WO2012140374A1 - Dispositif de charge d'une batterie d'un véhicule automobile à partir d' un réseau d' alimentation monophasé, et procédé de commande du dispositif - Google Patents

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battery
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intensity
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Pedro KVIESKA
Ahmed Ketfi-Cherif
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Renault S.A.S.
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Definitions

  • Device for charging a motor vehicle battery from a single - phase power supply network and method of controlling the device.
  • the invention relates to a high voltage battery charging device, in particular an electric traction motor vehicle, from a single - phase power supply network.
  • the electrical power of the network is brought to the battery successively through two converters: a buck and a boost. These two converters respectively allow to lower and raise the voltage ratio between their output terminal and their input terminal, successively opening and closing a series of switches, at a frequency which is controlled according to the current output, and / or the desired output voltage.
  • Such charging systems are for example described in the patent application FR 2 943 1 88, which relates to an on-board charging system for a motor vehicle, allowing recharging from a three-phase or single-phase circuit of a vehicle battery. , the charging circuit integrating the coils of an electric machine which also provides other functions such as power generation or propulsion of the vehicle.
  • the chopping of the current drawn from the supply network induces high frequency components in the current drawn, that is to say harmonics of higher order than the fundamental of the distribution network which is conventionally at 50 Hz.
  • such a recharging system also includes a filter of the RLC (Resistive-Inductive-Capacitive) type at the input of the voltage step-down.
  • This filter induces a phase shift between the current and the voltage taken from the network.
  • This phase shift involves a reactive power passing through the network, but not taken by the user, and which is also sought to minimize.
  • domestic power grids are mainly single - phase grids.
  • a vehicle comprising a battery charging device from a single phase power supply can thus be recharged on a home power supply network, for example, in the garage or car park of an individual.
  • a recharge from a single - phase power supply network has some specificities. Depending on its topology, it is not possible to phase the input current to the mains voltage. Moreover, when the input sinusoidal voltage approaches zero, the system temporarily becomes uncontrollable, which is not very troublesome when the storage inductance of the electrical machine between the voltage step down and the voltage booster. is high because the current in the inductance does not have the time to fall, but has the disadvantage of a large volume of this inductance.
  • the aim of the invention is to propose a device for regulating the voltage step - down and the voltage booster of such a charging device, which makes it possible, despite the presence of an RLC filter at the input of the device, to keep a reduced phase shift between the current and the voltage taken from the single - phase supply network.
  • Another object of the invention is to provide an onboard charging device for a motor vehicle, adapted to be connected to an external single phase power supply network, and incorporating in its circuit the winding of an electric machine of the vehicle.
  • an embodiment of the invention provides a device for charging a battery, particularly a battery of an electric traction motor vehicle, from a single phase power supply network, comprising a filter stage for connection to the single phase network, a step down stage connected to the filter stage, a voltage step stage for connection to the battery and coupled to the voltage step stage via an inductive component such as an induction coil, a control unit capable of imposing cyclic hash ratios at the voltage step-down stage and at the voltage step-up stage.
  • the regulation unit comprises means for compensating the phase difference between the input current of the voltage step-down stage and the input voltage of the voltage step-down stage.
  • control unit comprises a first control module able to determine in an open loop a duty cycle ratio of the step of the step-down step as a function of the voltage of the single-phase supply network, a reference power, and the intensity of the current flowing through the induction coil, to compensate for the phase difference between the input current of the voltage step-down stage and the input voltage of the voltage step-down stage, and to slave the power received by the battery at the set power.
  • the first control module may advantageously comprise a map delivering the amplitude of the input current of the voltage step-down stage as a function of the amplitude of the input voltage and the reference power.
  • control unit comprises a second control module able to determine a duty cycle ratio of the step-up stage according to the voltage at the output of the step-down stage, the voltage of the battery, and the difference between the setpoint induction intensity and the intensity of the current flowing through the induction coil, to slave in closed loop the intensity of the current flowing through the battery.
  • the setpoint induction intensity is preferably always greater than the intensity through the battery, and the intensity through the induction coil.
  • the second control module comprises an integral proportional type corrector on which is sent the difference between the intensity of the current flowing through the inductance coil and the set inductance intensity, and an anti-runaway means. configured to disable the integral part of the corrector if the hash duty cycle determined by the second module is equal, within a threshold distance, values "0" or "1".
  • a motor vehicle traction at least partially electric comprising an electric machine coupled to driving wheels and an inverter stage able to power the electric machine.
  • said vehicle comprises a device for charging a battery from a single-phase network as described above, the electrical connections and a switch of the step-up stage of said device being included in the inverter stage, and the induction coil of said device corresponding to the windings of said electric machine.
  • the phase difference between the input current of the voltage step down stage and the input voltage of the voltage step down stage is compensated.
  • the input current of the voltage step - down stage is regulated by controlling in an open loop a duty cycle ratio of the step of step - down step as a function of the voltage of the single - phase power supply network, a power IEC 60050 - International Electrotechnical Vocabulary - Details for IEV number 841-21-8A3 and current intensity through the induction coil to compensate for the phase difference between the input current of the voltage step - down stage and the input voltage of the voltage step - down stage, and to control the power received by the battery at the set power.
  • integral part of an integral proportional type corrector can advantageously be deactivated if the hash duty cycle is equal, at a threshold distance, to the values "0" or "1".
  • FIG. 1 illustrates a charging device according to one embodiment of the invention
  • Figures 2a and 2b respectively illustrate first and second embodiments of a first control module
  • FIG. 3 schematically shows an embodiment of a second control module
  • Figure 4 shows a graphical representation of the current flowing through the induction coil.
  • FIG. 1 diagrammatically shows a device for charging a battery of a motor vehicle with electric traction from a single-phase power supply network, according to one embodiment.
  • the recharging device 1 comprises a filtering stage 2, a voltage step-down stage 3 coupled to the filtering stage 2, and a voltage booster stage 4 coupled to the voltage step-down stage 3 via an electric machine 5.
  • the device 1 can be coupled to a three-phase as well as a single-phase power supply, it comprises three terminals B ls B 2 , B 3 coupled at the input of the filtering stage 2, and able to be coupled to a supply network.
  • a single - phase recharging only the inputs B i and B 2 are coupled to a single - phase power supply network delivering an input voltage Ve and an input current Ic.
  • Each input terminal B ls B 2 and B 3 is coupled to a filter branch of the filter stage 2.
  • Each filter branch comprises two branches in parallel, carrying one inductance of value L 2 and the other carrying in series an inductance of value Li and a resistance of value R.
  • These two filtering branches are each coupled to an output capacitor C also coupled to ground, at a point respectively named D ls D 2 , D 3 for each of the filter branches.
  • the set of resistors R, Li or L 2 inductances, capacitors C and capacity constitutes a filter RLC type at the input of the voltage step 3.
  • terminal B 3 is not coupled to the supply network.
  • the other elements of the electrical circuit shown in dotted lines are elements that are used only in the context of a coupling to a three-phase power supply network.
  • the voltage step-down stage 3 is coupled to the filter stage 2 by points Di and D 2 .
  • the step-down 3, operating with a single-phase power supply, comprises two parallel branches 6 and 7, each carrying two switches S 1 or S 2 controlled by a control unit 15.
  • Each entry Di or D2 of the voltage reducer is connected, by a respective branch Fi and F 2 located at a connection point between two switches Si or S2 of the same 6 and 7 respectively branch.
  • the common ends of the branches 6 and 7 constitute two output terminals of the voltage step-down 3.
  • One of the terminals is connected to the "-" terminal of the battery 13 as well as to a first input 10 of an elevator
  • the other of these terminals is connected to a first terminal of an electrical machine 5, the other terminal of which is connected to a second input 11 of the voltage booster 4.
  • the voltage booster 4 comprises two switches S 4 and S 5 controllable by the control unit 15 independently. These two switches S 4 and S 5 are located on a branch connecting the first input 10 of the voltage booster 4 and the terminal "+" of the battery 13.
  • the second input 11 of the voltage booster 4, to which is connected to the electrical machine 5, is connected between two switches S 4 and S 5 , the switch S 4 being coupled between the second input 11 and the terminal "+" of the battery 143, and the switch S 5 being coupled between the first input 10 and the second input 11.
