WO2022200144A1 - Electrical power supply system comprising a bidirectional charger and a battery, capable of supplying an external charge while being connected to an electrical power supply network and method for controlling such a system - Google Patents

Electrical power supply system comprising a bidirectional charger and a battery, capable of supplying an external charge while being connected to an electrical power supply network and method for controlling such a system Download PDF

Info

Publication number
WO2022200144A1
WO2022200144A1 PCT/EP2022/056810 EP2022056810W WO2022200144A1 WO 2022200144 A1 WO2022200144 A1 WO 2022200144A1 EP 2022056810 W EP2022056810 W EP 2022056810W WO 2022200144 A1 WO2022200144 A1 WO 2022200144A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power supply
switching device
fast switching
supply network
current
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/056810
Other languages
French (fr)
Inventor
Thomas Dreumont
Elise JEAN
Original Assignee
Renault S.A.S
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault S.A.S filed Critical Renault S.A.S
Priority to CN202280024680.3A priority Critical patent/CN117062730A/en
Priority to EP22715080.2A priority patent/EP4313660A1/en
Publication of WO2022200144A1 publication Critical patent/WO2022200144A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/006Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to power outlets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • TITLE Power supply system comprising a bidirectional charger and a battery, capable of supplying an external load while being connected to a power supply network and method of controlling such a system
  • the technical field of the invention is electrical power systems, and more particularly such systems fitted with batteries.
  • a combustion engine vehicle can possibly be used as a generator if it is coupled to a generator.
  • Another solution, usable for rechargeable electric or hybrid vehicles, more advantageous in terms of compactness and connection power, consists in using the charger of the traction battery of the vehicle in bidirectional mode.
  • the power available for the equipment can be of the same order of magnitude as the power of the battery charger, i.e. generally 3.7 or 7 kW, or even 11 kW.
  • the bidirectional charger when the bidirectional charger generates the voltage intended for the external load, voltage control is carried out.
  • the instruction is to supply and maintain the voltage of 230V within the expected limits.
  • current control is performed when the bidirectional charger is connected to a charging terminal supplying a current greater than that required by the external load. In fact, the instruction is then to regulate the current as required by the load.
  • the bidirectional charger when connected to a charging terminal supplying a current lower than that required by the external load, current control is also carried out, but with the charger operating as an inverter. Indeed, the charger supplements the charging station by drawing continuous energy from the battery. The frequency is always dictated by the power supply network through the charging station.
  • Another technical problem is to have switching means making it possible to ensure a passage from one charger control mode to another mode which is transparent for the external load.
  • thermal vehicles offer low-power electrical outlets with an inverter connected to the low-voltage network.
  • Some electric or hybrid vehicles offer powers of the order of 1 to 2 kW, with an inverter connected to the traction battery network.
  • the present invention thus consists in allowing a management simultaneous operation of the two functions of supplying the external load connected by the user, in inverter mode, on the one hand, and of charging the battery of the electric vehicle, on the other hand, and of allowing switching between voltage and current control according to the powers involved at the level of the load and the charging station.
  • the subject of the invention is a power supply system comprising a bidirectional charger connected to a battery, a fast switching device and a power supply socket configured to make it possible to supply a load, the fast switching device being configured to be able to be connected to a power supply network, the system comprises a first current sensor between the bidirectional charger and the fast switching device, a second current sensor between the power supply socket and the bidirectional charger, a output voltage of the fast switching device and a sensor of the state of charge of the battery, and a control means connected to the sensors, to the bidirectional charger and to the fast switching device, configured to control the bidirectional charger and the fast switching based at least on sensor measurements and battery state of charge .
  • the fast switching device can be an electronic switch of the Triac type.
  • the fast switching device can be connected to the electrical power supply network via a charging socket, the charging socket being configured to be connected to a charging terminal, and to exchange data with the control means .
  • Another object of the invention is a motor vehicle provided with an electrical power supply system as defined above.
  • Another subject of the invention is a method for controlling an electrical power supply system as defined above, in which the following steps are carried out:
  • the bidirectional charger is controlled so that the electrical signals on either side of the fast switching device are synchronized
  • a current setpoint is determined according to the powers consumed or supplied by the battery, the electrical supply network and the load,
  • the fast switching device is controlled to pass from an off state to an on state
  • the bidirectional charger is controlled to switch from operation as a voltage-controlled inverter to operation as a current-controlled inverter or as a current-controlled rectifier by applying the current setpoint,
  • a current setpoint is determined according to the powers consumed or supplied by the battery, the electrical supply network and the load,
  • the fast switching device is controlled from an on state to an off state.
  • FIG 1 illustrates the main elements of a power supply system according to the invention.
  • FIG. 1 illustrates the main steps of a method for controlling the power supply system according to the invention
  • the figure [Fig 1] illustrates the structure of the power supply system.
  • the power supply system 1 comprises a battery 2, connected to a bidirectional charger 3, the bidirectional charger 3 being connected to the power supply network through a fast switching device 5.
  • a charging socket 4 makes it possible to connect the fast switching device 5 to the power supply network via an external charging terminal.
  • a power supply socket 6 is also connected to the bidirectional charger 3 so as to be able to supply a load.
  • the electrical power supply system 1 also comprises a control means 7 making it possible to execute the steps of a control method according to measurements of sensors 8a, 8b, 8c, 8d.
  • the sensors 8a, 8b, 8c, 8d include a first current sensor 8a between the bidirectional charger 3 and the fast switching device 5, a second current sensor 8b between the power supply socket 6 and the bidirectional charger 3, a voltage sensor 8c at the output of the fast switching device 5, between the fast switching device and the power supply network, and a sensor 8d of the state of charge of the battery.
  • the control means 7 comprises at least one memory and at least one processor, capable of executing software instructions forming a control method.
  • the control means 7 is connected to the sensors 8a, 8b, 8c, to the bidirectional charger 3 and to the fast switching device 5.
  • the fast switching device is preferably an electronic switch of the Triac type in order to avoid the rebound phenomena of the relay type mechanical switches.
  • control means 7 is also connected to the charging terminal through the charging socket 4 so as to determine the power available and to control the switching of the terminal.
  • the control means determines a current setpoint to be produced as a function of the power available from the power supply network, the power available in the battery and the power consumption at the power supply outlet.
  • the current setpoint is then limited by the maximum power available for the system supply.
  • the charging socket is provided with a data connection making it possible to determine the maximum current authorized by the charging terminal when the power supply system is connected to such a terminal and to control the provision power.
  • this value is known implicitly when the power supply system is connected to the power supply network via a standard power supply socket.
  • Table 1 illustrates different examples of current setpoints for a power supply system connected to a charging station.
  • the current available at the terminal is much higher than the current consumed by the load.
  • the battery is capable of accepting high energy.
  • the current setpoint corresponds to the difference between the maximum current of the terminal and the current consumed.
  • the current available at the terminal is much lower than the current consumed by the load.
  • the battery is capable of accepting high energy.
  • the current setpoint corresponds to the difference between the maximum current of the terminal and the current consumed. This is a negative setpoint which implies that the battery must be discharged to complete the power supplied by the charging station in order to maintain the power supply to the load.
  • the current available at the terminal is much greater than the current consumed by the load.
  • the battery here is only capable of accepting limited energy.
  • the current setpoint is then less than the difference between the maximum current of the terminal and the current consumed so as not to saturate the battery.
  • the power system is not connected to a charging station.
  • the current available at the terminal is then zero.
  • the battery is capable of accepting high energy.
  • the current setpoint corresponds to the difference between the maximum current of the terminal and the current consumed. This is a negative setpoint equal to the consumption of the load which implies that the battery must be discharged to supply all the power consumed by the load.
  • the control means then controls the charger mode or the inverter mode of the bidirectional charger, according to voltage or current control as a function of the determined current setpoint.
  • the current setpoint corresponds to the difference between the maximum current of the terminal and the current consumed.
  • the control method is illustrated by the figure [Fig 2] and comprises the following steps.
  • the current flowing between the bidirectional charger and the power supply socket is measured using the second current sensor 8b.
  • a load is connected to the power supply socket according to the measurement of the current flowing between the bidirectional charger and the power supply socket.
  • the method continues with a third step 13, during which it is determined whether the electrical power supply system 1 is connected to the electrical power supply network.
  • this information can be determined thanks to a data connection of a charging socket 4 when the electrical power supply system is connected to the electrical power supply system through such a socket.
  • a measurement of the voltage upstream of the fast switching device makes it possible to determine the connection to a power supply network. If the power supply system 1 is not connected to the power supply network, the method continues with a fourth step 14 during which a change in the state of the connection to the power supply network is determined. .
  • the bidirectional charger operates in voltage-controlled inverter mode when the power supply system is not connected to a power supply network and is supplying an external load. Indeed, energy is taken from the battery in the form of direct voltage and is supplied to the external load in the form of alternating voltage. However, when connecting to the power supply network, the bidirectional charger must be driven by current because the voltage is fixed by the power supply network through the charging station. In addition, depending on the energy supplied by the charging station, the bidirectional charger operates in inverter mode if it has to supplement insufficient power from the charging station to supply the external load. The bidirectional charger operates in rectifier mode if the power from the terminal is sufficient to supply the external load, the rest of the power supplied by the terminal is used to charge battery 2.
  • the electrical signals upstream and downstream of the charging socket must be synchronized and the switching fast enough not to be compatible with the change of control of the bidirectional charger and not to be perceived by the load.
  • the voltage variation between the fast switching device and the power supply network is measured using the voltage sensor 8c at the output of the fast switching device and the current variation upstream of the socket power supply 6 thanks to the second current sensor 8b at the input of the power supply socket 6
  • the bidirectional charger is then controlled so that the peak values and the frequency of the electrical signals, voltage or current, circulating between the bidirectional charger and the electrical power supply socket 6 and of the energy circulating between the fast switching device and the power supply network correspond so as to present a zero phase shift.
  • the fast switching device 5 is controlled so as to pass from an off state to an on state
  • the bidirectional charger 3 is controlled so as to switch from operation as a voltage-controlled inverter to operation as a current-controlled inverter or as a current-controlled rectifier according to the difference between the power supplied by the charging terminal and the power requested by the external load.
  • the method then resumes at the first step 11.
  • the fast switching device 5 allows fast switching adapted to switching when the electrical signals are synchronized and adapted to the change of current/voltage control mode. In the case of a connection to a charging terminal, it also allows faster switching than the switching carried out by the charging terminal. Indeed, this makes it possible to obtain a rapid disconnection in a hundred milliseconds for security reasons (standard IEC 61851-1), but only guarantees a connection in a few seconds. Indeed, no standard applies to this phase of operation, and the use of slower relays makes it possible to reduce the cost of the terminal without fundamentally modifying the charging time which lasts in all cases several tens of minutes.
  • the method continues with a seventh step 17.
  • a change in the state of connection to the power supply network is determined.
  • the disconnection of the power supply system from the power supply network is monitored while an external load is supplied by the power supply system.
  • this information can be determined thanks to a data connection of a charging socket 4 when the power supply system is connected to the power supply system through such a socket.
  • a measurement of the voltage upstream of the fast switching device makes it possible to determine the connection to a power supply network.
  • the method continues with an eighth step 18, during which controls the charger in a voltage-controlled inverter mode and the rapid switching device is controlled from an on state to an off state. The method then resumes at the first step 11.
  • the electrical power supply system 1 is integrated into a motor vehicle with electric or hybrid traction, the battery of the power supply system then being constituted by the traction battery of the vehicle and the bidirectional charger being constituted by the on-board charger.
  • the power supply system 1 can be integrated into a portable generator.

