FR3132599A1 - MONITORING OF A PRECHARGE CIRCUIT OF A SYSTEM INTERFACE CIRCUIT - Google Patents
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Abstract
Un procédé de surveillance est mis en œuvre dans un système comprenant une batterie comportant des première et seconde bornes et alimentant des équipements électriques via un circuit d’interface comprenant un circuit de précharge ayant une borne d’entrée, connectée à la première borne, et une borne de sortie. Ce procédé comprend une étape (10-60) dans laquelle, lorsque le circuit de précharge est utilisé, on détermine la différence entre une première tension mesurée entre les première et seconde bornes et une seconde tension mesurée entre la borne de sortie et la seconde borne ou une borne intermédiaire du circuit d’interface couplée temporairement à la seconde borne, et, lorsque cette différence est supérieure à un seuil choisi après expiration d’une durée choisie, on interrompt de façon anticipée l’utilisation du circuit de précharge. Figure 3A monitoring method is implemented in a system comprising a battery comprising first and second terminals and supplying electrical equipment via an interface circuit comprising a precharging circuit having an input terminal, connected to the first terminal, and an output terminal. This method comprises a step (10-60) in which, when the precharging circuit is used, the difference is determined between a first voltage measured between the first and second terminals and a second voltage measured between the output terminal and the second terminal or an intermediate terminal of the interface circuit temporarily coupled to the second terminal, and, when this difference is greater than a chosen threshold after expiry of a chosen duration, the use of the precharging circuit is interrupted in advance. Picture 3
Description
L’invention concerne les systèmes comprenant une batterie alimentant en énergie électrique des équipements électriques via un circuit d’interface, et plus précisément la surveillance au sein de tels systèmes d’un circuit de précharge faisant partie du circuit d’interface.The invention concerns systems comprising a battery supplying electrical energy to electrical equipment via an interface circuit, and more specifically the monitoring within such systems of a precharging circuit forming part of the interface circuit.
Certains systèmes, comme par exemple certains véhicules (éventuellement de type automobile), comprennent une batterie chargée d’alimenter en puissance électrique des équipements électriques via un circuit d’interface comprenant un circuit de précharge. On notera que lorsque le système est un véhicule, sa batterie est parfois dite « principale » (ou de traction) du fait qu’elle est chargée d’alimenter en courant électrique une machine motrice électrique du groupe motopropulseur (ou GMP).Certain systems, such as for example certain vehicles (possibly of the automobile type), include a battery responsible for supplying electrical power to electrical equipment via an interface circuit comprising a precharging circuit. Note that when the system is a vehicle, its battery is sometimes called “main” (or traction) because it is responsible for supplying electric current to an electric motor of the powertrain (or GMP).
Comme le sait l’homme de l’art, un circuit de précharge est une sous-partie d’un circuit d’interface dont le but est de limiter le courant issu de la batterie avant qu’il n’alimente un ou plusieurs équipements électrique. A cet effet, un circuit de précharge comprend fréquemment un contacteur (ou interrupteur) monté en série avec un composant résistif ou une résistance offrant une importante résistance électrique (par exemple de l’ordre de 500 Ohms dans le cas d’un véhicule). A titre d’exemple illustratif, lorsque la batterie est pleinement chargée (et donc présente à ses bornes une tension maximale, par exemple comprise entre 350 V et 450 V) et que le circuit de précharge est utilisé (ou actif), le courant de précharge qui circule dans le circuit de précharge est très petit, et donc dans tous les équipements électriques concernés (c’est-à-dire alimentés « directement » par la batterie) s’établit une tension sensiblement égale à la tension maximale précitée avec ce courant de précharge très petit (typiquement < 1 A). Cela permet de mettre en tension le circuit d’alimentation des équipements électriques concernés sans créer de pic de courant qui pourrait endommager leurs composants et/ou les composants du circuit d’alimentation au moment où la véritable alimentation d’au moins l’un de ces équipements électriques commence du fait du placement dans un état fermé d’au moins un contacteur (ou interrupteur) du circuit d’interface. En effet, lors de la fermeture de ce contacteur (ou interrupteur), si le circuit d’alimentation n’a pas été préalablement mis en tension, il peut survenir dans ce dernier pendant une durée très courte un pic de courant très important (possiblement supérieur à 1000 A) pouvant endommager des composants électriques situés en aval. Ce pic de courant très important est à comparer à celui qui apparaît très brièvement dans la pratique au moment où l’on place dans son état fermé le contacteur (ou interrupteur) du circuit de précharge pour débuter la fonction de précharge, et qui est rarement supérieur à 20 A dans un véhicule.As those skilled in the art know, a precharging circuit is a sub-part of an interface circuit whose purpose is to limit the current coming from the battery before it powers one or more pieces of equipment. electric. For this purpose, a precharging circuit frequently includes a contactor (or switch) connected in series with a resistive component or a resistor offering significant electrical resistance (for example of the order of 500 Ohms in the case of a vehicle). As an illustrative example, when the battery is fully charged (and therefore has a maximum voltage at its terminals, for example between 350 V and 450 V) and the precharging circuit is used (or active), the current of precharge which circulates in the precharge circuit is very small, and therefore in all the electrical equipment concerned (that is to say powered "directly" by the battery) a voltage substantially equal to the aforementioned maximum voltage is established with this very small precharge current (typically < 1 A). This makes it possible to energize the power supply circuit of the electrical equipment concerned without creating a current peak which could damage their components and/or the components of the power supply circuit at the moment when the real power supply of at least one of this electrical equipment begins due to the placement in a closed state of at least one contactor (or switch) of the interface circuit. Indeed, when this contactor (or switch) is closed, if the power supply circuit has not been previously energized, a very significant current peak may occur in the latter for a very short period of time (possibly greater than 1000 A) which may damage electrical components located downstream. This very significant current peak should be compared to that which appears very briefly in practice when the contactor (or switch) of the precharging circuit is placed in its closed state to start the precharging function, and which is rarely greater than 20 A in a vehicle.
