WO2009074604A1 - Dispositif de commande d'un convertisseur continu-continu et vehicule hybride muni de celui-ci - Google Patents

Dispositif de commande d'un convertisseur continu-continu et vehicule hybride muni de celui-ci Download PDF

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Delphine Hamel
Christophe Le Vaillant
Abdelmalek Maloum
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Renault SA
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Definitions

  • the invention relates to a control device of a DC-DC converter.
  • One field of application of the invention is the voltage conversion between a battery and an energy storage capacity.
  • This converter is used for example in a hybrid motor vehicle that is to say having both a heat engine and one or more electrical machines for its propulsion.
  • the role of the converter is twofold: it charges the capacity to the nominal voltage of the electrical machines and then allows the transfer of power between the battery and the electrical machines in both directions. Power is transferred from the battery to the electrical machines via the storage capacity and the converter during the start-up or acceleration phases, for example. Conversely, the power transfer is electrical machines to the battery through the storage capacity and the converter, when stopping or braking the vehicle, to recharge the batteries.
  • the control device must ensure that a reference power, having an imposed setpoint, can be transferred by the converter of the battery or batteries to the capacitive part or the capacitive part to the battery or batteries.
  • the control strategy of the converter must adapt to the constraints of its environment of use, for example in a hybrid vehicle.
  • the control strategy must adapt as much as possible in real time to the power demands imposed on it by its environment of use.
  • the DC-DC converter comprises an inductive portion connected to the battery, which makes it possible to store electrical energy, and switches, for example formed of IGBT-diode modules, for connecting the capacitive portion to the inductive part.
  • a first object of the invention is a control device for a DC-DC converter, the converter comprising a connection conductor to a battery for energy storage able to be charged and discharged in DC voltage, a inductive portion connected between the connecting conductor and the midpoint of a switch bridge connected in series across a capacitive portion of energy storage, able to be charged and discharged in DC voltage, the switches of the bridge being each capable of being controlled by an opening and closing control variable, the control device comprising a unit for calculating the control quantities for opening and closing of the switches, characterized in that the control device comprises: means for determining a first setpoint value of at least one electrical quantity representative of the charge and the discharge of the battery, and one or more x true value of said electrical quantity representative of the charge and the discharge of the battery, a proportional and integral proportional regulator on the difference between the first and second values to form a first regulation quantity, used to calculate the quantities of opening and
  • the first predetermined increasing function is a multiplication of the first setpoint quantity by a first prescribed multiplicative coefficient, positive and non-zero.
  • the device further comprises a means of calculating an output return magnitude according to a second predetermined increasing function of the second real value of the battery and of the same sign as the latter, the second means of calculation calculating the second control variable by adding the anticipation quantity and subtracting the output return quantity from the first control quantity.
  • the second predetermined increasing function is a multiplication of the second real value of the battery by a second multiplicative coefficient prescribed, positive and non-zero.
  • Said electrical quantity representative of the charge and the discharge of the battery is its current or its power.
  • the first control variable, the anticipation quantity and the second control variable correspond to voltages
  • the determination means comprise means for determining a first real voltage of the battery and means for determining a second voltage.
  • the control quantities of the switches are their respective opening and closing cyclical ratios
  • the calculation unit comprising means for calculating the respective cyclic opening and closing ratios of the switches, at least using dividing the sum of the second control variable and the first battery voltage by the second voltage of the capacitive portion.
  • the means for determining the second real value of the battery comprises a current sensor flowing in the inductive portion of the converter.
  • the determination means comprise a means for determining a first real voltage of the battery, a means for determining a target power of the battery and a calculating means, as the first set value of the battery, the current; setpoint of the battery by dividing the target power by the first voltage of the battery.
  • a second object of the invention is a motor vehicle with a hybrid transmission for driving the driving wheels of the vehicle, comprising a kinematic chain driving the drive wheels, adapted to be coupled to either at least one electric machine or a thermal engine, the electrical machine being connected to a capacitive energy storage part, connected to at least one energy storage battery via a DC-DC converter, the battery and the capacitive part being adapted to be loaded and unloaded, characterized in that it comprises a control device of the DC-DC converter as described above.
  • FIG. 3 is a modular block diagram of a control device of the DC-DC converter in an embodiment according to the invention
  • FIG. 4 is a modular block diagram of a corrector present in the control device according to FIG. 3
  • FIG. 5 is a modular block diagram of a regulator present in the control device according to FIGS. 3 and 4.
  • the DC-DC converter and its control device are described in the case of a vehicle with a hybrid transmission, that is to say providing the coupling of a heat engine and a or several electrical machines.
  • the converter can be used in other environments than a vehicle.