Abstract

The invention relates to an electrical power supply system comprising a bidirectional charger (3) connected to a battery (2), an electrical power outlet (6) configured to allow a charge to be supplied, and a fast switching device (5), configured to be able to be connected to an electrical power network. The system comprises a first current sensor (8a) between the bidirectional charger (3) and the fast switching device (5), a second current sensor (8b) between the electrical power outlet (6) and the bidirectional charger (3), a voltage sensor (8c) at the outlet of the fast switching device (5) and a sensor (8d) for sensing the state of charge of the battery, and a control means (7) connected to the sensors (8a, 8b, 8c, 8d), to the bidirectional charger (3), and to the fast switching device (5), which control means is configured to control the bidirectional charger and the fast-switching device based on the measurements from the sensors and on the state of charge of the battery.

Description

TITRE : Système d’alimentation électrique comprenant un chargeur bidirectionnel et une batterie, capable d’alimenter une charge externe tout en étant connecté à un réseau d’alimentation électrique et procédé de commande d’un tel système TITLE: Power supply system comprising a bidirectional charger and a battery, capable of supplying an external load while being connected to a power supply network and method of controlling such a system
Domaine technique Technical area
L’invention a pour domaine technique les systèmes d’alimentation électrique, et plus particulièrement de tels systèmes munis de batteries. The technical field of the invention is electrical power systems, and more particularly such systems fitted with batteries.
Certains usagers sont demandeurs de prises électriques de type domestique (230V) dans leur véhicule, pour pouvoir y brancher des équipements. Ce besoin est avéré en particulier pour des artisans, usagers de véhicules utilitaires, notamment pour le branchement d’un ordinateur, d’un chauffage électrique ou d’un groupe froid, d’un outillage spécifique, pour la recharge d’autres véhicules ... Some users require household-type electrical sockets (230V) in their vehicle, in order to be able to plug in equipment. This need has been proven in particular for craftsmen, users of commercial vehicles, in particular for connecting a computer, an electric heater or a cold unit, specific tools, for recharging other vehicles. ..
Plusieurs solutions techniques permettent de proposer cette prestation aux usagers : Several technical solutions make it possible to offer this service to users:
- Pour raccorder un équipement de faible puissance (inférieure à 300W), il est possible, sur tout type de véhicule, de rajouter un onduleur branché sur le réseau 12V du véhicule. - To connect low power equipment (less than 300W), it is possible, on any type of vehicle, to add an inverter connected to the vehicle's 12V network.
- Pour raccorder des équipements de puissances plus élevées, un véhicule à moteur thermique peut éventuellement être utilisé comme groupe électrogène s’il est couplé à une génératrice. - To connect higher power equipment, a combustion engine vehicle can possibly be used as a generator if it is coupled to a generator.
- Pour raccorder des équipements de puissances jusqu’à 1000 ou 2000W sur un véhicule électrique ou hybride, il est possible de rajouter un onduleur raccordé à la batterie de traction du véhicule. - To connect power equipment up to 1000 or 2000W on an electric or hybrid vehicle, it is possible to add an inverter connected to the vehicle's traction battery.
Une autre solution, utilisable pour des véhicules électriques ou hybrides rechargeables, plus avantageuse en termes de compacité et en puissance de raccordement, consiste à utiliser le chargeur de la batterie de traction du véhicule en mode bidirectionnel. Dans ce cas, la puissance disponible pour les équipements peut être du même ordre de grandeur que la puissance du chargeur de la batterie, c’est-à-dire généralement 3,7 ou 7 kW, voire 1 1 kW. Another solution, usable for rechargeable electric or hybrid vehicles, more advantageous in terms of compactness and connection power, consists in using the charger of the traction battery of the vehicle in bidirectional mode. In this case, the power available for the equipment can be of the same order of magnitude as the power of the battery charger, i.e. generally 3.7 or 7 kW, or even 11 kW.
Par ailleurs, lorsque le chargeur bidirectionnel génère la tension à destination de la charge externe, un pilotage en tension est réalisé. La consigne est de fournir et de maintenir la tension de 230V dans les limites attendues. Néanmoins, lorsque le chargeur bidirectionnel est connecté à une borne de charge fournissant un courant supérieur à celui requis par la charge externe, un pilotage en courant est réalisé. En effet, la consigne est alors de réguler le courant au besoin de la charge. Furthermore, when the bidirectional charger generates the voltage intended for the external load, voltage control is carried out. The instruction is to supply and maintain the voltage of 230V within the expected limits. However, when the bidirectional charger is connected to a charging terminal supplying a current greater than that required by the external load, current control is performed. In fact, the instruction is then to regulate the current as required by the load.
Enfin, lorsque le chargeur bidirectionnel est connecté à une borne de charge fournissant un courant inférieur à celui requis par la charge externe, un pilotage en courant est également réalisé, mais avec le chargeur fonctionnant en onduleur. En effet, le chargeur supplémente la borne de charge en puisant de l’énergie continue dans la batterie. La fréquence est toujours dictée par le réseau d’alimentation électrique à travers la borne de recharge. Finally, when the bidirectional charger is connected to a charging terminal supplying a current lower than that required by the external load, current control is also carried out, but with the charger operating as an inverter. Indeed, the charger supplements the charging station by drawing continuous energy from the battery. The frequency is always dictated by the power supply network through the charging station.
Dans cette utilisation, un problème technique susceptible de se poser consiste à alimenter la charge externe branchée par l’usager (mode onduleur), tout en chargeant si possible la batterie de son véhicule électrique (mode chargeur). Les deux modes d’utilisation du convertisseur de puissance (onduleur et chargeur) sont a priori antagonistes. In this use, a technical problem likely to arise consists in supplying the external load connected by the user (inverter mode), while charging if possible the battery of his electric vehicle (charger mode). The two modes of use of the power converter (inverter and charger) are a priori antagonistic.
Un autre problème technique est de disposer de moyens de commutation permettant d’assurer un passage d’un mode de pilotage du chargeur à un autre mode qui soit transparent pour la charge externe. Another technical problem is to have switching means making it possible to ensure a passage from one charger control mode to another mode which is transparent for the external load.
Techniques antérieures Prior techniques
De nombreux véhicules thermiques proposent des prises électriques de faible puissance avec un onduleur branché sur réseau basse tension. Many thermal vehicles offer low-power electrical outlets with an inverter connected to the low-voltage network.
Certains véhicules électriques ou hybrides proposent des puissances de l’ordre de 1 à 2 kW, avec un onduleur branché sur le réseau de la batterie de traction. Some electric or hybrid vehicles offer powers of the order of 1 to 2 kW, with an inverter connected to the traction battery network.
Dans ces deux cas, l’aj out d’un onduleur n’est pas une solution optimale du point de vue de la compacité, et la puissance de ces solutions reste limitée. Un chargeur doit être prévu pour charger la batterie de traction et un onduleur doit également être prévu pour alimenter la ou les prises domestiques. In these two cases, the addition of an inverter is not an optimal solution from the point of view of compactness, and the power of these solutions remains limited. A charger must be provided to charge the traction battery and an inverter must also be provided to power the household socket(s).