On comprendra que si un élément du circuit de précharge ne fonctionne pas correctement, la fonction de précharge ne peut pas être assurée correctement, et donc au moment où la batterie va commencer à alimenter directement au moins l’un des équipements électriques, il va y avoir une probabilité élevée d’endommagement de l’un au moins de ses composants électriques et/ou du circuit d’alimentation.It will be understood that if an element of the precharging circuit does not work correctly, the precharging function cannot be ensured correctly, and therefore at the moment when the battery will begin to directly power at least one of the electrical equipment, it will have a high probability of damage to at least one of its electrical components and/or the power circuit.
L’invention a donc notamment pour but de surveiller le circuit de précharge afin de détecter s’il a ou non correctement assuré sa fonction de précharge.The invention therefore aims in particular to monitor the precharging circuit in order to detect whether or not it has correctly performed its precharging function.
Elle propose notamment à cet effet un procédé de surveillance destiné à être mis en œuvre dans un véhicule comprenant une batterie comportant des première et seconde bornes et propre à alimenter en puissance électrique des équipements électriques via un circuit d’interface comprenant un circuit de précharge ayant une borne d’entrée, connectée à la première borne, et une borne de sortie.It proposes in particular for this purpose a monitoring method intended to be implemented in a vehicle comprising a battery comprising first and second terminals and capable of supplying electrical power to electrical equipment via an interface circuit comprising a precharging circuit having an input terminal, connected to the first terminal, and an output terminal.
Ce procédé de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle, lorsque le circuit de précharge est utilisé, on détermine une différence entre une première tension mesurée entre les première et seconde bornes et une seconde tension mesurée entre la borne de sortie et la seconde borne ou une borne intermédiaire du circuit d’interface couplée temporairement à la seconde borne, et, lorsque cette différence est supérieure à un seuil choisi après expiration d’une durée choisie, on interrompt de façon anticipée l’utilisation du circuit de précharge (car il n’a pas réalisé son objectif).This monitoring method is characterized by the fact that it comprises a step in which, when the precharging circuit is used, a difference is determined between a first voltage measured between the first and second terminals and a second voltage measured between the terminal of output and the second terminal or an intermediate terminal of the interface circuit temporarily coupled to the second terminal, and, when this difference is greater than a chosen threshold after expiration of a chosen duration, the use of the circuit is interrupted in advance preload (because it did not achieve its objective).
Ainsi, on peut désormais détecter si l’opération de précharge se déroule correctement, ce qui permet de décider sans risque d’autoriser ou non l’alimentation d’au moins un équipement électrique via le circuit d’interface.Thus, we can now detect whether the precharging operation is taking place correctly, which makes it possible to decide without risk whether or not to authorize the power supply of at least one piece of electrical equipment via the interface circuit.
Le procédé de surveillance selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :The monitoring method according to the invention may include other characteristics which can be taken separately or in combination, and in particular:
- dans son étape, lorsque la différence est supérieure au seuil choisi après l’expiration de la durée choisie, on peut découpler la borne intermédiaire du circuit d’interface de la seconde borne ;- in its step, when the difference is greater than the chosen threshold after the expiration of the chosen duration, the intermediate terminal of the interface circuit can be decoupled from the second terminal;
- dans son étape, lorsque la batterie est rechargeable et dans une phase de recharge via une source d’alimentation externe couplée au circuit d’interface, on peut transmettre à la source d’alimentation externe au moins une consigne de courant, inférieure à une consigne de courant précédente, afin qu’elle fournisse un courant de recharge réduit, avant d’interrompre de façon anticipée l’utilisation du circuit de précharge ;- in its stage, when the battery is rechargeable and in a recharge phase via an external power source coupled to the interface circuit, at least one current setpoint, less than one, can be transmitted to the external power source previous current setpoint, so that it provides a reduced recharge current, before interrupting the use of the precharge circuit in advance;
- en présence de la dernière option, dans son étape on peut transmettre à la source d’alimentation externe une consigne de courant nulle, avant d’interrompre de façon anticipée l’utilisation du circuit de précharge ;- in the presence of the last option, in its step we can transmit to the external power source a zero current reference, before interrupting in advance the use of the precharging circuit;
- dans son étape, lorsque la batterie doit participer à une phase de fourniture à au moins l’un des équipements électriques d’une puissance électrique définie par une consigne de puissance, on peut réduire cette consigne de puissance, avant d’interrompre de façon anticipée l’utilisation du circuit de précharge ;- in its stage, when the battery must participate in a phase of supplying at least one of the electrical equipment with an electrical power defined by a power setpoint, this power setpoint can be reduced, before interrupting in a manner anticipated use of the precharge circuit;
- en présence de la dernière option, dans son étape on peut réduire immédiatement à zéro la consigne de puissance, avant d’interrompre de façon anticipée l’utilisation du circuit de précharge ;- in the presence of the last option, in its step we can immediately reduce the power setpoint to zero, before interrupting in advance the use of the precharging circuit;
- dans son étape, en cas d’interruption anticipée de l’utilisation du circuit de précharge, on peut enregistrer dans au moins une mémoire du système au moins un code défaut représentatif d’un problème de précharge détecté.- in its stage, in the event of early interruption of the use of the precharging circuit, at least one fault code representative of a detected precharging problem can be recorded in at least one memory of the system.
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 surveillance du type de celui présenté ci-avant pour surveiller un circuit de précharge faisant partie d’un circuit d’interface installé entre une batterie et des équipements électriques d’un système, la batterie comportant des première et seconde bornes et étant propre à alimenter en puissance électrique ces équipements électriques.The invention also proposes a computer program product comprising a set of instructions which, when executed by processing means, is capable of implementing a monitoring method of the type of that presented above to monitor a precharging circuit forming part of an interface circuit installed between a battery and electrical equipment of a system, the battery comprising first and second terminals and being capable of supplying electrical power to this electrical equipment.
