FR3133347A1 - Procede de controle de deverrouillage d’une prise de recharge d’un vehicule electrique - Google Patents

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Olivier Balenghien
Minh Nguyen
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Abstract

Procédé de contrôle d’un véhicule (V) comprenant : - une batterie de traction électrique (BR), - un moyen électrique de conditionnement thermique (MEC), - une prise électrique de recharge (P2), propre à coopérer avec une fiche électrique d’un réseau électrique terrestre, - un module d’alimentation (MA) de la batterie (BR), alimenté par la prise électrique (P2) d’une part, et configuré pour alimenter la batterie de traction (BR) et le moyen électrique de conditionnement thermique (MEC) d’autre part, caractérisé en ce que : - si la fiche électrique est verrouillée dans la prise (P2), et - si le moyen électrique de conditionnement thermique (MEC) est en cours de fonctionnement, et - si une demande de déconnexion de la fiche est active, alors le procédé exécute : - une étape de maintien en fonctionnement du moyen électrique de conditionnement thermique (MEC) en alimentant le moyen électrique de conditionnement thermique (MEC) par la batterie (BR), puis - une étape de déverrouillage de la fiche. Figure 1.

Description

PROCEDE DE CONTROLE DE DEVERROUILLAGE D’UNE PRISE DE RECHARGE D’UN VEHICULE ELECTRIQUE
L’invention concerne les véhicules à propulsion électrique comprenant une machine motrice électrique et une batterie rechargeable par un réseau électrique terrestre, cette batterie alimentant en énergie motrice la machine électrique motrice. Cette propulsion peut être hybride, ou fonctionnant entièrement à partir de l’énergie électrique de la batterie.
De tels véhicules comprennent une prise de recharge pour connecter ce réseau terrestre à un module d’alimentation de la batterie, ce module d’alimentation étant en général un chargeur embarqué.
Cette prise reçoit une fiche du réseau terrestre, par exemple une fiche à une première extrémité d’un cordon amovible dont la deuxième extrémité est couplée à une borne de recharge du réseau terrestre ou une prise du réseau terrestre.
Pour des raisons de sécurité et éviter que la fiche soit retirée manuellement alors qu’un courant circule dans cette fiche, par exemple pendant une phase de recharge de la batterie par le réseau terrestre, la prise et/ou la fiche comprend un moyen de verrouillage de la fiche dans la prise, ce moyen de verrouillage étant commandé directement ou indirectement par le module d’alimentation.
Malheureusement, le véhicule inclue une ou plusieurs fonctions consommatrices de courant du réseau terrestre, que le véhicule soit en phase de recharge ou non et, lorsque l’une de ces fonctions est active, bien que l’usager ait émis une intention de démarrage, par exemple en déverrouillant ou en ouvrant une porte du véhicule, cet usager ne pourra retirer la fiche car cette dernière restera verrouillée et l’intention de démarrage n’aboutira pas. Même dans le cas où cette fonction est manuellement désactivable, il n’est pas évident pour l’usager de le savoir. En outre si cette fonction est une fonction automatique dont l’arrêt ne dépend pas de l’usager, ce dernier est tout simplement obligé d’attendre ce qui est incompréhensible de son point de vue.
Le but de l’invention est de remédier à ce manque en proposant un procédé spécifique.
A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de contrôle d’un véhicule comprenant :
- une batterie de traction électrique propre à alimenter une machine motrice électrique du véhicule,
- un moyen électrique de conditionnement thermique pour le véhicule,
- une prise électrique de recharge, propre à coopérer avec une fiche électrique d’un réseau électrique terrestre, cette prise comprenant un moyen de verrouillage de la fiche dans la prise,
- un module d’alimentation de la batterie, alimenté par la prise électrique d’une part, et configuré pour alimenter la batterie de traction et le moyen électrique de conditionnement thermique d’autre part,
et :
- si le moyen de verrouillage est verrouillé en présence de la fiche, et
- si le moyen électrique de conditionnement thermique est en cours de fonctionnement, et
- si une demande de déconnexion de la fiche est active, alors le procédé exécute :
- une étape de maintien en fonctionnement du moyen électrique de conditionnement thermique en alimentant le moyen électrique de conditionnement thermique par la batterie à la place du module d’alimentation, tout en arrêtant le module d’alimentation de sorte que le courant circulant dans la prise soit nul , puis
- une étape de déverrouillage de la fiche.