  • the DC-DC converter 1 is connected between a battery 2 for storing electrical energy and a capacitive part 3 for storing electrical energy and ensures the conversion in both directions between the DC voltage of the battery 2 and the DC voltage of the capacitive portion 3.
  • battery 2 is meant one or more batteries connected to each other, such as for example energy modules, as is known.
  • the battery 2 is also called a battery pack and can actually comprise several batteries, the reference 23 thus designating the battery or batteries.
  • the capacitive portion 3 is connected to first and second electrical machines 4, 5 and serves as a buffer capacity for maintaining a constant voltage across the electrical machines 4, 5 to use at their nominal voltage.
  • the electrical machines 4, 5 are connected to a kinematic chain 6 for driving the drive wheels 7 of the motor vehicle.
  • the mechanical part 8 of the motor vehicle also comprises, in addition to the driveline 6 and the wheels 7, a heat engine 9, such as for example an internal combustion engine, also capable of being coupled to the driveline 6 for driving the engines. 7-wheel drive, as is known.
  • the DC-DC converter 1 (DCDC) has two phases in its general operation.
  • the first phase consists in charging the capacitive part 3.
  • the voltage at the terminals of the battery 2 is equal to the voltage at the terminals of the capacitive part 3.
  • a power setpoint is then given to converter 1 so that it loads the part capacitive 3 until the voltage of the capacitive portion 3 has reached the reference voltage, equal to the nominal voltage of the electrical machines 4, 5.
  • the battery 2 is thus discharged in order to charge the capacitive portion 3.
  • the machines Electrical 4, 5 and the heat engine 9 take over to provide enough energy to keep the capacitive portion 3 charged and therefore its fixed voltage.
  • the DC-DC converter 1 enters a normal operating phase. From the fixed voltage of the capacitive part 3, the DC-DC converter 1 provides power by discharging the battery 2 when the vehicle needs it, for example in the starting phases of the heat engine 9 and in the phases of operation. 'acceleration. From the fixed voltage of the capacitive part 3, the DC-DC converter 1 recovers power and recharges the battery 2 during the braking or stopping phases.
  • the DC-DC converter 1 comprises an inductive part 11 making it possible to store electrical energy and a bridge 12 of switches 14, 15 connecting to the capacitive part 3.
  • the inductive part 11 comprises one or more inductance coils for storing energy.
  • the switches 12 are for example each formed of an IGBT-diode module, which allows the current to pass or which blocks it.
  • the inductive part 11 is connected on the one hand to the battery 2 by a conductor 1 the link and secondly to the midpoint 13 of the bridge 12 between the first switch 14 and the second switch 15.
  • the series circuit of the battery 2 and the inductive portion 11 is connected in parallel with the first switch 14, while the series circuit of the first switch 14 and the second switch 15 is connected in parallel with the capacitive portion 3.
  • the switches 14, 15 each comprise at least a command entry to open or close them.
  • the control input makes it possible to control the voltage Ui 4 at its terminals:
  • the control device comprises: a means 21 for supplying the value of the reference power P REF, which is the reference power to be transferred from the battery 2 to the capacitive part
  • a means 23 for determining the value of the real current I MES of the battery 2 as the second value real of an electrical quantity representative of the charge and of the discharge of the battery a means 24 for determining the value of the real voltage U CAPA of the capacitive part 3.
  • the means 21, 22, 23, 24 of determination are for example formed by measuring means.
  • the means 23 for determining the current of the battery 2 is for example a means measuring the current flowing in the inductive portion 11 and is for example formed by a sensor thereon.
  • the current I REF forms the first reference value of the electrical quantity representative of the charge and the discharge of the battery of the battery. This electrical quantity representative of the charge and the discharge of the battery of the battery could also be formed by the power of the battery.
  • a means 26 is provided for calculating the control quantities of the switches 14, 15, formed in the embodiment described by the cyclic opening and closing ratios ⁇ and ⁇ .
  • the calculating means 26 comprises, for example, a corrector 26 acting on the control variables of the switches 14,
  • the corrector 26 also comprises a proportional and integral proportional regulator module 28 on the current gap ⁇ between the reference current I REF and the current I MES of the battery 2 to form on its output 29 a first value
  • V REG regulation voltage as shown in Figure 5, as the first control variable.
  • the control quantities of the switches 14, 15 are formed from this first regulation V REG variable.
  • the regulator 30 of the corrector 26 comprises, in addition to the proportional and integral proportional regulator module 28, a module 31 with anticipatory action on the value of the reference current I REF. that is, the reference quantity of the converter 1.
  • This anticipatory module 31 generates a magnitude V ANT of anticipation on its output 32 according to a first predetermined increasing function of the reference current I REF.