  • An electrical machine 5 similar to a resistance value Rd arranged in series with an inductance coil Ld, is connected between the output terminal of the voltage step-down 3 and the second input 11 of the voltage booster 4. It is not beyond the scope of the invention if the electric machine 5 is replaced by a non-resistive inductance coil or if an additional induction coil is connected in series with the electrical machine 5.
  • a capacitor 12 intended to keep the voltage at the terminals of the battery 13 relatively stable, as well as a module 19 for monitoring the charge of the battery, capable of delivering a reference value Ibat ref translating depending on the charge level of the battery, the optimal intensity of current to enter through the terminal "+" of the battery 13.
  • the load monitoring module 19 transmits the set value Ibat ref to the unit of regulation 15 by a dedicated connection.
  • Measuring means integrated or not integrated with the module 19, further transmit to the control unit 15 a value Ibat reflecting a measured current intensity actually entering the battery, and a value Vbat translating the voltage between the terminal "-" and the "+” terminal of the battery 13.
  • the regulating unit 15 comprises a first control module 16 to determine the duty cycle of a hash of the step-down voltage stage 3 and a second 17 control module for determining a duty cycle setpoint has s hash of the voltage booster stage 4.
  • the control unit 15 comprises for this purpose two pilot modules (not shown), suitable for the first to impose a temporal pattern of opening and closing at each of the switches of the voltage step 3, so as to obtain the hash duty cycle a of the step down stage 3, and adapted for the second to impose a time pattern of opening and closing to each of the switches S 4 and S 5 of the voltage booster 4, so as to obtain the duty cycle a s .
  • the switches are preferably fast-switching transistors, for example IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) type transistors.
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • the switch S 4 disposed between the second input 1 1 of the voltage booster 4 and the terminal "+" of the battery 13 remains constantly closed and can therefore be replaced by a diode passing in a direction of flow from said second input 1 1 to the terminal "+” of the battery 1 3.
  • the device 1 can be coupled to both a single-phase power supply network as a 3 - phase supply network, it is possible to couple a diode in parallel with the switch S 4 coupled between said second input 1 1 and the "+" terminal of the battery 13, the diode being conducting in a direction of flow going from said second input 1 1 to the "+" terminal of the battery 13.
  • control unit a To evaluate the cyclic ratios a and a s , the control unit
  • the 15 receives as input the values of the supply voltage Ve of the mains, of the intensity Id of the current flowing through the electrical machine 5, of the voltage Vbat passing through the battery 1 3, the current Ibat of the current flowing through the battery 13, and the reference battery current Ibat ref delivered by the charge monitoring module 19.
  • the characteristic values of the electric elements of the charging device 1 are in the following ranges of values:
  • the capacitances of the filter 2 represent a few hundred ⁇ , for example between 100 and 500 ⁇ each,
  • the capacitance 12 disposed at the terminals of the battery 13 in order to stabilize the voltage of the terminals is of the order of the mF, for example between 1 and 10 mF,
  • the resistances of values R of the filtering circuit 2 are of the order of one ohm, for example between 1 and 10 ⁇
  • the resistance Rd of the rotor of the electric machine Me is of the order of a few tens of ⁇ , for example between 0.01 Q and 0.1 ⁇
  • the inductances L1, L2, Ld respectively corresponding to the inductances of the filter stage 2 and to the winding of the electric machine 5, have values of the order of a few tens of ⁇ , for example values between 10 ⁇ and 100 ⁇ .
  • the regulating unit develops with the first checking module 16 and second module 17, the duty ratio set values a and a s hash for the buck 3 and 4 for the voltage booster , to satisfy three objectives:
  • a represents the duty cycle of the step of the step-down step 3, a s the duty ratio of the step-up stage 4.
  • Equation (1) can therefore also be written in the form:
  • equation 3 it is therefore possible to use the intensity If of the input current of the voltage step-down stage 3 as a control variable for controlling the current Id passing through the electric machine 5 to a reference value Id ref. which will be designed so as not to allow the cancellation of the current in the inductance coil Ld.
  • the value of the duty cycle is obtained by definition.
  • the control of the step-down stage 3, by means of the hash duty cycle setpoint, makes it possible to slave the power supply current to the mains supply. a null reference, in order to cancel the phase shift between the current and the input voltage of the step-down stage 3, and to slave the current Id passing through the electrical machine 5 to the desired setpoint, ie the induction intensity Id reference ref .
  • the command ensures that If is in phase with the input voltage.
  • the input current Ie is regulated by the input current Ie of the voltage step-down stage 3 to cancel the phase-shift, and the current Id that passes through the electric machine 5 is regulated by the input current I0 the step of the step-down 3 to avoid the cancellation of current in the coil Ld of the electric machine 5, it remains to satisfy the third objective of the regulation performed by the control unit 15, relating to the enslaving the current entering the Ibat battery to the Ibat ref setpoint delivered by the load monitoring module 19.
  • FIG. 2a schematically shows a first embodiment of the first control module 16.
  • the first control module comprises an open-loop control of the input current If of the voltage step-down stage 3.
  • the regulation of the input current If of the step-down stage 3 is carried out by calculating the duty cycle a hash of the step-down 3.
  • the duty cycle of the step 3 of the step-down stage 3 is determined as a function of the reference power Pbat ref , determined from the voltage of the battery Vbat and the reference battery intensity Ibatt ref . input voltage Ve of the single-phase supply network and the intensity Id of the current flowing through the induction coil Ld.
  • the first control module 16 receives on a first input the battery current setpoint Ibat ref as well as, on a second input, the voltage measured across the battery Vbat- The setpoint of the battery Ibat ref and the Battery voltage Vbat are delivered at the input of a first multiplier 21 which then delivers at output the reference power Pbat ref .
  • the control module 16 receives the input voltage Ve of the supply network.
  • the module 16 comprises a signal analyzer 22 for extracting the normalized amplitude signal V m proportional to the input voltage Ve of the single-phase supply network.
  • the amplitude signal V m is delivered to a first inverter 23 which outputs the inverse of the amplitude V m .
  • the inverse V m of this amplitude is delivered to a second multiplier 24 which also receives as input the reference power Pbat ref .
  • the second multiplier 24 then delivers the amplitude If m of the input current of the voltage step-down stage 3 to a third multiplier 25 which also receives as input the phase signal sin (cot) of the input voltage. V e of the single-phase supply network.
  • the third multiplier 25 then delivers the current
  • the second control module 17 receives on a fourth input, the value Id of the intensity of the current flowing through the coil Ld of the electric machine 5.
  • the value Id of the current flowing through the coil Ld is delivered to a second inverter 27 which outputs the inverse of the current Id current through the coil Ld at fourth multiplier 26.
  • FIG. 2b illustrates a second embodiment of the first control module 1 6.
  • the second multiplier 24 has been replaced by a map 28 delivering the amplitude If m of the input current If of the voltage step 3 as a function of the amplitude V m of the input voltage.
  • Ve and the reference power Pbat ref .
  • Figure 3 illustrates an embodiment of the second control module 17.
  • the regulation of the current Ibat passing through the battery 13 is controlled by the voltage booster stage 4.
  • the current Ibat of the battery is given by the relation
  • the second control module 17 comprises a closed-loop regulation of the intensity Id of the current flowing through the induction coil Ld of the electric machine 5.
  • the second control module 17 receives at a first input a value of the input intensity of the supply network. This intensity value is delivered to a modulus 31 determining the value of the induction current Id ref ref . The second control module 17 receives at a second input the value Id of the intensity through the coil Ld of the electric machine 5. The value Id of the intensity is delivered to a negative input of a first subtracter 32 which receives at a positive input the value Id ref of the set induction intensity.
  • the first subtracter 32 then outputs the difference between the intensity Id of the current flowing through the inductance coil Ld and the reference inductance intensity Id ref to a corrector 30 of the integral proportional type.
  • the integral proportional corrector 30 comprises two branches in parallel, of which a first comprises a proportional correction module K p and a second comprises an integral correction module K i and an integration module i.
  • the second control module 1 7 receives on a third input the value If of the intensity of the input current of the voltage step-down stage 3 delivered by the first control module 16.
  • the intensity If is delivered to a first multiplier 33, which also receives as input the input voltage V e of the single-phase network received on a fourth input of the second control module 17.