L’invention propose également un dispositif de surveillance destiné à équiper un système comprenant une batterie comportant des première et seconde bornes et propre à alimenter en puissance électrique des équipements électriques via un circuit d’interface comprenant un circuit de précharge ayant une borne d’entrée, connectée à cette première borne, et une borne de sortie.The invention also proposes a monitoring device intended to equip a system comprising a battery comprising first and second terminals and capable of supplying electrical power to electrical equipment via an interface circuit comprising a precharging circuit having an input terminal , connected to this first terminal, and an output terminal.
Ce dispositif de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant, lorsque le circuit de précharge est utilisé, à déterminer une différence entre une première tension mesurée entre les première et seconde bornes et une seconde tension mesurée entre la borne de sortie et la seconde borne ou une borne intermédiaire du circuit d’interface couplée temporairement à la seconde borne, et, lorsque cette différence est supérieure à un seuil choisi après expiration d’une durée choisie, à déclencher une interruption anticipée de l’utilisation du circuit de précharge.This monitoring device is characterized in that it comprises at least one processor and at least one memory arranged to perform the operations consisting, when the precharging circuit is used, of determining a difference between a first voltage measured between the first and second terminals and a second voltage measured between the output terminal and the second terminal or an intermediate terminal of the interface circuit temporarily coupled to the second terminal, and, when this difference is greater than a chosen threshold after expiration of a chosen duration , to trigger an early interruption of the use of the precharging circuit.
L’invention propose également un système comprenant une batterie comportant des première et seconde bornes et propre à alimenter en puissance électrique des équipements électriques via un circuit d’interface comprenant un circuit de précharge ayant une borne d’entrée, connectée à cette première borne, et une borne de sortie, et un dispositif de surveillance du type de celui présenté ci-avant.The invention also proposes a system comprising a battery comprising first and second terminals and capable of supplying electrical power to electrical equipment via an interface circuit comprising a precharging circuit having an input terminal, connected to this first terminal, and an output terminal, and a monitoring device of the type presented above.
Par exemple, ce système peut être un véhicule, éventuellement de type automobile.For example, this system can be a vehicle, possibly of the automobile type.
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 the appended drawings, in which:
L’invention a notamment pour but de proposer un procédé de surveillance, et un dispositif de surveillance DS associé, destinés à permettre la surveillance d’un circuit de précharge CPC faisant partie d’un circuit d’interface CI installé entre une batterie BP et des équipements électriques MME et CH d’un système S.The invention aims in particular to propose a monitoring method, and an associated DS monitoring device, intended to allow the monitoring of a CPC precharging circuit forming part of an interface circuit CI installed between a BP battery and MME and CH electrical equipment of an S system.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le système S est un véhicule de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré sur la
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le système S (ici un véhicule) comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) de type tout électrique (et donc dont la motricité est assurée exclusivement par au moins une machine motrice électrique MME). Mais le GMP pourrait être de type hybride (thermique et électrique).Furthermore, we consider in what follows, by way of non-limiting example, that the system S (here a vehicle) comprises a powertrain (or GMP) of all-electric type (and therefore whose traction is ensured exclusively by at least least one electric driving machine MME). But the GMP could be of hybrid type (thermal and electric).
On a schématiquement représenté sur la
Le réseau de bord RB est un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) qui consomment de l’énergie électrique par exemple de très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V).The on-board network RB is an electrical supply network to which electrical (or electronic) equipment (or components) are coupled which consume electrical energy, for example very low voltage (typically 12 V, 24 V or 48 V). .
La batterie de servitude BS est chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord RB, en complément de celle fournie par le convertisseur CV alimenté par la batterie BP, et parfois à la place de ce convertisseur CV (en particulier lorsque le GMP est endormi et le générateur d’énergie électrique GE inactif). Par exemple, cette batterie de servitude BS peut être agencée sous la forme d’une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V). Elle est rechargeable au moins par le convertisseur CV. On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la batterie de servitude BS est de type Lithium-ion 12 V.The BS utility battery is responsible for supplying electrical energy to the RB on-board network, in addition to that supplied by the CV converter powered by the BP battery, and sometimes in place of this CV converter (in particular when the GMP is asleep and the GE electrical energy generator inactive). For example, this BS utility battery can be arranged in the form of a very low voltage type battery (typically 12 V, 24 V or 48 V). It is rechargeable at least through the CV converter. We consider in the following, by way of non-limiting example, that the BS utility battery is of the 12 V Lithium-ion type.
La chaîne de transmission a un GMP qui est, ici, purement électrique, et donc qui comprend, notamment, une machine motrice électrique MME, un arbre moteur AM, et un arbre de transmission AT. On entend ici par « machine motrice électrique » une machine électrique agencée de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer le système S (ici un véhicule). Le fonctionnement du GMP est supervisé par un calculateur de supervision CS.The transmission chain has a GMP which is, here, purely electric, and therefore which includes, in particular, an electric driving machine MME, an AM motor shaft, and an AT transmission shaft. Here we mean “electric driving machine” an electric machine arranged so as to provide or recover torque to move the system S (here a vehicle). The operation of the GMP is supervised by a CS supervision computer.
La machine motrice électrique MME (ici un moteur électrique) est couplée à la batterie BP, afin d’être alimentée en énergie électrique, ainsi qu’éventuellement d’alimenter cette batterie BP en énergie électrique pendant une phase de freinage récupératif. Elle est couplée à l’arbre moteur AM, pour lui fournir du couple pour l’entraîner en rotation. Cet arbre moteur AM est ici couplé à un réducteur RD qui est aussi couplé à l’arbre de transmission AT, lui-même couplé à un premier train T1 (ici de roues), de préférence via un différentiel D1.The electric driving machine MME (here an electric motor) is coupled to the BP battery, in order to be supplied with electrical energy, as well as possibly to supply this BP battery with electrical energy during a regenerative braking phase. It is coupled to the AM motor shaft, to provide it with torque to drive it in rotation. This motor shaft AM is here coupled to a reduction gear RD which is also coupled to the transmission shaft AT, itself coupled to a first train T1 (here of wheels), preferably via a differential D1.
