WO2023187274A1 - Procédé de pilotage d'un onduleur comprenant la sélection d'un mode de sécurité - Google Patents

Procédé de pilotage d'un onduleur comprenant la sélection d'un mode de sécurité Download PDF

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WO2023187274A1
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inverter
voltage
high voltage
control device
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PCT/FR2023/050202
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Julien LAU YOU HIN
Michael Chemin
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Nidec Psa Emotors
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    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation

Definitions

  • the present invention relates to the control of an inverter used to control an electric traction machine of a vehicle. It relates more precisely to the selection and application of a safety mode in the event of failure of the inverter control means, and applies in particular to traction systems comprising a synchronous machine with permanent magnets.
  • the inverter is a device allowing, for example, to generate alternating current from direct current coming from an electrical source such as a battery.
  • Inverters include a power stage comprising, for example, power modules, and more generally the power electronics of the inverter.
  • the power stage includes a set of electronic switches.
  • insulated gate bipolar transistors also called “IGBT”
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • MOSFET insulated gate field effect transistors
  • SiC Silicon Carbide
  • the source is modulated in order to obtain an alternating signal of the desired frequency.
  • the power stage of the inverter is powered by the electrical source (i.e. generally the battery) via a so-called high voltage direct current bus, or “HVDC bus” (for “High Voltage Direct Current”). ”)
  • HVDC bus for “High Voltage Direct Current”.
  • This voltage greater than 60V (for example of the order of 200V, 400V, or 800V) corresponds in particular to the voltage of the current which is transformed by the inverter to power an electrical machine of the vehicle.
  • the inverter is controlled by a control device which generally includes a microcontroller.
  • the control of the inverter is carried out according to a safety mode.
  • management of the safety state requires having two redundant and independent electronic functions capable of managing the safety state.
  • a second microcontroller can be provided, as a redundant electronic function with respect to the microcontroller used normally (main microcontroller) and making it possible to control the inverter in the event of failure of the main microcontroller. It is notable that if the failure of the main microcontroller results from a power supply fault, it is possible to power the second microcontroller with an auxiliary power supply (generally of the "Flyback" type, sometimes translated as “indirect transfer”) , corresponding to an electrical capacity (typically one or more capacitors) internal to the inverter.
  • auxiliary power supply generally of the "Flyback" type, sometimes translated as "indirect transfer
  • CMOS complementary metal-oxide-semiconductor
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • a first safety mode is the active short circuit mode or ASC according to the English acronym for “Active Short Circuit”.
  • ASC mode the phases of the electrical machine are short-circuited. In this case, the electrical machine is isolated from the HVDC bus.
  • ASC mode Without ASC mode, a loss of control of the inverter would leave the electronic switches (e.g. IGBTs) in an open, non-conductive state. This could prove critical when the electrical machine is rotating at high speed, because the rotor would then induce a voltage in the stator phases which could be higher than the electrical potential of the inverter. A current would then flow in the diodes of the electronic power switches and would cause an uncontrolled charging of the inverter capacitors. ASC mode provides a response to this situation, to avoid damage to the inverter or the battery. In this ASC mode, certain electronic switches of the power stage of the inverter, namely those located on the same side of the H-bridges formed in the inverter, are closed so that they allow the passage of current.
  • IGBTs electronic switches
  • ASC mode ensures that no unwanted regeneration operations occur, a large current can flow through the phases of the electrical machine, potentially generating overheating. ASC mode should therefore preferably not be used for a long period.
  • a second safety mode is the “Open circuit freewheel” mode or FW mode for “freewheeling”.
  • FW mode the electronic switches of the inverter are all in open state, and therefore do not allow the flow of current.
  • FW mode the electric machine is not disconnected from the HVDC bus.