  • the first multiplier 33 thus outputs a Pactive value of the active power.
  • This P ac tive value is delivered at the input of a second multiplier 34 which also receives as input the inverse of the current Id, the current Id having been delivered to a first inverter 35 beforehand.
  • the second multiplier 34 carries out the calculation P ac tive / Id and outputs a value Vkn of the output voltage of the step-down stage 3.
  • the voltage Vkn of the step-down stage 3 is delivered to a positive input.
  • a second subtracter 36 which receives on a negative input the output of the integral proportional corrector 30.
  • the second subtracter 36 then outputs the addition of the difference between the intensity current Id passing through the coil Ld inductance and the intensity desired inductance Id ref corrected by the proportional integral corrector 30 with the voltage output Vkn 3 of the voltage step 3 at the input of a third multiplier 37.
  • the third multiplier 37 also receives as input the inverse of the battery voltage Vbat, the battery voltage Vbat having been received on a fifth input of the second control module 17 and delivered in advance to a second inverter 38.
  • the third multiplier 37 then outputs the desired value of the duty cycle a s hash of the voltage booster stage 4.
  • the second control module 17 also includes a feedback loop between the output of the third multiplier 37 and the input of the integral proportional corrector branch 30 comprising the integral correction module K 1. If the value of the duty cycle a s hash of the booster stage voltage 4 is equal to 0 or 1 to a near threshold, the integral correction branch is disabled.
  • This feedback loop corresponds to an anti-runaway technique used to overcome the non-controllability of the device when the input voltage Ve is close to zero. Indeed, during non-controllable phases, the control is saturated, that is to say that the cyclic ratios of the switches, or IGBT transistors, are at 1, whereas it is not able to reduce the gap. To prevent this error from continuing, the feedback loop is used. In this way, as soon as the device is controllable, the current Id passing through the coil Ld of the electrical machine 5 is reduced to the reference value Id ref .
  • this feedback loop also makes it possible to control a system which has a Ld coil with a very low inductance.
  • the use of a low inductance coil reduces the volume of the charger.
  • the invention makes it possible to provide an on - board charging device for a motor vehicle, adapted to be connected to an external single - phase power supply network, incorporating in its circuit the winding of an electric machine of the vehicle, and making it possible to regulate the voltage booster and the voltage booster so as to keep a small phase difference between the current and the voltage taken from the single - phase supply network.

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Abstract

Dispositif de charge d'une batterie (13), notamment une batterie d'un véhicule automobile à traction électrique, à partir d'un réseau d'alimentation monophasé, comprenant un étage de filtrage (2) destiné à être raccordé au réseau monophasé, un étage abaisseur de tension (3) raccordé à l'étage de filtrage (2), un étage élévateur de tension (4) destiné à être raccordé à la batterie (13) et couplé à l'étage abaisseur de tension (3) via un composant inductif (Ld) tel qu'une bobine d'induction, une unité de régulation (15) apte à imposer des rapports cycliques (a, as) de hachage à l'étage abaisseur de tension (3) et à l'étage élévateur de tension (4). L'unité de régulation (15) comprend des moyens de compensation du déphasage entre le courant d'entrée (If) de l'étage abaisseur de tension (3) et la tension d'entrée (Vc) de l'étage abaisseur de tension (3).

Description

Dispositif de charge d'une batterie d'un véhicule automobile à partir d' un réseau d' alimentation monophasé, et procédé de commande du dispositif.
L 'invention concerne un dispositif de charge de batterie haute tension, notamment d'un véhicule automobile à traction électrique, à partir d'un réseau d ' alimentation monophasé.
Dans des systèmes de recharge de batterie à haute tension, la puissance électrique du réseau est amenée à la batterie successivement au travers de deux convertisseurs : un abaisseur de tension (« buck ») et un élévateur de tension (« boost ») . Ces deux convertisseurs permettent respectivement d' abaisser et d' élever le rapport de tension entre leur borne de sortie et leur borne d' entrée, en ouvrant et en fermant successivement une série d ' interrupteurs, à une fréquence qui est commandée en fonction du courant de sortie, et/ou de la tension de sortie souhaitée.
De tels systèmes de recharge sont par exemple décrits dans la demande de brevet FR 2 943 1 88 , qui porte sur un système de recharge embarqué pour véhicule automobile, permettant un rechargement à partir d'un circuit triphasé ou monophasé d'une batterie du véhicule, le circuit de recharge intégrant les bobines d'une machine électrique qui assure par ailleurs d' autres fonctions comme la génération de courant ou la propulsion du véhicule.
Le hachage du courant tiré du réseau d' alimentation induit des composantes à haute fréquence dans le courant prélevé, c ' est-à-dire des harmoniques d' ordre supérieur au fondamental du réseau de distribution qui est classiquement à 50 Hz.
Le distributeur d' électricité imposant une norme sur les harmoniques du courant prélevé, un tel système de recharge comporte également un filtre de type RLC (Résistif-Inductif-Capacitif) à l ' entrée de l ' abaisseur de tension. Ce filtre induit un déphasage entre le courant et la tension prélevés sur le réseau. Ce déphasage implique une puissance réactive transitant par le réseau, mais non prélevée par l 'utilisateur, et que l 'on cherche également à minimiser. Par ailleurs, les réseaux d' alimentation domestiques sont principalement des réseaux d' alimentation monophasés. Un véhicule comprenant un dispositif de recharge de batterie à partir d' une alimentation monophasée peut ainsi être rechargé sur un réseau d' alimentation domestique, par exemple, dans le garage ou le parking d'un particulier.
Une recharge à partir d'un réseau d' alimentation monophasé présente quelques spécificités . En fonction de sa topologie, il n ' est pas possible de mettre en phase le courant d' entrée à la tension du réseau. Par ailleurs, lorsque la tension sinusoïdale d' entrée avoisine zéro, le système devient momentanément non commandable, ce qui n' est pas très gênant lorsque l' inductance de stockage de la machine électrique entre l' abaisseur de tension et l' élévateur de tension est élevée, car le courant dans l' inductance n' a alors pas le temps de chuter, mais présente l ' inconvénient d'un volume important de cette inductance.
De plus, pour que le flux de puissance puisse s ' établir de façon continue, un courant non nul doit circuler dans l' inductance de stockage de la machine électrique entre l ' abaisseur de tension et l ' élévateur de tension.
L 'obj ectif de l' invention est de proposer un dispositif de régulation de l ' abaisseur de tension et de l ' élévateur de tension d 'un tel dispositif de recharge, qui permette, malgré la présence d'un filtre RLC en entrée du dispositif, de garder un déphasage réduit entre le courant et la tension prélevés sur le réseau d' alimentation monophasé.
Un autre but de l 'invention est de proposer un dispositif de recharge embarqué pour un véhicule automobile, adapté pour pouvoir être connecté à un réseau d' alimentation monophasé extérieur, et intégrant dans son circuit le bobinage d'une machine électrique du véhicule.
Selon un aspect, il est proposé, dans un mode de réalisation, un dispositif de charge d'une batterie, notamment d'une batterie d 'un véhicule automobile à traction électrique, à partir d 'un réseau d' alimentation monophasé, comprenant un étage de filtrage destiné à être raccordé au réseau monophasé, un étage abaisseur de tension raccordé à l ' étage de filtrage, un étage élévateur de tension destiné à être raccordé à la batterie et couplé à l ' étage abaisseur de tension via un composant inductif tel qu'une bobine d'induction, une unité de régulation apte à imposer des rapports cycliques de hachage à l'étage abaisseur de tension et à l'étage élévateur de tension.
Selon une caractéristique générale, l'unité de régulation comprend des moyens de compensation du déphasage entre le courant d'entrée de l'étage abaisseur de tension et la tension d'entrée de l'étage abaisseur de tension.
Avantageusement, l'unité de régulation comprend un premier module de contrôle apte à déterminer en boucle ouverte un rapport cyclique de hachage de l'étage abaisseur de tension en fonction de la tension du réseau d'alimentation monophasé, d'une puissance de consigne, et de l'intensité du courant traversant la bobine d'induction, pour compenser le déphasage entre le courant d'entrée de l'étage abaisseur de tension et la tension d'entrée de l'étage abaisseur de tension, et asservir la puissance reçue par la batterie à la puissance de consigne.