On comprendra par batterie, dans tout le texte de ce document, un ensemble comprenant au moins un module de batterie contenant au moins une cellule électrochimique, la batterie de servitude étant considérée équivalente à au moins un module. Cette batterie comprend éventuellement des moyens électriques ou électroniques pour la gestion d’énergie électrique de ce au moins un module. Lorsqu’il y a plusieurs modules, ils sont regroupés dans un carter et forment alors un bloc batterie, ce bloc batterie étant souvent désigné par l’expression anglaise « pack battery », ce carter formant une enceinte hermétique et comprenant généralement une interface de montage, et des bornes de raccordement.
Par ailleurs, on comprendra par cellule électrochimique dans tout le texte de ce document, des cellules générant du courant par réaction chimique, par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion), de type Ni-Mh, ou Ni-Cd ou encore plomb.
On comprendra par module d’alimentation de la batterie, dans tout le texte de ce document, un dispositif assurant l’interface électrique de puissance entre la batterie, les prises, et le moyen électrique de conditionnement thermique. Il est chargé, par exemple, de contrôler l’alimentation de la batterie lors de chaque phase de recharge pendant laquelle la fiche est connectée à la prise.
On comprendra par « configuré pour alimenter la batterie de traction et le moyen électrique de conditionnement thermique », dans tout le texte de ce document, qu’une sortie du module d’alimentation (tension d’alimentation de la batterie), la batterie, et le moyen électrique de conditionnement thermique sont raccordés et contrôlés de sorte que le module d’alimentation puisse alimenter la batterie (recharge), ou le moyen électrique de conditionnement thermique, ou la batterie et le moyen électrique de conditionnement thermique en même temps et au même potentiel et dans ce dernier cas, le module d’alimentation fournit une énergie au véhicule égale au moins à la somme de la consommation d’énergie de la batterie et du moyen électrique de conditionnement thermique.
Ainsi ce procédé permet avantageusement à l’usager de déconnecter la fiche bien que le fonctionnement du moyen électrique de conditionnement thermique soit encore requis alors que sans l’invention, soit l’usager ne peut pas retirer la fiche parce qu’elle reste verrouillée, soit doit désactiver, s’il en est autorisé, le moyen électrique de conditionnement thermique ce qui est une étape supplémentaire non comprise par l’usager.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la demande de déconnexion correspond à l’actionnement par un utilisateur d’une commande de déverrouillage de la fiche.
C’est par exemple une commande spécifique au tableau de bord du véhicule, par exemple un bouton électrique.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la demande de déconnexion correspond à l’actionnement par un utilisateur d’une commande de déverrouillage d’un ouvrant du véhicule. C’est notamment le cas d’une commande centralisée de l’ouverture ou fermeture (verrouillage) des portes du véhicule, comme par exemple une télécommande intégrée dans une clé de démarrage.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le procédé exécute une étape de verrouillage de la fiche dans la prise si, suite à la demande de déconnexion, la fiche reste en position dans la prise pendant une durée supérieure à un seuil prédéterminé.
A cette fin, la prise comprendra par exemple un capteur de présence de la fiche.
Selon un mode de réalisation de l’invention, ce seuil prédéterminé est compris entre 30 secondes et deux minutes, notamment 30 secondes.
Mais bien évidemment d’autres valeurs sont possibles. L’objectif est de ne pas décharger la batterie inutilement, par exemple si l’usager est simplement rentré dans le véhicule pour récupérer un objet, lire, ou tout simplement se mettre « au chaud » mais dans tous les cas sans intention de démarrage immédiat c’est-à-dire sans intention de déconnecter la fiche.
Selon un mode de réalisation de l’invention, des conditions d’arrêt du moyen électrique de conditionnement thermique sont indépendantes de la demande de déconnexion.
C’est notamment le cas lorsque le moyen électrique de conditionnement thermique pour le véhicule concerne une fonction dite de « sécurité » c’est-à-dire augmentant un risque pour l’usager si cette fonction devient non fiable du fait de l’arrêt du moyen électrique de conditionnement thermique.
Selon un mode de réalisation de l’invention, ces conditions d’arrêt du moyen électrique de conditionnement thermique sont uniquement :
- une condition d’atteinte d’une température cible ou
- un état de charge de la batterie inférieur à un seuil d’état de charge prédéfini.
Il est implicite qu’un disfonctionnement du module d’alimentation ou du moyen électrique de conditionnement thermique ou d’un moyen participant d’une façon directe ou indirecte au fonctionnement du moyen électrique de conditionnement thermique sera susceptible de provoquer son arrêt, mais au sens de l’invention les « conditions d’arrêt » sont des conditions attendues pour des fonctionnements prévus, et non pas suite à des disfonctionnements ou des pannes aléatoires.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le moyen électrique de conditionnement thermique est un moyen électrique de conditionnement thermique de la batterie pour son refroidissement et/ou son réchauffage.
