FR3136202A1 - MONITORING OVERVOLTAGES AT THE TERMINALS OF AN ELECTRIC MOTOR MACHINE OF A VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Un procédé de surveillance est mis en œuvre dans un véhicule comprenant une batterie principale rechargeable, ayant une tension maximale à ses bornes et couplée de façon contrôlée, via un réseau d’alimentation pouvant faire l’objet d’une décharge active de courant, à une machine motrice électrique ayant une tension mesurable à ses bornes. Ce procédé comprend une étape (10-40) dans laquelle, lorsque la tension mesurée est supérieure à un premier seuil choisi et supérieur à la tension maximale, on découple la batterie principale du réseau d’alimentation, puis on réalise la décharge active. Figure 3A monitoring method is implemented in a vehicle comprising a rechargeable main battery, having a maximum voltage at its terminals and coupled in a controlled manner, via a power supply network capable of being the subject of an active current discharge, to an electric motive machine having a measurable voltage at its terminals. This method comprises a step (10-40) in which, when the measured voltage is greater than a first chosen threshold and greater than the maximum voltage, the main battery is decoupled from the power supply network, then active discharge is carried out. Figure 3
Description
L’invention concerne les véhicules comprenant une batterie principale rechargeable et couplée de façon contrôlée, via un réseau d’alimentation, à une machine motrice électrique, et plus précisément la surveillance d’une telle machine motrice électrique.The invention relates to vehicles comprising a rechargeable main battery and coupled in a controlled manner, via a power supply network, to an electric motive machine, and more precisely the monitoring of such an electric motive machine.
Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent une batterie principale (ou de traction) rechargeable et couplée de façon contrôlée, via un réseau d’alimentation (parfois dit « haute tension »), à une machine motrice électrique faisant partie d’un groupe motopropulseur (ou GMP).Certain vehicles, possibly of the automobile type, include a main (or traction) battery that is rechargeable and coupled in a controlled manner, via a power supply network (sometimes called "high voltage"), to an electric motor machine forming part of a group powertrain (or GMP).
On entend ici par « batterie principale (ou de traction) » une batterie chargée d’alimenter en courant électrique via un réseau d’alimentation une machine motrice électrique faisant partie du GMP de son véhicule et un convertisseur chargé, notamment, d’alimenter en courant électrique au moins un réseau de bord de son véhicule.Here we mean "main (or traction) battery" a battery responsible for supplying electric current via a supply network to an electric motive machine forming part of the GMP of its vehicle and a converter responsible, in particular, for supplying electric current to at least one on-board network of his vehicle.
Par ailleurs, on entend ici par « réseau de bord » un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) qui consomment de l’énergie électrique.Furthermore, the term “on-board network” is understood here as an electrical supply network to which electrical (or electronic) equipment (or components) which consume electrical energy are coupled.
Dans les véhicules précités, une surtension peut survenir aux bornes de la machine motrice électrique, alors même que cette dernière n’est pas dimensionnée à cet effet.In the aforementioned vehicles, an overvoltage may occur at the terminals of the electric motor, even though the latter is not designed for this purpose.
Actuellement, lorsqu’une telle surtension est détectée, le conducteur du véhicule est informé d’un défaut électrique et d’une perte de couple au niveau de la machine motrice électrique. Mais cela peut souvent s’avérer insuffisant, car cette surtension peut résulter d’une défaillance d’un composant résistif de la machine motrice électrique et/ou d’une défaillance du réseau d’alimentation auquel est couplée la batterie principale et/ou d’une défaillance de la batterie principale (et en particulier du circuit d’isolement associé (lequel comprend notamment des contacteurs pouvant créer des sur-courants lors de leur fermeture)).Currently, when such an overvoltage is detected, the vehicle driver is informed of an electrical fault and a loss of torque at the electric motor. But this can often prove insufficient, because this overvoltage can result from a failure of a resistive component of the electric motor machine and/or a failure of the power supply network to which the main battery is coupled and/or a failure of the main battery (and in particular of the associated isolation circuit (which notably includes contactors which can create overcurrents when they close)).
En effet, la tension aux bornes de la machine motrice électrique étant égale au produit de la résistance de cette machine motrice électrique et/ou du réseau d’alimentation par le courant fourni à cette machine motrice électrique, lorsque la tension augmente cela résulte d’une augmentation de la résistance et/ou du courant fourni.Indeed, the voltage at the terminals of the electric motor machine being equal to the product of the resistance of this electric motor machine and/or of the power supply network by the current supplied to this electric motor machine, when the voltage increases this results from an increase in resistance and/or current supplied.
L’augmentation de la résistance de la machine motrice électrique peut provoquer une surchauffe d’au moins un composant électrique de la machine motrice électrique, ce qui peut endommager la machine motrice électrique et/ou induire un incendie dans le véhicule.Increasing the resistance of the electric drive machine may cause overheating of at least one electrical component of the electric drive machine, which may damage the electric drive machine and/or cause a fire in the vehicle.