Le premier module de contrôle peut avantageusement comprendre une cartographie délivrant l'amplitude du courant d'entrée de l'étage abaisseur de tension en fonction de l'amplitude de la tension d'entrée et de la puissance de consigne.
De préférence, l'unité de régulation comprend un second module de contrôle apte à déterminer un rapport cyclique de hachage de l'étage élévateur de tension en fonction de la tension à la sortie de l'étage abaisseur de tension, de la tension de la batterie, et de la différence entre l'intensité d'induction de consigne et l'intensité du courant traversant la bobine d'induction, pour asservir en boucle fermée l'intensité du courant traversant la batterie.
L'intensité d'induction de consigne est de préférence toujours supérieure à l'intensité traversant la batterie, et à l'intensité traversant la bobine d'induction.
Avantageusement, le second module de contrôle comprend un correcteur de type proportionnel intégral sur lequel est envoyée la différence entre l'intensité du courant traversant la bobine d'inductance et l'intensité d'inductance de consigne, et un moyen d'anti-emballement configuré pour désactiver la partie intégrante du correcteur si le rapport cyclique de hachage déterminé par le second module est égal, à une distance seuil près, des valeurs « 0 » ou « 1 » .
Selon un autre aspect, il est proposé un véhicule automobile à traction au moins partiellement électrique, comprenant une machine électrique couplée à des roues motrices et un étage onduleur apte à alimenter la machine électrique.
Selon une caractéristique générale, ledit véhicule comprend un dispositif de charge d'une batterie à partir d'un réseau monophasé tel que décrit ci-dessus, les connexions électriques et un interrupteur de l ' étage élévateur de tension dudit dispositif étant compris dans l ' étage onduleur, et la bobine d' induction dudit dispositif correspondant aux bobinages de ladite machine électrique.
Selon un autre aspect, il est proposé, dans un mode de mise en œuvre, un procédé de commande de charge d'une batterie, notamment d'une batterie d'un véhicule automobile, à partir d'un réseau monophasé, dans lequel on filtre la tension d' entrée, on amène la puissance électrique du réseau à la batterie via un étage abaisseur de tension et un étage élévateur de tension couplé via un composant inductif tel qu'une bobine d'induction.
Selon une caractéristique générale, on compense le déphasage entre le courant d' entrée de l ' étage abaisseur de tension et la tension d' entrée de l ' étage abaisseur de tension.
De préférence, on régule le courant d' entrée de l ' étage abaisseur de tension en commandant en boucle ouverte un rapport cyclique de hachage de l ' étage abaisseur de tension en fonction de la tension du réseau d' alimentation monophasé, d'une puissance de consigne et de l 'intensité du courant traversant la bobine d' induction pour compenser le déphasage entre le courant d' entrée de l' étage abaisseur de tension et la tension d ' entrée de l ' étage abaisseur de tension, et asservir la puissance reçue par la batterie à la puissance de consigne.
On peut également réguler l'intensité du courant traversant la batterie à une intensité de batterie de référence, en commandant en boucle fermée un rapport cyclique de hachage de l ' étage élévateur de tension en fonction de la tension à la sortie de l ' étage abaisseur de tension, de la tension de la batterie, et de la différence entre l' intensité d ' induction de consigne et l 'intensité du courant traversant la bobine d' induction.
On peut avantageusement désactiver la partie intégrante d 'un correcteur de type proportionnel intégral si le rapport cyclique de hachage est égal, à une distance seuil près, aux valeurs « 0 » ou « 1 » .
D ' autres avantages et caractéristiques de l' invention apparaîtront à l ' examen de la description détaillée d'un mode de réalisation de l' invention, nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre un dispositif de recharge selon un mode de réalisation de l 'invention ;
les figures 2a et 2b illustrent respectivement un premier et un deuxième modes de réalisation d 'un premier module de contrôle ;
- la figure 3 présente de manière schématique un mo de de réalisation d'un second module de contrôle ;
la figure 4 présente une représentation graphique du courant traversant la bobine d' induction.
Sur la figure 1 , est présenté de manière schématique un dispositif de charge d'une batterie d'un véhicule automobile à traction électrique à partir d 'un réseau d' alimentation monophasé, selon un mode de réalisation.
Le dispositif de recharge 1 comprend un étage de filtrage 2, un étage abaisseur de tension 3 couplé à l ' étage de filtrage 2, et un étage élévateur de tension 4 couplé à l ' étage abaisseur de tension 3 via une machine électrique 5.
Le dispositif 1 pouvant être couplé à une alimentation aussi bien triphasée que monophasée, il comprend trois bornes B l s B2, B3 couplées en entrée de l ' étage de filtrage 2, et aptes à être couplées à un réseau d' alimentation. En recharge monophasée, seules les entrées B i et B2 sont couplées à un réseau d ' alimentation monophasé délivrant une tension d' entrée Ve et un courant d' entrée le.
Chaque borne d' entrée B l s B2 et B3 est couplée à une branche de filtrage de l ' étage de filtrage 2. Chaque branche de filtrage comprend deux branches en parallèle, portant l 'une une inductance de valeur L2 et l'autre portant en série une inductance de valeur Li et une résistance de valeur R.
Ces deux branches de filtrage sont chacune couplées en sortie à un condensateur de capacité C également couplé à la masse, en un point respectivement nommé Dls D2, D3 pour chacune des branches de filtrage. L'ensemble des résistances de valeurs R, des inductances de valeurs Li ou L2, et des condensateurs de capacité C constitue un filtre de type RLC à l'entrée de l'abaisseur de tension 3.
En recharge monophasée, la borne B3 n'est pas couplée au réseau d'alimentation. La branche de filtrage couplée à la borne B3 n'étant pas utilisée, celle-ci ne sera pas considérée dans la suite de la description et a été représentée en pointillés. Les autres éléments du circuit électrique représentés en pointillés sont des éléments qui ne sont utilisés que dans le cadre d'un couplage à un réseau d'alimentation triphasé.
L'étage abaisseur de tension 3 est couplé à l'étage de filtrage 2 par les points Di et D2. L'abaisseur de tension 3, en fonctionnement avec une alimentation monophasée, comprend deux branches parallèles 6 et 7, portant chacune deux interrupteurs Si ou S2 commandés par une unité de régulation 15.
Chaque entrée Di ou D2 de l'abaisseur de tension est connectée, respectivement par une branche Fi et F2 à un point de connexion situé entre deux interrupteurs Si ou S2 d'une même branche respectivement 6 et 7.
Les extrémités communes des branches 6 et 7 constituent deux bornes de sortie de l'abaisseur de tension 3. L'une des bornes est reliée à la borne « - » de la batterie 13 ainsi qu'à une première entrée 10 d'un élévateur de tension 4. L'autre de ces bornes est connectée à une première borne d'une machine électrique 5, dont l'autre borne est connectée à une seconde entrée 11 de l'élévateur de tension 4.
L'élévateur de tension 4 comprend deux interrupteurs S4 et S5 pilotables par l'unité de régulation 15 de manière indépendante. Ces deux interrupteurs S4 et S5 sont situés sur une branche reliant la première entrée 10 de l'élévateur de tension 4 et la borne « + » de la batterie 13. La seconde entrée 11 de l'élévateur de tension 4, à laquelle est connectée la machine électrique 5, est connectée entre les deux interrupteurs S4 et S5, l'interrupteur S4 étant couplée entre la seconde entrée 11 et la borne « + » de la batterie 143, et l'interrupteur S5 étant couplé entre la première entrée 10 et la seconde entrée 11.
Une machine électrique 5, assimilable à une résistance de valeur Rd disposée en série avec une bobine d'inductance Ld, est connectée entre la borne de sortie de l'abaisseur de tension 3 et la seconde entrée 11 de l'élévateur de tension 4. On ne sort pas du cadre de l'invention si l'on remplace la machine électrique 5 par une bobine d'inductance non résistive ou si l'on branche en série avec la machine électrique 5 une bobine d'induction supplémentaire.
