WO2023135371A1 - Surveillance de l'isolement électrique d'une ligne de recharge d'une batterie principale d'un véhicule - Google Patents

Surveillance de l'isolement électrique d'une ligne de recharge d'une batterie principale d'un véhicule Download PDF

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WO2023135371A1
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contactor
charging
main battery
vehicle
line
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Alexandre Morel
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Psa Automobiles Sa
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    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer

Definitions

  • TITLE ELECTRICAL INSULATION MONITORING OF A MAIN VEHICLE BATTERY CHARGING LINE
  • the invention relates to vehicles comprising a rechargeable main (or traction) battery, and more specifically the monitoring of the electrical insulation of a charging line to which such a main battery is coupled.
  • Some vehicles possibly of the automobile type, include a so-called “main” (or traction) rechargeable battery because it is responsible for supplying electric current to an on-board network via a converter and an electric motor machine of their powertrain (or GMP).
  • main or traction
  • GMP powertrain
  • on-board network means an electrical power supply network to which electrical (or electronic) equipment (or components) consuming electrical energy are coupled.
  • Some main batteries are coupled to an isolation circuit that includes at least one contactor connected to a charging line, itself connected to a charging connector.
  • Each contactor has an open state in which it ensures the decoupling between the main battery and the charging line and a closed state in which it ensures the coupling of the main battery to the charging line during a charging phase of the main battery by a power source coupled to the vehicle charging connector.
  • the charging line is therefore an important interconnection element making it possible to supply the main battery with direct current (or DC (“Direct Current”)) from a power source during so-called mode 4 charging.
  • direct current or DC (“Direct Current”)
  • the main battery to be recharged
  • high direct current typically between 125 A and 500 A
  • an input voltage low typically 450 V
  • the aim of the invention is therefore in particular to improve the situation, and in particular safety and/or availability.
  • a monitoring method intended to be implemented in a vehicle comprising a rechargeable main battery and coupled to an isolation circuit comprising at least one contactor connected to a charging line connected to a charging connector and having open and closed states in which it respectively ensures the decoupling and the coupling of the main battery to the charging line.
  • This monitoring method is characterized by the fact that it includes a step in which, in the absence of coupling of the charging connector to an external power source, the contactor is placed in its closed state, then it is checked whether the charging line is electrically isolated, and, if not, future charging of the main battery via the charging line is prohibited and the contactor is placed in its open state.
  • This verification of the electrical insulation of the charging line carried out before a external power source is coupled to the charging connector allows precise diagnosis, without the risk of generating an electric arc and/or the start of a short-circuit in the event of an electrical insulation fault, but also without risk of immobilization of the vehicle.
  • the monitoring method according to the invention may comprise other characteristics which may be taken separately or in combination, and in particular:
  • the step can be performed when the vehicle is traveling at a speed which is greater than a first chosen threshold for a duration greater than a second chosen threshold;
  • the first threshold can, for example, be between 40 km/h and 60 km/h;
  • the second threshold can, for example, be between 5 s and 15 s;
  • a first contactor can be placed in its closed state, then it can be checked whether the charging line is electrically isolated, and, in the affirmative, the first contactor can be placed in its open state, then a second contactor can be placed in its closed state, then it can be checked whether the charging line is electrically isolated, and, if not, a future charging of the main battery via the charging line and the second contactor can be placed in its open state;
  • the chosen duration can, for example, be between 15 s and 60 s.
  • the invention also proposes a computer program product comprising a set of instructions which, when it is executed by processing means, is capable of implementing a monitoring method of the type presented above for monitoring electrical isolation of a charging line interconnecting in a vehicle a charging connector to at least one contactor forming part of an isolation circuit coupled to a rechargeable main battery.
  • the invention also proposes a monitoring device intended to equip a vehicle comprising a rechargeable main battery and coupled to an isolation circuit comprising at least one contactor connected to a charging line connected to a charging connector and having open and closed states in which it respectively ensures the decoupling and the coupling of the main battery to the charging line.
  • This monitoring device is characterized in that it comprises at least one processor and at least one memory arranged to perform the operations consisting, in the absence of coupling of the charging connector to an external power source, in triggering a placing the contactor in its closed state, then triggering a check of the electrical insulation of the charging line, and, if not, triggering a ban on future charging of the main battery via the charging line and trigger placement of the contactor in its open state.
  • the invention also proposes a vehicle, possibly of the automotive type, and comprising, on the one hand, a rechargeable main battery and coupled to an isolation circuit comprising at least one contactor connected to a charging line connected to a charging connector and having open and closed states in which it respectively ensures the decoupling and coupling of the main battery to the charging line, and, on the other hand, a monitoring device of the type presented above.
  • FIG. 1 schematically and functionally illustrates an embodiment of a vehicle comprising a GMP, with an electric drive machine powered by a main battery coupled to a charging line, and a monitoring device according to the invention
  • FIG. 2 schematically and functionally illustrates an exemplary embodiment of a battery box, coupled to a main battery and comprising an exemplary embodiment of a battery computer comprising a monitoring device according to the invention
  • FIG. 3 schematically illustrates an example of an algorithm implementing a monitoring method according to the invention.
  • the object of the invention is in particular to propose a monitoring method, and an associated monitoring device DS, intended to allow the monitoring of the electrical insulation of the charging line LR interconnecting in a vehicle V a charging connector CN to at least least one contactor K4, K5 of a circuit Cl coupled to a rechargeable main battery BP.
  • the vehicle V is of the automobile type. This is for example a car, as shown in Figure 1. But the invention is not limited to this type of vehicle. It relates in fact to any type of vehicle comprising a rechargeable main (or traction) battery. Thus, it concerns, for example, land vehicles (utility vehicles, motorhomes, minibuses, coaches, trucks, motorcycles, road construction machinery, construction machinery, agricultural machinery, leisure machinery (snowmobile, kart), and caterpillar(s), for example), boats, and aircraft.
  • land vehicles utility vehicles, motorhomes, minibuses, coaches, trucks, motorcycles, road construction machinery, construction machinery, agricultural machinery, leisure machinery (snowmobile, kart), and caterpillar(s), for example
  • boats, and aircraft and aircraft.
  • the vehicle V comprises a powertrain (or GMP) of the all-electric type (and therefore whose traction is ensured exclusively by at least one electric motor machine MRS).
  • GMP could be of the hybrid type (thermal and electric).
  • a vehicle V comprising in particular an electric GMP transmission chain, an on-board network RB, a service battery BS, a main (or traction) battery BP associated with a battery computer CB, a converter CV, a charging line LR, a charging connector CN, an isolation circuit Cl, and a monitoring device DS according to the invention.
  • the on-board network RB is an electrical power supply network to which electrical (or electronic) equipment (or components) that consume electrical energy are coupled.