Seuls certains véhicules de constructeurs utilisent des chargeurs bidirectionnels. Only certain manufacturer vehicles use two-way chargers.
Il a en particulier été proposé d’équiper les véhicules d’une prise intérieure capable de délivrer une puissance jusqu’à 2,2 kW. Cependant, cette prise n’est pas fonctionnelle lorsque le véhicule est raccordé au réseau électrique. La présente invention consiste ainsi à permettre une gestion simultanée des deux fonctions d’alimentation de la charge externe branchée par l’usager, en mode onduleur, d’une part, et de charge de la batterie du véhicule électrique, d’autre part, et de permettre la commutation entre des modes de pilotage en tension et en courant selon les puissances mises en jeu au niveau de la charge et de la borne de recharge. In particular, it has been proposed to equip vehicles with an interior socket capable of delivering power up to 2.2 kW. However, this socket is not functional when the vehicle is connected to the electrical network. The present invention thus consists in allowing a management simultaneous operation of the two functions of supplying the external load connected by the user, in inverter mode, on the one hand, and of charging the battery of the electric vehicle, on the other hand, and of allowing switching between voltage and current control according to the powers involved at the level of the load and the charging station.
Exposé de l’invention Disclosure of Invention
L’invention a pour objet un système d’alimentation électrique comprenant un chargeur bidirectionnel connecté à une batterie, un dispositif de commutation rapide et une prise d’alimentation électrique configurée pour permettre d’alimenter une charge, le dispositif de commutation rapide étant configuré pour pouvoir être connecté à un réseau d’alimentation électrique, le système comprend un premier capteur de courant entre le chargeur bidirectionnel et le dispositif de commutation rapide, un deuxième capteur de courant entre la prise d’alimentation électrique et le chargeur bidirectionnel, un capteur de tension en sortie du dispositif de commutation rapide et un capteur de l’état de charge de la batterie, et un moyen de commande connecté aux capteurs, au chargeur bidirectionnel et au dispositif de commutation rapide, configuré pour commander le chargeur bidirectionnel et le dispositif de commutation rapide en fonction au moins des mesures des capteurs et de l’état de charge de la batterie. The subject of the invention is a power supply system comprising a bidirectional charger connected to a battery, a fast switching device and a power supply socket configured to make it possible to supply a load, the fast switching device being configured to be able to be connected to a power supply network, the system comprises a first current sensor between the bidirectional charger and the fast switching device, a second current sensor between the power supply socket and the bidirectional charger, a output voltage of the fast switching device and a sensor of the state of charge of the battery, and a control means connected to the sensors, to the bidirectional charger and to the fast switching device, configured to control the bidirectional charger and the fast switching based at least on sensor measurements and battery state of charge .
Le dispositif de commutation rapide peut être un interrupteur électronique de type Triac. The fast switching device can be an electronic switch of the Triac type.
Le dispositif de commutation rapide peut être connecté au réseau d’alimentation électrique par l’intermédiaire d’une prise de recharge, la prise de recharge étant configurée pour être connectée à une borne de recharge, et pour échanger des données avec le moyen de commande. The fast switching device can be connected to the electrical power supply network via a charging socket, the charging socket being configured to be connected to a charging terminal, and to exchange data with the control means .
Un autre obj et de l’invention est un véhicule automobile muni d’un système d’alimentation électrique tel que défini ci-dessus. Another object of the invention is a motor vehicle provided with an electrical power supply system as defined above.
L’invention a encore pour objet un procédé de commande d’un système d’alimentation électrique tel que défini ci-dessus, dans lequel on réalise les étapes suivantes : Another subject of the invention is a method for controlling an electrical power supply system as defined above, in which the following steps are carried out:
• on détermine si un courant circule à travers la prise d’alimentation électrique, • it is determined whether a current is flowing through the power supply socket,
• si tel est le cas, on détermine si le système d’alimentation électrique est connecté à un réseau d’alimentation électrique, puis on détermine si un changement de l’état de connexion à un réseau d’alimentation électrique a lieu, • if so, it is determined whether the power supply system is connected to a power supply network, then it is determined whether a change in the state of connection to an electrical power supply network takes place,
• lorsque le système d’alimentation électrique n’est pas connecté à un réseau d’alimentation électrique et que l’état de connexion au réseau d’alimentation électrique change, • when the power supply system is not connected to a power supply network and the connection status to the power supply network changes,
- on mesure la variation de tension entre le dispositif de commutation rapide et le réseau d’alimentation électrique et la variation de courant entre le chargeur bidirectionnel et la prise d’alimentation électrique, - the voltage variation between the fast switching device and the power supply network and the current variation between the bidirectional charger and the power supply socket are measured,
- on commande le chargeur bidirectionnel de sorte que les signaux électriques de part et d’autre du dispositif de commutation rapide soient synchronisés, - the bidirectional charger is controlled so that the electrical signals on either side of the fast switching device are synchronized,
- si tel est le cas, on détermine une consigne de courant en fonction des puissances consommées ou fournies par la batterie, le réseau d’alimentation électrique et la charge,- if this is the case, a current setpoint is determined according to the powers consumed or supplied by the battery, the electrical supply network and the load,
- on commande le dispositif de commutation rapide pour passer d’un état non passant à un état passant, et - the fast switching device is controlled to pass from an off state to an on state, and
- on commande le chargeur bidirectionnel pour passer d’un fonctionnement en onduleur piloté en tension à un fonctionnement en onduleur piloté en courant ou en redresseur piloté en courant en appliquant la consigne de courant, - the bidirectional charger is controlled to switch from operation as a voltage-controlled inverter to operation as a current-controlled inverter or as a current-controlled rectifier by applying the current setpoint,
• lorsque le système d’alimentation électrique est connecté à un réseau d’alimentation électrique et que l’état de connexion au réseau d’alimentation électrique change, • when the power supply system is connected to a power supply network and the connection status to the power supply network changes,
- on détermine une consigne de courant en fonction des puissances consommées ou fournies par la batterie, le réseau d’alimentation électrique et la charge, - a current setpoint is determined according to the powers consumed or supplied by the battery, the electrical supply network and the load,
- on commande la commutation vers un mode onduleur piloté en tension en appliquant la consigne de courant, et - the switching to a voltage-controlled inverter mode is controlled by applying the current setpoint, and
- on commande le dispositif de commutation rapide d’un état passant à un état non-passant. - the fast switching device is controlled from an on state to an off state.