  • the application of FW mode can induce a current in the electric machine and in the inverter, and inject energy onto the high voltage bus. If the battery is disconnected from the high voltage bus, this can cause a rise in voltage in the high voltage circuit part of the inverter (high voltage bus), and therefore in the inverter capacitors. The inverter switches can then be damaged by the temperature. For example, the maximum admissible temperature is around 175°C for IGBTs. If the battery is connected to the high voltage bus, this can result in uncontrolled regeneration (recharging) and excessive electric braking of the electric machine (and, where applicable, of the vehicle equipped with it).
  • This mode must therefore normally be reserved for situations of low rotational speed of the electrical machine.
  • the present invention aims to respond to the problems mentioned above.
  • the aim of the present invention is to propose control of the inverter in the event of failure of the main microcontroller, thanks to a redundant electronic function with respect to said main microcontroller, which is optimized on the functional level and with respect to with regard to the reliability of the system, while being simple and inexpensive to develop and implement.
  • the control of the inverter proposed in the invention thus aims to avoid, in a simple, economical and effective manner, damage to the electrical machine by overheating, to protect against overvoltages and against load drops (generally designated by English expression “load dump”), and to avoid excessive braking phenomena of the vehicle equipped with the electric machine.
  • the invention relates to a method for controlling an inverter comprising electronic switches and controlling an electrical machine, the inverter and the electrical machine being powered by a direct current bus called a high voltage bus.
  • the inverter is controlled by a first control device such as a main microcontroller in a nominal operating mode, and the inverter is controlled by a second control device when the first control device fails.
  • the second control device is adapted to apply a safety operating mode to the inverter.
  • the security mode is chosen from:
  • ASC mode a safety operating mode in which certain electronic switches of the inverter are closed so as to short-circuit phases of the electrical machine
  • FW mode a safety operating mode in which all The inverter's electronic switches are opened, causing the electrical machine to coast.
  • the method comprises, to select the security mode to be applied: determining the voltage on the high voltage bus, and
  • FW mode if the voltage on the high voltage bus is lower than a first voltage threshold, FW mode is selected
  • ASC mode is selected
  • ASC mode is selected
  • FW mode is selected.
  • the control of the inverter proposed according to the present invention makes it possible to ensure functional safety and the absence of deterioration of the system in the event of failure of the system of the first control device, by a simple and effective selection of the safety mode to be applied .
  • the selection being based on two simple parameters, starting with the voltage on the HVDC bus, and another parameter which may be available or simple to measure (rotational speed of the electrical machine, current in the phases of said machine, etc. ), this selection can be carried out using simple electronic components, without requiring the use of programmable logic components or a second microcontroller.
  • the second controller can apply the FW mode to the inverter.
  • the FW mode can then be applied for example for a duration of between 1 ps and 10 ps.
  • the parameter taken into account in the method is the rotation speed of the electrical machine.
  • the rotation speed threshold value can correspond to the rotation speed of the electric machine from which a rectified counter electromotive force greater than the minimum voltage of the battery is generated.
  • the rotation speed threshold value for selecting the safety mode can for example be between 1000 revolutions per minute and 8000 revolutions per minute.
  • the electric machine comprising phases
  • the parameter is the current in at least one of the phases of the electric machine when the inverter operates in FW mode.
  • the current threshold value in at least one of the phases of the electrical machine can be for example the current value from which uncontrolled regeneration of the battery can occur, or a zero value up to a measurement uncertainty.
  • the method may include, when the ASC mode is selected, a passage of a predefined duration since the selection of the ASC mode followed by a transition to FW mode and the return to the step of determining the voltage on the high voltage bus.
  • This predefined duration can for example be between 1 second and 30 seconds.
  • the invention also relates to a system which comprises an inverter and an electrical machine controlled by the inverter, the inverter comprising electronic switches, the system further comprising a direct current power bus called a high voltage bus.
  • the system comprises a first control device such as a main microcontroller adapted to control the inverter in a nominal operating mode.
  • the system also includes a second control device adapted to control the inverter when the first control device fails.
  • the second control device is adapted to apply a safety operating mode to the inverter.