  • This first increasing function retains the sign of the magnitude I REF of input setpoint.
  • the magnitude V ANT of anticipation corresponds to a voltage.
  • the V ANT anticipation value is added to the control V REG value by a module 32 receiving the outputs 29 and 32 on its two adders inputs.
  • the regulator 30 of the control device also comprises, in addition to the proportional and integral proportional regulator module 28, an output return module 33 on the value of the current
  • the output return module 34 generates on its output 35 from the current I MES of the battery a V RET output return.
  • V RET return output is generated for example according to a second predetermined increasing function of the current I MES of the battery 2 and retains the same sign as this current I MES.
  • V RET of output return corresponds to a voltage
  • the module 33 subtracts from the regulation variable V REG and from the anticipative variable V ANT the output feedback V RET by being connected by its subtracting input to the output 35, to generate on its output 36 a control variable U SELF according to the formula :
  • this manipulated variable is a voltage value.
  • the control variable U SELF voltage corresponds to a voltage of the inductive portion 11.
  • V RET output return size and the output return module 34 could be omitted.
  • control variable U_SELF is added to the value of the voltage U B AT of the battery 2 by an adder module
  • the adder module 37 supplies at its output 39 a U COM value of control voltage equal to the sum of the control variable U SELF and the value of the voltage U BAT of the battery 2 according to the formula:
  • the duty cycle ⁇ controlling the second switch 15 is also calculated according to the above.
  • the opening and closing cyclic ratios ⁇ and ⁇ of the switches 14 and 15 are sent as a control variable to a circuit 43 actuator switches 14 and 15, to open and close correspondingly by acting on their input control.
  • any means of calculation other than the means 37 and 40 could be used to calculate in a general way the control variables from the manipulating variable, this manipulating variable, as well as the magnitude of regulation, the anticipation quantity and the output return magnitude may be a voltage or other than a voltage.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de commande d'un convertisseur continu-continu, le convertisseur comportant un conducteur de liaison à une batterie, une partie inductive connectée entre le conducteur et le point milieu d'un pont d'interrupteurs reliés en série aux bornes d'une partie capacitive, le dispositif de commande comportant une unité de calcul des grandeurs de commande d'ouverture et de fermeture des interrupteurs. Suivant l'invention, le dispositif comporte : des moyens (23, 25) de détermination d'une valeur de consigne (I_REF) d'une grandeur électrique représentative de la charge et de la décharge de la batterie et d'une valeur réelle (I_MES) de celle-ci, un régulateur (28) à action proportionnelle et intégrale sur l'écart entre les valeurs (I_REF, I_MES) pour former une grandeur (V_REG) de régulation, un moyen (31) de calcul d'une grandeur (V_ANT) d'anticipation selon une fonction croissante prédéterminée de la valeur de consigne (I_REF), des moyens (33) de calcul d'une grandeur réglante (U_SELF) par addition de la grandeur (V_ANT) à la grandeur (V_REG), des moyens de calcul des grandeurs de commande en fonction au moins de la deuxième grandeur réglante (U_SELF).

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN CONVERTISSEUR CONTINU-CONTINU ET VEHICULE HYBRIDE MUNI DE CELUI-CI
L'invention concerne un dispositif de commande d'un convertisseur continu-continu. Un domaine d'application de l'invention est la conversion de tension entre une batterie et une capacité de stockage d'énergie. Ce convertisseur est utilisé par exemple dans un véhicule automobile hybride c'est-à-dire ayant à la fois un moteur thermique et une ou plusieurs machines électriques pour sa propulsion. Le rôle du convertisseur est double : il charge la capacité à la tension nominale des machines électriques puis permet le transfert de puissance entre la batterie et les machines électriques dans les deux sens. De la puissance est transférée de la batterie vers les machines électriques par l'intermédiaire de la capacité de stockage et du convertisseur lors des phases de démarrage ou d'accélération par exemple. A l'inverse, le transfert de puissance se fait des machines électriques vers la batterie par l'intermédiaire de la capacité de stockage et du convertisseur, lors de l'arrêt ou du freinage du véhicule, afin de recharger les batteries.
Le dispositif de commande doit assurer qu'une puissance de référence, ayant une valeur de consigne imposée, puisse être transféré par le convertisseur de la ou des batteries vers la partie capacitive ou de la partie capacitive vers la ou les batteries. Ainsi, la stratégie de commande du convertisseur doit s'adapter aux contraintes de son environnement d'utilisation, par exemple dans un véhicule hybride.