  • the service battery BS is responsible for supplying electric power to the on-board network RB, in addition to that supplied by the converter CV powered by the main battery BP, and sometimes instead of this converter CV.
  • this service battery BS can be arranged in the form of a battery of the very low voltage type (typically 12 V, 24 V or 48 V). It is rechargeable at least by the current converter CV. It is considered in what follows, by way of non-limiting example, that the service battery BS is of the 12 V Lithium-ion type.
  • the transmission chain has a GMP which is, here, purely electrical, and therefore which comprises, in particular, an electric drive machine MME, a motor shaft AM, and a transmission shaft AT.
  • the term “electric drive machine” means an electric machine arranged so as to supply or recover torque to move the vehicle V.
  • the operation of the GMP is supervised by a supervision computer CS.
  • the electric driving machine MME (here an electric motor) is coupled to the main battery BP, in order to be supplied with electrical energy, as well as possibly to supply this main battery BP with electrical energy during a regenerative braking phase. It is coupled to the motor shaft AM, to provide it with torque by rotational drive.
  • This motor shaft AM is here coupled to a reducer RD which is also coupled to the transmission shaft AT, itself coupled to a first train T1 (here of wheels), preferably via a differential D1.
  • This first train T 1 is here located in the front part PW of the vehicle V. But in a variant this first train T1 could be the one which is here referenced T2 and which is located in the rear part PRV of the vehicle V.
  • the converter CV is responsible (here during the driving phases of the vehicle V) for converting part of the electric current stored in the main battery BP to supply converted electric current, on the one hand, to the on-board network RB, and, d on the other hand, the service battery BS (when it needs to be recharged).
  • the main battery BP is suitable not only for recharging in mode 2 or 3, but also for recharging in mode 4, under the control of a computer CC associated with the converter CV.
  • the main battery BP is rechargeable with direct current by the converter CV, after an AC/DC conversion (for example from 220 V AC (alternating current) to 450 V DC (current continuous)), when this CV converter has been temporarily coupled to an external power source, here via a charging cable previously connected to the CN charging connector of the vehicle V.
  • an AC/DC conversion for example from 220 V AC (alternating current) to 450 V DC (current continuous)
  • the main battery BP is rechargeable with high direct current (typically between 125 A and 500 A) which comes directly from an external (direct current) power source, temporarily connected via a charging cable to the CN charging connector of the vehicle V, without conversion by the CV converter.
  • This charging connector CN is connected to the isolation circuit Cl via the charging line LR.
  • the main battery BP can comprise N electrical energy storage cells.
  • these N cells can be electrochemical, and in this case they can be of the lithium-ion (or Li-ion) or Ni-Mh or Ni-Cd type, for example.
  • the main battery BP can be of the low voltage type (typically 450 V by way of illustration). But it could be medium voltage or high voltage.
  • the main battery BP is associated with a battery box BB which comprises, here, at least the insulation circuit Cl, voltage/current measuring means (partially illustrated), and the battery computer CB (which is supplied with electrical energy by the service battery BS).
  • a battery box BB which comprises, here, at least the insulation circuit Cl, voltage/current measuring means (partially illustrated), and the battery computer CB (which is supplied with electrical energy by the service battery BS).
  • the isolation circuit Cl is arranged so as to isolate the main battery BP from the converter CV and/or from the charging connector CN and/or from the electric drive machine MME, when the battery computer CB so requests.
  • this isolation circuit Cl can comprise protection fuses F2 and F3 and contactors (or switches) Kj based on MOSFET(s) each able to assume an open state ( or not passing) and a closed (or passing) state.
  • the first contactor (or switch) K1 is here connected to the positive terminal (U1) of the main battery BP and mounted in series with a precharging resistor R which is connected more or less directly to the positive terminals of the CV converter (U4) and MME prime mover (U3). This first contactor (or switch) K1 is always placed in its open state during a charging phase.
  • the second contactor (or switch) K2 is here mounted in parallel with the first contactor (or switch) K1 and the precharging resistor R (between U1 and U3). It ensures the coupling/decoupling of the main BP battery (U1) to/from the CV converter (U4) and MME driving machine (U3).
  • the third contactor (or switch) K3 is here connected to the negative terminal (U00) of the main battery BP and to the negative terminal (U01) of the prime mover MME. It ensures the coupling/decoupling of the main BP battery (U00) to/from the machine motor MME (U01 ).
  • the fourth contactor (or switch) K4 is here connected to the second contactor (or switch) K2 (via a fuse F3 (U3-U5)) and to the part of the LR charging line which is connected to the positive terminal (U6) of the CN charging connector. It ensures the coupling/decoupling of the main battery BP to/from the charging connector CN. Note that fuses F2 and F3 are optional.
  • the fifth contactor (or switch) K5 is here connected, on the one hand, to the third contactor (or switch) K3 (U01) and to the negative terminal of the converter CV, and, on the other hand, to the part of the line LR charging connector which is connected to the negative terminal (U02) of the CN charging connector. It ensures the coupling/decoupling of the main battery BP to/from the charging connector CN.
  • isolation circuit Cl could only include one of the fourth K4 and fifth K5 contactors for the coupling/decoupling of the main battery BP.
  • the battery computer CB centralizes the voltage and current measurements and determines the current parameters of the main battery BP as a function of these measurements, and in particular its internal resistance, its minimum voltage, its state of charge (or SOC (“State Of Charge”)) and his state of health (or SOH (“State Of Health”)). Furthermore, the battery computer CB exchanges information with the supervision computer CS of the GMP and with the computer CC associated with the converter CV (in particular for recharging in mode 4).
  • the converter CV can be part of a charger CH electrically connected to the charging connector CN and comprising the computer CC responsible within its vehicle V for controlling the charging of the battery main BP, whatever the mode.
  • the vehicle V also comprises a distribution box BD to which the service battery BS, the converter CV and the on-board network RB are coupled.
  • This distribution box BD is responsible for distributing in the on-board network RB the electrical energy produced by the converter CV or stored in the service battery BS, for supplying the electrical components (or equipment) coupled to the on-board network RB (and in particular the battery computer CB), as a function of power supply requests received (in particular from the supervision computer CS of the GMP).
  • the invention proposes in particular a monitoring method intended to allow monitoring of the electrical insulation of the LR charging line.
  • This (monitoring) method can be implemented at least partially by the monitoring device DS (illustrated in FIGS. 1 and 2) which comprises for this purpose at least one processor PR1, for example of digital signal (or DSP (“ Digital Signal Processor”)), and at least one MD memory.
  • This monitoring device DS can therefore be produced in the form of a combination of electrical or electronic circuits or components (or “hardware”) and software modules (or “software”). By way of example, it may be a microcontroller.
  • the memory MD is live in order to store instructions for the implementation by the processor PR1 of at least part of the monitoring method.
  • the processor PR1 can comprise integrated (or printed) circuits, or else several integrated (or printed) circuits connected by wired or wireless connections.