  • the security mode is chosen from:
  • ASC mode a safety operating mode in which certain electronic switches of the inverter are closed so as to short-circuit phases of the electrical machine
  • FW mode a safety operating mode in which all the electronic switches of the inverter 4 are open, which puts the machine electric freewheel.
  • system includes a device for determining the voltage on the high voltage bus and the second electronic control device is configured so that:
  • FW mode if the voltage on the high voltage bus (UHVDC) is lower than a first voltage threshold, FW mode is selected
  • the ASC mode is selected
  • ASC mode is selected
  • FW mode is selected.
  • the second control device may consist of an electronic circuit without a microprocessor.
  • the invention finally relates to an electric vehicle or an electric hybrid vehicle which comprises a system as defined above.
  • hybrid electric vehicle designates any vehicle which combines two traction modes, one of which uses an electric motor, typically a vehicle comprising a thermal engine and one (or more) electric motor.
  • the invention relates in particular to motor vehicles.
  • FIG. 2 represents, according to a flowchart, a method of controlling an inverter conforming to a first embodiment of the invention
  • Figure 3 represents, according to a flowchart, a method of controlling an inverter conforming to a second embodiment of the invention.
  • Figure 1 represents schematically and by way of example the general structure of a control system of an inverter 4, which controls an electrical machine 5 (in this case a traction machine of a motor vehicle).
  • the control device comprises a first control device, namely a main microcontroller 1.
  • the main microcontroller 1 is powered by a so-called low voltage LV power supply.
  • the low voltage power supply is a direct current power supply, and generally has a battery, typically a 12V battery.
  • the main microcontroller ensures the control of the inverter .
  • the control system further comprises a second control device 2.
  • the second control device is generally a second microcontroller.
  • the second control device can be formed in a much simpler manner, in particular by an electronic card without a microcontroller, using only very simple logic circuits.
  • the second control device 2 is electrically powered by the low voltage LV power supply, or, in the event of its unavailability, by an auxiliary power supply 3.
  • the auxiliary power supply is itself supplied with electricity by a high voltage HV power supply.
  • the high voltage HV power supply may in particular comprise a traction battery of an electric vehicle, and may therefore present, in a non-limiting manner, a voltage of between 200V and 800V (corresponding to the nominal voltage of the battery or other source of power). electrical energy of the equipped vehicle).
  • the high voltage HV power supply also allows the power stage of the inverter 4 and ultimately the electrical machine 5 to be supplied, via a high voltage direct current bus (HVDC bus 6).
  • the main microcontroller and the second control device therefore collectively constitute a control system making it possible to apply, when necessary, a safety operating mode to the inverter (in particular the ASC mode or the FW mode described previously).
  • the second control device 2 is only used in the event of failure of the main microcontroller making it incapable of controlling the inverter, according to a nominal mode or a safety mode. This can happen for example when the low voltage power supply to said main microcontroller 1 is lost, or in the event of a software problem.
  • the presence of the second control device, which is redundant with respect to the main microprocessor, makes it possible to cover any unforeseen failure of the latter.
  • Figure 2 represents, according to a flowchart, a method of controlling an inverter conforming to a first embodiment of the invention.
  • a first step S1 it is detected that the first control device is faulty, so that correct control of the inverter can no longer be ensured by this first control device.
  • a second step S2 the FW mode is applied by the second inverter control device.
  • This is a temporary application.
  • This prior switch to FW mode avoids the risk linked to a direct switch to ASC mode, in which the electronic switches of the power stage of the inverter located on the same side of the H-bridges formed in the inverter are closed .
  • a direct transition from nominal operating mode to ASC mode could thus cause a so-called cross conduction situation (more often referred to by the English term "cross conduction") if one of the H-bridges on the opposite side is still closed (switch closed ), and cause degradation of the inverter.
  • freewheeling which means “free wheel”
  • the electronic switches are all in an open state, and therefore do not allow the passage of a current.
