ((R7 + R8) * R3 * R6)

Avec :With :

V _ refqui correspond à la valeur du potentiel électrique de référence généré par le circuit de référence U5 ; V_ref which corresponds to the value of the reference electric potential generated by the reference circuit U5;

V _ ref * (R8 * 5kohm) / ((R7 + R8) * R3 * R6)qui correspond à ladite valeur seuil I_th ; V_ref *(R8*5kohm)/((R7+R8)*R3*R6) which corresponds to said threshold value I_th;

Bien entendu, il faut comprendre que la relation qui fixe la valeur seuil I_th est liée à l'architecture électronique employée pour mettre en œuvre la comparaison. Si d'autres composants étaient utilisés, la relation définissant I_th serait différente.Of course, it should be understood that the relation which fixes the threshold value I_th is linked to the electronic architecture used to implement the comparison. If other components were used, the relation defining I_th would be different.

De manière non limitative, les moyens de commande M2 du circuit analogique de pilotage 3 comportent une borne d'entrée F10, et deux bornes de sortie F20, F21. La borne d'entrée F10 est connectée à la sortie du composant U6 des moyens de comparaison M1.In a non-limiting manner, the control means M2 of the analog control circuit 3 comprise an input terminal F10, and two output terminals F20, F21. Input terminal F10 is connected to the output of component U6 of comparison means M1.

Les moyens de commande M2 comportent par exemple deux transistors Q1, Q2 à effet de champ connectés en cascade. Le premier transistor Q1 a sa grille connectée à la borne d'entrée F10 des moyens de commande M2, via une résistance R11, et sa source connectée à la terre. Le deuxième transistor Q2 à sa grille connectée au drain du premier transistor Q1, son drain connecté, via une résistance R14, à un composant de pilotage U3 et sa source connectée à une source de tension, fournissant la tension auxiliaire V_aux. Une résistance R12 est connectée entre la grille et la source du premier transistor Q1. Une résistance R13 est connectée entre la grille et la source du deuxième transistor Q2. Le premier transistor Q1 est par exemple un MOSFET canal 'n' et le deuxième transistor Q2 un MOSFET canal 'p'.The control means M2 comprise for example two field effect transistors Q1, Q2 connected in cascade. The first transistor Q1 has its gate connected to the input terminal F10 of the control means M2, via a resistor R11, and its source connected to ground. The second transistor Q2 has its gate connected to the drain of the first transistor Q1, its drain connected, via a resistor R14, to a driver component U3 and its source connected to a voltage source, supplying the auxiliary voltage V_aux. A resistor R12 is connected between the gate and the source of the first transistor Q1. A resistor R13 is connected between the gate and the source of the second transistor Q2. The first transistor Q1 is for example an 'n' channel MOSFET and the second transistor Q2 is a 'p' channel MOSFET.

Le composant de pilotage U3 est configuré pour piloter le deuxième convertisseur U2.The driving component U3 is configured to drive the second converter U2.

Dans le système, les deux convertisseurs U1, U2 sont agencés à cheval d'une barrière d'isolation 4 (schématisée en pointillés sur la ), garantissant l'isolation entre la batterie et le reste du véhicule. Le composant de pilotage U3 est également agencé au niveau de cette barrière d'isolation 4. De manière générale, ce composant de pilotage U3 est réalisé sous la forme d'un relais.In the system, the two converters U1, U2 are arranged astride an insulation barrier 4 (shown in dotted lines on the ), ensuring insulation between the battery and the rest of the vehicle. The control component U3 is also arranged at this isolation barrier 4. In general, this control component U3 is made in the form of a relay.