En particulier, la stratégie de commande doit s'adapter le plus possible en temps réel aux demandes en puissance qui lui sont imposées par son environnement d'utilisation. D'une manière connue, le convertisseur continu-continu comporte une partie inductive reliée à la batterie, qui permet de stocker de l'énergie électrique, et des interrupteurs, par exemple formés de modules IGBT-diodes, pour relier la partie capacitive à la partie inductive.
L'une des exigences de la stratégie de commande est la rapidité. En effet, le temps de réponse du convertisseur continu-continu doit être faible pour répondre correctement aux demandes en puissance, comme par exemple celle venant de la personne conduisant le véhicule, lorsqu'elle commande le démarrage ou des accélérations de celui-ci.
Une autre exigence de la stratégie de commande est la précision. La réponse du convertisseur continu-continu doit en effet être précise afin d'éviter les surconsommations d'électricité et les à-coups. On cherche notamment à minimiser les défauts de prestation.
L'invention vise à obtenir un dispositif de commande d'un convertisseur continu-continu répondant à ces exigences. A cet effet, un premier objet de l'invention est un dispositif de commande d'un convertisseur continu-continu, le convertisseur comportant un conducteur de liaison à une batterie de stockage d'énergie apte à être chargée et déchargée en tension continue, une partie inductive connectée entre le conducteur de liaison et le point milieu d'un pont d'interrupteurs reliés en série aux bornes d'une partie capacitive de stockage d'énergie, apte à être chargée et déchargée en tension continue, les interrupteurs du pont étant aptes à être commandés chacun par une grandeur de commande d'ouverture et de fermeture, le dispositif de commande comportant une unité de calcul des grandeurs de commande d'ouverture et de fermeture des interrupteurs, caractérisé en ce que le dispositif de commande comporte : - des moyens de détermination d'une première valeur de consigne d'au moins une grandeur électrique représentative de la charge et de la décharge de la batterie, et d'une deuxième valeur réelle de ladite grandeur électrique représentative de la charge et de la décharge de la batterie, un régulateur à action proportionnelle et intégrale sur l'écart entre les première et deuxième valeurs pour former une première grandeur de régulation, servant au calcul des grandeurs de commande d'ouverture et de fermeture des interrupteurs, un premier moyen de calcul d'une grandeur d'anticipation selon une première fonction croissante prédéterminée de la première valeur de consigne de la batterie et de même signe que celle-ci, des deuxièmes moyens de calcul d'une deuxième grandeur réglante par addition de la grandeur d'anticipation à la première grandeur de régulation, des troisièmes moyens de calcul des grandeurs de commande d'ouverture et de fermeture des interrupteurs en fonction au moins de la deuxième grandeur réglante.
Suivant des modes de réalisation de l'invention :
- La première fonction croissante prédéterminée est une multiplication de la première grandeur de consigne par un premier coefficient multiplicatif prescrit, positif et non nul. - Le dispositif comprend en outre un moyen de calcul d'une grandeur de retour de sortie selon une deuxième fonction croissante prédéterminée de la deuxième valeur réelle de la batterie et de même signe que celle-ci, les deuxièmes moyens de calcul calculant la deuxième grandeur réglante par addition de la grandeur d'anticipation et soustraction de la grandeur de retour de sortie à la première grandeur de régulation.
- La deuxième fonction croissante prédéterminée est une multiplication de la deuxième valeur réelle de la batterie par un deuxième coefficient multiplicatif prescrit, positif et non nul.
- Ladite grandeur électrique représentative de la charge et de la décharge de la batterie est son courant ou sa puissance.
- La première grandeur de régulation, la grandeur d'anticipation et la deuxième grandeur réglante correspondent à des tensions, les moyens de détermination comportent un moyen de détermination d'une première tension réelle de la batterie et un moyen de détermination d'une deuxième tension réelle de la partie capacitive, les grandeurs de commande des interrupteurs sont leurs rapports cycliques respectifs d'ouverture et de fermeture, l'unité de calcul comportant des moyens pour calculer les rapports cycliques respectifs d'ouverture et de fermeture des interrupteurs au moins en utilisant une division de la somme de la deuxième grandeur réglante et de la première tension de la batterie par la deuxième tension de la partie capacitive.
- Les moyens de détermination de la deuxième valeur réelle de la batterie comprennent un capteur du courant circulant dans la partie inductive du convertisseur.
- Les moyens de détermination comportent un moyen de détermination d'une première tension réelle de la batterie, un moyen de détermination d'une puissance de consigne de la batterie et un moyen de calcul, comme première valeur de consigne de la batterie, du courant de consigne de la batterie par division de la puissance de consigne par la première tension de la batterie.