Aux bornes de la batterie 13, est connecté un condensateur 12 destiné à maintenir relativement stable la tension aux bornes de la batterie 13, ainsi qu'un module 19 de suivi de charge de la batterie, apte à délivrer une valeur de consigne Ibatref traduisant, en fonction du niveau de charge de la batterie, l'intensité optimale de courant à faire entrer par la borne « + » de la batterie 13. Le module 19 de suivi de charge transmet la valeur de consigne Ibatref à l'unité de régulation 15 par une connexion dédiée.
Des moyens de mesure, intégrés ou non au module 19, transmettent par ailleurs à l'unité de régulation 15 une valeur Ibat traduisant une intensité de courant mesurée entrant effectivement dans la batterie, et une valeur Vbat traduisant la tension entre la borne « - » et la borne « + » de la batterie 13.
D'autres modules de mesure d'intensité de courant permettent de mesurer et transmettre à l'unité de régulation 15 la valeur Id de courant traversant la machine électrique 5, la valeur le d'intensité de courant du réseau d'alimentation entrant dans l'étage de filtrage 2, et la valeur Ve de tension d'entrée d'alimentation du réseau.
L'unité de régulation 15 comprend un premier module de contrôle 16 permettant de déterminer le rapport cyclique a de hachage de l'étage abaisseur de tension 3, et un second module de contrôle 17 permettant de déterminer une consigne de rapport cyclique as de hachage de l'étage élévateur de tension 4.
L'unité de régulation 15 comprend pour cela deux modules pilotes (non représentés), apte pour le premier à imposer un motif temporel d'ouverture et de fermeture à chacun des interrupteurs de l ' abaisseur de tension 3 , de manière à obtenir le rapport cyclique de hachage a de l ' étage abaisseur de tension 3 , et apte pour le second à imposer un motif temporel d' ouverture et de fermeture à chacun des interrupteurs S4 et S5 de l ' élévateur de tension 4, de manière à obtenir le rapport cyclique as.
Les interrupteurs sont de préférence des transistors permettant une commutation rapide, par exemple des transistors de type IGBT (Insulated Gâte Bipolar Transistor) .
Dans le cas d'une utilisation en monophasée uniquement, l' interrupteur S4 disposé entre la seconde entrée 1 1 de l ' élévateur de tension 4 et la borne « + » de la batterie 13 reste constamment fermé et peut par conséquent être remplacé par une diode passante dans un sens de circulation allant de ladite seconde entrée 1 1 à la borne « + » de la batterie 1 3. Dans le cas où le dispositif 1 peut être couplé aussi bien à un réseau d' alimentation monophasé qu' à un réseau d' alimentation triphasé, on peut coupler une diode en parallèle de l' interrupteur S4 couplé entre ladite seconde entrée 1 1 et la borne « + » de la batterie 13 , la diode étant passante dans un sens de circulation allant de ladite seconde entrée 1 1 à la borne « + » de la batterie 13.
Pour évaluer les rapports cycliques a et as, l'unité de régulation
15 reçoit en entrée les valeurs de la tension Ve d' alimentation du réseau, de l' intensité Id du courant traversant la machine électrique 5 , de la tension Vbat traversant la batterie 1 3 , l 'intensité Ibat du courant traversant la batterie 13 , et l' intensité de batterie de référence Ibatr e f délivrée par le module 19 de suivi de charge.
A titre indicatif, les valeurs caractéristiques des éléments électriques du dispositif de charge 1 se trouvent dans les plages de valeurs suivantes :
- les capacités du filtre 2 représentent quelques centaines de μΡ, par exemple entre 100 et 500 μΡ chacune,
- la capacité 12 disposée aux bornes de la batterie 13 afin de stabiliser la tension des bornes, est de l ' ordre du mF, par exemple entre 1 et 10 mF,
- les résistances de valeurs R du circuit de filtrage 2 sont de l ' ordre de l ' ohm, par exemple entre 1 et 10 Ω , - la résistance Rd du rotor de la machine électrique Me est de l'ordre de quelques dizaines de ιηΩ, par exemple entre 0,01 Qet 0,1 Ω,
- les inductances Ll, L2, Ld correspondant respectivement aux inductances de l'étage de filtrage 2 et au bobinage de la machine électrique 5, ont des valeurs de l'ordre de quelques dizaines de μΗ, par exemple des valeurs comprises entre 10 μΗ et 100 μΗ.
L'unité de régulation élabore à l'aide du premier module de contrôle 16 et du second module 17, des valeurs de consigne de rapport cyclique a et as de hachage pour l'abaisseur de tension 3 et pour l'élévateur de tension 4, permettant de satisfaire à trois objectifs :
-contrôler l'amplitude du courant If d'entrée de l'étage abaisseur de tension 3 et faire en sorte que ce courant If soit en phase avec la tension Ve d'entrée (ce contrôle à pour conséquences de minimiser le déphasage entre le courant If d'entrée de l'étage abaisseur de tension 3 et la tension Vc d'entrée de l'étage abaisseur de tension 3), ce qui revient à asservir la puissance tirée au réseau d'alimentation,
- obtenir un courant mesuré entrant Ibat par la borne « + » de la batterie 13, correspondant aux besoins d'alimentation de la batterie 13, ces besoins étant déterminés par le module 19 de suivi de charge et délivrés en tant que fonction Ibatref à l'unité de régulation 15,
- éviter une annulation du courant Id transitant au travers de la bobine d'induction Ld de la machine électrique 5 afin de ne pas générer d'harmoniques indésirables au niveau du courant prélevé sur le réseau.
La chute de tension étant négligeable sur l'étage de filtrage 2 pour la plage de puissance de l'utilisation, il n'est pas nécessaire de décrire les équations du filtre d'entrée.
On considère que la tension Vc à l'entrée de l'étage abaisseur de tension 3 est égale à la tension d'entrée Ve du réseau d'alimentation.
La tension de sortie Vkn de l'étage abaisseur de tension 3 est égale à a-Ve. Etant égale à a-Ve, nous pouvons écrire l'équation de la branche portant la machine électrique 5, sous la forme : Rd- Id + Ld- s- Id = a- Ve- as- Vbat (équation 1)
où s représente l'opérateur de dérivation par rapport au temps .. d
« t », SOlt — = s ,
dt
a représente le rapport cyclique de hachage de l'étage abaisseur de tension 3, as le rapport cyclique de l'étage élévateur de tension 4.
Le rapport cyclique a de hachage de l'étage abaisseur de tension 3 peut également s'écrire a=If/Id, avec If le courant d'entrée dans l'étage élévateur de tension 3, et le rapport cyclique as de hachage de l'étage élévateur de tension 4 est donné par
Figure imgf000012_0001
L'équation (1) peut donc également s'écrire sous la forme :
Rd■ Id + Ld■ s■ Id = (lf - Ve- Ibat ■ Vbat )/ Id (équation 2) ou encore :
Rd-Id 2+^-s-Id2 =If-Ve-Ibat -Vbat (équation 3)
D'après l'équation 3, on peut donc utiliser l'intensité If du courant d'entrée de l'étage abaisseur de tension 3 comme variable de contrôle pour asservir le courant Id traversant la machine électrique 5 à une valeur de consigne Idref qui sera élaborée de manière à ne pas permettre l'annulation du courant dans la bobine d'inductance Ld.
Lorsque la tension d'entrée Ve avoisine zéro, le système, même s'il est asservit, devient non commandable. D'après les équations, pendant ces phases de non commandabilité le courant Id dans la bobine Ld de la machine électrique 5 ne peut que diminuer, comme cela est illustré sur la figure 4.
En divisant la valeur de l'intensité If du courant d'entrée de l'étage abaisseur de tension 3 par la valeur de l'intensité Id du courant mesuré au travers de la machine électrique 5, on obtient par définition la valeur du rapport cyclique a de hachage de l'étage abaisseur de tension 3. Le pilotage de l'étage abaisseur de tension 3, à l'aide de la consigne de rapport cyclique a de hachage, permet d'asservir le courant le d'alimentation du réseau sur une référence nulle, afin d'annuler le déphasage entre le courant et la tension en entrée de l'étage abaisseur de tension 3, et d'asservir le courant Id traversant la machine électrique 5 à la valeur de consigne souhaitée, soit l'intensité d'induction de consigne Idref.
La tension d'entrée Vc de l'étage abaisseur de tension 3, égale à la tension d'entrée Ve du réseau d'alimentation, est de la forme Vc=Ve=Vm sin(rot).