Ce premier train T1 est ici situé dans la partie avant PVV du véhicule S. Mais dans une variante ce premier train T1 pourrait être celui qui est ici référencé T2 et qui est situé dans la partie arrière PRV du véhicule S.This first train T1 is here located in the front part PVV of the vehicle S. But in a variant this first train T1 could be the one which is here referenced T2 and which is located in the rear part PRV of the vehicle S.
La machine motrice électrique MME est, ici, aussi couplée au convertisseur CV qui est aussi couplé indirectement à la batterie de servitude BS, notamment pour la recharger avec de l’énergie électrique issue de la batterie BP et convertie.The electric driving machine MME is, here, also coupled to the CV converter which is also indirectly coupled to the utility battery BS, in particular to recharge it with electrical energy from the BP battery and converted.
Ce convertisseur CV est couplé électriquement au connecteur de recharge CN du véhicule S, à titre d’exemple. Il est ici aussi chargé d’alimenter le réseau de bord RB en énergie électrique issue de la batterie BP et convertie lorsque le GMP est en fonctionnement ou lorsque le GMP est endormi mais que le véhicule S est dans une phase de recharge de sa batterie BP, en plus d’assurer la recharge de la batterie de servitude BS.This CV converter is electrically coupled to the CN charging connector of vehicle S, for example. It is here also responsible for supplying the on-board network RB with electrical energy from the battery BP and converted when the GMP is in operation or when the GMP is asleep but the vehicle S is in a recharging phase of its battery BP , in addition to ensuring the recharging of the BS service battery.
La batterie BP est ci-après appelée batterie principale (ou de traction) du fait qu’elle est notamment chargée de fournir de la puissance (ou énergie) électrique à la machine motrice électrique MME pour déplacer le véhicule S..The battery BP is hereinafter called the main (or traction) battery because it is notably responsible for supplying electrical power (or energy) to the electric motive machine MME to move the vehicle S..
Par exemple, cette batterie principale BP peut comprendre des cellules électrochimiques de stockage d’énergie électrique, éventuellement de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd.For example, this main BP battery may include electrochemical cells for storing electrical energy, possibly of the lithium-ion (or Li-ion) or Ni-Mh or Ni-Cd type.
Egalement par exemple, la batterie principale BP peut être de type basse tension (typiquement 450 V à titre illustratif). Mais elle pourrait être de type moyenne tension ou haute tension.Also for example, the main BP battery can be of the low voltage type (typically 450 V for illustration purposes). But it could be medium voltage or high voltage.
Comme illustré sur la
Par ailleurs, dans l’exemple illustré non limitativement sur la
Il est également rappelé que dans une recharge en mode 4, la batterie principale BP est alimentée « directement » en courant de recharge continu et élevé (typiquement entre 100 A et 400 A) sous une tension d’entrée basse (typiquement 450 V) par une source d’alimentation externe SA temporairement couplée à un connecteur de recharge CN du véhicule S via un câble de recharge CR (et donc sans conversion par le convertisseur CV).It is also recalled that in mode 4 recharging, the main BP battery is supplied “directly” with high, continuous recharging current (typically between 100 A and 400 A) at a low input voltage (typically 450 V) by an external power source SA temporarily coupled to a charging connector CN of the vehicle S via a charging cable CR (and therefore without conversion by the CV converter).
On notera, comme illustré non limitativement sur la
Le convertisseur CV est aussi chargé pendant les phases de roulage du véhicule S de convertir une partie du courant électrique stocké dans la batterie principale BP pour alimenter en courant électrique converti, d’une part, le réseau de bord RB, et, d’autre part, la batterie de servitude BS (pour la recharger). Par ailleurs, le convertisseur CV comprend notamment deux bornes placées respectivement à des potentiels U4 et U01.The CV converter is also responsible during the driving phases of the vehicle S of converting part of the electric current stored in the main battery BP to supply converted electric current, on the one hand, to the on-board network RB, and, on the other hand on the other hand, the BS service battery (to recharge it). Furthermore, the CV converter notably comprises two terminals placed respectively at potentials U4 and U01.
On notera également que la batterie principale BP est associée à un boîtier de batterie BB qui comprend notamment un circuit d’interface CI, des moyens de mesure de tension/courant (non illustrés), et un calculateur de batterie CB. Cette batterie principale BP et son boîtier de batterie BB constituent un pack batterie.It should also be noted that the main battery BP is associated with a battery box BB which notably includes an interface circuit CI, voltage/current measuring means (not illustrated), and a battery calculator CB. This main battery BP and its battery box BB constitute a battery pack.