  • integrated (or printed) circuit is meant any type of device capable of performing at least one electrical or electronic operation.
  • the monitoring device DS forms part of the battery computer CB (and therefore of the battery box BB). But this is not mandatory. Indeed, the monitoring device DS could comprise its own dedicated computer, which is then coupled to the battery computer CB.
  • the (monitoring) method comprises a step 10-100 which is implemented in the vehicle V each time a computer of the vehicle V requires it, such as by example the battery computer CB or the computer CC which is responsible for controlling the charging of the main battery BP, and in the absence of coupling of the charging connector CN to an external power source (and therefore outside a charging stage).
  • a computer of the vehicle V such as by example the battery computer CB or the computer CC which is responsible for controlling the charging of the main battery BP, and in the absence of coupling of the charging connector CN to an external power source (and therefore outside a charging stage).
  • This step 10-100 includes a sub-step 20 in which the (the monitoring device DS triggers the placing of) the fourth contactor K4 or fifth contactor K5 is placed in its closed state.
  • step 30 of step 10-100 it is checked whether the charging line LR is electrically insulated. It will be understood that it is the processor PR1 and memory MD of the monitoring device DS which are arranged to perform the operations consisting in triggering the verification of the electrical insulation of the charging line LR. The verification of the electrical insulation is done by means of a test which can, for example, be checked by the battery computer CB.
  • a future recharging of the main battery is prohibited (the monitoring device DS triggers a prohibition of a) BP via the LR charging line. And in a sub-step 50 of step 10-100, the (the monitoring device DS triggers placement of) the fourth K4 or fifth contactor K5 is placed in its open state.
  • sub-step 50 of step 10-100 is carried out directly, and therefore the (the monitoring device DS triggers a placement of the) is placed.
  • fourth K4 or fifth K5 contactor in its open state.
  • step 10-100 can be carried out when the vehicle V is traveling at a speed which is greater than a first chosen threshold s1 for a duration which is greater than a second chosen threshold s2.
  • step 10-100 comprises a sub-step 10 in which, before closing the fourth K4 or fifth contactor K5, the current speed of the vehicle V is compared to the first chosen threshold s1 and as soon as this speed is greater than the first chosen threshold s1, it is observed whether it remains in this state for a duration greater than the second chosen threshold s2.
  • the monitoring device DS If not (and therefore if the speed is lower than the first chosen threshold s1 or higher than the first chosen threshold s1 for a duration shorter than the second chosen threshold s2), one (the monitoring device DS) returns to perform sub-step 10.
  • one performs sub-step 20.
  • the first chosen threshold s1 can be between 40 km/h and 60 km/h.
  • the first chosen threshold s1 can be equal to 55 km/h.
  • the second chosen threshold s2 can be between 5 s and 15 s.
  • the second chosen threshold s2 can be equal to 10 s.
  • step 10-100 can be broken down as illustrated without limitation in FIG. 3 and as described below.
  • one (the monitoring device DS) can compare the current speed of the vehicle V with the first chosen threshold s1 and as soon as this speed is greater than the first chosen threshold s1 one (the monitoring device DS) can observe whether it remains in this state for a duration greater than the second chosen threshold s2. If not, one (the monitoring device DS) returns to perform sub-step 10, while if yes, one (the monitoring device DS) performs sub-step 20.
  • the fourth contactor K4 is therefore placed in its state farm. Then, in a sub-step 30, it is checked whether the charging line LR is electrically isolated.
  • one (the monitoring device DS) performs sub-step 50 directly, and therefore the fifth contactor K5 is placed in its open state, while if not, one (the monitoring device DS) performs the sub- step 40 in order to prohibit future recharging of the main battery BP via the recharging line LR, and one (the monitoring device DS) then performs sub-step 50.
  • one (the monitoring device DS) can carry out a possible sub-step 60 in which one (the monitoring device DS) again compares the current speed of the vehicle V with the first chosen threshold s1 and as soon as this speed is higher at the first chosen threshold s1 one (the monitoring device DS) observes whether it remains in this state for a duration greater than the second chosen threshold s2.
  • one (the monitoring device DS) returns to perform sub-step 60, while if yes, one (the monitoring device DS) performs a sub-step 70 in which the fifth contactor K5 is placed in its state farm. Then, in a sub-step 80, it is checked whether the charging line LR is electrically insulated. If so, one (the monitoring device DS) directly performs a sub-step 100 in order to place the fifth contactor K5 in its open state, while in the negative on (the monitoring device DS) performs a sub-step 90 in order to prohibit future recharging of the main battery BP via the charging line LR, and on (the monitoring device DS) then performs the sub-step 100 .
  • the chosen duration can be between 15 s and 60 s.
  • the selected duration may be equal to 45 s.
  • the monitoring device DS can also be arranged in such a way as to trigger the generation of an alert for a user of the vehicle V of a prohibition on carrying out a recharging in mode 4 and of a need to have the vehicle checked the vehicle V to an after-sales service, in the event of detection of an electrical insulation fault.
  • the alert of a user of the vehicle V can be done by at least one light on and/or by a service message (possibly dedicated to the electrical insulation fault detected) which is displayed on at least one screen of the vehicle V (for example of the dashboard) or on the screen of a smart phone (or "smartphone") of the user, and/or broadcast by at least one loudspeaker of the vehicle V or of this smart phone .
  • a fault code can be stored (the monitoring device DS can trigger the storage of a) fault code in a memory (possibly dead) of the battery computer CB or of the computer CS supervision. Recording each fault code makes it easier for an after-sales service to determine the origin of an electrical insulation fault.
  • one (the monitoring device DS) can continue to monitor the current speed of the vehicle V.
  • the speed becomes lower than a third chosen threshold s3 (strictly lower than the first chosen threshold s1 ) for a duration which is greater than a fourth chosen threshold s4, one immediately interrupts (the monitoring device DS triggers an immediate interruption of) the verification and we (the monitoring device DS) directly performs the sub-step 50 (or the possible sub-step 100), in order to prevent the users of the vehicle V from being the subject of a possible electric shock if the charging line LR is subject to an electrical insulation fault.
  • the third chosen threshold s3 can be between 2 km/h and 10 km/h.
  • the third chosen threshold s3 can be equal to 5 km/h.
  • the chosen fourth threshold s4 can be between 1 s and 5 s.
  • the fourth chosen threshold s4 can be equal to 2 s.
  • the battery computer CB (or the dedicated computer of the monitoring device DS) can also comprise a mass memory MM1, in particular for the temporary storage of the current speed of the vehicle V, and any intermediate data involved in all its calculations and processing.
  • this battery computer CB (or the dedicated computer of the monitoring device DS) can also comprise an input interface IE for receiving at least the current speed of the vehicle V and the result of each verification of electrical isolation to use them in calculations or processing, possibly after having them shaped and/or demodulated and/or amplified, in a manner known per se, by means of a digital signal processor PR2.