L’augmentation de la résistance du réseau d’alimentation est non détectée actuellement, alors qu’elle peut endommager le réseau d’alimentation et/ou induire un incendie dans le véhicule et/ou provoquer une électrocution d’un passager du véhicule et/ou d’une personne située à l’extérieur du véhicule et touchant ce dernier.The increase in the resistance of the power supply network is currently undetected, although it can damage the power supply network and/or induce a fire in the vehicle and/or cause electrocution of a passenger in the vehicle and/or or a person located outside the vehicle and touching it.
L’augmentation du courant fourni résulte généralement d’un dysfonctionnement de la batterie principale (et notamment du circuit d’isolement associé) et/ou de la machine motrice électrique, qui peut endommager ces dernières et/ou induire un incendie dans le véhicule et/ou provoquer une électrocution d’un passager du véhicule et/ou d’une personne située à l’extérieur du véhicule et touchant ce dernier. Or, un tel dysfonctionnement peut ne pas être détecté par le calculateur qui contrôle le fonctionnement de la batterie principale, et donc il ne peut pas être signalé au calculateur qui supervise le fonctionnement du GMP.The increase in the current supplied generally results from a malfunction of the main battery (and in particular the associated isolation circuit) and/or the electric motor, which can damage the latter and/or cause a fire in the vehicle and /or cause electrocution of a passenger in the vehicle and/or a person located outside the vehicle and touching it. However, such a malfunction may not be detected by the computer which controls the operation of the main battery, and therefore it cannot be reported to the computer which supervises the operation of the GMP.
Dans tous les cas, signaler au conducteur un défaut électrique et une perte de couple ne va pas faire cesser la surtension. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.In all cases, notifying the driver of an electrical fault and a loss of torque will not stop the overvoltage. The invention therefore aims in particular to improve the situation.
Elle propose notamment à cet effet un procédé de surveillance destiné à être mis en œuvre dans un véhicule comprenant une batterie principale rechargeable, ayant une tension maximale à ses bornes et couplée de façon contrôlée, via un réseau d’alimentation pouvant faire l’objet d’une décharge active de courant, à une machine motrice électrique ayant une tension mesurable à ses bornes.It proposes in particular for this purpose a monitoring method intended to be implemented in a vehicle comprising a main rechargeable battery, having a maximum voltage at its terminals and coupled in a controlled manner, via a power supply network which can be subject to 'an active discharge of current, to an electric motor machine having a measurable voltage at its terminals.
Ce procédé de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle, lorsque cette tension mesurée est supérieure à un premier seuil choisi et supérieur à cette tension maximale, on découple la batterie principale du réseau d’alimentation, puis on réalise cette décharge active.This monitoring method is characterized by the fact that it comprises a step in which, when this measured voltage is greater than a first chosen threshold and greater than this maximum voltage, the main battery is decoupled from the power supply network, then we carry out this active discharge.
Grâce à l’invention, on met fin à la surtension aux bornes de la machine motrice électrique, permettant ainsi d’éviter un endommagement de cette machine motrice électrique et/ou d’équipement(s) électrique(s) couplé(s) au réseau d’alimentation, et on décharge activement le réseau d’alimentation de son courant, permettant ainsi d’éviter que les passagers du véhicule et/ou des personnes situées à l’extérieur du véhicule courent un risque.Thanks to the invention, the overvoltage at the terminals of the electric motor machine is put an end to, thus making it possible to avoid damage to this electric motor machine and/or electrical equipment(s) coupled to the power network, and the power network is actively discharged of its current, thus preventing the passengers of the vehicle and/or people located outside the vehicle from running a risk.
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, on peut découpler la batterie principale du réseau d’alimentation et on peut réaliser la décharge active lorsque la tension mesurée est supérieure au premier seuil pendant une durée qui est supérieure à un deuxième seuil choisi ;- in its step, the main battery can be decoupled from the power supply network and active discharge can be carried out when the measured voltage is greater than the first threshold for a duration which is greater than a second chosen threshold;
- en présence de la première option, dans son étape le deuxième seuil peut être compris entre 5 ms et 50 ms ;- in the presence of the first option, in its step the second threshold can be between 5 ms and 50 ms;
- dans son étape, en présence d’une tension maximale égale à 450 V, le premier seuil peut être compris entre 460 V et 500 V ;- in its stage, in the presence of a maximum voltage equal to 450 V, the first threshold can be between 460 V and 500 V;
- dans son étape, en cas de découplage de la batterie principale du réseau d’alimentation, on peut réaliser la décharge active et aussi effectuer dans le véhicule au moins une action complémentaire choisie parmi une génération d’une alerte d’un usager du véhicule requérant un arrêt de ce dernier et un besoin de faire vérifier le véhicule, un enregistrement d’au moins un code défaut représentatif d’un problème de surtension aux bornes de la machine motrice électrique, un refroidissement de la machine motrice électrique, et une interdiction de récupération d’une énergie de freinage par la machine motrice électrique ;- in its stage, in the event of decoupling of the main battery from the power network, active discharge can be carried out and also carried out in the vehicle at least one complementary action chosen from generating an alert from a user of the vehicle requiring a stop of the latter and a need to have the vehicle checked, a recording of at least one fault code representative of an overvoltage problem at the terminals of the electric motor machine, a cooling of the electric motor machine, and a prohibition recovery of braking energy by the electric driving machine;
- dans son étape, on peut ré-autoriser le couplage de la batterie principale au réseau d’alimentation après un réveil du véhicule postérieur à un endormissement en présence d’un découplage de la batterie principale du réseau d’alimentation, sous réserve que la tension mesurée soit inférieure à un troisième seuil choisi pendant une durée supérieure à un quatrième seuil choisi ;- in its step, the coupling of the main battery to the power network can be re-authorized after waking up the vehicle after falling asleep in the presence of decoupling of the main battery from the power network, provided that the measured voltage is lower than a third chosen threshold for a duration greater than a fourth chosen threshold;
- en présence de la dernière option, dans son étape le troisième seuil peut être égal au premier seuil.- in the presence of the last option, in its step the third threshold can be equal to the first threshold.