De manière non limitative, le composant U3 peut être réalisé sous la forme d'un optocoupleur fonctionnant par exemple en mode normalement fermé ("normally ON" en anglais). Il comporte deux premières bornes situées du côté basse tension et deux deuxièmes bornes situées du côté haute tension (côté batterie), de part et d'autre de la barrière d'isolation 4. Par défaut, si aucun courant ne circule entre ses deux premières bornes, ses deux deuxièmes bornes sont reliées entre elles. Et si un courant circule entre ses deux premières bornes, les deux deuxièmes bornes sont déconnectées l'une de l'autre. Les deux deuxièmes bornes du composant de pilotage U3 sont reliées respectivement à l'entrée de commande PC du deuxième convertisseur U2 et à la borne négative du deuxième convertisseur, permettant ainsi de le piloter.In a non-limiting way, the component U3 can be made in the form of an optocoupler operating for example in normally closed mode ("normally ON" in English). It comprises two first terminals located on the low voltage side and two second terminals located on the high voltage side (battery side), on either side of the insulation barrier 4. By default, if no current flows between its first two terminals, its two second terminals are interconnected. And if a current flows between its first two terminals, the two second terminals are disconnected from each other. The two second terminals of the control component U3 are respectively connected to the control input PC of the second converter U2 and to the negative terminal of the second converter, thus making it possible to control it.

Le deuxième convertisseur comporte en effet l'entrée de commande PC. Dans l'architecture représentée, si cette entrée de commande PC est libre et n’est reliée à aucun potentiel ou reliée à une haute impédance, le deuxième convertisseur est actif, c'est-à-dire qu'il fournit un potentiel électrique sur sa borne de sortie. Si l'entrée de commande PC est reliée à la borne négative d'entrée du deuxième convertisseur, ce dernier est inactif et ne fournit aucun potentiel électrique sur sa borne de sortie.The second converter in fact comprises the PC control input. In the architecture represented, if this control input PC is free and is not connected to any potential or connected to a high impedance, the second converter is active, that is to say it provides an electric potential on its output terminal. If the control input PC is connected to the negative input terminal of the second converter, the latter is inactive and provides no electric potential on its output terminal.

Comme indiqué ci-dessus, le deuxième convertisseur U2 reste donc inactif lorsque son entrée de commande PC est reliée par un court-circuit à sa borne négative.As indicated above, the second converter U2 therefore remains inactive when its control input PC is connected by a short circuit to its negative terminal.

Ainsi, en fonctionnement, tant que le courant de sortie I_s remplit la condition ci-dessus, c'est-à-dire qu'il est inférieur à la valeur seuil I_th, la tension appliquée sur la grille du premier transistor Q1 est à l'état bas, le premier transistor Q1 reste ouvert. Le deuxième transistor Q2 reste également ouvert. Ainsi aucun courant ne circule entre les deux premières bornes du composant de pilotage U3. L'entrée de commande PC du deuxième convertisseur U2 est connectée en court-circuit à sa borne négative, via la liaison entre les deux deuxièmes bornes du composant de pilotage. Le deuxième convertisseur est ainsi inactif.Thus, in operation, as long as the output current I_s fulfills the above condition, i.e. it is lower than the threshold value I_th, the voltage applied to the gate of the first transistor Q1 is at l low state, the first transistor Q1 remains open. The second transistor Q2 also remains open. Thus no current flows between the first two terminals of the control component U3. The control input PC of the second converter U2 is short-circuited to its negative terminal, via the link between the two second terminals of the control component. The second converter is thus inactive.

En revanche, lorsque le courant I_s devient supérieur à la valeur seuil I_th définie par la relation ci-dessus, le premier transistor Q1 passe à l'état fermé, entraînant aussi la fermeture du deuxième transistor Q2. Un courant circule ainsi entre les deux premières bornes du composant de pilotage U3, entraînant la déconnexion des deux deuxièmes bornes du composant de pilotage. L'entrée de commande PC du deuxième convertisseur U2 n'est plus en court-circuit. Le deuxième convertisseur devient actif.On the other hand, when the current I_s becomes greater than the threshold value I_th defined by the above relation, the first transistor Q1 switches to the closed state, also causing the closing of the second transistor Q2. A current thus flows between the first two terminals of the control component U3, causing the disconnection of the two second terminals of the control component. The PC control input of the second converter U2 is no longer short-circuited. The second converter becomes active.