Le circuit d’interface CI est parfois appelé « circuit d’alimentation haute tension » du fait qu’il est installé entre la batterie principale BP et les équipements électriques CV et MME qui doivent être alimentés sans conversion sous la tension en cours de la batterie principale BP, lorsqu’un calculateur (par exemple le calculateur de supervision CS) le demande. Ce circuit d’interface CI est agencé de manière à isoler en cas de besoin la batterie principale BP du convertisseur CV et/ou de la machine motrice MME et/ou du connecteur CN, et comprend un circuit de précharge CPC qui est utilisé pour mettre en tension le circuit d’alimentation et les équipements électriques concernés CV et MME juste avant de fournir de la puissance électrique à l’un au moins de ces derniers pour le faire fonctionner.The CI interface circuit is sometimes called a "high voltage power supply circuit" because it is installed between the main battery BP and the CV and MME electrical equipment which must be powered without conversion at the current battery voltage main BP, when a computer (for example the CS supervision computer) requests it. This interface circuit CI is arranged so as to isolate, if necessary, the main battery BP from the CV converter and/or the driving machine MME and/or the CN connector, and includes a precharge circuit CPC which is used to put in voltage the power supply circuit and the electrical equipment concerned CV and MME just before supplying electrical power to at least one of the latter to operate it.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la
Le premier contacteur (ou interrupteur) K1 comprend une borne d’entrée be connectée à la première borne b1 (positive et placée au potentiel électrique U1) de la batterie principale BP et est monté en série avec une résistance de précharge R qui comprend une borne de sortie bs placée au potentiel électrique U3 et couplée indirectement ou directement aux bornes positives des convertisseur CV (U4) et machine motrice MME (U3). Ce premier contacteur (ou interrupteur) K1 et la résistance de précharge R constituent le circuit de précharge CPC précité.The first contactor (or switch) K1 comprises an input terminal be connected to the first terminal b1 (positive and placed at the electrical potential U1) of the main battery BP and is connected in series with a precharging resistor R which comprises a terminal bs output placed at electrical potential U3 and coupled indirectly or directly to the positive terminals of the CV converter (U4) and MME driving machine (U3). This first contactor (or switch) K1 and the precharge resistor R constitute the aforementioned precharge circuit CPC.
Le deuxième contacteur (ou interrupteur) K2 est ici monté en parallèle du circuit de précharge CPC (entre les bornes d’entrée be et borne de sortie bs). Il assure le couplage/découplage de la batterie principale BP aux/des convertisseur CV et machine motrice MME.The second contactor (or switch) K2 is here connected in parallel with the precharge circuit CPC (between the input terminals be and output terminal bs). It ensures the coupling/decoupling of the main BP battery to/from the CV converter and MME prime mover.
Le troisième contacteur (ou interrupteur) K3 est ici connecté à la seconde borne b2 (négative et placée au potentiel électrique U00) de la batterie principale BP et à une borne intermédiaire b3 du circuit d’interface CI qui est connectée aux bornes négatives (U01) de la machine motrice MME et du convertisseur CV. Il assure le couplage/découplage de la batterie principale BP à/de la machine motrice MME et du convertisseur CV.The third contactor (or switch) K3 is here connected to the second terminal b2 (negative and placed at the electrical potential U00) of the main battery BP and to an intermediate terminal b3 of the interface circuit CI which is connected to the negative terminals (U01 ) of the MME prime mover and the CV converter. It ensures the coupling/decoupling of the main BP battery to/from the MME prime mover and the CV converter.
Le quatrième contacteur (ou interrupteur) K4 est ici connecté au deuxième contacteur (ou interrupteur) K2 (via un fusible F3 (U3-U5)) et à la borne positive (U6) du connecteur de recharge CN. Il assure le couplage/découplage de la batterie principale BP au/du connecteur de recharge CN.The fourth contactor (or switch) K4 is here connected to the second contactor (or switch) K2 (via a fuse F3 (U3-U5)) and to the positive terminal (U6) of the charging connector CN. It ensures the coupling/decoupling of the main battery BP to/from the CN charging connector.
Le cinquième contacteur (ou interrupteur) K5 est ici connecté, d’une part, au troisième contacteur (ou interrupteur) K3 (U01) et à la borne négative du convertisseur CV, et, d’autre part, à la borne négative (U02) du connecteur de recharge CN. Il assure le couplage/découplage de la batterie principale BP au/du connecteur de recharge CN.The fifth contactor (or switch) K5 is here connected, on the one hand, to the third contactor (or switch) K3 (U01) and to the negative terminal of the CV converter, and, on the other hand, to the negative terminal (U02 ) of the CN charging connector. It ensures the coupling/decoupling of the main battery BP to/from the CN charging connector.
En présence de cet agencement du circuit d’interface CI illustré sur la
Dans l’agencement illustré, les moyens de mesure de tension/courant déterminent notamment une première tension U10 (différence entre les potentiels U1 et U00) qui est la tension entre les première b1 et seconde b2 bornes de la batterie principale BP, une tension U30 (différence entre les potentiels U3 et U00 lorsque le troisième contacteur (ou interrupteur) K3 est fermé), et une tension U31 (différence entre les potentiels U3 et U01).In the illustrated arrangement, the voltage/current measuring means determine in particular a first voltage U10 (difference between the potentials U1 and U00) which is the voltage between the first b1 and second b2 terminals of the main battery BP, a voltage U30 (difference between potentials U3 and U00 when the third contactor (or switch) K3 is closed), and a voltage U31 (difference between potentials U3 and U01).
Le calculateur de batterie CB centralise les mesures de tension et de courant et détermine des paramètres en cours de la batterie principale BP en fonction de ces mesures, et notamment sa résistance interne, sa tension minimale, son état de charge (ou SOC (« State Of Charge »)) et son état de santé (ou SOH (« State Of Health »)). Par ailleurs, le calculateur de batterie CB échange des informations avec le calculateur de supervision CS du GMP et avec le calculateur CC associé au convertisseur CV (notamment pour les recharges en mode 4).The CB battery calculator centralizes voltage and current measurements and determines current parameters of the main battery BP based on these measurements, and in particular its internal resistance, its minimum voltage, its state of charge (or SOC (“State Of Charge")) and his state of health (or SOH (“State Of Health")). Furthermore, the CB battery calculator exchanges information with the GMP CS supervision calculator and with the CC calculator associated with the CV converter (in particular for recharges in mode 4).
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la
Comme évoqué plus haut, l’invention propose notamment un procédé de surveillance destiné à permettre la surveillance du circuit de précharge CPC du véhicule S.As mentioned above, the invention proposes in particular a monitoring method intended to allow monitoring of the CPC precharging circuit of the vehicle S.