  • this battery computer CB (or the dedicated computer of the monitoring device DS) can also comprise an output interface IS, in particular for delivering commands to prohibit recharging in mode 4 (for example intended for the battery computer CB or of the computer CC), or messages containing fault codes, or messages indicating a ban on charging in mode 4 and a need to have the vehicle V checked by an after-sales service.
  • an output interface IS in particular for delivering commands to prohibit recharging in mode 4 (for example intended for the battery computer CB or of the computer CC), or messages containing fault codes, or messages indicating a ban on charging in mode 4 and a need to have the vehicle V checked by an after-sales service.
  • the invention also proposes a computer program product (or computer program) comprising a set of instructions which, when it is executed by processing means of the electronic circuit (or hardware) type, such as for example the processor PR1 is capable of implementing the monitoring method described above to monitor the electrical insulation of the charging line LR which interconnects the charging connector CN to at least one contactor K4 or K5 of the insulation circuit Cl coupled to main battery BP in vehicle V.
  • processing means of the electronic circuit (or hardware) type such as for example the processor PR1 is capable of implementing the monitoring method described above to monitor the electrical insulation of the charging line LR which interconnects the charging connector CN to at least one contactor K4 or K5 of the insulation circuit Cl coupled to main battery BP in vehicle V.

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Abstract

Un procédé surveille un isolement électrique d'une ligne de recharge interconnectant dans un véhicule un connecteur de recharge à au moins un contacteur faisant partie d'un circuit d'isolement couplé à une batterie principale rechargeable. Ce procédé comprend une étape (10-100) dans laquelle, en l'absence de couplage du connecteur de recharge à une source d'alimentation externe, on place le contacteur dans son état fermé, puis on vérifie si la ligne de recharge est isolée électriquement, et, dans la négative, on interdit une future recharge de la batterie principale via la ligne de recharge et on place le contacteur dans son état ouvert.

Description

DESCRIPTION
TITRE : SURVEILLANCE DE L’ISOLEMENT ÉLECTRIQUE D’UNE LIGNE DE RECHARGE D’UNE BATTERIE PRINCIPALE D’UN VÉHICULE
La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2200248 déposée le 13.01 .2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne les véhicules comprenant une batterie principale (ou de traction) rechargeable, et plus précisément la surveillance de l’isolement électrique d’une ligne de recharge à laquelle est couplée une telle batterie principale.
Etat de la technique
Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent une batterie rechargeable dite « principale » (ou de traction) du fait qu’elle est chargée d’alimenter en courant électrique un réseau de bord via un convertisseur et une machine motrice électrique de leur groupe motopropulseur (ou GMP).
Dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « réseau de bord » un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) consommant de l’énergie électrique.
Certaines batteries principales sont couplées à un circuit d’isolement qui comporte au moins un contacteur connecté à une ligne de recharge, elle-même connectée à un connecteur de recharge. Chaque contacteur a un état ouvert dans lequel il assure le découplage entre la batterie principale et la ligne de recharge et un état fermé dans lequel il assure le couplage de la batterie principale à la ligne de recharge pendant une phase de recharge de la batterie principale par une source d’alimentation couplée au connecteur de recharge du véhicule.
La ligne de recharge est donc un élément d’interconnexion important permettant d’alimenter la batterie principale en courant continu (ou DC (« Direct Current »)) issu d’une source d’alimentation lors d’une recharge dite en mode 4. Il est rappelé que dans une recharge en mode 4, la batterie principale (à recharger) est alimentée directement en courant continu élevé (typiquement entre 125 A et 500 A) sous une tension d’entrée basse (typiquement 450 V), et donc en cas de défaut d’isolement électrique entre le connecteur de recharge et la batterie principale, il y a un risque élevé de court-circuit électrique pouvant être à l’origine d’un incendie du véhicule et/ou d’un choc électrique (éventuellement une électrocution) d’un usager.
Il a certes été proposé d’effectuer un diagnostic de l’isolement électrique une fois qu’une source d’alimentation a été connectée au connecteur de recharge du véhicule. Ce diagnostic est généralement réalisé à l’initiative de la source d’alimentation et consiste à injecter une puissance dans la ligne de recharge pour tester l’ensemble du circuit de recharge (connecteur de recharge, ligne de recharge et partie du circuit d’isolement impliquée dans la recharge). Mais ce type de diagnostic n’est pas assez sensible. En outre, la puissance injectée est suffisamment élevée pour occasionner des dégâts, comme par exemple un arc électrique et un début de court-circuit, en particulier lorsqu’ils proviennent de la ligne de recharge, ce qui peut déclencher dans le véhicule un défaut d’isolement de la batterie principale. Or, ce défaut d’isolement provoque une immobilisation du véhicule qui nécessite alors l’intervention d’un technicien d’un service après-vente.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation, et en particulier la sécurité et/ou la disponibilité.
Présentation de l’invention
Elle propose notamment à cet effet un procédé de surveillance destiné à être mis en œuvre dans un véhicule comprenant une batterie principale rechargeable et couplée à un circuit d’isolement comportant au moins un contacteur connecté à une ligne de recharge connectée à un connecteur de recharge et ayant des états ouvert et fermé dans lesquels il assure respectivement le découplage et le couplage de la batterie principale à la ligne de recharge.
Ce procédé de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle, en l’absence de couplage du connecteur de recharge à une source d’alimentation externe, on place le contacteur dans son état fermé, puis on vérifie si la ligne de recharge est isolée électriquement, et, dans la négative, on interdit une future recharge de la batterie principale via la ligne de recharge et on place le contacteur dans son état ouvert.
Cette vérification de l’isolement électrique de la ligne de recharge réalisée avant qu’une source d’alimentation externe ne soit couplée au connecteur de recharge, permet de disposer d’un diagnostic précis, sans risque d’engendrer un arc électrique et/ou un début de court-circuit en cas de défaut d’isolement électrique, mais aussi sans risque d’immobilisation du véhicule.
Le procédé de surveillance selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- on peut réaliser l’étape lorsque le véhicule circule à une vitesse qui est supérieure à un premier seuil choisi depuis une durée supérieure à un deuxième seuil choisi ;
- en présence de la première option, dans son étape le premier seuil peut, par exemple, être compris entre 40 km/h et 60 km/h ;
- également en présence de la première option, dans son étape le deuxième seuil peut, par exemple, être compris entre 5 s et 15 s ;
- dans son étape, lorsque le circuit d’isolement comprend deux contacteurs connectés à la ligne de recharge, on peut placer un premier contacteur dans son état fermé, puis on peut vérifier si la ligne de recharge est isolée électriquement, et, dans l’affirmative, on peut placer le premier contacteur dans son état ouvert puis on peut placer un second contacteur dans son état fermé, puis on peut vérifier si la ligne de recharge est isolée électriquement, et, dans la négative, on peut interdire une future recharge de la batterie principale via la ligne de recharge et on peut placer le second contacteur dans son état ouvert ;
- dans son étape on peut vérifier si la ligne de recharge est isolée électriquement pendant une durée choisie ;
- en présence de la dernière option, dans son étape la durée choisie peut, par exemple, être comprise entre 15 s et 60 s.