  • FW mode it is therefore preferable to briefly apply FW mode to the inverter before applying ASC mode, if necessary.
  • This temporary default application of FW mode can be carried out for a duration of between 1 ps and 10 ps, for example of the order of 3 ps. Once the desired duration has elapsed, it is then possible to switch (or not) to ASC mode, depending on the conditions described below.
  • a third step S3 the voltage on the UVDC bus UnvDc is compared to a first voltage threshold Uthi ⁇ UnvDc can be determined by measurement.
  • Uthi is preferably a fixed threshold, predetermined, depending on the application considered.
  • step S4 If the voltage on the UVDC bus UnvDc is lower (or equal) to the first voltage threshold Uthi, the FW mode is applied (step S4).
  • the application of the FW mode makes it possible to maintain the HVDC bus at a sufficient voltage in order to power said second control device.
  • the voltage on the IIVDC bus UnvDc is then compared to a second voltage threshold Uth2, in a fifth step S5.
  • the second voltage threshold Uth2 is greater than the first voltage threshold Uthi.
  • the ASC mode is applied (sixth step S6).
  • the second voltage threshold Uth2 By choosing a suitable second voltage threshold Uth2, overvoltage phenomena, in particular by load dump, are avoided.
  • the second voltage threshold Uth2 corresponds to the maximum battery voltage (high voltage HV power source) in operation in ASC mode it must necessarily be applied to avoid the risk of occurrence of overvoltage phenomena.
  • FW mode cannot in any case be applied without risk in this case.
  • the rotation speed N of the electric machine is determined and used as a parameter.
  • the rotation speed is, for example, determined using the signal from a position sensor fitted to it.
  • the rotation speed can be determined based on the frequency of the current in the phases of the electric machine.
  • the rotation speed N is compared to a rotation speed threshold value Nth, in a seventh step S7.
  • the rotation speed threshold Nth may in particular correspond to the rotation speed of the electrical machine from which a rectified counter electromotive force greater than the minimum voltage of the battery (voltage at its lowest acceptable state of charge) could arise. produce, potentially leading to uncontrolled battery regeneration.
  • the rotation speed threshold can be chosen lower than this rotation speed.
  • the ASC mode is applied (eighth step S8).
  • ASC mode must be applied in this case to avoid any risk of excessive braking or overvoltage.
  • the braking generated by the electric machine is in this case not excessive at this rotation speed.
  • the rotation speed threshold is preferably chosen as high as possible, within the limits explained above. Indeed, in this case the FW mode can be used with little or no risk of causing overheating of the electrical machine or the inverter, while significant braking which would not be acceptable at this low rotation speed of the machine (and therefore low speed of the equipped vehicle) is not generated by FW mode.
  • Figure 3 represents, according to a flowchart, a method of controlling an inverter conforming to a second embodiment of the invention.
  • Steps S1 to S6 of the process of Figure 3 are identical to that of the process described with reference to Figure 2, and we can therefore refer to the description of Figure 2 above for these steps.
  • the current I in at least one phase of the electric machine is determined and used as a parameter. It is important to note that this parameter is only relevant when the inverter is in FW mode (in ASC mode a phase current is necessarily generated, which would exceed the threshold set detailed below). To the extent that the inverter was placed in FW mode in the second step S2 of the process, the first occurrence of the determination of the current I can be carried out without any additional special conditions.
  • the phase current I can be determined using a suitable sensor.
  • the current I is then compared to a current threshold value l t h-
  • the current threshold value lth can in particular correspond to a value from which uncontrolled regeneration of the battery can occur.
  • the current threshold value can alternatively correspond to a zero value, up to measurement uncertainties.
  • FW mode can in fact be used with little or no risk of causing overheating of the electrical machine or the inverter, while significant braking which would not be acceptable 'is not generated by FW mode.
  • the ASC mode is applied (eighth step S8’). ASC mode must be applied, which avoids overvoltage phenomena while the braking generated by the electric machine is not excessive in this situation.