La commande assure que If soit en phase avec la tension d'entrée. Le courant d'entrée le est donné par Ie=If+Ic, c'est-à-dire Ie=Ifm sin(cot)+ C/2 Vm cos(cot).
Le courant If est donc une image de la puissance active prise au réseau. Cette dernière est donnée par la relation
Figure imgf000013_0001
Vm/2, où
Ifm 2 Pactive/Vm.
Si on régule le courant d'entrée le par le courant If d'entrée de l'étage abaisseur de tension 3 pour annuler le déphasage, et qu'on régule le courant Id traversant la machine électrique 5 par le courant If d'entrée de l'étage de l'abaisseur de tension 3 pour éviter l'annulation de courant dans la bobine Ld de la machine électrique 5, il reste alors à satisfaire le troisième objectif de la régulation effectuée par l'unité de régulation 15, relatif à l'asservissement du courant entrant dans la batterie Ibat à la valeur de consigne Ibatref délivrée par le module 19 de suivi de charge.
Pour cela on peut par exemple imposer un rapport cyclique de hachage as à l'élévateur de tension de manière à respecter la relation
Figure imgf000013_0002
La relation traduisant la dynamique du courant au travers de la machine électrique 5, donnée par l'équation (1) lie directement le rapport cyclique as de l'étage élévateur 4 et le courant Id traversant la machine électrique 5.
Il est donc possible de piloter as directement à partir de l'erreur entre une valeur de référence Idref et la valeur mesurée Id traversant la machine électrique 5.
Sur la figure 2a, est représentée de manière schématique un premier mode de réalisation du premier module 16 de contrôle. Le premier module de contrôle comprend une régulation en boucle ouverte du courant d'entrée If de l'étage abaisseur de tension 3. La régulation du courant d'entrée If de l'étage abaisseur de tension 3 est réalisée en calculant le rapport cyclique a de hachage de l'abaisseur de tension 3. Le rapport cyclique a de hachage de l'étage abaisseur de tension 3 est déterminé en fonction de la puissance de consigne Pbatref, déterminée à partir de la tension de la batterie Vbat et de l'intensité de batterie de consigne Ibattref, de la tension d'entrée Ve du réseau d'alimentation monophasé et de l'intensité Id du courant traversant la bobine d'induction Ld.
Le premier module de contrôle 16 reçoit sur une première entrée la consigne d'intensité de batterie Ibatref ainsi que, sur une deuxième entrée, la tension mesurée aux bornes de la batterie Vbat- L'intensité de consigne de la batterie Ibatref et la tension Vbat de la batterie sont délivrées en entrée d'un premier multiplicateur 21 qui délivre alors en sortie la puissance de consigne Pbatref.
Sur une troisième entrée, le module de contrôle 16 reçoit la tension d'entrée Ve du réseau d'alimentation. Le module 16 comprend un analyseur de signal 22 permettant d'extraire le signal d'amplitude normalisée Vm proportionnel à la tension d'entrée Ve du réseau d'alimentation monophasé. Le signal d'amplitude Vm est délivré à un premier inverseur 23 qui délivre en sortie l'inverse de l'amplitude Vm. L'inverse Vm de cette amplitude est délivré à un second multiplicateur 24 qui reçoit également en entrée la puissance de consigne Pbatref.
Le second multiplicateur 24 délivre alors en sortie l'amplitude Ifm du courant d'entrée de l'étage abaisseur de tension 3 à un troisième multiplicateur 25 qui reçoit également en entrée le signal de phase sin(cot) de la tension d'entrée Ve du réseau d'alimentation monophasé.
Le troisième multiplicateur 25 délivre alors en sortie le courant
If d'entrée de l'étage abaisseur de sortie 3, d'une part, au second module 17 de contrôle et, d'autre part, à un quatrième multiplicateur 26. Le module 16 reçoit sur une quatrième entrée, la valeur Id de l'intensité du courant traversant la bobine Ld de la machine électrique 5. La valeur Id du courant traversant la bobine Ld est délivrée à un second inverseur 27 qui délivre en sortie l'inverse de l'intensité Id du courant traversant la bobine Ld au quatrième multiplicateur 26.
Le quatrième multiplicateur 26 effectue alors le calcul If/Id et délivre en sortie la valeur du rapport cyclique a de hachage de l'étage abaisseur de tension 3, permettant l'asservissement du courant d'entrée If de l'étage d'abaisseur de tension 3. Sur la figure 2b, est illustré un second mode de réalisation du premier module 1 6 de contrôle.
Dans ce module 16, le deuxième multiplicateur 24 a été remplacé par une cartographie 28 délivrant l ' amplitude Ifm du courant d' entrée If de l ' étage abaisseur de tension 3 en fonction de l ' amplitude Vm de la tension d' entrée Ve et de la puissance de consigne Pbatref.
La figure 3 illustre un mode de réalisation du second module 17 de contrôle.
Dans le dispositif 1 de charge, la régulation du courant Ibat traversant dans la batterie 13 est commandée par l ' étage élévateur de tension 4. En effet, le courant Ibat de la batterie est donné par la relation
Figure imgf000015_0001
Ainsi, pour asservir le courant Ibat dans la batterie 1 3 à sa valeur de référence, il suffit de poser
Figure imgf000015_0002
II est également possible de rajouter une boucle de correction si la mesure de courant de la batterie est disponible. Dans ce cas, on obtient :
1 ref
l bat + a - s la •0 ref
\I batt l bat , (équation 4) où a est un paramètre de réglage.
Le second module 17 de contrôle comprend une régulation en boucle fermée de l' intensité Id du courant traversant la bobine d' induction Ld de la machine électrique 5.
Le second module 17 de contrôle reçoit à une première entrée une valeur le de l' intensité d' entrée du réseau d' alimentation. Cette valeur le d' intensité est délivrée à un mo dule 3 1 déterminant la valeur de l' intensité d ' induction de consigne Idref. Le second mo dule 17 de contrôle reçoit à une seconde entrée la valeur Id de l' intensité traversant la bobine Ld de la machine électrique 5. La valeur Id de l' intensité est délivrée à une entrée négative d'un premier soustracteur 32 qui reçoit à une entrée positive la valeur Idref de l' intensité d' induction de consigne.
Le premier soustracteur 32 délivre alors en sortie la différence entre l'intensité Id du courant traversant la bobine d' inductance Ld et l' intensité d ' inductance de consigne Idref à un correcteur 30 de type proportionnel intégral. Le correcteur proportionnel intégral 30 comprend deux branches en parallèle, dont une première comporte un module Kp de correction proportionnelle et une seconde comporte un module Ki de correction intégrale et un module d ' intégration i.
Le second module 1 7 de contrôle reçoit sur une troisième entrée la valeur If de l' intensité du courant en entrée de l ' étage abaisseur de tension 3 délivrée par le premier module 16 de contrôle . L ' intensité If est délivrée à un premier multip licateur 33 , qui reçoit également en entrée la tension d ' entrée Ve du réseau monophasé reçu sur une quatrième entrée du second module 1 7 de contrôle.
Le premier multiplicateur 33 délivre ainsi en sortie une valeur Pactive de la puissance active. Cette valeur Pactive est délivrée en entrée d'un second multiplicateur 34 qui reçoit également en entrée l ' inverse du courant Id, le courant Id ayant été délivré à un premier inverseur 35 au préalable.
Le second multiplicateur 34 réalise le calcul Pactive/Id et délivre en sortie une valeur Vkn de la tension de sortie de l ' étage abaisseur de tension 3. La tension Vkn de l ' étage abaisseur de tension 3 est délivrée à une entrée positive d'un second soustracteur 36 qui reçoit sur une entrée négative la sortie du correcteur proportionnel intégral 30.
Le second soustracteur 36 délivre alors en sortie l ' addition de la différence entre l 'intensité Id du courant traversant la bobine d' inductance Ld et l 'intensité d' inductance de consigne Idre f corrigée par le correcteur proportionnel intégral 30, avec la tension Vkn de sortie de l ' étage abaisseur de tension 3 en entrée d'un troisième multip licateur 37. Le troisième multip licateur 37 reçoit également en entrée l ' inverse de la tension de batterie Vbat, la tension de batterie Vbat ayant été reçue sur une cinquième entrée du second mo dule 17 de contrôle et délivrée au préalable à un second inverseur 38.