L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre un procédé de surveillance du type de celui présenté ci-avant pour surveiller un isolement électrique d’une ligne de recharge interconnectant dans un véhicule un connecteur de recharge à au moins un contacteur faisant partie d’un circuit d’isolement couplé à une batterie principale rechargeable.
L’invention propose également un dispositif de surveillance destiné à équiper un véhicule comprenant une batterie principale rechargeable et couplée à un circuit d’isolement comportant au moins un contacteur connecté à une ligne de recharge connectée à un connecteur de recharge et ayant des états ouvert et fermé dans lesquels il assure respectivement le découplage et le couplage de la batterie principale à la ligne de recharge.
Ce dispositif de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant, en l’absence de couplage du connecteur de recharge à une source d’alimentation externe, à déclencher un placement du contacteur dans son état fermé, puis à déclencher une vérification de l’isolement électrique de la ligne de recharge, et, dans la négative, à déclencher une interdiction d’une future recharge de la batterie principale via la ligne de recharge et à déclencher un placement du contacteur dans son état ouvert.
L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant, d’une part, une batterie principale rechargeable et couplée à un circuit d’isolement comportant au moins un contacteur connecté à une ligne de recharge connectée à un connecteur de recharge et ayant des états ouvert et fermé dans lesquels il assure respectivement le découplage et le couplage de la batterie principale à la ligne de recharge, et, d’autre part, un dispositif de surveillance du type de celui présenté ci- avant.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
[Fig. 1] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un véhicule comprenant un GMP, à machine motrice électrique alimentée par une batterie principale couplée à une ligne de recharge, et un dispositif de surveillance selon l’invention,
[Fig. 2] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un boîtier de batterie, couplé à une batterie principale et comprenant un exemple de réalisation d’un calculateur de batterie comportant un dispositif de surveillance selon l’invention, et
[Fig. 3] illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en œuvre un procédé de surveillance selon l’invention.
Description détaillée de l’invention L’invention a notamment pour but de proposer un procédé de surveillance, et un dispositif de surveillance DS associé, destinés à permettre la surveillance de l’isolement électrique de la ligne de recharge LR interconnectant dans un véhicule V un connecteur de recharge CN à au moins un contacteur K4, K5 d’un circuit Cl couplé à une batterie principale BP rechargeable.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré sur la figure 1 . Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant une batterie principale (ou de traction) rechargeable. Ainsi, elle concerne, par exemple, les véhicules terrestres (véhicules utilitaires, camping-cars, minibus, cars, camions, motocyclettes, engins de voirie, engins de chantier, engins agricoles, engins de loisir (motoneige, kart), et engins à chenille(s), par exemple), les bateaux, et les aéronefs.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) de type tout électrique (et donc dont la motricité est assurée exclusivement par au moins une machine motrice électrique MME). Mais le GMP pourrait être de type hybride (thermique et électrique).
On a schématiquement représenté sur la figure 1 un véhicule V comprenant notamment une chaîne de transmission à GMP électrique, un réseau de bord RB, une batterie de servitude BS, une batterie principale (ou de traction) BP associée à un calculateur de batterie CB, un convertisseur CV, une ligne de recharge LR, un connecteur de recharge CN, un circuit d’isolement Cl, et un dispositif de surveillance DS selon l’invention.
Le réseau de bord RB est un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) qui consomment de l’énergie électrique.
La batterie de servitude BS est chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord RB, en complément de celle fournie par le convertisseur CV alimenté par la batterie principale BP, et parfois à la place de ce convertisseur CV. Par exemple, cette batterie de servitude BS peut être agencée sous la forme d’une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V). Elle est rechargeable au moins par le convertisseur de courant CV. On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la batterie de servitude BS est de type Lithium-ion 12 V. La chaîne de transmission a un GMP qui est, ici, purement électrique, et donc qui comprend, notamment, une machine motrice électrique MME, un arbre moteur AM, et un arbre de transmission AT. On entend ici par « machine motrice électrique » une machine électrique agencée de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer le véhicule V.
Le fonctionnement du GMP est supervisé par un calculateur de supervision CS.
La machine motrice électrique MME (ici un moteur électrique) est couplée à la batterie principale BP, afin d’être alimentée en énergie électrique, ainsi qu’éventuellement d’alimenter cette batterie principale BP en énergie électrique pendant une phase de freinage récupératif. Elle est couplée à l’arbre moteur AM, pour lui fournir du couple par entraînement en rotation. Cet arbre moteur AM est ici couplé à un réducteur RD qui est aussi couplé à l’arbre de transmission AT, lui-même couplé à un premier train T1 (ici de roues), de préférence via un différentiel D1 .
Ce premier train T 1 est ici situé dans la partie avant PW du véhicule V. Mais dans une variante ce premier train T1 pourrait être celui qui est ici référencé T2 et qui est situé dans la partie arrière PRV du véhicule V.
Le convertisseur CV est chargé (ici pendant les phases de roulage du véhicule V) de convertir une partie du courant électrique stocké dans la batterie principale BP pour alimenter en courant électrique converti, d’une part, le réseau de bord RB, et, d’autre part, la batterie de servitude BS (lorsqu’il faut la recharger).
Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 la batterie principale BP est adaptée non seulement aux recharges en mode 2 ou 3, mais aussi aux recharges en mode 4, sous le contrôle d’un calculateur CC associé au convertisseur CV.
Il est rappelé que dans une recharge en mode 2 ou 3, la batterie principale BP est rechargeable en courant continu par le convertisseur CV, après une conversion AC/DC (par exemple de 220 V AC (courant alternatif) vers 450 V DC (courant continu)), lorsque ce convertisseur CV a été temporairement couplé à une source d’alimentation externe, ici via un câble de recharge préalablement connecté au connecteur de recharge CN du véhicule V.
Il est également rappelé que dans une recharge en mode 4, la batterie principale BP est rechargeable en courant continu élevé (typiquement entre 125 A et 500 A) qui est issu directement d’une source d’alimentation (en courant continu) externe, temporairement connectée via un câble de recharge au connecteur de recharge CN du véhicule V, sans conversion par le convertisseur CV. Ce connecteur de recharge CN est connecté au circuit d’isolement Cl via la ligne de recharge LR.
La batterie principale BP peut comprendre N cellules de stockage d’énergie électrique. Par exemple, ces N cellules peuvent être électrochimiques, et dans ce cas elles peuvent être de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd, par exemple.