Notamment la batterie comprend par exemple un circuit en boucle fermée comprenant un fluide caloporteur en contact thermique avec les modules et/ou les cellules, ce fluide caloporteur étant par exemple réchauffé par une résistance électrique du moyen électrique de conditionnement thermique, ou refroidit via un échangeur par un gaz frigorigène compressé par un compresseur électrique du moyen électrique de conditionnement thermique.
Selon une variante de réalisation de l’invention, le moyen électrique de conditionnement thermique est un moyen de climatisation d’un habitacle du véhicule, notamment le compresseur précédemment annoncé.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le module d’alimentation de la batterie est alimenté par la prise électrique délivrant une tension exclusivement alternative.
D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures dans lesquelles :
: Représente un exemple d’une architecture d’un véhicule électrique pour lequel le procédé selon l’invention s’applique.
: représente une prise électrique de recharge du véhicule de la , ainsi qu’un calculateur mettant en œuvre le procédé selon l’invention.
Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En outre, dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées. Les références des éléments inchangés ou ayant la même fonction sont communes à toutes les figures, et les variantes de réalisation.
L’invention a notamment pour but de proposer un procédé pour un véhicule, un calculateur pour ce véhicule, et ce véhicule V comprenant :
- une batterie de stockage d’énergie électrique BR, dite « batterie BR », pouvant être rechargée en courant continu ou en courant alternatif de façon contrôlée,
- une prise P1, P2 de recharge pour la recharge de cette batterie de stockage d’énergie électrique BR par un réseau électrique terrestre.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré sur la . Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant un groupe motopropulseur (ou GMP) tout électrique ou hybride et comprenant au moins une batterie de stockage d’énergie électrique rechargeable en courant continu ou en courant alternatif selon le choix de l’utilisateur. Ainsi, elle concerne les véhicules terrestres (véhicules utilitaires, camping-cars, minibus, cars, camions, motocyclettes, engins de voirie, engins de chantier, engins agricoles, engins de loisir (motoneige, kart), engins à chenille(s), et engins d’exploration à équipage), les bateaux et les aéronefs, par exemple.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le GMP du véhicule V est tout électrique. Il comprend donc au moins une machine motrice électrique MM ( uniquement, le signe MM de la n’est pas à prendre en compte) produisant notamment du couple pour ses déplacements à partir de l’énergie stockée dans la batterie rechargeable BR. Mais le GMP du véhicule V pourrait être hybride et donc comprendre au moins une machine motrice électrique et au moins une machine motrice non électrique (éventuellement thermique).
On a schématiquement représenté sur la un véhicule V, selon l’invention, comprenant :
- une chaîne de transmission (ici à GMP tout électrique),
- la prise de recharge P1, P2 comprenant une embase ER, et
- un processeur PR et une mémoire MD.
On notera que la illustre en fait deux prises de recharges P1, P2 dont l’embase ER est commune, mais chaque prise P1, P2 peut avoir sa propre embase BR, tout comme l’invention peut s’appliquer à un véhicule V comprenant une unique prise de recharge P2, ou de multiples prises de recharges P1, P2, toutes les combinaisons étant possibles.
Comme illustré non limitativement, le GMP du véhicule V comprend ici la machine motrice MM électrique, associée à la batterie BR rechargeable, et un dispositif de couplage DC. De plus, la chaîne de transmission comprend notamment, en complément de son GMP, un arbre moteur AM et un arbre de transmission AT.
La machine motrice MM électrique est chargée de produire du couple sur ordre d’un calculateur de supervision du GMP (non illustré), à partir de l’énergie qui est stockée dans la batterie BR. Elle délivre ce couple sur l’arbre moteur AM qui est aussi couplé au dispositif de couplage DC. Ce couple est ici produit pour un train de roues motrices (ici le premier train T1) qui est couplé au dispositif de couplage DC via l’arbre de transmission AT. Le couple produit est donc ici transmis au premier train T1 lorsque le dispositif de couplage DC couple l’arbre moteur AM à l’arbre de transmission AT.
Dans l’exemple illustré non limitativement sur la le premier train T1 est situé à l’avant du véhicule V, et de préférence, et comme illustré, couplé à l’arbre de transmission AT via un différentiel (ici avant) D1. Mais dans une variante ce train T1 pourrait être celui référencé T2 qui est situé à l’arrière du véhicule V.
Le dispositif de couplage DC peut, par exemple, être une boîte de démultiplication de régime d’arbre. Mais il pourrait aussi s’agir d’un crabot ou d’un embrayage.