  • Switching to FW mode in the eleventh step S11 makes it possible to maximize the use of this safety mode, while making it possible to re-evaluate the low phase current condition to maintain FW mode, or if necessary return to ASC mode (and try to return to FW mode again after the predetermined time has elapsed).
  • the second control device is deactivated and the first device control takes over the management of the inverter.
  • the invention thus developed allows control of an inverter according to a safety mode in the event of failure of its main control device, in a simple manner and therefore at lower cost, while guaranteeing functional safety and limiting the risk of degradation for the system, in particular for the electrical machine, the inverter, and the battery which powers them.
  • the present invention is particularly relevant in the context of an electric (or hybrid) vehicle, in particular a motor vehicle.

Abstract

La présente invention porte sur un procédé de pilotage d'un onduleur contrôlant une machine électrique et qui est piloté par un premier dispositif de commande dans un mode de fonctionnement nominal et par un deuxième dispositif de commande lorsque pour appliquer un mode de fonctionnement de sécurité. Le mode de sécurité est choisi parmi : - un mode de fonctionnement ASC dans lequel des phases de la machine électrique (5) en court-circuit; et - un mode de fonctionnement FW qui met la machine électrique (5) en roue libre. Le procédé comporte, pour sélectionner le mode de sécurité à appliquer : la détermination de la tension sur un bus à haute tension (UHVDC), et - si la tension sur le bus à haute tension (UHVDC) est inférieure à un premier seuil de tension (Uthi), le mode FW est sélectionné (S4), - si la tension sur le bus à haute tension (UHVDC) est supérieure à un deuxième seuil de tension (Uth2) supérieur au premier seuil de tension (Uthi ), le mode ASC est sélectionné (S6), - si la tension est comprise entre le premier seuil de tension (Uthi ) et le deuxième seuil de tension (Uta), on détermine un paramètre représentatif de la possibilité d'injecter de l'énergie par la machine électrique sur ledit bus à haute tension sans risque; et - si le paramètre est supérieur ou égal à une valeur seuil, le mode ASC est sélectionné (S8); - si le paramètre est inférieur à la valeur seuil, le mode FW est sélectionné (S9).

Description

Procédé de pilotage d’un onduleur comprenant la sélection d’un mode de sécurité
La présente invention revendique la priorité de la demande française 2202964 déposée le 31 mars 2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
La présente invention porte sur le pilotage d’un onduleur employé pour contrôler une machine électrique de traction d’un véhicule. Elle porte plus précisément sur la sélection et l’application d’un mode de sécurité en cas de défaillance des moyens de contrôle de l’onduleur, et s’applique en particulier aux systèmes de traction comportant une machine synchrone à aimants permanents.
L’onduleur est un appareil permettant, par exemple, de générer un courant alternatif à partir d'un courant continu issu d’une source électrique telle qu’une batterie.
Les onduleurs comportent un étage de puissance comportant par exemple des modules de puissance, et plus généralement l’électronique de puissance de l’onduleur. L’étage de puissance comporte un ensemble d'interrupteurs électroniques. Plusieurs technologies d’interrupteurs électroniques peuvent être utilisées dans un onduleur employé dans un système de traction électrique d’un véhicule, parmi lesquelles : les transistors bipolaires à grille isolée, également appelés « IGBT », de l'anglais « Insulated Gate Bipolar Transistor », et les transistors à effet de champ à grille isolée également appelés « MOSFET », acronyme anglais de « Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor », qui peut se traduire par « transistor à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur », et en particulier les transistors de puissance au Carbure de Silicium (SiC).
Ainsi, dans un module de puissance, par un jeu de commutations commandées de manière appropriée, on module la source afin d'obtenir un signal alternatif de fréquence désirée.