Egalement par exemple, la batterie principale BP peut être de type basse tension (typiquement 450 V à titre illustratif). Mais elle pourrait être de type moyenne tension ou haute tension.
Par ailleurs, la batterie principale BP est associée à un boîtier de batterie BB qui comprend, ici, au moins le circuit d’isolement Cl, des moyens de mesure de tension/courant (partiellement illustrés), et le calculateur de batterie CB (qui est alimenté en énergie électrique par la batterie de servitude BS).
Le circuit d’isolement Cl est agencé de manière à isoler la batterie principale BP du convertisseur CV et/ou du connecteur de recharge CN et/ou de la machine motrice électrique MME, lorsque le calculateur de batterie CB le demande. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 2, ce circuit d’isolement Cl peut comprendre des fusibles de protection F2 et F3 et des contacteurs (ou interrupteurs) Kj à base de MOSFET(s) pouvant prendre chacun un état ouvert (ou non passant) et un état fermé (ou passant). Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 2 le circuit d’isolement Cl comprend cinq contacteurs (ou interrupteurs) K1 à K5 (j = 1 à 5).
Le premier contacteur (ou interrupteur) K1 est ici connecté à la borne positive (U1 ) de la batterie principale BP et monté en série avec une résistance de précharge R qui est connectée plus ou moins directement aux bornes positives des convertisseur CV (U4) et machine motrice MME (U3). Ce premier contacteur (ou interrupteur) K1 est toujours placé dans son état ouvert pendant une phase de recharge.
Le deuxième contacteur (ou interrupteur) K2 est ici monté en parallèle du premier contacteur (ou interrupteur) K1 et de la résistance de précharge R (entre U1 et U3). Il assure le couplage/découplage de la batterie principale BP (U1 ) aux/des convertisseur CV (U4) et machine motrice MME (U3).
Le troisième contacteur (ou interrupteur) K3 est ici connecté à la borne négative (U00) de la batterie principale BP et à la borne négative (U01 ) de la machine motrice MME. Il assure le couplage/découplage de la batterie principale BP (U00) à/de la machine motrice MME (U01 ).
Le quatrième contacteur (ou interrupteur) K4 est ici connecté au deuxième contacteur (ou interrupteur) K2 (via un fusible F3 (U3-U5)) et à la partie de la ligne de recharge LR qui est connectée à la borne positive (U6) du connecteur de recharge CN. Il assure le couplage/découplage de la batterie principale BP au/du connecteur de recharge CN. On notera que les fusibles F2 et F3 sont optionnels.
Le cinquième contacteur (ou interrupteur) K5 est ici connecté, d’une part, au troisième contacteur (ou interrupteur) K3 (U01 ) et à la borne négative du convertisseur CV, et, d’autre part, à la partie de la ligne de recharge LR qui est connectée à la borne négative (U02) du connecteur de recharge CN. Il assure le couplage/découplage de la batterie principale BP au/du connecteur de recharge CN.
On notera que le circuit d’isolement Cl pourrait ne comprendre que l’un des quatrième K4 et cinquième K5 contacteurs pour le couplage/découplage de la batterie principale BP.
Le calculateur de batterie CB centralise les mesures de tension et de courant et détermine des paramètres en cours de la batterie principale BP en fonction de ces mesures, et notamment sa résistance interne, sa tension minimale, son état de charge (ou SOC (« State Of Charge »)) et son état de santé (ou SOH (« State Of Health »)). Par ailleurs, le calculateur de batterie CB échange des informations avec le calculateur de supervision CS du GMP et avec le calculateur CC associé au convertisseur CV (notamment pour les recharges en mode 4).
On notera, comme illustré non limitativement sur la figure 1 , que le convertisseur CV peut faire partie d’un chargeur CH connecté électriquement au connecteur de recharge CN et comprenant le calculateur CC chargé au sein de son véhicule V de contrôler la recharge de la batterie principale BP, quel qu’en soit le mode.
On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 le véhicule V comprend aussi un boîtier de distribution BD auquel sont couplés la batterie de servitude BS, le convertisseur CV et le réseau de bord RB. Ce boîtier de distribution BD est chargé de distribuer dans le réseau de bord RB l’énergie électrique produite par le convertisseur CV ou stockée dans la batterie de servitude BS, pour l’alimentation des organes (ou équipements) électriques couplés au réseau de bord RB (et notamment le calculateur de batterie CB), en fonction de demandes d’alimentation reçues (notamment du calculateur de supervision CS du GMP). Comme évoqué plus haut, l’invention propose notamment un procédé de surveillance destiné à permettre la surveillance de l’isolement électrique de la ligne de recharge LR.
Ce procédé (de surveillance) peut être mis en œuvre au moins partiellement par le dispositif de surveillance DS (illustré sur les figures 1 et 2) qui comprend à cet effet au moins un processeur PR1 , par exemple de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)), et au moins une mémoire MD. Ce dispositif de surveillance DS peut donc être réalisé sous la forme d’une combinaison de circuits ou composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou « software »). A titre d’exemple, il peut s’agir d’un microcontrôleur.
La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en œuvre par le processeur PR1 d’une partie au moins du procédé de surveillance. Le processeur PR1 peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique.
Dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le dispositif de surveillance DS fait partie du calculateur de batterie CB (et donc du boîtier de batterie BB). Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le dispositif de surveillance DS pourrait comprendre son propre calculateur dédié, lequel est alors couplé au calculateur de batterie CB.
Comme illustré non limitativement sur la figure 3, le procédé (de surveillance), selon l’invention, comprend une étape 10-100 qui est mise en œuvre dans le véhicule V chaque fois qu’un calculateur du véhicule V le requiert, comme par exemple le calculateur de batterie CB ou le calculateur CC qui est chargé de contrôler la recharge de la batterie principale BP, et en l’absence de couplage du connecteur de recharge CN à une source d’alimentation externe (et donc en dehors d’une phase de recharge).
Cette étape 10-100 comprend une sous-étape 20 dans laquelle on place le (le dispositif de surveillance DS déclenche le placement du) quatrième K4 ou cinquième K5 contacteur dans son état fermé.
Puis, dans une sous-étape 30 de l’étape 10-100 on vérifie si la ligne de recharge LR est isolée électriquement. On comprendra que ce sont les processeur PR1 et mémoire MD du dispositif de surveillance DS qui sont agencés pour effectuer les opérations consistant à déclencher la vérification de l’isolement électrique de la ligne de recharge LR. La vérification de l’isolement électrique se fait au moyen d’un test qui peut, par exemple, être contrôlé par le calculateur de batterie CB.
Dans la négative (et donc en cas de défaut d’isolement), dans une sous-étape 40 de l’étape 10-100 on interdit une (le dispositif de surveillance DS déclenche une interdiction d’une) future recharge de la batterie principale BP via la ligne de recharge LR. Et dans une sous-étape 50 de l’étape 10-100 on place le (le dispositif de surveillance DS déclenche un placement du) quatrième K4 ou cinquième K5 contacteur dans son état ouvert.