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 une tension mesurée aux bornes d’une machine motrice électrique équipant un véhicule comprenant une batterie principale rechargeable, ayant une tension maximale à ses bornes et couplée de façon contrôlée, via un réseau d’alimentation pouvant faire l’objet d’une décharge active de courant, à cette machine motrice électrique.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 voltage measured at the terminals of an electric driving machine fitted to a vehicle comprising a rechargeable main battery, having a maximum voltage at its terminals and coupled in a controlled manner, via a power supply network which can be subject to an active discharge of current, to this electric motor machine.
L’invention propose également un dispositif de surveillance destiné à équiper un véhicule comprenant une batterie principale rechargeable, ayant une tension maximale à ses bornes et couplée de façon contrôlée, via un réseau d’alimentation pouvant faire l’objet d’une décharge active de courant, à une machine motrice électrique ayant une tension mesurable à ses bornes.The invention also proposes a monitoring device intended to equip a vehicle comprising a rechargeable main battery, having a maximum voltage at its terminals and coupled in a controlled manner, via a power supply network capable of being the subject of an active discharge of current, to an electric motor machine having a measurable voltage at its terminals.
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 cette tension mesurée est supérieure à un premier seuil choisi et supérieur à cette tension maximale, à déclencher un découplage de la batterie principale du réseau d’alimentation, puis à déclencher cette décharge active.This monitoring device is characterized by the fact that it comprises at least one processor and at least one memory arranged to carry out the operations consisting, when this measured voltage is greater than a first chosen threshold and greater than this maximum voltage, in triggering a decoupling the main battery from the power supply network, then triggering this active discharge.
L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant :The invention also proposes a vehicle, possibly of the automobile type, and comprising:
- une batterie principale rechargeable, ayant une tension maximale à ses bornes et couplée de façon contrôlée, via un réseau d’alimentation pouvant faire l’objet d’une décharge active de courant, à une machine motrice électrique ayant une tension mesurable à ses bornes, et- a main rechargeable battery, having a maximum voltage at its terminals and coupled in a controlled manner, via a power supply network capable of being the subject of an active current discharge, to an electric motor machine having a measurable voltage at its terminals , And
- un dispositif de surveillance du type de celui présenté ci-avant.- a monitoring device of the type presented above.
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 de la tension um mesurée aux bornes d’une machine motrice électrique MME d’un véhicule V qui comprend également une batterie principale (ou de traction) BP rechargeable et couplée de façon contrôlée, via un réseau d’alimentation RA (parfois dit « haute tension »), à cette machine motrice électrique MME, afin de détecter d’éventuelles surtensions.The invention aims in particular to propose a monitoring method, and an associated monitoring device DS, intended to allow monitoring of the voltage um measured at the terminals of an electric motor machine MME of a vehicle V which also comprises a main (or traction) battery BP rechargeable and coupled in a controlled manner, via a power supply network RA (sometimes called "high voltage"), to this electric motor machine MME, in order to detect possible overvoltages.
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
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V 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 vehicle V comprises a powertrain (or GMP) of all-electric type (and therefore whose traction is ensured exclusively by at least one electric driving machine MRS). 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 très basse tension auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) qui consomment de l’énergie électrique.The RB on-board network is a very low voltage electrical supply network to which electrical (or electronic) equipment (or components) which consume electrical energy are coupled.