La batterie BR est rechargeable en courant continu ou en courant alternatif (selon le choix de l’utilisateur), via un module d’alimentation MA qui est connecté à la ou les prises de recharge P1, P2. Ce module d’alimentation MA est par exemple un chargeur embarqué dans le véhicule V. Par exemple, cette batterie BR peut être de type basse tension (typiquement 220 V ou 400 V ou encore 600 V). Mais elle pourrait aussi être de type moyenne tension ou très basse tension (typiquement 48V).
Cette batterie BR alimente aussi, comme illustré non limitativement sur la , des équipements électriques du véhicule V qui sont, par exemple, connectés à un réseau de bord RB. A cet effet, la batterie BR est, ici, couplée au réseau de bord RB via un convertisseur de courant CV de type DC/DC, ainsi qu’éventuellement via un module de distribution d’énergie MDE.
Ce véhicule V comprend par exemple une première prise P1 et une deuxième prise P2.
La première prise P1 est par exemple adaptée à une recharge de la batterie BR en courant (source) continu. Comme illustré sur la , elle comprend une première et une deuxième broche électrique par lesquelles circule un même courant continu, et sont pourvues chacune respectivement d’un premier et d’un second capteur mesurant la température localement à la première et à la deuxième broche.
Ce véhicule comprend la seconde prise P2. Cette seconde prise P2 est par exemple adaptée à une recharge de la batterie BR en courant (source) alternatif. Comme illustré sur la , elle comprend notamment au moins deux broches par lesquelles circule le même courant alternatif, et sont par exemple pourvues chacune respectivement d’un premier et second capteur mesurant la température localement à ces deux broches.
Dans l’exemple illustré sur les deux figures, le véhicule V embarque ces deux variantes représentées par la première prise P1, et la deuxième prise P2, mais l’invention s’applique avantageusement pour la prise P2 même si ces deux prises P1, P2 ne sont pas utilisables en même temps.
La première prise P1 et la deuxième prise P2 se différencient l’une de l’autre, au sens de l’invention, par le type de courant, alternatif ou continu, et l’intensité du courant parcourant les broches.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la la seconde prise P2 comprend sept broches du fait qu’elle constitue une prise de type CCS2 (mais l’invention s’applique quel que soit le type de prise) et donc, pour un courant alternatif alors que la première prise P1 comprend deux broches, pour un courant continu et de plus forte intensité.
Le module d’alimentation MA assure l’interface entre la batterie BR et les prises P1, P2. Il est chargé de contrôler l’alimentation de la batterie BR lors de chaque phase de recharge pendant laquelle une fiche externe (par exemple d’un poste de recharge d’un réseau terrestre) est connectée soit à la première prise P1, soit à la seconde prise P2. Pour la deuxième prise P2, le module d’alimentation MA comprend par exemple un premier étage électrotechnique propre à redresser le courant entrant, et un deuxième étage propre à lisser le courant et/ou contrôlée le courant et/ou la tension de sortie du module à destination de la batterie BR et/ou du moyen électrique de conditionnement thermique MEC. Pour la première prise P1, le module d’alimentation MA n’a pas besoin du premier étage car le courant est déjà continu, ce module d’alimentation MA pouvant dans ce cas être un simple interrupteur, l’intelligence de la recharge étant hébergée en partie dans un calculateur CA du module d’alimentation MA et en partie par une borne de recharge du réseau terrestre, cette borne délivrant le courant continu.
Le véhicule V, et/ou la prise P1, P2, comprend un moyen de verrouillage VR de la fiche dans la première et/ou deuxième prise P1, P2. Il est schématisé sur la par un doit mécanique, logé dans l’embase ER, et pouvant occuper deux positions 0, 1, la position 0 en traits pleins étant la position déverrouillée, et la position 1 étant la position verrouillée. La fiche comprend par exemple un évidement recevant une extrémité de ce doigt s’il est dans la position 1 verrouillée. Le moyen de verrouillage VR comprend alors le doigt mécanique et l’évidement. La position du doigt mécanique est par exemple détectée au moyen d’un capteur de présence du moyen de verrouillage VR.
En variante, bien entendu, l’embase ER peut comprendre un moyen de verrouillage VR par prise P1, P2. En outre, il est illustré que le doigt est logé dans l’embase ER, mais il peut être logé dans la fiche, l’évidement étant alors pratiqué dans la prise P1, P2, par exemple dans l’embase ER.
D’autres technologies de moyens de verrouillage VR sont envisageables, comme par exemple un clip monostable qui est dévérrouillable par l’activation d’un électro-aimant, ou encore un verrouillage alimentant par un électroaimant la fiche dans la prise P1, P2, ou encore une trappe qui, une fois fermée, emprisonne au moins une partie de la fiche ou d’autres solutions déjà connues de l’homme de l’art.