Ce procédé (de surveillance) peut être mis en œuvre au moins partiellement par le dispositif de surveillance DS (illustré sur les figures 1 et 2) qui comprend à cet effet au moins un processeur PR1, par exemple de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)), et au moins une mémoire MD. Ce dispositif de surveillance DS peut donc être réalisé sous la forme d’une combinaison de circuits ou composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou « software »). A titre d’exemple, il peut s’agir d’un microcontrôleur.This (monitoring) method can be implemented at least partially by the monitoring device DS (illustrated in Figures 1 and 2) which comprises for this purpose at least one processor PR1, for example a digital signal (or DSP ("DSP") Digital Signal Processor")), and at least one MD memory. This DS monitoring device can therefore be produced in the form of a combination of electrical or electronic circuits or components (or “hardware”) and software modules (or “software”). For example, it can be a microcontroller.
La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en œuvre par le processeur PR1 d’une partie au moins du procédé de surveillance. Le processeur PR1 peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique.The memory MD is RAM in order to store instructions for the implementation by the processor PR1 of at least part of the monitoring process. The processor PR1 may include integrated (or printed) circuits, or several integrated (or printed) circuits connected by wired or non-wired connections. By integrated (or printed) circuit we mean any type of device capable of performing at least one electrical or electronic operation.
Dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le dispositif de surveillance DS fait partie du calculateur de batterie CB (et donc du boîtier de batterie BB). Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le dispositif de surveillance DS pourrait comprendre son propre calculateur dédié, lequel est alors couplé au calculateur de batterie CB.In the example illustrated without limitation in Figures 1 and 2, the monitoring device DS is part of the battery calculator CB (and therefore of the battery box BB). But this is not obligatory. Indeed, the monitoring device DS could include its own dedicated computer, which is then coupled to the battery computer CB.
Comme illustré non limitativement sur la
Cette étape 10-60 comprend une sous-étape 10 dans laquelle on (le dispositif de surveillance DS) commence par déterminer une différence dv entre la première tension U10 (mesurée entre les première b1 et seconde b2 bornes de la batterie principale BP) et une seconde tension mesurée entre la borne de sortie bs du circuit de précharge CPC et la seconde borne b2 (soit U30) ou une borne intermédiaire b3 du circuit d’interface CI couplée temporairement (ici via K3) à la seconde borne b2 (soit U31). Selon l’implémentation choisie, on a donc dv = U10 – U30 ou dv = U10 – U31.This step 10-60 includes a sub-step 10 in which (the monitoring device DS) begins by determining a difference dv between the first voltage U10 (measured between the first b1 and second b2 terminals of the main battery BP) and a second voltage measured between the output terminal bs of the precharge circuit CPC and the second terminal b2 (i.e. U30) or an intermediate terminal b3 of the interface circuit CI temporarily coupled (here via K3) to the second terminal b2 (i.e. U31) . Depending on the implementation chosen, we therefore have dv = U10 – U30 or dv = U10 – U31.
Cette étape 10-60 comprend aussi une sous-étape 40 dans laquelle on interrompt (le dispositif de surveillance DS déclenche l’interruption de) l’utilisation du circuit de précharge CPC de façon anticipée lorsque la différence dv est supérieure à un seuil s1 choisi (soit dv > s1) après expiration d’une durée dc choisie, car il n’a pas réalisé son objectif.This step 10-60 also includes a sub-step 40 in which the use of the precharge circuit CPC is interrupted (the monitoring device DS triggers the interruption of) in advance when the difference dv is greater than a chosen threshold s1 (i.e. dv > s1) after expiration of a chosen duration dc, because it has not achieved its objective.
Pour ce faire, et comme illustré non limitativement sur la
Grâce à la surveillance du circuit de précharge CPC lorsqu’il est utilisé, on peut détecter si l’opération de précharge se déroule correctement et donc on peut décider sans risque d’autoriser ou non l’alimentation d’au moins un équipement électrique via le circuit d’interface CI.Thanks to the monitoring of the CPC precharge circuit when it is used, we can detect whether the precharge operation is taking place correctly and therefore we can decide without risk whether or not to authorize the power supply of at least one piece of electrical equipment via the CI interface circuit.
On comprendra que ce sont au moins les processeur PR1 et mémoire MD du dispositif de surveillance DS qui sont agencés pour effectuer les opérations consistant, lorsque le circuit de précharge CPC est utilisé, à déterminer la différence dv, et, lorsque cette différence dv est supérieure au seuil s1 choisi après expiration de la durée dc choisie, à déclencher l’interruption anticipée de l’utilisation du circuit de précharge CPC.It will be understood that it is at least the processor PR1 and memory MD of the monitoring device DS which are arranged to carry out the operations consisting, when the precharge circuit CPC is used, of determining the difference dv, and, when this difference dv is greater at the chosen threshold s1 after expiration of the chosen duration dc, to trigger the early interruption of the use of the CPC precharge circuit.
Par exemple, la valeur du seuil s1 peut être comprise entre 5 V et 15 V. A titre d’exemple illustratif, la valeur du seuil s1 peut être égale à 10 V.For example, the value of threshold s1 can be between 5 V and 15 V. As an illustrative example, the value of threshold s1 can be equal to 10 V.
Egalement par exemple, la valeur de la durée dc choisie peut être comprise entre 0,5 s et 3 s. A titre d’exemple illustratif, la valeur de la durée dc choisie peut être égale à 1,5 s.Also for example, the value of the chosen duration dc can be between 0.5 s and 3 s. As an illustrative example, the value of the chosen duration dc can be equal to 1.5 s.
On notera qu’afin de diminuer le temps nécessaire au début de la fourniture effective de puissance électrique par la batterie principale BP en l’absence de problème de précharge, il est possible de détecter l’instant id où la différence dv devient inférieure au seuil s1. Ainsi, dès que cette détection est effectuée on peut effectuer la sous-étape 30, sans attendre que la durée dc choisie soit écoulée.Note that in order to reduce the time necessary for the start of the effective supply of electrical power by the main battery BP in the absence of a precharging problem, it is possible to detect the instant id where the difference dv becomes less than the threshold s1. Thus, as soon as this detection is carried out, sub-step 30 can be carried out, without waiting for the chosen duration dc to have elapsed.