On peut déterminer si le système d’alimentation électrique est connecté à un réseau d’alimentation électrique par l’intermédiaire d’informations échangées avec la borne de charge à travers une connexion de données de la prise de recharge, par l’intermédiaire d’une mesure de la tension en amont du dispositif de commutation rapide, ou de façon lorsque le système d’alimentation électrique est connecté à une prise électrique normée. It can be determined whether the power supply system is connected to a power supply network by means of information exchanged with the charging station through a data connection of the power socket. recharging, by means of a measurement of the voltage upstream of the fast switching device, or in a way when the electrical power supply system is connected to a standard electrical outlet.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : Other aims, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description, given solely by way of non-limiting example and made with reference to the appended drawings in which:
- [Fig 1] illustre les principaux éléments d’un système d’alimentation électrique selon l’invention, et - [Fig 1] illustrates the main elements of a power supply system according to the invention, and
- [Fig 2] illustre les principales étapes d’un procédé de commande du système d’alimentation électrique selon l’invention - [Fig 2] illustrates the main steps of a method for controlling the power supply system according to the invention
Description détaillée detailed description
La figure [Fig 1] illustre la structure du système d’alimentation électrique. Le système d’alimentation électrique 1 comprend une batterie 2, connectée à un chargeur bidirectionnel 3, le chargeur bidirectionnel 3 étant connecté au réseau d’alimentation électrique l’intermédiaire d’un dispositif de commutation rapide 5. Dans un mode de réalisation, une prise de recharge 4 permet de connecter le dispositif de commutation rapide 5 au réseau d’alimentation électrique par l’intermédiaire d’une borne de recharge externe. Une prise d’alimentation électrique 6 est également connectée au chargeur bidirectionnel 3 de sorte à pouvoir alimenter une charge. The figure [Fig 1] illustrates the structure of the power supply system. The power supply system 1 comprises a battery 2, connected to a bidirectional charger 3, the bidirectional charger 3 being connected to the power supply network through a fast switching device 5. In one embodiment, a charging socket 4 makes it possible to connect the fast switching device 5 to the power supply network via an external charging terminal. A power supply socket 6 is also connected to the bidirectional charger 3 so as to be able to supply a load.
Le système d’alimentation électrique 1 comprend par ailleurs un moyen de commande 7 permettant d’exécuter les étapes d’un procédé de commande en fonction de mesures de capteurs 8a, 8b, 8c, 8d. The electrical power supply system 1 also comprises a control means 7 making it possible to execute the steps of a control method according to measurements of sensors 8a, 8b, 8c, 8d.
Les capteurs 8a, 8b, 8c, 8d comprennent un premier capteur de courant 8a entre le chargeur bidirectionnel 3 et le dispositif de commutation rapide 5, un deuxième capteur de courant 8b entre la prise d’alimentation électrique 6 et le chargeur bidirectionnel 3, un capteur de tension 8c en sortie du dispositif de commutation rapide 5, entre le dispositif de commutation rapide et le réseau d’alimentation électrique, et un capteur 8d de l’état de charge de la batterie. Le moyen de commande 7 comprend au moins une mémoire et au moins un processeur, apte à exécuter des instructions logicielles formant un procédé de commande. Le moyen de commande 7 est connecté aux capteurs 8a, 8b, 8c, au chargeur bidirectionnel 3 et au dispositif de commutation rapide 5. Le dispositif de commutation rapide est de préférence un interrupteur électronique de type Triac afin d’éviter les phénomènes de rebond des interrupteurs mécaniques de type relais. The sensors 8a, 8b, 8c, 8d include a first current sensor 8a between the bidirectional charger 3 and the fast switching device 5, a second current sensor 8b between the power supply socket 6 and the bidirectional charger 3, a voltage sensor 8c at the output of the fast switching device 5, between the fast switching device and the power supply network, and a sensor 8d of the state of charge of the battery. The control means 7 comprises at least one memory and at least one processor, capable of executing software instructions forming a control method. The control means 7 is connected to the sensors 8a, 8b, 8c, to the bidirectional charger 3 and to the fast switching device 5. The fast switching device is preferably an electronic switch of the Triac type in order to avoid the rebound phenomena of the relay type mechanical switches.
Dans un mode de réalisation particulier, le moyen de commande 7 est également connecté à la borne de charge à travers la prise de recharge 4 de sorte à déterminer la puissance disponible et à commander la commutation de la borne. In a particular embodiment, the control means 7 is also connected to the charging terminal through the charging socket 4 so as to determine the power available and to control the switching of the terminal.
Lorsque le système d’alimentation électrique est connecté par la prise de recharge, le moyen de commande détermine une consigne de courant à produire en fonction de la puissance disponible en provenance du réseau d’alimentation électrique, de la puissance disponible dans la batterie et de la consommation de puissance au niveau de la prise d’alimentation électrique. La consigne de courant est alors limitée par la puissance maximale disponible pour l’alimentation du système. When the power supply system is connected by the charging socket, the control means determines a current setpoint to be produced as a function of the power available from the power supply network, the power available in the battery and the power consumption at the power supply outlet. The current setpoint is then limited by the maximum power available for the system supply.
Dans un mode de réalisation, la prise de recharge est munie d’une connexion de données permettant de déterminer le courant maximal autorisé par la borne de charge lorsque le système d’alimentation électrique est connecté à une telle borne et de commander la mise à disposition de la puissance. In one embodiment, the charging socket is provided with a data connection making it possible to determine the maximum current authorized by the charging terminal when the power supply system is connected to such a terminal and to control the provision power.
Alternativement, cette valeur est connue implicitement lorsque le système d’alimentation électrique est connecté au réseau d’alimentation électrique par l’intermédiaire d’une prise d’alimentation électrique répondant à une norme. Alternatively, this value is known implicitly when the power supply system is connected to the power supply network via a standard power supply socket.
Le tableau 1 illustre différents exemples de consignes de courant pour un système d’alimentation électrique connecté à une borne de charge. Table 1 illustrates different examples of current setpoints for a power supply system connected to a charging station.
[Tableau 1]
Figure imgf000009_0001
[Table 1]
Figure imgf000009_0001
Dans le premier exemple du tableau [Tableau 1], le courant disponible au niveau de la borne est bien supérieur au courant consommé par la charge. La batterie est capable d’accepter une énergie élevée. La consigne de courant correspond à la différence entre le courant maximal de la borne et le courant consommé. In the first example of the table [Table 1], the current available at the terminal is much higher than the current consumed by the load. The battery is capable of accepting high energy. The current setpoint corresponds to the difference between the maximum current of the terminal and the current consumed.
Dans le deuxième exemple, le courant disponible au niveau de la borne est bien inférieur au courant consommé par la charge. La batterie est capable d’accepter une énergie élevée. La consigne de courant correspond à la différence entre le courant maximal de la borne et le courant consommé. Il s’agit ici d’une consigne négative qui implique que la batterie doit être déchargée pour compléter la puissance fournie par la borne afin de maintenir l’alimentation de la charge. In the second example, the current available at the terminal is much lower than the current consumed by the load. The battery is capable of accepting high energy. The current setpoint corresponds to the difference between the maximum current of the terminal and the current consumed. This is a negative setpoint which implies that the battery must be discharged to complete the power supplied by the charging station in order to maintain the power supply to the load.