Un deuxième objet de l'invention est un véhicule automobile à transmission hybride pour l'entrainement de roues motrices du véhicule, comportant une chaîne cinématique d'entraînement des roues motrices, apte à être couplé soit à au moins une machine électrique, soit à un moteur thermique, la machine électrique étant reliée à une partie capacitive de stockage d'énergie, reliée à au moins une batterie de stockage d'énergie par l'intermédiaire d'un convertisseur continu-continu, la batterie et la partie capacitive étant apte à être chargées et déchargées, caractérisée en ce qu'il comporte un dispositif de commande du convertisseur continu-continu tel que décrit ci- dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est un synoptique modulaire d'un véhicule hybride, dans lequel un convertisseur continu-continu commandé par le dispositif suivant l'invention est utilisé, la figure 2 est un synoptique modulaire du convertisseur continu-continu selon la figure 1,
- la figure 3 est un synoptique modulaire d'un dispositif de commande du convertisseur continu-continu dans un mode de réalisation suivant l'invention,
- la figure 4 est un synoptique modulaire d'un correcteur présent dans le dispositif de commande suivant la figure 3, et - la figure 5 est un synoptique modulaire d'un régulateur présent dans le dispositif de commande suivant les figures 3 et 4.
Dans ce qui suit, le convertisseur continu-continu et son dispositif de commande sont décrits dans le cas d'un véhicule doté d'une transmission hybride, c'est- à-dire prévoyant le couplage d'un moteur thermique et d'une ou plusieurs machines électriques. Bien entendu, le convertisseur peut être utilisé dans d'autres environnements qu'un véhicule.
A la figure 1, le convertisseur continu-continu 1 est connecté entre une batterie 2 de stockage d'énergie électrique et une partie capacitive 3 de stockage d'énergie électrique et assure la conversion dans les deux sens entre la tension continue de la batterie 2 et la tension continue de la partie capacitive 3. Par batterie 2, on entend une ou plusieurs batteries connectées entre elles, comme par exemple des modules d'énergie, ainsi que cela est connu. La batterie 2 est également appelé pack de batterie et peut comporter réellement plusieurs batteries, la référence 23 désignant donc la ou les batteries. La partie capacitive 3 est reliée à des première et deuxième machines électriques 4, 5 et sert de capacité tampon permettant de maintenir une tension constante aux bornes des machines électriques 4, 5 pour les utiliser à leur tension nominale. Les machines électriques 4, 5 sont reliées à une chaine cinématique 6 pour l'entraînement des roues motrices 7 du véhicule automobile. La partie mécanique 8 du véhicule automobile comporte également, outre la chaîne cinématique 6 et les roues 7, un moteur thermique 9, tel que par exemple un moteur à combustion interne, également apte à être couplé à la chaîne cinématique 6 pour l'entraînement des roues motrices 7, ainsi que cela est connu.
Le convertisseur électrique 1 continu-continu (DCDC) admet deux phases dans son fonctionnement général. La première phase consiste à charger la partie capacitive 3. Dans les conditions initiales, au démarrage de la voiture, la tension aux bornes de la batterie 2 est égale à la tension aux bornes de la partie capacitive 3. Une consigne de puissance est alors donnée au convertisseur 1 afin qu'il charge la partie capacitive 3 jusqu'à ce que la tension de la partie capacitive 3 ait atteint la tension de référence, égale à la tension nominale des machines électriques 4, 5. La batterie 2 est donc déchargée afin de charger la partie capacitive 3. Ensuite les machines électriques 4, 5 et le moteur thermique 9 prennent le relais pour fournir assez d'énergie afin de garder la partie capacitive 3 chargée et donc sa tension fixe.
Une fois que cette première étape est réalisée, le convertisseur continu- continu 1 entre dans une phase de fonctionnement normal. A partir de la tension fixe de la partie capacitive 3, le convertisseur continu-continu 1 fournit de la puissance en déchargeant la batterie 2 lorsque le véhicule en a besoin, par exemple dans les phases de démarrage du moteur thermique 9 et dans les phases d'accélération. A partir de la tension fixe de la partie capacitive 3, le convertisseur continu-continu 1 récupère de la puissance et recharge la batterie 2 lors des phases de freinage ou d'arrêt.
A la figure 2, le convertisseur continu-continu 1 comporte une partie inductive 11 permettant de stocker de l'énergie électrique et un pont 12 d'interrupteurs 14, 15 de liaison à la partie capacitive 3. La partie inductive 11 comporte une ou plusieurs bobines d'inductance de stockage de l'énergie. Les interrupteurs 12 sont par exemple chacun formés d'un module IGBT-diode, qui laisse passer le courant ou qui le bloque.