Ce véhicule V comprend en outre un moyen électrique de conditionnement thermique MEC pour le véhicule V. Ce moyen électrique de conditionnement thermique MEC comprend par exemple un compresseur de climatisation du véhicule V, alimenté par une tension de sortie de la batterie BR et/ou par la tension fournie par le module d’alimentation MA. Ce moyen électrique de conditionnement thermique MEC comprend par exemple en alternative ou en complément, un moyen de chauffage d’un fluide de refroidissement de la batterie BR, par exemple une résistance électrique chauffante qui, comme pour le compresseur, est alimentée par la tension de sortie de la batterie BR et/ou par la tension fournie par le module d’alimentation MA.
Par exemple, un fluide frigorigène est compressé par le compresseur de climatisation est à destination du refroidissement de l’habitacle et/ou de la batterie BR.
On notera que, comme le sait bien l’homme du métier, pour une même puissance électrique, plus la tension est élevée moins l’intensité est grande, cette intensité faible permettant de limiter les pertes d’énergies par effet joule. C’est la raison pour laquelle les moyens consommant de fortes puissances, comme le moyen électrique de conditionnement thermique MEC et/ou la machine motrice électrique MM sont avantageusement alimentées en puissance par la tension la plus élevée entre la tension de la batterie BR et la tension fournie (ou générée) par le module d’alimentation MA. On notera que la machine motrice électrique MM comprend par exemple un onduleur (non représenté) alors que le moyen électrique de conditionnement thermique MEC ne comprend pas de convertisseur de courant pour son alimentation en puissance, ce qui permet là encore de limiter les pertes de courant par effet joule.
Ainsi le module d’alimentation et/ou de recharge MA de la batterie BR, alimenté par la prise électrique P2 d’une part, est configuré pour alimenter la batterie de traction BR et ce moyen électrique de conditionnement thermique MEC d’autre part.
Par exemple ce moyen électrique de conditionnement thermique MEC, la batterie de traction électrique BR, et la sortie en tension du module d’alimentation MA, sont couplés entre eux selon une connexion électrique en parallèle formant une première voie de puissance de la batterie BR.
Si (non illustré) cette première voie de puissance de la batterie BR permet, lorsque le module d’alimentation MA est à l’arrêt, d’alimenter :
- le moyen électrique de conditionnement thermique MEC, ainsi que
- le convertisseur de courant CV de type DC/DC et
- la machine motrice électrique MM,
alors cette première voie est unique et bidirectionnelle, et par construction le moyen électrique de conditionnement thermique MEC sera automatiquement alimenté par la batterie BR, si elle est disponible, quand le module d’alimentation MA est à l’arrêt.
En variante, illustrée sur la , si cette première voie de la batterie est unidirectionnelle et donc ne permet que la recharge de la batterie BR et pas la décharge de la batterie BR, alors la batterie BR comprend une deuxième voie alimentant en parallèle :
- le moyen électrique de conditionnement thermique MEC, ainsi que
- le convertisseur de courant CV de type DC/DC et
- la machine motrice électrique MM.
Toujours sur cette variante de la , on remarquera la présence d’un interrupteur K à trois pôles et deux positions, connecté de sorte que :
- dans une première position 1, il connecte, via la deuxième voie, la puissance électrique de la batterie BR au moyen électrique de conditionnement thermique MEC et isole le module d’alimentation MA du moyen électrique de conditionnement thermique MEC, et
- dans une deuxième position 0, il connecte, via la première voie, la puissance électrique du module d’alimentation MA au moyen électrique de conditionnement thermique MEC et isole la deuxième voie de la batterie BR du moyen électrique de conditionnement thermique MEC, et
- optionnellement, une troisième position intermédiaire isolant le moyen électrique de conditionnement thermique MEC de toute puissance électrique.
Cette deuxième voie sera avantageusement bidirectionnelle, de sorte que si la machine motrice électrique MM est réversible, c’est-à-dire fonctionne en moteur ou en générateur de courant, elle puisse recharger la batterie BR.
Le processeur PR et la mémoire MD sont agencés pour commander la position de l’interrupteur K et l’arrêt ou la mise en marche du module d’alimentation MA, tout comme le maintien en fonctionnement du moyen électrique de conditionnement thermique MEC ou la position du moyen de verrouillage VR.
Le processeur PR et la mémoire MD sont agencés pour effectuer les étapes d’un procédé de recharge de la batterie BR par la première prise P1, ou la deuxième prise P2.
Le processeur PR peut, par exemple, être un processeur de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)). Ce processeur PR 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. Ainsi, il peut, par exemple, s’agir d’un microcontrôleur.