Il faut noter qu'il est important de bien fixer la valeur seuil I_th du courant de basculement pour que le deuxième convertisseur U2 s’active avant que le premier convertisseur U1 n'arrive à sa limite haute de puissance fournie, pour éviter une chute progressive de la tension sur le réseau auxiliaire. Il est ainsi préférable de prendre un peu de marge de sécurité sur le seuil d'activation du deuxième convertisseur U2.It should be noted that it is important to correctly set the threshold value I_th of the switching current so that the second converter U2 is activated before the first converter U1 reaches its upper limit of power supplied, to avoid a gradual drop. voltage on the auxiliary network. It is thus preferable to take a little safety margin on the activation threshold of the second converter U2.

Le choix d’utiliser une valeur V_ref de tension fixe est justifiée par le fait que le réseau auxiliaire peut faire varier sa tension, bien que sa valeur nominale soit fixée (par exemple à 12V). La valeur V_ref de la référence de tension doit être inférieure à la différence entre la valeur minimale que la tension du réseau auxiliaire peut atteindre et la chute de tension intrinsèque du composant choisi dans le circuit de référence U5.The choice to use a fixed voltage value V_ref is justified by the fact that the auxiliary network can vary its voltage, although its nominal value is fixed (for example at 12V). The V_ref value of the voltage reference must be less than the difference between the minimum value that the voltage of the auxiliary network can reach and the intrinsic voltage drop of the component chosen in the reference circuit U5.

En sortie de chaque convertisseur U1, U2, l'unité de conversion comporte un ensemble formé d'une résistance et d'une diode connectés en série (R1, D_1 pour le premier convertisseur U1 et R2, D_2 pour le deuxième convertisseur U2), placés dans le circuit pour que la sortie d'un convertisseur ne se décharge dans celle de l’autre convertisseur, permettant ainsi le fonctionnement en parallèle des deux convertisseurs.At the output of each converter U1, U2, the conversion unit comprises an assembly formed by a resistor and a diode connected in series (R1, D_1 for the first converter U1 and R2, D_2 for the second converter U2), placed in the circuit so that the output of one converter does not discharge into that of the other converter, thus allowing parallel operation of the two converters.

Comme indiqué ci-dessus, les résistances R4 et R5 fixent la tension de sortie du deuxième convertisseur U2 qui, est avantageusement réglée à un niveau inférieur à celle du premier convertisseur U1.As indicated above, the resistors R4 and R5 fix the output voltage of the second converter U2 which is advantageously set at a lower level than that of the first converter U1.

De manière non limitative, le deuxième convertisseur U2 peut également comporter une entrée analogique de commande SC. Le convertisseur peut être configuré pour fournir une tension de sortie variable sur sa borne de sortie, pilotée de façon linéaire par un signal analogique de pilotage appliqué sur son entrée analogique de commande SC. Dans le cadre de l'invention, cette entrée analogique de commande reçoit avantageusement un signal constant, pour maintenir le potentiel électrique de sortie à un niveau constant sur sa borne de sortie. Ce potentiel électrique constant est obtenu en connectant un pont résistif composé de deux résistances R4, R5 connectées entre la borne positive et la borne négative, et dont le point milieu est connecté sur cette entrée analogique de commande SC.In a non-limiting way, the second converter U2 can also include an analog control input SC. The converter can be configured to supply a variable output voltage on its output terminal, controlled in a linear manner by an analog control signal applied to its analog control input SC. In the context of the invention, this analog control input advantageously receives a constant signal, to maintain the electrical output potential at a constant level on its output terminal. This constant electric potential is obtained by connecting a resistive bridge composed of two resistors R4, R5 connected between the positive terminal and the negative terminal, and whose midpoint is connected to this analog control input SC.