Le troisième multiplicateur 37 délivre alors en sortie la valeur de consigne du rapport cyclique as de hachage de l ' étage élévateur de tension 4.
Le second module 17 de contrôle comprend également une boucle de rétroaction entre la sortie du troisième multiplicateur 37 et l ' entrée de la branche du correcteur 30 proportionnel intégral comprenant le module de correction intégrale Ki . Si la valeur du rapport cyclique as de hachage de l ' étage élévateur de tension 4 est égale à 0 ou 1 à un seuil près, la branche de correction intégrale est désactivée.
Cette boucle de rétroaction correspond à une technique d' anti- emballement utilisée pour palier la non commandabilité du dispositif lorsque la tension d ' entrée Ve avoisine zéro . En effet, lors des phases de non commandabilité, la commande est saturée, c ' est-à-dire que les rapports cycliques des interrupteurs, ou transistors IGBT, sont à 1 , alors qu' elle n' est pas capable de diminuer l ' écart. Pour éviter que cette erreur continue à être intégrée, la boucle de rétroaction est utilisée. De cette façon, dès que le dispositif est commandable le courant Id traversant la bobine Ld de la machine électrique 5 est ramené à la valeur de référence Idref.
L 'utilisation de cette boucle de rétroaction permet également de commander un système qui possède une bobine Ld à très faible inductance. L 'utilisation d'une bobine de faible inductance permet de réduire le volume du chargeur.
L 'invention permet de fournir un dispositif de charge embarqué pour un véhicule automobile, adapté pour pouvoir être connecté à un réseau d' alimentation monophasé extérieur, intégrant dans son circuit le bobinage d'une machine électrique du véhicule, et permettant de réguler l ' abaisseur de tension et l ' élévateur de tension de sorte à garder un déphasage réduit entre le courant et la tension prélevés sur le réseau d' alimentation monophasé.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de charge d'une batterie ( 13), notamment une batterie d'un véhicule automobile à traction électrique, à partir d 'un réseau d' alimentation monophasé, comprenant un étage de filtrage (2) destiné à être raccordé au réseau monophasé, un étage abaisseur de tension (3) raccordé à l'étage de filtrage (2), un étage élévateur de tension (4) destiné à être raccordé à la batterie ( 13 ) et couplé à l'étage abaisseur de tension (3) via un composant inductif (La) tel qu' une bobine d'induction, une unité de régulation ( 15 ) apte à imposer des rapports cycliques (a, as) de hachage à l'étage abaisseur de tension (3 ) et à l'étage élévateur de tension (4),
caractérisé en ce que l'unité de régulation ( 15) comprend des moyens de compensation du déphasage entre le courant d' entrée (If) de l'étage abaisseur de tension (3) et la tension d ' entrée (Vc) de l'étage abaisseur de tension (3),
l'unité de régulation ( 15) comprenant un premier module ( 1 6) de contrôle apte à déterminer en boucle ouverte un rapport cyclique (a) de hachage de l'étage abaisseur de tension (3) en fonction de la tension (Ve) du réseau d ' alimentation monophasé, d 'une puissance de consigne (Pbat ref) et de l'intensité (la) du courant traversant le composant inductif (La), pour compenser le déphasage entre le courant d' entrée (If) de l'étage abaisseur de tension (3) et la tension d ' entrée (Vc) de l'étage abaisseur de tension (3), et asservir la puissance (Pb at) reçue par la batterie à la puissance de consigne (Pbatref) ,
l 'unité de régulation ( 15 ) comprenant un second module ( 1 7) de contrôle apte à déterminer un rapport cyclique (as) de hachage de l'étage élévateur de tension (4) en fonction de la tension (Vkn) à la sortie de l ' étage abaisseur de tension (3 ), de la tension (Vb at) de la batterie ( 13), et de la différence entre l'intensité d' induction de consigne (Id ref) et l'intensité (la) du courant traversant le composant inductif (La), pour asservir en boucle fermée l'intensité (Ibat) du courant traversant la batterie ( 13) .
2. Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel le premier module ( 16) de contrôle comprend une cartographie délivrant l ' amplitude (Ifm) du courant d' entrée (If) de l ' étage abaisseur de tension (3) en fonction de l'amplitude (Vm) de la tension d'entrée (Ve) et de la puissance de consigne (Pbatref) .
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l' intensité d'induction de consigne (Id ref) est toujours supérieure à l' intensité (Ibat) traversant la batterie ( 13) et à l' intensité (la) traversant le composant inductif (La) .
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 , dans lequel le second module ( 17) de contrôle comprend un correcteur (30) de type proportionnel intégral sur lequel est envoyée la différence entre l'intensité (la) du courant traversant le composant inductif (La) et l'intensité d'inductance de consigne (Iaref), et un moyen d'anti emballement configuré pour désactiver la partie intégrante du correcteur (30) si le rapport cyclique (as) de hachage déterminé par le second module ( 17) est égal, à une distance seuil près, des valeurs 0 ou 1 .
5. Véhicule automobile à traction au moins partiellement électrique, comprenant une machine électrique (5) couplée à des roues motrices et un étage onduleur apte à alimenter la machine électrique (5), caractérisé en ce qu' il comprend un dispositif selon l 'une quelconque des revendications 1 à 4, les connexions électriques et un interrupteur de l ' étage élévateur de tension (4) dudit dispositif étant compris dans l ' étage onduleur, et le composant inductif (Ld) dudit dispositif correspondant aux bobinages de ladite machine électrique (5) .
6. Procédé de commande de charge d'une batterie ( 1 3 ), notamment d'une batterie d'un véhicule automobile, à partir d 'un réseau monophasé, dans lequel on filtre la tension d ' entrée (Ve), on amène la puissance électrique du réseau à la batterie via un étage abaisseur de tension (3) et un étage élévateur de tension (4) couplé via un composant inductif (La) tel qu'une bobine d' induction, caractérisé en ce qu' on compense le déphasage entre le courant d' entrée (If) de l'étage abaisseur de tension (3) et la tension d' entrée (Vc) de l'étage abaisseur de tension (3),
on régule le courant d' entrée (If) de l ' étage abaisseur de tension (3) en commandant en boucle ouverte un rapport cyclique (a) de hachage de l ' étage abaisseur de tension (3) en fonction de la tension (Ve) du réseau d' alimentation monophasé, d'une puissance de consigne (Pbatref) et de l'intensité (la) du courant traversant le composant inductif (La) pour compenser le déphasage entre le courant d' entrée (If) de l'étage abaisseur de tension (3) et la tension d' entrée (Vc) de l'étage abaisseur de tension (3), et asservir la puissance (Pbat) reçue par la batterie à la puissance de consigne (Pbatref) ,
et on régule l' intensité (Ib at) du courant traversant la batterie ( 13) à une intensité de batterie de référence (Ibattref) en commandant en boucle fermée un rapport cyclique (as) de hachage de l ' étage élévateur de tension (4) en fonction de la tension (Vkn) à la sortie de l ' étage abaisseur de tension (3), de la tension (Vbat) de la batterie ( 13), et de la différence entre de l'intensité d' induction de consigne (Id ref) et l'intensité (la) du courant traversant le composant inductif (La) .
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel on désactive la partie intégrante d'un correcteur de type proportionnel intégral si le rapport cyclique (as) de hachage est égal, à une distance seuil près, aux valeurs 0 ou 1 .