Dans le troisième exemple, comme dans le premier exemple, le courant disponible au niveau de la borne est bien supérieur au courant consommé par la charge. Néanmoins, la batterie n’est ici capable que d’accepter une énergie limitée. La consigne de courant est alors inférieure à la différence entre le courant maximal de la borne et le courant consommé de sorte à ne pas saturer la batterie. In the third example, as in the first example, the current available at the terminal is much greater than the current consumed by the load. However, the battery here is only capable of accepting limited energy. The current setpoint is then less than the difference between the maximum current of the terminal and the current consumed so as not to saturate the battery.
Dans le quatrième exemple, le système d’alimentation n’est pas connecté à une borne de recharge. Le courant disponible au niveau de la borne est alors nul. La batterie est capable d’accepter une énergie élevée. La consigne de courant correspond à la différence entre le courant maximal de la borne et le courant consommé. Il s’agit ici d’une consigne négative égale à la consommation de la charge qui implique que la batterie doit être déchargée pour fournir toute la puissance consommée par la charge. In the fourth example, the power system is not connected to a charging station. The current available at the terminal is then zero. The battery is capable of accepting high energy. The current setpoint corresponds to the difference between the maximum current of the terminal and the current consumed. This is a negative setpoint equal to the consumption of the load which implies that the battery must be discharged to supply all the power consumed by the load.
Le moyen de commande pilote ensuite le mode chargeur ou le mode onduleur du chargeur bidirectionnel, selon un pilotage en tension ou en courant en fonction de la consigne de courant déterminée. On rappelle que la consigne de courant correspond à la différence entre le courant maximal de la borne et le courant consommé. The control means then controls the charger mode or the inverter mode of the bidirectional charger, according to voltage or current control as a function of the determined current setpoint. Remember that the current setpoint corresponds to the difference between the maximum current of the terminal and the current consumed.
Le procédé de commande est illustré par la figure [Fig 2] et comprend les étapes suivantes. The control method is illustrated by the figure [Fig 2] and comprises the following steps.
Au cours d’une première étape 1 1, on mesure le courant circulant entre le chargeur bidirectionnel et la prise d’alimentation électrique grâce au deuxième capteur de courant 8b. During a first step 11, the current flowing between the bidirectional charger and the power supply socket is measured using the second current sensor 8b.
Au cours d’une deuxième étape 12, on détermine si une charge est connectée à la prise d’alimentation électrique en fonction de la mesure du courant circulant entre le chargeur bidirectionnel et la prise d’alimentation électrique. During a second step 12, it is determined whether a load is connected to the power supply socket according to the measurement of the current flowing between the bidirectional charger and the power supply socket.
Si tel n’est le cas, le procédé reprend à la première étape 11. If this is not the case, the method resumes at the first step 11.
Si tel est le cas, le procédé se poursuit par une troisième étape 13, au cours de laquelle on détermine si le système d’alimentation électrique 1 est connecté au réseau d’alimentation électrique. Selon les modes de réalisation, on peut déterminer cette information grâce à une connexion de données d’une prise de recharge 4 lorsque le système d’alimentation électrique est connecté au système d’alimentation électrique à travers un telle prise. Dans un autre mode de réalisation, une mesure de la tension en amont du dispositif de commutation rapide permet de déterminer la connexion à un réseau d’alimentation électrique. Si le système d’alimentation électrique 1 n’est pas connecté au réseau d’alimentation électrique, le procédé se poursuit par une quatrième étape 14 au cours de laquelle on détermine un changement de l’état de la connexion au réseau d’alimentation électrique. If this is the case, the method continues with a third step 13, during which it is determined whether the electrical power supply system 1 is connected to the electrical power supply network. According to the embodiments, this information can be determined thanks to a data connection of a charging socket 4 when the electrical power supply system is connected to the electrical power supply system through such a socket. In another embodiment, a measurement of the voltage upstream of the fast switching device makes it possible to determine the connection to a power supply network. If the power supply system 1 is not connected to the power supply network, the method continues with a fourth step 14 during which a change in the state of the connection to the power supply network is determined. .
Le chargeur bidirectionnel fonctionne en mode onduleur piloté en tension lorsque le système d’alimentation électrique n’est pas connecté à un réseau d’alimentation électrique et alimente une charge externe. En effet, de l’énergie est prélevée dans la batterie sous forme de tension continue et est fournie à la charge externe sous forme de tension alternative. Néanmoins, lors de la connexion au réseau d’alimentation électrique, le chargeur bidirectionnel doit être piloté en courant car la tension est fixée par le réseau d’alimentation électrique au travers de la borne de recharge. De plus, en fonction de l’énergie fournie par la borne, le chargeur bidirectionnel fonctionne en mode onduleur s’il doit suppléer une puissance insuffisante de la borne pour alimenter la charge externe. Le chargeur bidirectionnel fonctionne en mode redresseur si la puissance de la borne est suffisante pour alimenter la charge externe, le reste de la puissance fournie par la borne est utilisée pour charger la batterie 2. The bidirectional charger operates in voltage-controlled inverter mode when the power supply system is not connected to a power supply network and is supplying an external load. Indeed, energy is taken from the battery in the form of direct voltage and is supplied to the external load in the form of alternating voltage. However, when connecting to the power supply network, the bidirectional charger must be driven by current because the voltage is fixed by the power supply network through the charging station. In addition, depending on the energy supplied by the charging station, the bidirectional charger operates in inverter mode if it has to supplement insufficient power from the charging station to supply the external load. The bidirectional charger operates in rectifier mode if the power from the terminal is sufficient to supply the external load, the rest of the power supplied by the terminal is used to charge battery 2.
Lors de la commutation d’un mode de fonctionnement ou de pilotage à l’autre, les signaux électriques en amont et en aval de la prise de recharge doivent être synchronisés et la commutation suffisamment rapide pour ne pas être compatible avec le changement de commande du chargeur bidirectionnel et pour ne pas être perçue par la charge. When switching from one operating or control mode to another, the electrical signals upstream and downstream of the charging socket must be synchronized and the switching fast enough not to be compatible with the change of control of the bidirectional charger and not to be perceived by the load.
Lorsque l’état de connexion au réseau d’alimentation électrique change, le procédé se poursuit par une cinquième étape 15. When the state of connection to the power supply network changes, the method continues with a fifth step 15.