L'invention présente ainsi de nombreux avantages, parmi lesquels :The invention thus has many advantages, including:

  • Simplicité d'architecture et de fonctionnement, liée à une construction entièrement analogique, permettant robustesse et sûreté ;Simplicity of architecture and operation, linked to an entirely analog construction, allowing robustness and safety;
  • Une consommation particulièrement faible, le circuit analogique de commande n'utilisant que des composants basse consommation ;Particularly low consumption, the analog control circuit using only low consumption components;
  • Une solution particulièrement réactive, liée à l'utilisation d'un circuit analogique, ne nécessitant aucun traitement numérique, ni protocole de communication ;A particularly reactive solution, linked to the use of an analog circuit, requiring no digital processing or communication protocol;

Claims (11)

Système de conversion électrique (1) comprenant :
  • Deux entrées principales (A1, A2) connectées à une batterie (BATT) employée pour un stockage d'énergie électrique et une sortie principale (A3) sur laquelle est délivrée une tension dite auxiliaire (V_aux) à destination d'un réseau auxiliaire à partir d'une tension d'entrée fournie entre ses entrées principales par ladite batterie,
  • Une unité de conversion (2) comprenant :
    • Deux entrée secondaires (B1, B2) connectées respectivement aux deux entrée principales (A1, A2) et une sortie secondaire (B3) connectée à la sortie principale (A3) du système,
    • Un premier convertisseur électrique (U1) de type DC/DC comprenant des premières entrées (C1, C2) connectées respectivement aux deux entrées secondaires (B1, B2) de l'unité de conversion (2) et une première sortie (C3) connectée la sortie secondaire (B3) de l'unité de conversion, ledit premier convertisseur étant apte à être commandé pour générer la tension auxiliaire (V_aux) à partir de la tension d'entrée et pour fournir une première puissance électrique sur sa première sortie (C3),
Ledit système de conversion électrique étant caractérisé en ce que :
  • L'unité de conversion (2) comporte un deuxième convertisseur électrique (U2) de type DC/DC comprenant des deuxièmes entrées (D1, D2) connectées respectivement aux deux entrées secondaires (B1, B2) de l'unité de conversion (2) et une deuxième sortie (D3) connectée à la sortie secondaire (B3) de l'unité de conversion, ledit deuxième convertisseur (U2) étant apte à être commandé pour générer sur sa deuxième sortie ladite tension auxiliaire (V_aux), à partir de la tension d'entrée,
  • Il comporte un circuit analogique de pilotage (3) connecté entre la sortie secondaire (B3) de l'unité de conversion et une entrée de commande (PC) dudit deuxième convertisseur électrique (U2), ledit circuit analogique de pilotage (3) comprenant :
    • Des moyens de comparaison (M1) de la valeur du courant électrique de sortie (I_s) fourni sur la sortie secondaire (B3) de l'unité de conversion avec une valeur seuil (I_th),
    • Des moyens de commande (M2) connectés sur ladite entrée de commande (PC) du deuxième convertisseur électrique (U2) et configurés pour générer un signal analogique de commande (S2) sur ladite entrée de commande lorsque le courant de sortie (I_s) dépasse ladite valeur seuil (I_th),
  • Le deuxième convertisseur électrique (U2) est configuré pour fournir une deuxième puissance électrique ayant une valeur plus élevée que celle de la première puissance électrique fournie par le premier convertisseur électrique (U1), selon l'état dudit signal de commande (S2) présent sur son entrée de commande (PC).
Electrical conversion system (1) comprising:
  • Two main inputs (A1, A2) connected to a battery (BATT) used for storing electrical energy and a main output (A3) on which is delivered a so-called auxiliary voltage (V_aux) intended for an auxiliary network from an input voltage supplied between its main inputs by said battery,
  • A conversion unit (2) comprising:
    • Two secondary inputs (B1, B2) connected respectively to the two main inputs (A1, A2) and one secondary output (B3) connected to the main output (A3) of the system,
    • A first electrical converter (U1) of the DC/DC type comprising first inputs (C1, C2) connected respectively to the two secondary inputs (B1, B2) of the conversion unit (2) and a first output (C3) connected to the secondary output (B3) of the conversion unit, said first converter being capable of being controlled to generate the auxiliary voltage (V_aux) from the input voltage and to supply a first electric power on its first output (C3) ,