Dans l’affirmative (et donc en l’absence de défaut d’isolement), on effectue directement la sous-étape 50 de l’étape 10-100, et donc on place le (le dispositif de surveillance DS déclenche un placement du) quatrième K4 ou cinquième K5 contacteur dans son état ouvert.
Grâce à cette vérification de l’isolement électrique de la ligne de recharge LR réalisée avant une phase de recharge, et surtout avant qu’une source d’alimentation externe ne soit couplée au connecteur de recharge CN, on dispose désormais d’un diagnostic précis, sans risque d’engendrer un arc électrique et/ou un début de court-circuit en cas de défaut d’isolement électrique. De plus, en cas de détection d’un défaut d’isolement on ne fait qu’interdire la prochaine recharge en mode 4 sans provoquer une immobilisation du véhicule V. Cela permet donc au conducteur du véhicule V de continuer à utiliser ce dernier (V) et par exemple de le recharger en mode 2 ou 3, avant de le faire examiner dans un service après-vente.
On notera que l’on peut réaliser l’étape 10-100 lorsque le véhicule V circule à une vitesse qui est supérieure à un premier seuil choisi s1 depuis une durée qui est supérieure à un deuxième seuil choisi s2. Dans ce cas, comme illustré non limitativement sur la figure 3, l’étape 10-100 comprend une sous-étape 10 dans laquelle, avant de fermer le quatrième K4 ou cinquième K5 contacteur, on compare la vitesse en cours du véhicule V au premier seuil choisi s1 et dès que cette vitesse est supérieure au premier seuil choisi s1 on observe si elle demeure dans cet état pendant une durée supérieure au deuxième seuil choisi s2.
Dans la négative (et donc si la vitesse est inférieure au premier seuil choisi s1 ou supérieure au premier seuil choisi s1 pendant une durée inférieure au deuxième seuil choisi s2), on (le dispositif de surveillance DS) retourne effectuer la sous-étape 10.
Dans l’affirmative (et donc si la vitesse est supérieure au premier seuil choisi s1 pendant une durée supérieure au deuxième seuil choisi s2), on (le dispositif de surveillance DS) effectue la sous-étape 20.
Par exemple, le premier seuil choisi s1 peut être compris entre 40 km/h et 60 km/h. A titre d’exemple illustratif, le premier seuil choisi s1 peut être égal à 55 km/h.
Egalement par exemple, le deuxième seuil choisi s2 peut être compris entre 5 s et 15 s. A titre d’exemple illustratif, le deuxième seuil choisi s2 peut être égal à 10 s.
Lorsque le circuit d’isolement Cl comprend les quatrième K4 et cinquième K5 contacteurs connectés à la ligne de recharge LR, l’étape 10-100 peut se décomposer comme illustré non-limitativement sur la figure 3 et comme décrit ci-dessous.
Dans une éventuelle sous-étape 10 on (le dispositif de surveillance DS) peut comparer la vitesse en cours du véhicule V au premier seuil choisi s1 et dès que cette vitesse est supérieure au premier seuil choisi s1 on (le dispositif de surveillance DS) peut observer si elle demeure dans cet état pendant une durée supérieure au deuxième seuil choisi s2. Dans la négative on (le dispositif de surveillance DS) retourne effectuer la sous-étape 10, tandis que dans l’affirmative on (le dispositif de surveillance DS) effectue la sous-étape 20. On place donc le quatrième contacteur K4 dans son état fermé. Puis, dans une sous- étape 30 on vérifie si la ligne de recharge LR est isolée électriquement. Dans l’affirmative on (le dispositif de surveillance DS) effectue directement la sous-étape 50, et donc on place le cinquième contacteur K5 dans son état ouvert, tandis que dans la négative on (le dispositif de surveillance DS) effectue la sous-étape 40 afin d’interdire une future recharge de la batterie principale BP via la ligne de recharge LR, et on (le dispositif de surveillance DS) effectue ensuite la sous-étape 50.
Puis, on (le dispositif de surveillance DS) peut effectuer une éventuelle sous-étape 60 dans laquelle on (le dispositif de surveillance DS) compare de nouveau la vitesse en cours du véhicule V au premier seuil choisi s1 et dès que cette vitesse est supérieure au premier seuil choisi s1 on (le dispositif de surveillance DS) observe si elle demeure dans cet état pendant une durée supérieure au deuxième seuil choisi s2.
Dans la négative on (le dispositif de surveillance DS) retourne effectuer la sous-étape 60, tandis que dans l’affirmative on (le dispositif de surveillance DS) effectue une sous-étape 70 dans laquelle on place le cinquième contacteur K5 dans son état fermé. Puis, dans une sous-étape 80 on vérifie si la ligne de recharge LR est isolée électriquement. Dans l’affirmative on (le dispositif de surveillance DS) effectue directement une sous-étape 100 afin de placer le cinquième contacteur K5 dans son état ouvert, tandis que dans la négative on (le dispositif de surveillance DS) effectue une sous-étape 90 afin d’interdire une future recharge de la batterie principale BP via la ligne de recharge LR, et on (le dispositif de surveillance DS) effectue ensuite la sous-étape 100.
On vérifie ainsi l’isolement électrique de l’intégralité de la ligne de recharge LR.
On notera que dans la sous-étape 30 (et l’éventuelle sous-étape 80) de l’étape 10-100 on peut vérifier si la ligne de recharge LR est isolée électriquement pendant une durée choisie. Cette option est destinée à réduire la probabilité de détecter un défaut d’isolement électrique qui n’en est pas un à cause d’une mesure erronée ou aberrante et la probabilité de ne pas détecter un réel défaut d’isolement électrique du fait qu’il n’apparaît pas de façon quasi-instantanée.
Par exemple, la durée choisie peut être comprise entre 15 s et 60 s. A titre d’exemple illustratif, la durée choisie peut être égale à 45 s.
On notera également que le dispositif de surveillance DS peut être aussi agencé de manière à déclencher la génération d’une alerte d’un usager du véhicule V d’une interdiction d’effectuer une recharge en mode 4 et d’un besoin de faire vérifier le véhicule V dans un service après-vente, en cas de détection d’un défaut d’isolement électrique. Par exemple, l’alerte d’un usager du véhicule V peut se faire par au moins un voyant allumé et/ou par un message de service (éventuellement dédié au défaut d’isolement électrique détecté) qui est affiché sur au moins un écran du véhicule V (par exemple du tableau de bord) ou sur l’écran d’un téléphone intelligent (ou « smartphone ») de l’usager, et/ou diffusé par au moins un haut-parleur du véhicule V ou de ce téléphone intelligent.