Au cours de la cinquième étape 15, on mesure la variation de tension entre le dispositif de commutation rapide et le réseau d’alimentation électrique grâce au capteur de tension 8c en sortie du dispositif de commutation rapide et la variation de courant en amont de la prise d’alimentation électrique 6 grâce au deuxième capteur de courant 8b à l’entrée de la prise d’alimentation électrique 6 During the fifth step 15, the voltage variation between the fast switching device and the power supply network is measured using the voltage sensor 8c at the output of the fast switching device and the current variation upstream of the socket power supply 6 thanks to the second current sensor 8b at the input of the power supply socket 6
On commande alors le chargeur bidirectionnel de sorte que les valeurs de crête et la fréquence des signaux électriques, tension ou courant, circulant entre le chargeur bidirectionnel et la prise d’alimentation électrique 6 et de l’énergie circulant entre le dispositif de commutation rapide et le réseau d’alimentation électrique correspondent de sorte à présenter un déphasage nul. Lorsque les signaux électriques de part et d’autre du dispositif de commutation rapide sont synchronisés, au cours d’une sixième étape 16, on commande le dispositif de commutation rapide 5 de sorte à passer d’un état non passant à un état passant, et on commande le chargeur bidirectionnel 3 de sorte à passer d’un fonctionnement en onduleur piloté en tension à un fonctionnement en onduleur piloté en courant ou en redresseur piloté en courant selon la différence entre la puissance fournie par la borne de recharge et la puissance demandée par la charge externe. Le procédé reprend alors à la première étape 11. Le dispositif de commutation rapide 5 permet une commutation rapide adaptée à la commutation lorsque les signaux électriques sont synchronisés et adaptée au changement de mode de pilotage courant/tension. Dans le cas d’une connexion à une borne de charge, il permet également une commutation plus rapide que la commutation réalisée par la borne de charge. En effet, celle-ci permet d’obtenir une déconnexion rapide en une centaine de milliseconde pour des raisons sécuritaires (norme IEC 61851-1), mais ne permet de garantir qu’une connexion en quelques secondes. En effet, aucune norme ne s’applique à cette phase de fonctionnement, et l’utilisation de relais plus lents permet de réduire le coût de la borne sans modifier fondamentalement le temps de charge qui dure dans tous les cas plusieurs dizaines de minutes. The bidirectional charger is then controlled so that the peak values and the frequency of the electrical signals, voltage or current, circulating between the bidirectional charger and the electrical power supply socket 6 and of the energy circulating between the fast switching device and the power supply network correspond so as to present a zero phase shift. When the electrical signals on either side of the fast switching device are synchronized, during a sixth step 16, the fast switching device 5 is controlled so as to pass from an off state to an on state, and the bidirectional charger 3 is controlled so as to switch from operation as a voltage-controlled inverter to operation as a current-controlled inverter or as a current-controlled rectifier according to the difference between the power supplied by the charging terminal and the power requested by the external load. The method then resumes at the first step 11. The fast switching device 5 allows fast switching adapted to switching when the electrical signals are synchronized and adapted to the change of current/voltage control mode. In the case of a connection to a charging terminal, it also allows faster switching than the switching carried out by the charging terminal. Indeed, this makes it possible to obtain a rapid disconnection in a hundred milliseconds for security reasons (standard IEC 61851-1), but only guarantees a connection in a few seconds. Indeed, no standard applies to this phase of operation, and the use of slower relays makes it possible to reduce the cost of the terminal without fundamentally modifying the charging time which lasts in all cases several tens of minutes.
Si, au cours de la troisième étape 13, on a déterminé que le système d’alimentation électrique 1 est connecté à une borne de recharge, le procédé se poursuit par une septième étape 17. If, during the third step 13, it has been determined that the power supply system 1 is connected to a charging station, the method continues with a seventh step 17.
Au cours de la septième étape 17, on détermine un changement de l’état de connexion au réseau d’alimentation électrique. En d’autres termes, on surveille la déconnexion du système d’alimentation électrique du réseau d’alimentation électrique alors qu’une charge externe est alimentée par le système d’alimentation électrique. Comme indiqué ci-dessus, selon divers modes de réalisation, on peut déterminer cette information grâce à une connexion de données d’une prise de recharge 4 lorsque le système d’alimentation électrique est connecté au système d’alimentation électrique à travers un telle prise. Dans un autre mode de réalisation, une mesure de la tension en amont du dispositif de commutation rapide permet de déterminer la connexion à un réseau d’alimentation électrique. During the seventh step 17, a change in the state of connection to the power supply network is determined. In other words, the disconnection of the power supply system from the power supply network is monitored while an external load is supplied by the power supply system. As indicated above, according to various embodiments, this information can be determined thanks to a data connection of a charging socket 4 when the power supply system is connected to the power supply system through such a socket. . In another embodiment, a measurement of the voltage upstream of the fast switching device makes it possible to determine the connection to a power supply network.
Lorsque l’état de connexion au réseau d’alimentation électrique change, le procédé se poursuit par une huitième étape 18, au cours de laquelle on commande le chargeur dans un mode onduleur piloté en tension et on commande le dispositif de commutation rapide d’un état passant à un état non-passant. Le procédé reprend alors à la première étape 11. When the state of connection to the power supply network changes, the method continues with an eighth step 18, during which controls the charger in a voltage-controlled inverter mode and the rapid switching device is controlled from an on state to an off state. The method then resumes at the first step 11.
Dans un mode de mise en œuvre, le système d’alimentation électrique 1 est intégré dans un véhicule automobile à traction électrique ou hybride, la batterie du système d’alimentation étant alors constituée par la batterie de traction du véhicule et le chargeur bidirectionnel étant constitué par le chargeur embarqué. In one mode of implementation, the electrical power supply system 1 is integrated into a motor vehicle with electric or hybrid traction, the battery of the power supply system then being constituted by the traction battery of the vehicle and the bidirectional charger being constituted by the on-board charger.
En variante, dans un autre mode de mise en œuvre, le système d’alimentation électrique 1 peut être intégré dans un groupe électrogène portatif. Alternatively, in another mode of implementation, the power supply system 1 can be integrated into a portable generator.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système d’alimentation électrique comprenant un chargeur bidirectionnel (3) connecté à une batterie (2), un dispositif de commutation rapide (5) et une prise d’alimentation électrique (6) configurée pour permettre d’alimenter une charge, le dispositif de commutation rapide (5) étant configuré pour pouvoir être connecté à un réseau d’alimentation électrique, le système comprend un premier capteur de courant (8a) entre le chargeur bidirectionnel (3) et le dispositif de commutation rapide (5), un deuxième capteur de courant (8b) entre la prise d’alimentation électrique (6) et le chargeur bidirectionnel (3), un capteur de tension (8c) en sortie du dispositif de commutation rapide (5) et un capteur (8d) de l’état de charge de la batterie, et un moyen de commande (7) connecté aux capteurs (8a, 8b, 8c, 8d), au chargeur bidirectionnel (3) et au dispositif de commutation rapide (5), configuré pour commander le chargeur bidirectionnel et le dispositif de commutation rapide en fonction des mesures des capteurs et de l’état de charge de la batterie. 1. A power supply system comprising a bi-directional charger (3) connected to a battery (2), a fast switching device (5) and a power supply socket (6) configured to allow powering a load, the fast switching device (5) being configured to be able to be connected to a power supply network, the system comprises a first current sensor (8a) between the bidirectional charger (3) and the fast switching device (5), a second current sensor (8b) between the power supply socket (6) and the bidirectional charger (3), a voltage sensor (8c) at the output of the fast switching device (5) and a sensor (8d) of the state of charge of the battery, and a control means (7) connected to the sensors (8a, 8b, 8c, 8d), to the bidirectional charger (3) and to the fast switching device (5), configured to control the charger bidirectional and the quick switching device according to the measurements sensors and battery charge status.