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Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES12722414.5T ES2545630T3 (es) 2011-04-14 2012-04-12 Dispositivo de carga de una batería de un vehículo automóvil a partir de una red de alimentación monofásica, y procedimiento de control del dispositivo
US14/111,925 US9469204B2 (en) 2011-04-14 2012-04-12 Device for charging a battery of a motor vehicle on the basis of a single-phase power supply network, and method of controlling the device
KR1020137029967A KR101882909B1 (ko) 2011-04-14 2012-04-12 단상 전원 공급 회로망을 기반으로 하여 자동차의 배터리를 충전하는 장치 및 그 장치를 제어하는 방법
RU2013150632/07A RU2587152C2 (ru) 2011-04-14 2012-04-12 Устройство зарядки батареи автотранспортного средства от однофазной сети электроснабжения и способ управления устройством
BR112013026406-3A BR112013026406B1 (pt) 2011-04-14 2012-04-12 dispositivo de carga de uma bateria, e processo de comando de carga de uma bateria
EP12722414.5A EP2697886B1 (fr) 2011-04-14 2012-04-12 Dispositif de charge d'une batterie d'un véhicule automobile à partir d' un réseau d' alimentation monophasé, et procédé de commande du dispositif
JP2014504381A JP6017536B2 (ja) 2011-04-14 2012-04-12 単相の電力供給網にもとづいて自動車の電池を充電するための装置、およびこの装置の制御方法
CN201280029133.0A CN103597704B (zh) 2011-04-14 2012-04-12 用于基于单相供电网络对机动车辆的电池充电的设备和控制该设备的方法
US15/222,662 US20170028855A1 (en) 2011-04-14 2016-07-28 Device for charging a battery of a motor vehicle on the basis of a single-phase power supply network, and method of controlling the device

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US14/111,925 A-371-Of-International US9469204B2 (en) 2011-04-14 2012-04-12 Device for charging a battery of a motor vehicle on the basis of a single-phase power supply network, and method of controlling the device
US15/222,662 Continuation US20170028855A1 (en) 2011-04-14 2016-07-28 Device for charging a battery of a motor vehicle on the basis of a single-phase power supply network, and method of controlling the device

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3010796A1 (fr) * 2013-09-17 2015-03-20 Renault Sa Dispositif de controle d'un chargeur de batterie de vehicule automobile, et procede correspondant
WO2017153366A1 (fr) * 2016-03-09 2017-09-14 Renault S.A.S Procédé et dispositif de commande en monophasé d'un chargeur de véhicules à traction électrique ou hybride embarqué sans isolation galvanique
WO2019072682A1 (fr) 2017-10-13 2019-04-18 Renault S.A.S Dispositif de charge d'une batterie d'accumulation electrique

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2990078B1 (fr) * 2012-04-27 2014-05-09 Renault Sa Procede de commande de charge d'une batterie
TWI473388B (zh) 2012-12-03 2015-02-11 Lite On Technology Corp 電流補償模組、充電裝置及其充電裝置控制之方法
FR3005216B1 (fr) 2013-04-29 2015-04-10 Renault Sa Procede et systeme de charge d'une batterie de vehicule automobile en fonction de la temperature
FR3010849B1 (fr) 2013-09-18 2015-10-30 Renault Sas Dispositif de charge d'une batterie de vehicule automobile permettant de compenser les harmoniques, vehicule automobile dote d'un tel dispositif de charge et procede de charge correspondant
US10476283B2 (en) * 2013-09-27 2019-11-12 Intel Corporation Bi-directional charger for battery device with control logic based on sensed voltage and device type
FR3011400B1 (fr) 2013-10-01 2015-09-04 Renault Sa Systeme et procede de charge d'une batterie de traction limitant l'appel de courant de capacites parasites
FR3024605B1 (fr) 2014-07-31 2016-07-22 Renault Sa Procede et dispositif de charge d'une batterie de vehicule automobile en fonction de l'impedance d'un reseau d'alimentation et vehicule automobile dote d'un tel dispositif de charge
FR3026244B1 (fr) * 2014-09-22 2017-05-12 Renault Sas Dispositif et procede de determination d'une consigne corrigee du courant neutre d'un chargeur sans isolation galvanique de batterie de vehicule automobile electrique ou hybride
FR3027742B1 (fr) * 2014-10-24 2016-11-04 Renault Sa Dispositif et procede de charge d'une batterie a partir d'un reseau triphase, ayant un mode charge degrade
EP3023291A1 (fr) * 2014-11-20 2016-05-25 ABB Technology AG Système de convertisseur destiné à l'entraînement électrique d'un véhicule ferroviaire
DE102017109321A1 (de) * 2017-05-02 2018-11-08 Hanon Systems EMV-Filter
DE102018129411A1 (de) 2018-11-22 2020-05-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und System zu einer Entwärmung bei einer Stromkompensationsschaltung
AU2019447744B2 (en) 2019-05-24 2024-03-28 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Integrated charger and motor control system comprising a transformer and multi-level power converters
JP7208188B2 (ja) * 2020-04-01 2023-01-18 株式会社豊田中央研究所 車両搭載用電力変換装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070153560A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 Byd Company Limited Portable chargers for use with electric vehicles
FR2937803A3 (fr) * 2008-10-23 2010-04-30 Renault Sas Dispositif pour la mise en forme d'un courant de charge d'une source de tension continue rechargeable d'un vehicule automobile electrique ou hybride
FR2943188A1 (fr) 2009-03-11 2010-09-17 Renault Sas Dispositif de charge rapide pour un vehicule electrique.

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10215522A (ja) * 1996-11-26 1998-08-11 Nippon Soken Inc 電源装置
JP4426807B2 (ja) * 2003-10-02 2010-03-03 セイコーインスツル株式会社 昇降圧スイッチングレギュレータ制御回路及び昇降圧スイッチングレギュレータ
RU46135U1 (ru) * 2004-03-30 2005-06-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Агроимпорт" Преобразователь напряжения для зарядки аккумулятора
RU45872U1 (ru) * 2004-03-30 2005-05-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Агроимпорт" Система электрооборудования транспортного средства
US7199535B2 (en) * 2005-01-26 2007-04-03 General Motors Corporation Doubled-ended inverter drive system topology for a hybrid vehicle
JP4367391B2 (ja) * 2005-09-01 2009-11-18 トヨタ自動車株式会社 充電制御装置および電動車両
JP5235526B2 (ja) * 2007-06-26 2013-07-10 ルネサスエレクトロニクス株式会社 チョッパ型ｄｃ−ｄｃコンバータ
KR100911541B1 (ko) * 2007-07-27 2009-08-10 현대자동차주식회사 연료전지 차량용 양방향 3상 ｐｗｍ ｄｃ-ｄｃ 컨버터
JP5260092B2 (ja) * 2008-03-10 2013-08-14 株式会社日立製作所 電力変換装置及び発電変換システム
JP5563577B2 (ja) * 2008-09-11 2014-07-30 イートレックス・インコーポレーテッド 双方向インバータ・チャージャ及びインバータ・チャージャ装置
US8148949B2 (en) * 2009-02-24 2012-04-03 American Axle & Manufacturing, Inc. Use of high frequency transformer to charge HEV batteries
FR2946810B1 (fr) 2009-06-16 2012-12-14 Renault Sas Dispositif de charge rapide reversible pour vehicule electrique
JP5577057B2 (ja) 2009-07-02 2014-08-20 ダイヤモンド電機株式会社 車載用充電装置
CN201726182U (zh) * 2010-07-05 2011-01-26 上海新华电子设备有限公司 高电压超级电容动力电池充电器
FR2964510B1 (fr) 2010-09-07 2013-06-14 Renault Sa Dispositif de recharge pour batterie automobile et procede de gestion du dispositif.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070153560A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 Byd Company Limited Portable chargers for use with electric vehicles
FR2937803A3 (fr) * 2008-10-23 2010-04-30 Renault Sas Dispositif pour la mise en forme d'un courant de charge d'une source de tension continue rechargeable d'un vehicule automobile electrique ou hybride
FR2943188A1 (fr) 2009-03-11 2010-09-17 Renault Sas Dispositif de charge rapide pour un vehicule electrique.

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3010796A1 (fr) * 2013-09-17 2015-03-20 Renault Sa Dispositif de controle d'un chargeur de batterie de vehicule automobile, et procede correspondant
WO2017153366A1 (fr) * 2016-03-09 2017-09-14 Renault S.A.S Procédé et dispositif de commande en monophasé d'un chargeur de véhicules à traction électrique ou hybride embarqué sans isolation galvanique
FR3048830A1 (fr) * 2016-03-09 2017-09-15 Renault Sas Procede et dispositif de commande en monophase d'un chargeur de vehicules a traction electrique ou hybride embarque sans isolation galvanique
WO2019072682A1 (fr) 2017-10-13 2019-04-18 Renault S.A.S Dispositif de charge d'une batterie d'accumulation electrique
FR3072516A1 (fr) * 2017-10-13 2019-04-19 Renault S.A.S Dispositif de charge d'une batterie d'accumulation electrique

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