On notera que l’étape 10-60 peut aussi comprendre une sous-étape 50 dans laquelle, lorsque la différence dv est supérieure au seuil s1 choisi après l’expiration de la durée dc choisie, on découple (le dispositif de surveillance DS déclenche le découplage de) la borne intermédiaire b3 du circuit d’interface CI de la seconde borne b2. En présence de l’agencement du circuit d’interface CI illustré sur la
L’ouverture des premier K1 et troisième K3 contacteurs (ou interrupteurs) peut éventuellement se dérouler en deux phases. Dans une première phase, le dispositif de surveillance DS peut déclencher la transmission au calculateur de supervision CS du GMP d’une demande d’autorisation d’ouverture des premier K1 et troisième K3 contacteurs (ou interrupteurs). Cette transmission est ici assurée par le calculateur de batterie CB. Puis, si au bout d’un intervalle de temps choisi le dispositif de surveillance DS n’a pas reçu de réponse à sa demande d’autorisation, il peut déclencher dans une seconde phase, de sa propre initiative, l’ouverture des premier K1 et troisième K3 contacteurs (ou interrupteurs) pour isoler électriquement la batterie principale BP du circuit d’interface CI.The opening of the first K1 and third K3 contactors (or switches) can possibly take place in two phases. In a first phase, the DS monitoring device can trigger the transmission to the GMP CS supervision computer of a request for authorization to open the first K1 and third K3 contactors (or switches). This transmission is provided here by the CB battery calculator. Then, if after a chosen time interval the DS monitoring device has not received a response to its authorization request, it can trigger in a second phase, on its own initiative, the opening of the first K1 and third K3 contactors (or switches) to electrically isolate the main battery BP from the interface circuit CI.
Par exemple, cet intervalle de temps peut être compris entre 1 s et 3 s. A titre d’exemple illustratif cet intervalle de temps peut être égal à 2 s. Mais d’autres valeurs d’intervalle de temps peuvent être utilisées (éventuellement variables selon que l’on est dans une phase de recharge ou une phase de fourniture de puissance électrique par la batterie principale BP).For example, this time interval can be between 1 s and 3 s. As an illustrative example, this time interval can be equal to 2 s. But other time interval values can be used (possibly variable depending on whether we are in a recharging phase or an electrical power supply phase by the main BP battery).
On notera également que lorsque la batterie principale BP est rechargeable et dans une phase de recharge via une source d’alimentation externe SA couplée au circuit d’interface CI via le connecteur CN, dans la sous-étape 40 de l’étape 10-60, on peut transmettre (le dispositif de surveillance DS peut déclencher la transmission) à la source d’alimentation externe SA au (d’au) moins une consigne de courant qui est inférieure à la consigne de courant précédente, afin qu’elle fournisse un courant de recharge réduit, avant d’interrompre de façon anticipée l’utilisation du circuit de précharge CPC.It will also be noted that when the main battery BP is rechargeable and in a recharge phase via an external power source SA coupled to the interface circuit CI via the connector CN, in sub-step 40 of step 10-60 , we can transmit (the monitoring device DS can trigger the transmission) to the external power source SA at (at) least one current setpoint which is lower than the previous current setpoint, so that it provides a reduced charging current, before interrupting early the use of the CPC precharging circuit.
Il est rappelé qu’au début d’une phase de recharge on génère une consigne de courant initiale cci afin que la source d’alimentation externe SA fournisse au véhicule S (auquel elle est temporairement couplée) un courant de recharge initial cri sous une tension nominale. Par conséquent, la (chaque) consigne de courant qui est transmise en cas de détection d’un problème de précharge pendant une phase de recharge, est inférieure à la consigne de courant initiale cci, afin que le courant de recharge devienne inférieur au courant de recharge initial cri, dans un but sécuritaire.It is recalled that at the start of a recharging phase an initial current setpoint cci is generated so that the external power source SA supplies the vehicle S (to which it is temporarily coupled) with an initial recharging current cri under a voltage nominal. Consequently, the (each) current setpoint which is transmitted in the event of detection of a precharging problem during a recharging phase is lower than the initial current setpoint cci, so that the recharging current becomes lower than the charging current. initial recharge cry, for security purposes.
En présence de la dernière option, dans la sous-étape 40 de l’étape 10-60, on peut transmettre (le dispositif de surveillance DS peut déclencher la transmission) à la source d’alimentation externe SA une (d’une) consigne de courant nulle, avant d’interrompre de façon anticipée l’utilisation du circuit de précharge CPC. Dans ce cas, on interrompt immédiatement la phase de recharge. Mais dans une variante de réalisation on pourrait transmettre dans un intervalle de temps des nouvelles consignes de courant successives, de plus en plus petites, jusqu’à une consigne de courant nulle, afin que la source d’alimentation externe SA fournisse successivement des nouveaux courants de recharge qui décroissent progressivement depuis le courant de recharge initial cri jusqu’à un courant de recharge nul.In the presence of the last option, in sub-step 40 of step 10-60, it is possible to transmit (the monitoring device DS can trigger the transmission) to the external power source SA one (of) a setpoint zero current, before interrupting early the use of the CPC precharge circuit. In this case, the recharging phase is immediately interrupted. But in a variant embodiment it could be transmitted in a time interval new successive current instructions, increasingly smaller, up to a zero current instruction, so that the external power source SA successively supplies new currents charging which gradually decreases from the initial charging current cri to zero charging current.