La batterie de servitude BS est chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord RB, en complément, ici, de celle fournie par le convertisseur CV alimenté par la batterie principale BP via le réseau d’alimentation RA, et parfois à la place, ici, de ce convertisseur CV. 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 (de courant) 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 utility battery BS is responsible for supplying electrical energy to the on-board network RB, in addition, here, to that supplied by the CV converter powered by the main battery BP via the power network RA, and sometimes to the place, here, this CV converter. 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 via the CV (current) 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 du couple pour déplacer le véhicule V lorsqu’elle est alimentée en énergie électrique (ici) par la batterie principale BP, ainsi qu’éventuellement à récupérer du couple dans un freinage récupératif.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 torque to move the vehicle V when it is supplied with electrical energy (here) by the main battery BP, as well as possibly to recover torque in regenerative braking.
Le fonctionnement du GMP est supervisé par un calculateur de supervision CS.The operation of the GMP is supervised by a CS supervision computer.
La machine motrice électrique MME est ici couplée, de façon contrôlée et via le réseau d’alimentation RA, à la batterie principale BP, afin d’être alimentée en énergie électrique, ainsi qu’éventuellement d’alimenter cette batterie principale BP en énergie électrique, notamment lors d’un freinage récupératif. Le fonctionnement de la machine motrice électrique MME est contrôlé par un calculateur de machine CM.The electric driving machine MME is here coupled, in a controlled manner and via the power supply network RA, to the main battery BP, in order to be supplied with electrical energy, as well as possibly to supply this main battery BP with electrical energy , particularly during regenerative braking. The operation of the MME electric driving machine is controlled by a CM machine computer.
Cette machine motrice électrique MME a une tension à ses bornes um qui est mesurable, par exemple au moyen d’un capteur de tension.This electric motor machine MME has a voltage at its terminals um which is measurable, for example by means of a voltage sensor.
Par ailleurs, la machine motrice électrique MME est couplée à l’arbre moteur AM, pour lui fournir du couple par entraînement 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 DF.Furthermore, the electric driving machine MME is coupled to the motor shaft AM, to provide it with torque by rotational drive. 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 DF.
Ce premier train T1 est ici situé dans la partie avant PVV du véhicule V. 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 V.This first train T1 is here located in the front part PVV of the vehicle V. 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 V.
Le convertisseur CV est couplé, de façon contrôlée et via le réseau d’alimentation RA, à la batterie principale BP. Il est aussi chargé, ici, pendant les phases de roulage du véhicule V, de convertir une partie du courant électrique stocké dans la batterie principale BP pour alimenter en courant électrique converti le réseau de bord RB et la batterie de servitude BS (pour la recharger).The CV converter is coupled, in a controlled manner and via the RA power supply network, to the main battery BP. It is also responsible, here, during the driving phases of the vehicle V, of converting part of the electric current stored in the main battery BP to supply the on-board network RB and the service battery BS with converted electric current (to recharge it). ).
On notera, comme illustré non limitativement sur la
La batterie principale (ou de traction) BP a une tension maximale ubmax à ses bornes correspondant, par exemple, à un niveau de charge maximal. Par exemple, cette tension maximale ubmax peut être égale à 450 V.The main (or traction) battery BP has a maximum voltage ubmax at its terminals corresponding, for example, to a maximum charge level. For example, this maximum voltage ubmax can be equal to 450 V.
Cette batterie principale (ou de traction) BP peut, par exemple, comprendre des cellules de stockage d’énergie électrique, éventuellement électrochimiques (par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd). 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.This main (or traction) BP battery can, for example, include electrical energy storage cells, possibly electrochemical (for example of the lithium-ion (or Li-ion) or Ni-Mh or Ni-Cd type). 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.
On notera également que la batterie principale BP est associée à un boîtier de batterie BB qui comprend notamment un calculateur de batterie CB, un dispositif d’isolement DI, et des moyens de mesure de tension/courant (non illustrés). 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 a battery calculator CB, an isolation device DI, and voltage/current measuring means (not shown). This main battery BP and its battery box BB constitute a battery pack.
Le dispositif d’isolement DI est agencé de manière à isoler en cas de besoin la batterie principale BP du convertisseur CV et/ou de la machine motrice électrique MME et/ou du connecteur de recharge CN permettant de recharger la batterie principale BP lorsqu’un câble d’alimentation (couplé à une source d’alimentation externe) est connecté à lui. Par exemple, ce dispositif d’isolement DI peut comprendre des contacteurs (ou interrupteurs), éventuellement à base de MOSFET(s) et pouvant prendre chacun un état ouvert (ou non passant) et un état fermé (ou passant). Il est donc intercalé entre la batterie principale BP et la partie du réseau d’alimentation RA qui est connectée au convertisseur CV, entre la batterie principale BP et la partie du réseau d’alimentation RA qui est connectée à la machine motrice électrique MME, et entre le connecteur de recharge CN et la partie du réseau d’alimentation RA qui est connectée à la batterie principale BP (lorsqu’une recharge en mode 4 est possible).The isolation device DI is arranged so as to isolate, if necessary, the main battery BP from the CV converter and/or from the electric driving machine MME and/or from the charging connector CN making it possible to recharge the main battery BP when a Power cable (coupled to an external power source) is connected to it. For example, this DI isolation device may include contactors (or switches), possibly based on MOSFET(s) and each capable of taking an open (or non-conducting) state and a closed (or conducting) state. It is therefore inserted between the main battery BP and the part of the power supply network RA which is connected to the CV converter, between the main battery BP and the part of the power supply network RA which is connected to the electric motor machine MME, and between the CN charging connector and the part of the RA power supply network which is connected to the main battery BP (when mode 4 charging is possible).