La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en œuvre par le processeur PR d’une partie au moins du procédé de contrôle décrit plus loin (et donc de ses fonctionnalités).
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le processeur PR et la mémoire MD font partie du calculateur CA qui fait lui-même partie du module d’alimentation MA et qui est réalisé sous la forme d’une combinaison de circuits ou composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou « software »). Mais dans une variante de réalisation non illustrée le processeur PR et la mémoire MD pourraient faire partie d’un calculateur, éventuellement dédié au contrôle des recharges, et externe au module d’alimentation MA, bien qu’étant couplé à ce dernier (MA) pour l’informer des interruptions de recharge décidées.
On notera également que le processeur PR et la mémoire MD sont par exemple agencés pour effectuer les opérations consistant à déclencher un signalement à un passager du véhicule V de l’interruption de recharge (en courant continu comme en courant alternatif).
On notera également, comme illustré non limitativement sur la , que le calculateur CA peut aussi comprendre, en complément de sa mémoire vive MD et de son processeur PR, une mémoire de masse, notamment pour le stockage de la position du moyen de verrouillage VR et de données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements. Par ailleurs, ce calculateur CA peut aussi comprendre une interface d’entrée IE pour la réception d’au moins les mesures de température pour les utiliser dans des calculs ou traitements, éventuellement après les avoir mises en forme et/ou démodulées et/ou amplifiées, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR’. De plus, ce calculateur CA peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour délivrer ses ordres ou commandes d’interruption de recharge, et/ou ses ordres de commande de verrouillage ou déverrouillage de la prise P1, P2 (au moins pour le module d’alimentation MA).
L’invention peut aussi être considérée sous la forme d’un procédé de contrôle destiné à être mis en œuvre dans le véhicule V décrit ci-avant afin de permettre le contrôle des recharges de sa batterie BR.
Ainsi le processeur PR et la mémoire MD sont préférentiellement agencés pour effectuer les étapes d’un procédé selon l’invention.
Ce procédé selon l’invention est un procédé de contrôle du véhicule comprenant :
- la batterie de traction électrique BR propre à alimenter la machine motrice électrique MM du véhicule V,
- le moyen électrique de conditionnement thermique MEC pour le véhicule V,
- la prise électrique de recharge P2, propre à coopérer avec la fiche électrique du réseau électrique terrestre, cette prise P2 comprenant le moyen de verrouillage de la fiche dans la prise VR,
- le module d’alimentation MA de la batterie BR, alimenté par la prise électrique P2 d’une part, et configuré pour alimenter la batterie de traction BR et le moyen électrique de conditionnement thermique MEC d’autre part.
Ce procédé est tel que :
- si le moyen de verrouillage VR est verrouillé en présence de la fiche, et
- si le moyen électrique de conditionnement thermique MEC est en cours de fonctionnement, et
- si une demande de déconnexion de la fiche est active, alors
le procédé exécute :
- une étape de maintien en fonctionnement du moyen électrique de conditionnement thermique MEC en alimentant le moyen électrique de conditionnement thermique MEC par la batterie BR à la place du module d’alimentation MA, tout en arrêtant le module d’alimentation MA de sorte que le courant circulant dans la prise P2 soit nul , puis
- une étape de déverrouillage de la fiche.
Par exemple, la demande de déconnexion correspond à l’actionnement par un utilisateur d’une commande de déverrouillage de la fiche.
Par exemple, la demande de déconnexion correspondant à l’actionnement par un utilisateur d’une commande de déverrouillage d’un ouvrant du véhicule V, notamment une porte d’accès à l’habitacle pour l’usager.
Ce procédé exécute une étape de verrouillage de la fiche dans la prise P2 si, suite à la demande de déconnexion, la fiche reste en position dans la prise pendant une durée supérieure à un seuil prédéterminé.
Ce seuil prédéterminé est par exemple compris entre 30 secondes et deux minutes, notamment 30 secondes.
Des conditions d’arrêt du moyen électrique de conditionnement thermique MEC sont par exemple indépendantes de la demande de déconnexion.
Par exemple ces conditions d’arrêt du moyen électrique de conditionnement thermique MEC sont uniquement :
- une condition d’atteinte d’une température cible ou
- un état de charge de la batterie BR inférieur à un seuil d’état de charge prédéfini.
Le moyen électrique de conditionnement thermique MEC est par exemple un moyen de conditionnement thermique de la batterie BR pour son refroidissement et/ou son réchauffage.
Ce moyen électrique de conditionnement thermique MEC est par exemple un moyen de climatisation de l’habitacle du véhicule V, notamment le compresseur de climatisation.