On notera également que lorsque la batterie BP doit participer à une phase de fourniture à au moins l’un des équipements électriques MME et CV via le circuit d’interface CI d’une puissance électrique définie par une consigne de puissance, dans la sous-étape 40 de l’étape 10-60 on peut réduire (le dispositif de surveillance DS peut déclencher la réduction de) cette consigne de puissance, avant d’interrompre de façon anticipée l’utilisation du circuit de précharge CPC.It will also be noted that when the battery BP must participate in a phase of supplying at least one of the electrical equipment MME and CV via the interface circuit CI with an electrical power defined by a power setpoint, in the sub- step 40 of step 10-60 it is possible to reduce (the monitoring device DS can trigger the reduction of) this power setpoint, before interrupting in advance the use of the precharge circuit CPC.
Il est rappelé que la précharge est décidée après qu’une phase de fourniture de puissance électrique ait été décidée (par exemple par le calculateur de supervision CS), et donc après qu’une consigne de puissance initiale cpi ait été générée pour le calculateur de batterie CB. Par conséquent, la (chaque) consigne de puissance qui est transmise au calculateur de batterie CB en cas de détection d’un problème de précharge juste avant la fourniture effective de la puissance électrique, est inférieure à la consigne de puissance initiale cpi, dans un but sécuritaire.It is recalled that the precharge is decided after an electrical power supply phase has been decided (for example by the supervision computer CS), and therefore after an initial power setpoint cpi has been generated for the control computer. CB battery. Consequently, the (each) power setpoint which is transmitted to the battery calculator CB in the event of detection of a precharging problem just before the actual supply of electrical power, is lower than the initial power setpoint cpi, in a security purpose.
En présence de la dernière option, dans la sous-étape 40 de l’étape 10-60, on peut réduire immédiatement à zéro (le dispositif de surveillance DS peut déclencher la réduction immédiate à zéro de) la consigne de puissance initiale cpi, avant d’interrompre de façon anticipée l’utilisation du circuit de précharge CPC. Dans ce cas, on interrompt immédiatement la phase de fourniture de puissance électrique avant même que la fourniture ait effectivement commencé. Mais dans une variante de réalisation on pourrait transmettre dans un intervalle de temps des nouvelles consignes de puissance successives, de plus en plus petites, jusqu’à une consigne de puissance nulle.In the presence of the last option, in substep 40 of step 10-60, it is possible to immediately reduce to zero (the monitoring device DS can trigger the immediate reduction to zero of) the initial power setpoint cpi, before to interrupt early the use of the CPC precharge circuit. In this case, the electrical power supply phase is immediately interrupted before the supply has actually started. But in a variant embodiment, new successive power instructions, increasingly smaller, could be transmitted in a time interval, down to a zero power instruction.
On notera également que l’étape 10-60 peut aussi comprendre une sous-étape 60 dans laquelle, en cas d’interruption anticipée de l’utilisation du circuit de précharge CPC, on peut enregistrer (le dispositif de surveillance DS peut déclencher l’enregistrement) dans au moins une mémoire du système S au (d’au) moins un code défaut qui est représentatif d’un problème de précharge détecté.It will also be noted that step 10-60 can also include a sub-step 60 in which, in the event of an anticipated interruption of the use of the precharge circuit CPC, it is possible to record (the monitoring device DS can trigger the recording) in at least one memory of the system S with (at) least one fault code which is representative of a detected precharge problem.
L’enregistrement du code défaut permet dans un service après-vente de déterminer l’origine du problème de précharge détecté (premier contacteur (ou interrupteur) K1 et/ou résistance de précharge R), et d’informer l’usager du véhicule S de l’origine déterminée du problème de précharge.Recording the fault code allows an after-sales service to determine the origin of the precharging problem detected (first contactor (or switch) K1 and/or precharging resistor R), and to inform the user of the vehicle S of the determined origin of the preload problem.
Par exemple, après chaque détection d’un problème de précharge on peut stocker un premier code défaut dans une mémoire (éventuellement morte) du calculateur de batterie CB, et le calculateur de supervision CS observant le stockage de ce premier code défaut peut éventuellement à son tour stocker un second code défaut dans une mémoire (éventuellement morte) qu’il comprend.For example, after each detection of a precharging problem, a first fault code can be stored in a memory (possibly dead) of the battery calculator CB, and the supervision calculator CS observing the storage of this first fault code can possibly at its in turn store a second fault code in a (possibly dead) memory that it understands.
On notera également que dans cette sous-étape 60 on peut éventuellement alerter un (le dispositif de surveillance DS peut déclencher l’alerte d’un) usager du véhicule S, par exemple au moyen d’un simple voyant (éventuellement « stop ») allumé et/ou d’un message (éventuellement dédié au problème de précharge détecté) qui est affiché sur au moins un écran du véhicule S (par exemple du tableau de bord) ou sur l’écran d’un téléphone intelligent (ou « smartphone ») de l’usager, et/ou diffusé par au moins un haut-parleur du véhicule S ou de ce téléphone intelligent.It will also be noted that in this sub-step 60 it is possible to alert a (the monitoring device DS can trigger the alert of a) user of the vehicle S, for example by means of a simple indicator light (possibly "stop") lit and/or a message (possibly dedicated to the precharging problem detected) which is displayed on at least one screen of the vehicle S (for example the dashboard) or on the screen of a smart phone (or “smartphone ") of the user, and/or broadcast by at least one speaker of the vehicle S or this smartphone.
On notera également, comme illustré non limitativement sur la
On notera également que l’invention propose aussi un produit programme d’ordinateur (ou programme informatique) comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement de type circuits électroniques (ou hardware), comme par exemple le processeur PR1, est propre à mettre en œuvre le procédé de surveillance décrit ci-avant pour surveiller dans le système S le circuit de précharge CPC qui fait partie du circuit d’interface CI installé entre la batterie BP et des équipements électriques CV et MME.It will also be noted that the invention also proposes a computer program product (or computer program) comprising a set of instructions which, when executed by processing means of the electronic circuit (or hardware) type, such as for example the processor PR1, is capable of implementing the monitoring method described above to monitor in the system S the precharge circuit CPC which is part of the interface circuit CI installed between the battery BP and electrical equipment CV and MME .
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