C’est de préférence le calculateur de supervision CS qui décide de l’ouverture ou de la fermeture de contacteurs (ou interrupteurs) choisis du dispositif d’isolement DI.It is preferably the CS supervision computer which decides on the opening or closing of selected contactors (or switches) of the DI isolation device.
On notera également que le réseau d’alimentation RA peut faire l’objet d’une décharge active de courant une fois qu’il a été découplé de la batterie principale BP par action sur au moins un contacteur (ou interrupteur) choisi du dispositif d’isolement DI, et donc une fois que la batterie principale BP ne peut plus fournir du courant au réseau d’alimentation RA. Cette décharge active est destinée à consommer tout le courant qui a été fourni au réseau d’alimentation RA par la batterie principale BP avant le découplage, mais qui n’a pas encore été consommé. Par exemple, cette consommation peut se faire par une transformation en chaleur du courant qui est encore présent dans le réseau d’alimentation RA au moyen d’au moins une résistance dédiée à cet effet. Une telle résistance peut faire partie du chargeur CH ou de (l’électronique de) la machine motrice électrique MME.It will also be noted that the power supply network RA can be the subject of an active current discharge once it has been decoupled from the main battery BP by action on at least one contactor (or switch) chosen from the device d DI isolation, and therefore once the main battery BP can no longer supply current to the RA power supply network. This active discharge is intended to consume all the current which was supplied to the power supply network RA by the main battery BP before decoupling, but which has not yet been consumed. For example, this consumption can be done by transforming the current which is still present in the RA power network into heat by means of at least one resistor dedicated for this purpose. Such a resistor can be part of the CH charger or (the electronics of) the MME electric motor machine.
On notera également 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 de la tension um mesurée aux bornes de la machine motrice électrique MME, afin de détecter d’éventuelles surtensions.As mentioned above, the invention notably proposes a monitoring method intended to allow monitoring of the voltage um measured at the terminals of the electric motor machine MME, in order to detect possible overvoltages.
Ce procédé (de surveillance) peut être mis en œuvre au moins partiellement par le dispositif de surveillance DS (illustré au moins partiellement 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 at least partially in Figures 1 and 2) which comprises for this purpose at least one processor PR1, for example a digital signal (or 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 au moins partiellement (PR1 et MD) du calculateur de supervision (du GMP) CS. 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 supervision CS, ou bien pourrait faire partie d’un autre calculateur embarqué, comme par exemple le calculateur de machine CM ou le calculateur de batterie CB.In the example illustrated non-limitingly in Figures 1 and 2, the monitoring device DS is at least partially part (PR1 and MD) of the supervision computer (of the GMP) CS. But this is not obligatory. Indeed, the DS monitoring device could include its own dedicated computer, which is then coupled to the CS supervision computer, or could be part of another on-board computer, such as for example the CM machine computer or the battery computer. CB.
Comme illustré non limitativement sur la
L’étape 10-40 du procédé comprend une sous-étape 20 dans laquelle, lorsque la tension mesurée um est supérieure à un premier seuil s1 qui est choisi et supérieur à la tension maximale ubmax, on découple (le dispositif de surveillance DS déclenche le découplage de) la batterie principale BP du réseau d’alimentation RA. Cela revient à isoler totalement la batterie principale BP du réseau d’alimentation RA.Step 10-40 of the method comprises a sub-step 20 in which, when the measured voltage um is greater than a first threshold s1 which is chosen and greater than the maximum voltage ubmax, we decouple (the monitoring device DS triggers the decoupling of) the main battery BP from the power supply network RA. This amounts to completely isolating the main battery BP from the RA power supply network.
L’étape 10-40 du procédé comprend ensuite une sous-étape 30 dans laquelle on réalise (le dispositif de surveillance DS déclenche la réalisation de) la décharge active du réseau d’alimentation RA. Il est indispensable de réaliser cette décharge active du réseau d’alimentation RA une fois que ce dernier (RA) a été découplé de la batterie principale BP par action sur le dispositif d’isolement DI.Step 10-40 of the method then comprises a sub-step 30 in which the active discharge of the power supply network RA is carried out (the monitoring device DS triggers the realization of). It is essential to carry out this active discharge of the RA power supply network once the latter (RA) has been decoupled from the main battery BP by action on the isolation device DI.