Egalement par exemple, après chaque détection d’un défaut d’isolement électrique on peut stocker un (le dispositif de surveillance DS peut déclencher le stockage d’un) code défaut dans une mémoire (éventuellement morte) du calculateur de batterie CB ou du calculateur de supervision CS. L’enregistrement de chaque code défaut permet dans un service après-vente de déterminer plus facilement l’origine d’un défaut d’isolement électrique.
On notera également que dans la sous-étape 30 (et l’éventuelle sous-étape 80) de l’étape 10-100 on (le dispositif de surveillance DS) peut continuer à surveiller la vitesse en cours du véhicule V. Dans ce cas, lorsque la vitesse devient inférieure à un troisième seuil choisi s3 (strictement inférieur au premier seuil choisi s1 ) pendant une durée qui est supérieure à un quatrième seuil choisi s4, on interrompt immédiatement (le dispositif de surveillance DS déclenche une interruption immédiate de) la vérification et on (le dispositif de surveillance DS) effectue directement la sous-étape 50 (ou l’éventuelle sous- étape 100), afin d’éviter que les usagers du véhicule V fasse l’objet d’un éventuel choc électrique si la ligne de recharge LR fait l’objet d’un défaut d’isolement électrique.
Par exemple, le troisième seuil choisi s3 peut être compris entre 2 km/h et 10 km/h. A titre d’exemple illustratif, le troisième seuil choisi s3 peut être égal à 5 km/h.
Egalement par exemple, le quatrième seuil choisi s4 peut être compris entre 1 s et 5 s. A titre d’exemple illustratif, le quatrième seuil choisi s4 peut être égal à 2 s.
On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 3, que le calculateur de batterie CB (ou le calculateur dédié du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une mémoire de masse MM1 , notamment pour le stockage temporaire de la vitesse en cours du véhicule V, et d’éventuelles données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements. Par ailleurs, ce calculateur de batterie CB (ou le calculateur dédié du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une interface d’entrée IE pour la réception d’au moins la vitesse en cours du véhicule V et le résultat de chaque vérification d’isolement électrique pour les utiliser dans des calculs ou traitements, éventuellement après les avoir mis en forme et/ou démodulés et/ou amplifiés, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR2. De plus, ce calculateur de batterie CB (ou le calculateur dédié du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour délivrer des ordres d’interdiction de recharge en mode 4 (par exemple à destination du calculateur de batterie CB ou du calculateur CC), ou des messages contenant des codes défaut, ou des messages signalant une interdiction d’effectuer une recharge en mode 4 et un besoin de faire vérifier le véhicule V dans un service après-vente.
On notera également que l’invention propose aussi un produit programme d’ordinateur (ou programme informatique) comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement de type circuits électroniques (ou hardware), comme par exemple le processeur PR1 , est propre à mettre en œuvre le procédé de surveillance décrit ci-avant pour surveiller l’isolement électrique de la ligne de recharge LR qui interconnecte le connecteur de recharge CN à au moins un contacteur K4 ou K5 du circuit d’isolement Cl couplé à la batterie principale BP dans le véhicule V.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de surveillance pour un véhicule (V) comprenant une batterie principale (BP) rechargeable et couplée à un circuit d’isolement (Cl) comportant au moins un contacteur (K4, K5) connecté à une ligne de recharge (LR) connectée à un connecteur de recharge (CN) et ayant des états ouvert et fermé dans lesquels il assure respectivement le découplage et le couplage de ladite batterie principale (BP) à ladite ligne de recharge (LR), caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-100) dans laquelle, en l’absence de couplage dudit connecteur de recharge (CN) à une source d’alimentation externe, on place ledit contacteur (K4, K5) dans son état fermé, puis on vérifie si ladite ligne de recharge (LR) est isolée électriquement, et, dans la négative, on interdit une future recharge de ladite batterie principale (BP) via ladite ligne de recharge (LR) et on place ledit contacteur (K4, K5) dans son état ouvert.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l’on réalise ladite étape (10-100) lorsque ledit véhicule (V) circule à une vitesse supérieure à un premier seuil choisi depuis une durée supérieure à un deuxième seuil choisi.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10- 100) ledit premier seuil est compris entre 40 km/h et 60 km/h.
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-100) ledit deuxième seuil est compris entre 5 s et 15 s.
5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-100), lorsque ledit circuit d’isolement (Cl) comprend deux contacteurs (K4, K5) connectés à ladite ligne de recharge (LR), on place un premier contacteur (K4) dans son état fermé, puis on vérifie si ladite ligne de recharge (LR) est isolée électriquement, et, dans l’affirmative, on place ledit premier contacteur (K4) dans son état ouvert puis on place un second contacteur (K5) dans son état fermé, puis on vérifie si ladite ligne de recharge (LR) est isolée électriquement, et, dans la négative, on interdit une future recharge de ladite batterie principale (BP) via ladite ligne de recharge (LR) et on place ledit second contacteur (K5) dans son état ouvert.
6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-100) on vérifie si ladite ligne de recharge (LR) est isolée électriquement pendant une durée choisie.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que dans ladite étape (10- 100) ladite durée choisie est comprise entre 15 s et 60 s.
8. Produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre le procédé de surveillance selon l’une des revendications 1 à 7 pour surveiller un isolement électrique d’une ligne de recharge (LR) interconnectant dans un véhicule (V) un connecteur de recharge (CN) à au moins un contacteur (K4, K5) faisant partie d’un circuit d’isolement (Cl) couplé à une batterie principale (BP) rechargeable.
9. Dispositif de surveillance (DS) pour un véhicule (V) comprenant une batterie principale (BP) rechargeable et couplée à un circuit d’isolement (Cl) comportant au moins un contacteur (K4, K5) connecté à une ligne de recharge (LR) connectée à un connecteur de recharge (CN) et ayant des états ouvert et fermé dans lesquels il assure respectivement le découplage et le couplage de ladite batterie principale (BP) à ladite ligne de recharge (LR), caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1 ) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant, en l’absence de couplage dudit connecteur de recharge (CN) à une source d’alimentation externe, à déclencher un placement dudit contacteur (K4, K5) dans son état fermé, puis à déclencher une vérification de l’isolement électrique de ladite ligne de recharge (LR), et, dans la négative, à déclencher une interdiction d’une future recharge de ladite batterie principale (BP) via ladite ligne de recharge (LR) et à déclencher un placement dudit contacteur (K4, K5) dans son état ouvert.
10. Véhicule (V) comprenant une batterie principale (BP) rechargeable et couplée à un circuit d’isolement (Cl) comportant au moins un contacteur (K4, K5) connecté à une ligne de recharge (LR) connectée à un connecteur de recharge (CN) et ayant des états ouvert et fermé dans lesquels il assure respectivement le découplage et le couplage de ladite batterie principale (BP) à ladite ligne de recharge (LR), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de surveillance (DS) selon la revendication 9.
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