Avantageusement, le module d’alimentation MA de la batterie BR est alimenté par la prise électrique P2 délivrant une tension exclusivement alternative.
En effet, comme illustré en figures 1 et 2, le véhicule V comprend deux prises, la première prise P1 délivrant un courant continu au module d’alimentation MA, la deuxième prise P2 délivrant un courant alternatif au module d’alimentation MA. Ce procédé s’applique avantageusement lorsque la fiche est connectée à la deuxième prise P2 car dans ce cas le module d’alimentation MA, et en particulier son calculateur CA, contrôle toute la phase de recharge de la batterie BR, notamment l’arrêt de la recharge, et ce module d’alimentation est par exemple directement connecté à une prise 220V alternatif d’un réseau domestique. A l’inverse, la première prise P1 délivre une puissance supérieure et dans ce cas le module d’alimentation MA est connecté à la borne de recharge comprenant également un calculateur participant au contrôle de la phase de recharge, voire même le module d’alimentation MA est en grande partie shunté, notamment son premier étage de redressage du courant.
Ce véhicule V comprend par exemple un moyen de coupure (non représenté) configuré de sorte que, s’il est activé, il coupe le courant circulant dans la prise P1, P2.
Ce moyen de coupure est par exemple intégré au module d’alimentation MA, c’est-à-dire par exemple le chargeur de la batterie BR. Mais en variante il peut être intégré à la batterie BR même.
On notera que le calculateur CA, le processeur PR, la mémoire MD ainsi que tous les moyens de commande ou de contrôle du véhicule V sont alimentés par le réseau de bord RB. Ce réseau de bord comprend une batterie dite de servitude, de capacité très réduite par rapport à la batterie de traction électrique BR, qui a une tension nominale également très inférieure par exemple 24V voire 12V le plus souvent, et qui doit être rechargée, d’où la présence du convertisseur de courant CV de type DC/DC. Ce procédé ne traite pas de l’alimentation de ces moyens de contrôle, mais uniquement des courants de puissance chargeant ou déchargeant la batterie de traction électrique BR ou alimentant le moyen électrique de conditionnement thermique MEC et donc concerne la basse tension (typiquement 220 V ou 400 V ou encore 600 V voire 800V).
Ainsi, dans tout le texte de ce document, on comprendra, par exemple, par « arrêt du module d’alimentation MA » l’arrêt de l’alimentation en courant de la batterie de traction électrique BR et du moyen électrique de conditionnement thermique MEC par le module d’alimentation MA, de sorte que le courant dans la prise P1, P2 soit nul, et non pas l’arrêt du calculateur CA qui a son alimentation indépendante.
Cet arrêt de l’alimentation en courant est l’arrêt du courant de puissance du module d’alimentation, de sorte que le courant dans la prise P1, P2 soit nul, et est par exemple obtenu par le calculateur CA qui contrôle le module d’alimentation MA, par exemple en activant le moyen de coupure décrit précédemment.
On notera une distinction entre l’arrêt du module d’alimentation MA décrite ci-dessus, et qui vise à obtenir un courant nul dans la prise P2, et une phase d’arrêt de la recharge de la batterie de traction électrique BR : La phase d’arrêt de la recharge de la batterie de traction électrique BR est par exemple obtenue simplement en baissant la tension de sortie du module d’alimentation MA d’une tension de recharge de la batterie à une tension nominale de la batterie de traction électrique BR. Dans ce cas le module d’alimentation MA continue d’alimenter le moyen électrique de conditionnement thermique MEC avec la tension nominale, alors que le courant de recharge dans la batterie de traction électrique BR est nul. Cependant, dans ce cas le courant circulant dans la prise P2 n’est pas nul puisque le module d’alimentation MA alimente toujours le moyen électrique de conditionnement thermique MEC alors que pour retirer la fiche de la prise P2, ce courant doit être nul. C’est pourquoi le procédé arrête le module d’alimentation MA.
Cependant ce moyen de coupure n’est pas obligatoire, et l’arrêt du module d’alimentation MA peut être obtenu différemment. Par exemple en utilisant l’architecture du véhicule V de la , on peut obtenir un courant nul dans la prise P1, P2 si le calculateur CA contrôle le module d’alimentation MA de sorte à générer la tension nominale, et donc un courant de recharge nul, et contrôle l’interrupteur K en le positionnant dans sa première position 1 ou sa troisième position intermédiaire. Cependant, l’utilisation du moyen de coupure est plus optimale car l’obtention du courant nul dans la prise P1, P2 n’est pas dépendante d’une régulation en tension du module d’alimentation MA qui peut être défaillante, en particulier au moment même où la fiche est retirée de la prise P2.