La partie inductive 11 est reliée d'une part à la batterie 2 par un conducteur 1 la de liaison et d'autre part au point milieu 13 du pont 12 entre le premier interrupteur 14 et le deuxième interrupteur 15. Le circuit série de la batterie 2 et de la partie inductive 11 est relié en parallèle avec le premier interrupteur 14, tandis que le circuit série du premier interrupteur 14 et du deuxième interrupteur 15 est relié en parallèle avec la partie capacitive 3. Les interrupteurs 14, 15 comportent chacun au moins une entrée de commande pour les ouvrir ou les fermer. En ce qui concerne le premier interrupteur 14, l'entrée de commande permet de contrôler la tension Ui4 à ses bornes :
- si l'interrupteur 14 est ouvert, Ui4 = U_CAPA, où U_CAPA désigne la tension électrique aux bornes de la partie capacitive 3, - si l'interrupteur 14 est fermé, Ui4 = 0.
Lorsque l'interrupteur 14 est ouvert, l'interrupteur 15 doit être fermé et lorsque l'interrupteur 14 est fermé, l'interrupteur 15 doit être ouvert. En moyenne, Ui4 = α . U_CAPA, avec α = temps d'ouverture/temps de cycle, c'est-à-dire le rapport cyclique d'ouverture et de fermeture de l'interrupteur 14. Le rapport cyclique α permet donc de commander l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur 14. L'autre interrupteur 15 est commandé avec un rapport cyclique d'ouverture et de fermeture complémentaire β = l - α. Bien entendu, les grandeurs de commande des interrupteurs 14, 15 pourraient être autres que leurs rapports cycliques respectifs.
Le dispositif de commande comporte : un moyen 21 de fourniture de la valeur de la puissance P REF de référence, qui est la puissance de consigne à transférer de la batterie 2 vers la partie capacitive
3 ou de la partie capacitive 3 vers la batterie 2, un moyen 22 pour déterminer la valeur de la tension réelle U BAT de la batterie 2, un moyen 23 pour déterminer la valeur du courant réel I MES de la batterie 2, comme deuxième valeur réelle d'une grandeur électrique représentative de la charge et de la décharge de la batterie, un moyen 24 pour déterminer la valeur de la tension réelle U CAPA de la partie capacitive 3.
Ces moyens 21, 22, 23, 24 de détermination sont par exemple formés par des moyens de mesure. Le moyen 23 de détermination du courant de la batterie 2 est par exemple un moyen mesurant le courant passant dans la partie inductive 11 et est par exemple formé par un capteur sur celle-ci.
On a donc P REF = U BAT . I BAT, avec I BAT positif ou négatif suivant la charge ou la décharge de la batterie. Le dispositif de commande comporte un module 25 de calcul de la valeur d'un courant I REF de référence relié aux moyens 21 et 22 pour diviser la valeur de la puissance P REF de référence par la valeur de la tension U BAT selon la formule I REF = P REF / U B AT. Le courant I REF forme la première valeur de consigne de la grandeur électrique représentative de la charge et de la décharge de la batterie de la batterie. Cette grandeur électrique représentative de la charge et de la décharge de la batterie de la batterie pourrait également être formée par la puissance de la batterie.
Un moyen 26 est prévu pour calculer les grandeurs de commande des interrupteurs 14, 15, formées dans le mode de réalisation décrit par les rapports cycliques d'ouverture et de fermeture α et β. Le moyen 26 de calcul comporte par exemple un correcteur 26 agissant sur les grandeurs de commande des interrupteurs 14,
15 pour réguler le courant I MES de la batterie de manière à le rendre égal au courant de référence I REF formant une grandeur de consigne de courant pour la batterie 2, ainsi que cela est représenté à la figure 3. A cet effet, le correcteur 26 comporte un module 27 de formation de l'écart ε entre la valeur du courant de référence I REF et la valeur du courant I MES de la batterie 2, selon la formule : ε = I REF - I MES. Le correcteur 26 comporte également un module 28 régulateur à action proportionnelle et intégrale sur l'écart ε de courant entre le courant de consigne I REF et le courant I MES de la batterie 2 pour former sur sa sortie 29 une première valeur
V REG de tension de régulation, ainsi que cela est représenté à la figure 5, comme première grandeur de régulation.
Les grandeurs de commande des interrupteurs 14, 15 sont formées à partir de cette première grandeur V REG de régulation.