Said electrical conversion system being characterized in that:
  • The conversion unit (2) comprises a second electrical converter (U2) of the DC/DC type comprising second inputs (D1, D2) respectively connected to the two secondary inputs (B1, B2) of the conversion unit (2) and a second output (D3) connected to the secondary output (B3) of the conversion unit, said second converter (U2) being capable of being controlled to generate on its second output said auxiliary voltage (V_aux), from the input voltage,
  • It comprises an analog control circuit (3) connected between the secondary output (B3) of the conversion unit and a control input (PC) of said second electric converter (U2), said analog control circuit (3) comprising:
    • Comparison means (M1) of the value of the output electric current (I_s) supplied on the secondary output (B3) of the conversion unit with a threshold value (I_th),
    • Control means (M2) connected to said control input (PC) of the second electrical converter (U2) and configured to generate an analog control signal (S2) on said control input when the output current (I_s) exceeds said threshold value (I_th),
  • The second electric converter (U2) is configured to supply a second electric power having a higher value than that of the first electric power supplied by the first electric converter (U1), according to the state of said control signal (S2) present on its control input (PC).
Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première puissance électrique fournie par le premier convertisseur électrique (U1) est inférieure ou égale à une valeur seuil de puissance et en ce que la valeur seuil (I_th) de courant est fixée pour que le deuxième convertisseur électrique (U2) s'active avant que la première puissance électrique fournie le premier convertisseur électrique n'atteigne ladite valeur de puissance.System according to Claim 1, characterized in that the said first electrical power supplied by the first electrical converter (U1) is less than or equal to a power threshold value and in that the current threshold value (I_th) is fixed so that the second electric converter (U2) is activated before the first electric power supplied by the first electric converter reaches said power value. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de comparaison comportent des moyens de mesure du courant (I_s) circulant sur la sortie secondaire de l'unité de conversion (3).System according to Claim 1 or 2, characterized in that the comparison means include means for measuring the current (I_s) flowing on the secondary output of the conversion unit (3). Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de comparaison (M1) comportent un amplificateur opérationnel ou un comparateur à hystérésis, apte à recevoir en entrée une tension image du courant (I_s) circulant sur la sortie secondaire (B3) de l'unité de conversion (3) et une tension de référence (V_ref) générée par un circuit de référence (U5).System according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the means of comparison (M1) comprise an operational amplifier or a hysteresis comparator, capable of receiving as input an image voltage of the current (I_s) flowing on the secondary output (B3) of the conversion unit (3) and a reference voltage (V_ref) generated by a reference circuit (U5). Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de commande (M2) comportent :
  • Un ensemble de commande comportant une entrée apte à recevoir un signal de déclenchement (S1) en provenance des moyens de comparaison (M1),
  • Un relais connecté à l'ensemble de commande et apte à générer ledit signal de commande (S2), selon l'état dudit signal de déclenchement.
System according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the control means (M2) comprise:
  • A control assembly comprising an input capable of receiving a trigger signal (S1) from the comparison means (M1),
  • A relay connected to the control assembly and able to generate said control signal (S2), according to the state of said trigger signal.
Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le relais desdits moyens de commande (M2) est un optocoupleur.System according to Claim 5, characterized in that the relay of the said control means (M2) is an optocoupler. Système selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deuxièmes entrées du deuxième convertisseur (U2) sont formées d'une borne positive (D1) et d'une borne négative (D2) et en ce que le deuxième convertisseur est configuré pour être dans un état inactif lorsque son entrée de commande (PC) est reliée à sa borne négative (D2) et dans un état actif lorsque son entrée de commande est déconnectée de sa borne négative.System according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the second inputs of the second converter (U2) are formed by a positive terminal (D1) and a negative terminal (D2) and in that the second converter is configured to be in an inactive state when its control input (PC) is connected to its negative terminal (D2) and in an active state when its control input is disconnected from its negative terminal. Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une première diode (D_1) connectée sur la première sortie (C3) du premier convertisseur (U1) et une deuxième diode (D_2) connectée sur la deuxième sortie (D3) du deuxième convertisseur (U2).System according to one of Claims 1 to 7, characterized in that it comprises a first diode (D_1) connected to the first output (C3) of the first converter (U1) and a second diode (D_2) connected to the second output (D3) of the second converter (U2). Système selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une barrière d'isolation électrique (4) agencé pour séparer une partie haute tension d'une partie basse tension du système.System according to one of Claims 1 to 8, characterized in that it comprises an electrical insulation barrier (4) arranged to separate a high voltage part from a low voltage part of the system. Système d'alimentation électrique comprenant une batterie (BATT) comprenant deux bornes entre lesquelles elle est apte à délivrer une tension d'entrée (V_batt), caractérisé en ce qu'il comporte un système de conversion électrique tel que défini dans l'une des revendications 1 à 9, dont les deux entrées principales (A1, A2) sont connectées respectivement aux deux bornes de ladite batterie (BATT).Electrical power supply system comprising a battery (BATT) comprising two terminals between which it is capable of delivering an input voltage (V_batt), characterized in that it comprises an electrical conversion system as defined in one of claims 1 to 9, whose two main inputs (A1, A2) are respectively connected to the two terminals of said battery (BATT). Véhicule électrique ou hybride, comprenant un réseau d'alimentation auxiliaire (AUX) sur lequel est délivré une tension dite auxiliaire (V_aux), caractérisé en ce qu'il embarque un système d'alimentation électrique tel que défini en revendication 10 pour générer ladite tension auxiliaire (V_aux).Electric or hybrid vehicle, comprising an auxiliary power supply network (AUX) on which is delivered a so-called auxiliary voltage (V_aux), characterized in that it embeds an electric power supply system as defined in claim 10 for generating the said voltage auxiliary (V_aux).
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009077537A (en) * 2007-09-20 2009-04-09 Toyota Motor Corp Parallel-connected type dc-dc converter circuit
US20110309811A1 (en) * 2010-06-21 2011-12-22 Fujitsu Limited Regulator apparatus
FR2972581A1 (en) 2011-03-09 2012-09-14 Commissariat Energie Atomique CHARGE BALANCING SYSTEM FOR BATTERIES
JP2012244862A (en) * 2011-05-24 2012-12-10 Mitsubishi Electric Corp Dc/dc converter device
FR2982090A1 (en) 2011-10-31 2013-05-03 Commissariat Energie Atomique CHARGE BALANCING DEVICE FOR ELEMENTS OF A POWER BATTERY
JP2015146699A (en) * 2014-02-04 2015-08-13 三菱電機株式会社 Power supply unit
EP3339083A1 (en) * 2016-12-20 2018-06-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply system for electric vehicle
FR3089072A1 (en) 2018-11-27 2020-05-29 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Electric accumulator module control system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009077537A (en) * 2007-09-20 2009-04-09 Toyota Motor Corp Parallel-connected type dc-dc converter circuit
US20110309811A1 (en) * 2010-06-21 2011-12-22 Fujitsu Limited Regulator apparatus
FR2972581A1 (en) 2011-03-09 2012-09-14 Commissariat Energie Atomique CHARGE BALANCING SYSTEM FOR BATTERIES
JP2012244862A (en) * 2011-05-24 2012-12-10 Mitsubishi Electric Corp Dc/dc converter device
FR2982090A1 (en) 2011-10-31 2013-05-03 Commissariat Energie Atomique CHARGE BALANCING DEVICE FOR ELEMENTS OF A POWER BATTERY
JP2015146699A (en) * 2014-02-04 2015-08-13 三菱電機株式会社 Power supply unit
EP3339083A1 (en) * 2016-12-20 2018-06-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply system for electric vehicle
FR3089072A1 (en) 2018-11-27 2020-05-29 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Electric accumulator module control system

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