2. Système d’alimentation électrique selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de commutation rapide (5) est un interrupteur électronique de type Triac. 2. Power supply system according to the preceding claim, wherein the fast switching device (5) is a Triac-type electronic switch.
3. Système d’alimentation électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de commutation rapide (5) est connecté au réseau d’alimentation électrique par l’intermédiaire d’une prise de recharge (4), la prise de recharge (4) étant configurée pour être connectée à une borne de recharge, et pour échanger des données avec le moyen de commande3. Power supply system according to any one of the preceding claims, in which the fast switching device (5) is connected to the power supply network via a charging socket (4), the socket charging station (4) being configured to be connected to a charging station, and to exchange data with the control means
(7)· (7) ·
4. Véhicule automobile muni d’un système d’alimentation électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes. 4. Motor vehicle provided with a power supply system according to any one of the preceding claims.
5. Procédé de commande d’un système d’alimentation électrique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel on réalise les étapes suivantes : 5. Method for controlling an electrical power supply system according to any one of claims 1 to 3, in which the following steps are carried out:
• on détermine si un courant circule à travers la prise d’alimentation électrique (6), • it is determined whether a current is flowing through the power supply socket (6),
• si tel est le cas, on détermine si le système d’alimentation électrique est connecté à un réseau d’alimentation électrique, puis on détermine si un changement de l’état de connexion à un réseau d’alimentation électrique a lieu, • if so, it is determined whether the power supply system is connected to a power supply network, then it is determined whether a change in the state of connection to an electrical power supply network takes place,
• lorsque le système d’alimentation électrique n’est pas connecté à un réseau d’alimentation électrique et que l’état de connexion au réseau d’alimentation électrique change, • when the power supply system is not connected to a power supply network and the connection status to the power supply network changes,
- on mesure alors la variation de tension entre le dispositif de commutation rapide (5) et le réseau d’alimentation électrique et la variation de courant entre le chargeur bidirectionnel (3) et la prise d’alimentation électrique (6), - the voltage variation between the fast switching device (5) and the power supply network and the current variation between the bidirectional charger (3) and the power supply socket (6) are then measured,
- on commande alors le chargeur bidirectionnel de sorte que les signaux électriques de part et d’autre du dispositif de commutation rapide (5) soient synchronisés, - the bidirectional charger is then controlled so that the electrical signals on either side of the fast switching device (5) are synchronized,
- lorsque tel est le cas, on détermine une consigne de courant en fonction des puissances consommées ou fournies par la batterie, le réseau d’alimentation électrique et la charge,- when this is the case, a current setpoint is determined according to the powers consumed or supplied by the battery, the electrical supply network and the load,
- on commande le dispositif de commutation rapide 5 de sorte à passer d’un état non passant à un état passant, et - the fast switching device 5 is controlled so as to pass from an off state to an on state, and
- on commande le chargeur bidirectionnel de sorte à passer d’un fonctionnement en onduleur piloté en tension à un fonctionnement en onduleur piloté en courant ou en redresseur piloté en courant en appliquant la consigne de courant, - the bidirectional charger is controlled so as to switch from operation as a voltage-controlled inverter to operation as a current-controlled inverter or as a current-controlled rectifier by applying the current setpoint,
• lorsque le système d’alimentation électrique est connecté à un réseau d’alimentation électrique et que l’état de connexion au réseau d’alimentation électrique change, • when the power supply system is connected to a power supply network and the connection status to the power supply network changes,
- on détermine alors une consigne de courant en fonction des puissances consommées ou fournies par la batterie, le réseau d’alimentation électrique et la charge, - a current setpoint is then determined according to the powers consumed or supplied by the battery, the electrical supply network and the load,
- on commande la commutation vers un mode onduleur piloté en tension en appliquant la consigne de courant, et - the switching to a voltage-controlled inverter mode is controlled by applying the current setpoint, and
- on commande le dispositif de commutation rapide d’un état passant à un état non-passant. - the fast switching device is controlled from an on state to an off state.
6. Procédé de commande selon la revendication 5, dans lequel on détermine si le système d’alimentation électrique est connecté à un réseau d’alimentation électrique par l’intermédiaire d’informations échangées avec la borne de charge à travers une connexion de données de la prise de recharge (4), par rintermédiaire d’une mesure de la tension en amont du dispositif de commutation rapide, ou de façon implicite lorsque le système d’alimentation électrique est connecté à une prise électrique normée. 6. Control method according to claim 5, in which it is determined whether the power supply system is connected to a power supply network by means of information exchanged with the charging terminal through a data connection of the charging socket (4), by measuring the voltage upstream of the fast switching device, or implicitly when the power supply system is connected to a standard electrical outlet.
PCT/EP2022/056810 2021-03-25 2022-03-16 Electrical power supply system comprising a bidirectional charger and a battery, capable of supplying an external charge while being connected to an electrical power supply network and method for controlling such a system WO2022200144A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280024680.3A CN117062730A (en) 2021-03-25 2022-03-16 Power supply system comprising a bidirectional charger and a battery, capable of powering an external load when connected to a power supply network, and method for controlling such a system
EP22715080.2A EP4313660A1 (en) 2021-03-25 2022-03-16 Electrical power supply system comprising a bidirectional charger and a battery, capable of supplying an external charge while being connected to an electrical power supply network and method for controlling such a system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2103051A FR3121080B1 (en) 2021-03-25 2021-03-25 Power supply system comprising a bidirectional charger and a battery, capable of powering an external load while being connected to a power supply network and method of controlling such a system
FRFR2103051 2021-03-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022200144A1 true WO2022200144A1 (en) 2022-09-29