On notera en outre que pour la mise en œuvre du procédé, il n’est pas nécessaire que la phase de recharge de la batterie BR soit en cours, c’est-à-dire qu’un courant de recharge circule dans la batterie BR suite à la génération de la tension de recharge par le module d’alimentation. En effet, nous avons déjà cité deux exemples d’application pour le moyen électrique de conditionnement thermique MEC :
- moyen de conditionnement thermique de l’habitacle,
- moyen de conditionnement thermique de la batterie de traction électrique BR.
Or le moyen électrique de conditionnement thermique MEC de la batterie BR peut être activé en préparation à cette phase de recharge qui est par exemple une phase de recharge planifiée, en refroidissant d’avantage la batterie de traction électrique BR en anticipation de son réchauffement dû à la phase de recharge ou au contraire en réchauffant la batterie de traction électrique BR si la température environnante est froide, par exemple inférieure à 5°c, mais peut-être activée également après la phase de recharge pour continuer à refroidir la batterie de traction électrique BR en préparation à un roulage immédiat ou proche du véhicule, ou au contraire pour réchauffer la batterie de traction électrique BR juste avant un roulage planifié éloigné de la dernière phase de recharge et la batterie étant dans à une température trop froide pour avoir un bon rendement.
De même, l’activation du moyen électrique de conditionnement thermique MEC de l’habitacle peut être activé sur demande de l’usager, de façon anticipée par rapport à un roulage planifié, indépendamment de la phase de recharge.

Claims (10)

  1. procédé de contrôle d’un véhicule (V) comprenant :
    - une batterie de traction électrique (BR) propre à alimenter une machine motrice électrique (MM) du véhicule (V),
    - un moyen électrique de conditionnement thermique (MEC) pour le véhicule (V),
    - une prise électrique de recharge (P2), propre à coopérer avec une fiche électrique d’un réseau électrique terrestre, cette prise (P2) comprenant un moyen de verrouillage de la fiche dans la prise (VR),
    - un module d’alimentation (MA) de la batterie (BR), alimenté par la prise électrique (P2) d’une part, et configuré pour alimenter la batterie de traction (BR) et le moyen électrique de conditionnement thermique (MEC) d’autre part,
    caractérisé en ce que:
    - si le moyen de verrouillage (VR) est verrouillé en présence de la fiche, et
    - si le moyen électrique de conditionnement thermique (MEC) est en cours de fonctionnement, et
    - si une demande de déconnexion de la fiche est active, alors
    le procédé exécute :
    - une étape de maintien en fonctionnement du moyen électrique de conditionnement thermique (MEC) en alimentant le moyen électrique de conditionnement thermique (MEC) par la batterie (BR) à la place du module d’alimentation (MA), tout en arrêtant le module d’alimentation (MA) de sorte que le courant circulant dans la prise (P2) soit nul , puis
    - une étape de déverrouillage de la fiche.
  2. Procédé selon la revendication 1, la demande de déconnexion correspondant à l’actionnement par un utilisateur d’une commande de déverrouillage de la fiche.
  3. Procédé selon la revendication 1, la demande de déconnexion correspondant à l’actionnement par un utilisateur d’une commande de déverrouillage d’un ouvrant du véhicule.
  4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, le procédé exécutant une étape de verrouillage de la fiche dans la prise (P2) si, suite à la demande de déconnexion, la fiche reste en position dans la prise pendant une durée supérieure à un seuil prédéterminé.
  5. Procédé selon la revendication 4, ce seuil prédéterminé étant compris entre 30 secondes et deux minutes, notamment 30 secondes.
  6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, des conditions d’arrêt du moyen électrique de conditionnement thermique (MEC) étant indépendantes de la demande de déconnexion.
  7. Procédé selon la revendication 6, des conditions d’arrêt du moyen électrique de conditionnement thermique (MEC) étant uniquement :
    - une condition d’atteinte d’une température cible ou
    - un état de charge de la batterie (BR) inférieur à un seuil d’état de charge prédéfini.
  8. Procédé selon la revendication 7, le moyen électrique de conditionnement thermique (MEC) étant un moyen de conditionnement thermique de la batterie (BR) pour son refroidissement et/ou son réchauffage.
  9. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, le moyen électrique de conditionnement thermique (MEC) étant un moyen de climatisation d’un habitacle du véhicule (V).
  10. Procédé selon l’une des revendications précédentes, le module d’alimentation (MA) de la batterie (BR) étant alimenté par la prise électrique (P2) délivrant une tension exclusivement alternative.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2489988A (en) * 2011-04-15 2012-10-17 Nissan Motor Mfg Uk Ltd Improvements in electrical connections
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