Ainsi que cela est représenté aux figures 4 et 5, le régulateur 30 du correcteur 26 comporte, en plus du module 28 régulateur à action proportionnelle et intégrale, un module 31 à action anticipative sur la valeur du courant I REF de référence, c'est-à-dire de la grandeur de consigne du convertisseur 1. Ce module 31 anticipatif génère une grandeur V ANT d'anticipation sur sa sortie 32 selon une première fonction croissante prédéterminée du courant I REF de consigne. Cette première fonction croissante conserve le signe de la grandeur I REF de consigne en entrée. Cette première fonction est par exemple la multiplication par un facteur multiplicatif constant, ici homogène à une impédance, selon la formule V ANT = A .
I REF.
Par exemple, A > 0.
Dans le mode de réalisation représenté aux figures, la grandeur V ANT d'anticipation correspond à une tension.
La valeur V ANT d'anticipation est ajoutée à la valeur V REG de régulation par un module 32 recevant les sorties 29 et 32 sur ses deux entrées additionneuses.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 5, le régulateur 30 du dispositif de commande comporte également, en plus du module 28 régulateur à action proportionnelle et intégrale, un module 33 de retour de sortie sur la valeur du courant
I MES de la batterie pour atténuer les trop grandes augmentations de tension dues à l'ajout de la grandeur anticipative V ANT.
Le module 34 de retour de sortie génère sur sa sortie 35 à partir du courant I MES de la batterie une grandeur V RET de retour de sortie. La grandeur
V RET de retour de sortie est générée par exemple selon une deuxième fonction croissante prédéterminée du courant I MES de la batterie 2 et conserve le même signe que ce courant I MES. Par exemple, la deuxième fonction de calcul de la grandeur de retour de sortie multiplie le courant I MES de la batterie 2 par un coefficient multiplicatif B constant, ici homogène à une impédance, selon la formule V RET =
B.I MES.
Par exemple, B > 0. Dans le mode de réalisation représenté aux figures, la V RET de retour de sortie correspond à une tension.
Le module 33 retranche de la grandeur de régulation V REG et de la grandeur anticipative V ANT la grandeur V RET de retour de sortie en étant connectée par son entrée soustractrice à la sortie 35, pour générer sur sa sortie 36 une grandeur réglante U SELF selon la formule :
U SELF = V REG + V ANT - V RET
Dans le mode de réalisation représenté aux figures, cette grandeur réglante est une valeur de tension. Dans le mode de réalisation représenté aux figures, la grandeur réglante U SELF de tension correspond à une tension de la partie inductive 11.
Bien entendu, la grandeur V RET de retour de sortie et le module 34 de retour de sortie pourraient être omis.
Ainsi que cela est représenté à la figure 4, la grandeur réglante U_SELF est ajoutée à la valeur de la tension U B AT de la batterie 2 par un module additionneur
37, dont une entrée additionneuse est reliée à la sortie 36 et dont une autre entrée additionneuse 38 est reliée au moyen 22 de détermination de la tension U B AT de la batterie 2. Le module 37 additionneur fournit sur sa sortie 39 une valeur U COM de tension de commande égale à la somme de la grandeur réglante U SELF et de la valeur de la tension U BAT de la batterie 2 selon la formule :
U COM = U SELF + U BAT
La valeur U COM de tension de commande est divisée par la valeur de la tension U CAPA de la partie capacitive 3 par un module diviseur 40 recevant sur son entrée multiplicatrice la sortie 39 et sur son entrée diviseuse 41 la valeur U C AP A de tension de la partie capacitive fournie par le moyen 24, pour fournir sur sa sortie 42 le rapport cyclique α d'ouverture et de fermeture du premier interrupteur 14, selon la formule α = U COM/U CAPA.
Le rapport cyclique β commandant le deuxième interrupteur 15 est également calculé suivant ce qui précède. Les rapports cycliques α et β d'ouverture et de fermeture des interrupteurs 14 et 15 sont envoyés en tant que grandeur de commande à un circuit 43 actionneur des interrupteurs 14 et 15, pour les ouvrir et les fermer de manière correspondante en agissant sur leur entrée de commande.