Le découplage de la batterie principale BP du réseau d’alimentation RA permet avantageusement de mettre fin à la surtension aux bornes de la machine motrice électrique MME, ce qui permet d’éviter un endommagement de cette machine motrice électrique MME et/ou d’équipement(s) électrique(s) couplé(s) au réseau d’alimentation RA (notamment le convertisseur CV). La décharge active du réseau d’alimentation RA permet avantageusement de vider ce dernier (RA) du courant qu’il contenait avant le découplage, et donc permet que les passagers du véhicule V et/ou des personnes situées à l’extérieur du véhicule V courent un risque d’électrocution.Decoupling the main battery BP from the power supply network RA advantageously makes it possible to put an end to the overvoltage at the terminals of the electric motive machine MME, which makes it possible to avoid damage to this electric motive machine MME and/or equipment. electrical (s) coupled to the RA power supply network (in particular the CV converter). The active discharge of the power supply network RA advantageously makes it possible to empty the latter (RA) of the current it contained before decoupling, and therefore allows the passengers of the vehicle V and/or people located outside the vehicle V are at risk of electrocution.
On notera qu’en présence d’une tension maximale ubmax égale à 450 V le premier seuil s1 peut, par exemple, être compris entre 460 V et 500 V. A titre d’exemple illustratif, le premier seuil s1 peut être égal à 470 V. Mais d’autres valeurs de premier seuil s1 peuvent être utilisées. Par exemple, le premier seuil s1 peut être choisi pendant la phase de mise au point du véhicule V.Note that in the presence of a maximum voltage ubmax equal to 450 V the first threshold s1 can, for example, be between 460 V and 500 V. As an illustrative example, the first threshold s1 can be equal to 470 V. But other values of first threshold s1 can be used. For example, the first threshold s1 can be chosen during the development phase of the vehicle V.
On notera également que le calculateur de supervision CS empêche le calculateur de batterie CB, à la demande du dispositif de surveillance DS, de refermer, de sa propre initiative du fait qu’il n’est pas au courant de la surtension détectée, chaque contacteur (ou interrupteur) ayant été ouvert dans le dispositif d’isolement DI pour isoler la batterie principale BP du réseau d’alimentation RA.It should also be noted that the supervision computer CS prevents the battery computer CB, at the request of the monitoring device DS, from closing, on its own initiative due to the fact that it is not aware of the detected overvoltage, each contactor (or switch) having been opened in the isolation device DI to isolate the main battery BP from the power supply network RA.
On notera également que le calculateur de supervision CS ordonne au calculateur de recharge du chargeur CH et/ou au calculateur de batterie CB, à la demande du dispositif de surveillance DS, de réaliser la décharge active.It should also be noted that the supervision computer CS orders the recharge computer of the charger CH and/or the battery computer CB, at the request of the monitoring device DS, to carry out active discharge.
Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur la
On notera que dans la sous-étape 20 de l’étape 10-40 on (le dispositif de surveillance DS) peut découpler (déclencher le découplage de) la batterie principale BP du réseau d’alimentation RA lorsque les tensions um mesurées successivement sont toutes supérieures au premier seuil s1 pendant une durée qui est supérieure à un deuxième seuil s2 choisi. Cette option permet d’éviter de prendre en compte une unique tension mesurée um erronée ou ponctuellement anormale (par rapport aux autres tensions um mesurées juste avant ou juste après) qui provoquerait la réalisation immédiate d’actions principales (à savoir le découplage de la batterie principale BP du réseau d’alimentation RA et la décharge active du réseau d’alimentation RA).Note that in substep 20 of step 10-40 we (the monitoring device DS) can decouple (trigger the decoupling of) the main battery BP from the power supply network RA when the voltages um measured successively are all greater than the first threshold s1 for a duration which is greater than a second chosen threshold s2. This option makes it possible to avoid taking into account a single erroneous or occasionally abnormal measured voltage um (compared to the other voltages measured just before or just after) which would cause the immediate performance of main actions (i.e. decoupling of the battery main BP of the RA supply network and the active discharge of the RA supply network).
Par exemple, le deuxième seuil s2 peut être compris entre 5 ms et 50 ms. A titre d’exemple illustratif, le deuxième seuil s2 peut être égal à 10 ms. Mais d’autres valeurs de deuxième seuil s2 peuvent être utilisées. Par exemple, le deuxième seuil s2 peut être choisi pendant la phase de mise au point du véhicule V.For example, the second threshold s2 can be between 5 ms and 50 ms. As an illustrative example, the second threshold s2 can be equal to 10 ms. But other values of second threshold s2 can be used. For example, the second threshold s2 can be chosen during the development phase of the vehicle V.