Family

ID=76283894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/056810 WO2022200144A1 (en) 2021-03-25 2022-03-16 Electrical power supply system comprising a bidirectional charger and a battery, capable of supplying an external charge while being connected to an electrical power supply network and method for controlling such a system

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4313660A1 (en)
CN (1) CN117062730A (en)
FR (1) FR3121080B1 (en)
WO (1) WO2022200144A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010259274A (en) * 2009-04-28 2010-11-11 Toyota Motor Corp Charging pack for electric storage device
EP2823987A1 (en) * 2012-03-07 2015-01-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric-powered vehicle and method for controlling same
WO2021004639A1 (en) * 2019-07-11 2021-01-14 Volvo Truck Corporation A control unit for an electric power transmission system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010259274A (en) * 2009-04-28 2010-11-11 Toyota Motor Corp Charging pack for electric storage device
EP2823987A1 (en) * 2012-03-07 2015-01-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric-powered vehicle and method for controlling same
WO2021004639A1 (en) * 2019-07-11 2021-01-14 Volvo Truck Corporation A control unit for an electric power transmission system

Also Published As

Publication number Publication date
EP4313660A1 (en) 2024-02-07
CN117062730A (en) 2023-11-14
FR3121080B1 (en) 2023-04-14
FR3121080A1 (en) 2022-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2510338C2 (en) Device for control over vehicle warming up
EP2695279B1 (en) Charge transfer device and associated management method
CA2844356C (en) Electric battery charging installation and method
FR2965986A1 (en) ENERGY EXCHANGE SYSTEM
EP3227137B1 (en) Improved direct-current converter and power supply device
EP1410481A1 (en) System for managing electric power in a hybrid motor vehicle
EP3944982A1 (en) Shared multipoint recharging system for electric vehicles
WO2012052366A1 (en) Device and method for estimating a touch current and protecting an electrical apparatus against such touch currents
WO2022200144A1 (en) Electrical power supply system comprising a bidirectional charger and a battery, capable of supplying an external charge while being connected to an electrical power supply network and method for controlling such a system
FR2995839A1 (en) System for management of range extender of electric powered car, has control unit for selecting control mode, and another control unit that is arranged to fix two values that are distinct from parameter characteristic of selected mode
FR2965128A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MANAGING A GENERATOR OF AN ENERGY RECOVERY SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE
EP2612418A1 (en) Method for charging an electrical battery
WO2022090558A1 (en) Electric power supply system
FR2757806A1 (en) Battery-fed vehicle traction motor with capacitor boost
FR2909325A1 (en) Power supply device for electrical traction machine of electric vehicle, has control unit utilizing fuel cell to provide power to machine, and connection unit connecting batteries with external source to charge batteries during stop phase
EP4211767A1 (en) Method for controlling a fuel cell unit and associated devices
EP3313687B1 (en) Method for battery temperature management of a hybrid vehicle
FR3104506A1 (en) METHOD OF DYNAMIC CONTROL OF THE CHARGING CURRENT OF AN ELECTRICAL ENERGY STORER OF MOTOR VEHICLES
WO2022200497A1 (en) Self-contained power supply device, in particular for charging a battery
FR2970823A1 (en) Electric battery e.g. main battery, recharging controlling device for use in charger of e.g. hybrid car, has processing unit for determining recharging parameters based on charging states and storage capacities of batteries
FR3002897A1 (en) SWITCHED POWER SUPPLY DEVICE FOR THE ONBOARD NETWORK OF A MOTOR VEHICLE
TWI531135B (en) System and method for charge and discharge
CA3183945A1 (en) Method for controlling the charging and discharging of a plurality of electrical energy storage devices
FR3138363A1 (en) Electric charging system for a battery vehicle
WO2020157394A1 (en) Method for controlling a generator coupled with a one-way clutch of a motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22715080

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280024680.3

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022715080

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022715080

Country of ref document: EP

Effective date: 20231025