Bien entendu, tout moyen de calcul autre que les moyens 37 et 40 pourrait être utilisé pour calculer d'une manière générale les grandeurs de commande à partir de la grandeur réglante, cette grandeur réglante, ainsi que la grandeur de régulation, la grandeur d'anticipation et la grandeur de retour de sortie pouvant être une tension ou autre qu'une tension.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande d'un convertisseur continu-continu, le convertisseur (1) comportant un conducteur (l ia) de liaison à une batterie (2) de stockage d'énergie apte à être chargée et déchargée en tension continue, une partie inductive (11) connectée entre le conducteur (1 la) de liaison et le point milieu (13) d'un pont d'interrupteurs (14, 15) reliés en série aux bornes d'une partie capacitive (3) de stockage d'énergie, apte à être chargée et déchargée en tension continue, les interrupteurs (14, 15) du pont étant aptes à être commandés chacun par une grandeur (α, β) de commande d'ouverture et de fermeture, le dispositif de commande comportant une unité de calcul des grandeurs (α, β) de commande d'ouverture et de fermeture des interrupteurs (14, 15), caractérisé en ce que le dispositif de commande comporte : des moyens (21, 23, 25) de détermination d'une première valeur de consigne (I REF) d'au moins une grandeur électrique représentative de la charge et de la décharge de la batterie, et d'une deuxième valeur réelle (I MES) de ladite grandeur électrique représentative de la charge et de la décharge de la batterie, - un régulateur (28) à action proportionnelle et intégrale sur l'écart entre les première et deuxième valeurs (I REF, I MES) pour former une première grandeur (V REG) de régulation, servant au calcul des grandeurs (α, β) de commande d'ouverture et de fermeture des interrupteurs (14, 15), un premier moyen (31) de calcul d'une grandeur (V ANT) d'anticipation selon une première fonction croissante prédéterminée de la première valeur de consigne (I REF) de la batterie et de même signe que celle-ci, des deuxièmes moyens (33) de calcul d'une deuxième grandeur réglante (U SELF) par addition de la grandeur (V ANT) d'anticipation à la première grandeur (V REG) de régulation, - des troisièmes moyens (26) de calcul des grandeurs (α, β) de commande d'ouverture et de fermeture des interrupteurs (14, 15) en fonction au moins de la deuxième grandeur réglante (U SELF).
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la première fonction croissante prédéterminée est une multiplication de la première grandeur (I ERF) de consigne par un premier coefficient multiplicatif prescrit (A), positif et non nul.
3. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen (34) de calcul d'une grandeur (V RET) de retour de sortie selon une deuxième fonction croissante prédéterminée de la deuxième valeur réelle (I_MES) de la batterie et de même signe que celle-ci, les deuxièmes moyens (33) de calcul calculant la deuxième grandeur réglante (U SELF) par addition de la grandeur (V ANT) d'anticipation et soustraction de la grandeur de retour de sortie à la première grandeur (V REG) de régulation.
4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la deuxième fonction croissante prédéterminée est une multiplication de la deuxième valeur réelle (I MES) de la batterie par un deuxième coefficient multiplicatif prescrit (B), positif et non nul.
5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite grandeur électrique représentative de la charge et de la décharge de la batterie est son courant (I REF) ou sa puissance (P REF).
6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première grandeur de régulation, la grandeur (V_ANT) d'anticipation et la deuxième grandeur réglante (U SELF) correspondent à des tensions, les moyens (21, 22, 23, 24, 25) de détermination comportent un moyen (22) de détermination d'une première tension réelle (U B AT) de la batterie et un moyen (24) de détermination d'une deuxième tension réelle (U CAP A) de la partie capacitive (3), les grandeurs de commande des interrupteurs (14, 15) sont leurs rapports cycliques respectifs (α, β) d'ouverture et de fermeture, l'unité de calcul comportant des moyens (37, 40) pour calculer les rapports cycliques respectifs (α, β) d'ouverture et de fermeture des interrupteurs (14, 15) au moins en utilisant une division de la somme de la deuxième grandeur réglante (U SELF) et de la première tension (U BAT) de la batterie par la deuxième tension (U CAP A) de la partie capacitive.
7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (23) de détermination de la deuxième valeur réelle (I MES) de la batterie comprennent un capteur (23) du courant (I MES) circulant dans la partie inductive (11) du convertisseur.
8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (21, 22, 23, 24, 25) de détermination comportent un moyen (22) de détermination d'une première tension réelle (U BAT) de la batterie, un moyen (21) de détermination d'une puissance (P REF) de consigne de la batterie (2) et un moyen (25) de calcul, comme première valeur de consigne (I REF) de la batterie, du courant (I REF) de consigne de la batterie (2) par division de la puissance (P REF) de consigne par la première tension (UBAT) de la batterie (2).
9. Véhicule automobile à transmission hybride pour l'entrainement de roues motrices (7) du véhicule, comportant une chaîne cinématique (6) d'entraînement des roues motrices, apte à être couplé soit à au moins une machine électrique (4, 5), soit à un moteur thermique (9), la machine électrique (4, 5) étant reliée à une partie capacitive (3) de stockage d'énergie, reliée à au moins une batterie (2) de stockage d'énergie par l'intermédiaire d'un convertisseur (1) continu-continu, la batterie (2) et la partie capacitive (3) étant apte à être chargées et déchargées, caractérisée en ce qu'il comporte un dispositif de commande du convertisseur (1) continu-continu suivant l'une quelconque des revendications précédentes.
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