Afin de déterminer la durée d’un problème de surtension aux bornes de la machine motrice électrique MME, on (le calculateur de machine CM) peut déclencher dans la sous-étape 10 une première temporisation égale à la durée du deuxième seuil s2 dès que la tension mesurée um devient supérieure au premier seuil s1 pour une première fois. Lorsque cette durée du deuxième seuil s2 expire (et que l’on a toujours um > s1), on (le calculateur de machine CM) peut informer le dispositif de surveillance DS, et ce dernier (DS) décide dans la sous-étape 20 de découpler la batterie principale BP du réseau d’alimentation RA (puis dans la sous-étape 30 d’au moins réaliser la décharge active du réseau d’alimentation RA).In order to determine the duration of an overvoltage problem at the terminals of the electric motor machine MME, we (the machine computer CM) can trigger in substep 10 a first time delay equal to the duration of the second threshold s2 as soon as the measured voltage um becomes greater than the first threshold s1 for the first time. When this duration of the second threshold s2 expires (and we still have um > s1), we (the machine computer CM) can inform the monitoring device DS, and the latter (DS) decides in substep 20 to decouple the main battery BP from the power network RA (then in substep 30 to at least carry out active discharge of the power network RA).
On notera également que dans la sous-étape 30 de l’étape 10-40, après que la batterie principale BP ait été découplée du réseau d’alimentation RA dans la sous-étape 20 et lorsque la décharge active du réseau d’alimentation RA a été décidée, on peut aussi effectuer dans le véhicule V au moins une action complémentaire qui est choisie parmi :It will also be noted that in sub-step 30 of step 10-40, after the main battery BP has been decoupled from the power network RA in sub-step 20 and when the active discharge of the power network RA has been decided, it is also possible to carry out in the vehicle V at least one complementary action which is chosen from:
- une génération d’une alerte d’un usager (ou passager) du véhicule V requérant un arrêt de ce dernier (V) et le besoin de faire vérifier le véhicule V,- generation of an alert from a user (or passenger) of vehicle V requiring a stop of the latter (V) and the need to have vehicle V checked,
- un enregistrement d’au moins un code défaut représentatif d’un problème de surtension aux bornes de la machine motrice électrique MME,- a recording of at least one fault code representative of an overvoltage problem at the terminals of the MME electric motor machine,
- un refroidissement de la machine motrice électrique MME au moyen d’un circuit de régulation thermique (non illustré) associé à cette dernière (MME), et- cooling of the electric driving machine MME by means of a thermal regulation circuit (not illustrated) associated with the latter (MME), and
- une interdiction de récupération de l’énergie de freinage par la machine motrice électrique MME lorsque le véhicule V est dans une phase de freinage récupératif.- a ban on recovery of braking energy by the MME electric driving machine when vehicle V is in a regenerative braking phase.
De préférence, l’alerte requiert un arrêt en urgence et est contrôlée par le calculateur de supervision CS à la demande du dispositif de surveillance DS. De toute façon, la machine motrice électrique MME ne peut plus fournir de couple, et donc le véhicule V ne peut plus circuler autrement qu’en roue libre lorsque son GMP est tout électrique, ou bien avec son moteur thermique lorsque son GMP est hybride.Preferably, the alert requires an emergency stop and is controlled by the supervision computer CS at the request of the monitoring device DS. In any case, the electric driving machine MME can no longer provide torque, and therefore the vehicle V can no longer travel other than freewheeling when its GMP is all-electric, or with its thermal engine when its GMP is hybrid.
Cette alerte de l’usager du véhicule V peut se faire, par exemple, au moyen d’un voyant allumé (par exemple du tableau de bord) et/ou d’un message affiché sur au moins un écran du véhicule V (par exemple du tableau de bord ou d’un combiné central) ou sur l’écran d’un téléphone intelligent (ou « smartphone ») de l’usager, et/ou diffusé par au moins un haut-parleur du véhicule V ou de ce téléphone intelligent.This alert to the user of the vehicle V can be done, for example, by means of a light on (for example on the dashboard) and/or a message displayed on at least one screen of the vehicle V (for example of the dashboard or a central instrument panel) or on the screen of a smart phone (or “smartphone”) of the user, and/or broadcast by at least one speaker of the vehicle V or this phone clever.
L’enregistrement d’au moins un code défaut représentatif d’un problème de surtension aux bornes de la machine motrice électrique MME est destiné à faciliter la recherche de l’origine d’une telle surtension par un technicien d’un service après-vente, et à permettre à ce technicien de solutionner le problème et d’informer l’usager du véhicule V de l’origine de cette surtension. Par exemple, le calculateur de machine CM peut stocker un premier code défaut, puis peut informer le dispositif de surveillance DS afin qu’il stocke un second code défaut (éventuellement différent du premier code défaut).The recording of at least one fault code representative of an overvoltage problem at the terminals of the MME electric motor machine is intended to facilitate the search for the origin of such an overvoltage by an after-sales service technician. , and to allow this technician to solve the problem and to inform the user of vehicle V of the origin of this overvoltage. For example, the machine computer CM can store a first fault code, then can inform the monitoring device DS so that it stores a second fault code (possibly different from the first fault code).
L’interdiction de récupération de l’énergie de freinage par la machine motrice électrique MME lorsque le véhicule V est dans une phase de freinage récupératif permet d’éviter que la machine motrice électrique MME fournisse du courant au réseau d’alimentation RA au cas où ce dernier (RA) serait défaillant. C’est de préférence, le calculateur de supervision CS qui instaure cette interdiction à la demande du dispositif de surveillance DS.The prohibition of recovery of braking energy by the electric driving machine MME when the vehicle V is in a regenerative braking phase makes it possible to prevent the electric driving machine MME from supplying current to the power supply network RA in the event that the latter (RA) would be faulty. It is preferably the CS supervision computer which establishes this prohibition at the request of the DS monitoring device.
Le refroidissement de la machine motrice électrique MME est destiné à refroidir aussi vite que possible chaque composant électrique qui aurait fait l’objet d’une surchauffe. Il peut, par exemple, se faire par activation de la pompe à eau du circuit de régulation thermique associé à la machine motrice électrique MME. C’est de préférence le calculateur de supervision CS qui instaure ce refroidissement à la demande du dispositif de surveillance DS.The cooling of the MME electric drive machine is intended to cool as quickly as possible each electrical component which may have been overheated. It can, for example, be done by activating the water pump of the thermal regulation circuit associated with the electric driving machine MME. It is preferably the supervision computer CS which establishes this cooling at the request of the monitoring device DS.
On notera également que l’étape 10-40 peut aussi comprendre une sous-étape 40 dans laquelle on (le dispositif de surveillance DS) ré-autorise le couplage de la batterie principale BP au réseau d’alimentation RA après un réveil du véhicule V postérieur à son endormissement en présence d’un découplage de la batterie principale BP du réseau d’alimentation RA, sous réserve que la tension mesurée um soit inférieure à un troisième seuil s3 choisi pendant une durée qui est supérieure à un quatrième seuil s4 choisi.It will also be noted that step 10-40 can also include a sub-step 40 in which (the monitoring device DS) re-authorizes the coupling of the main battery BP to the power network RA after waking up the vehicle V subsequent to its falling asleep in the presence of decoupling of the main battery BP from the power supply network RA, provided that the measured voltage um is less than a third threshold s3 chosen for a duration which is greater than a fourth threshold s4 chosen.
De préférence :Preferably:
- on cesse également de générer une (le dispositif de surveillance DS cesse de déclencher la génération d’une) alerte pour l’usager, lorsque cette action complémentaire est prévue,- we also stop generating an (the DS monitoring device stops triggering the generation of an) alert for the user, when this additional action is planned,
- on cesse également de refroidir (le dispositif de surveillance DS cesse de déclencher le refroidissement de) la machine motrice électrique MME, lorsque cette action complémentaire est prévue, et- we also stop cooling (the monitoring device DS stops triggering the cooling of) the electric motor machine MME, when this additional action is planned, and
- on (le dispositif de surveillance DS) cesse d’interdire la récupération de l’énergie de freinage, lorsque cette action complémentaire est prévue.- we (the DS monitoring device) stop prohibiting the recovery of braking energy, when this additional action is planned.
Bien entendu, si la tension mesurée um est supérieure au premier seuil s1 ou si la tension mesurée um est inférieure au troisième seuil s3 pendant une durée qui est inférieure au quatrième seuil s4, le découplage de la batterie principale BP du réseau d’alimentation RA est maintenu.Of course, if the measured voltage um is greater than the first threshold s1 or if the measured voltage um is less than the third threshold s3 for a duration which is less than the fourth threshold s4, the decoupling of the main battery BP from the power supply network RA is maintained.
Par exemple, dans l’étape 10-40 le troisième seuil s3 peut être égal au premier seuil s1. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le troisième seuil s3 doit être inférieur ou égal au premier seuil s1 et supérieur à la tension maximale ubmax.For example, in step 10-40 the third threshold s3 can be equal to the first threshold s1. But this is not obligatory. Indeed, the third threshold s3 must be less than or equal to the first threshold s1 and greater than the maximum voltage ubmax.
Egalement par exemple, dans l’étape 10-40 le quatrième seuil s4 peut être égal au deuxième seuil s2. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le quatrième seuil s4 peut être inférieur, égal ou supérieur au deuxième seuil s2.Also for example, in step 10-40 the fourth threshold s4 can be equal to the second threshold s2. But this is not obligatory. Indeed, the fourth threshold s4 can be lower, equal to or higher than the second threshold s2.
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 la tension um mesurée aux bornes de la machine motrice électrique MME du véhicule V, afin de détecter d’éventuelles surtensions.
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 the voltage um measured at the terminals of the electric motive machine MME of the vehicle V, in order to detect possible overvoltages.
Claims (10)
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FR2205419A FR3136202A1 (en) | 2022-06-07 | 2022-06-07 | MONITORING OVERVOLTAGES AT THE TERMINALS OF AN ELECTRIC MOTOR MACHINE OF A VEHICLE |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20231208 |
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CD | Change of name or company name |
Owner name: STELLANTIS AUTO SAS, FR Effective date: 20240313 |
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Year of fee payment: 3 |