L’étage de puissance de l’onduleur est alimenté par la source électrique (c’est-à-dire généralement la batterie) via un bus dit à haute tension en courant continu, ou « bus HVDC » (pour « High Voltage Direct Current »)
Cette tension, supérieure à 60V (par exemple de l’ordre de 200V, 400V, ou 800V) correspond notamment à la tension du courant qui est transformé par l’onduleur pour alimenter une machine électrique du véhicule. L’onduleur est piloté par un dispositif de commande qui comporte généralement un microcontrôleur.
Néanmoins, il est nécessaire de prévoir une solution pour le cas où le dispositif de commande serait défaillant, c’est-à-dire dans toute situation où il n’est plus en mesure de piloter correctement l’onduleur. Une telle situation peut se produire en cas de défaut d’alimentation électrique, mais aussi en cas de défaut logiciel, ou dans toute autre situation inattendue.
Dans une telle situation, le pilotage de l’onduleur est réalisé selon un mode de sécurité. Afin de couvrir tous les cas de panne et toutes les situations de vie, la gestion de l'état de sécurité nécessite de disposer de deux fonctions électroniques redondantes et indépendantes capables de gérer l'état de sécurité.
Ainsi, il peut être prévu un deuxième microcontrôleur, en tant que fonction électronique redondante vis-à-vis du microcontrôleur utilisé en temps normal (microcontrôleur principal) et permettant de piloter l’onduleur en cas de défaillance du microcontrôleur principal. Il est notable que si la défaillance du microcontrôleur principal résulte d’un défaut d’alimentation électrique, il est possible d’alimenter le deuxième microcontrôleur par une alimentation auxiliaire (généralement de type « Flyback », parfois traduit par « à transfert indirect »), correspondant à une capacité électrique (typiquement un ou plusieurs condensateurs) interne à l’onduleur.
En alternative à un deuxième microcontrôleur, l’emploi d’autres composants complexes est possible, par exemple un CPLD (selon l’acronyme anglophone de « Complex Programmable Logic Device », et qui désigne un composant électronique combinatoire complexe) ou un FPGA (selon l’acronyme anglophone de « Field Programmable Gate Array » et qui désigne un composant électronique complexe parfois appelé « réseau prédiffusé de portes programmables par l'utilisateur »). Un tel composant complexe est désigné par la suite « composant à logique programmable ».
Pour un moteur synchrone à aimant permanent (également désigné par l’acronyme anglophone PMSM de « Permanent Magnet Synchronous Motor »), deux modes de sécurité pertinents existent.
Un premier mode de sécurité est le mode de court-circuit actif ou ASC selon l’acronyme anglais de « Active Short Circuit » Dans le mode ASC, les phases de la machine électrique sont court-circuitées. Dans ce cas, la machine électrique est isolée du bus HVDC.
Sans mode ASC, une perte de contrôle de l’onduleur laisserait les interrupteurs électroniques (par exemple les IGBT) en état ouvert, non conducteur. Cela pourrait se révéler critique lorsque la machine électrique tourne à haute vitesse, car le rotor induirait alors une tension dans les phases du stator pouvant être supérieure au potentiel électrique de l’onduleur. Un courant circulerait alors dans les diodes des interrupteurs électroniques de puissance et entraînerait une charge incontrôlée des condensateurs de l’onduleur. Le mode ASC apporte une réponse à cette situation, pour éviter un endommagement de l’onduleur ou de la batterie. Dans ce mode ASC, certains interrupteurs électroniques de l’étage de puissance de l’onduleur, à savoir ceux situés d’un même côté des ponts en H formés dans l’onduleur, sont fermés de sorte qu’ils autorisent le passage d’un courant. Les pôles de la machine électrique (typiquement au nombre de trois pour un moteur à trois phases) sont alors en situation de court-circuit. Néanmoins, si le mode ASC garantit qu'aucune opération de régénération indésirable ne se produit, un courant important peut circuler dans les phases de la machine électrique, pouvant potentiellement générer une surchauffe. Le mode ASC ne doit donc de préférence pas être utilisé sur une longue période.
Un deuxième mode de sécurité est le mode de « Roue libre en circuit ouvert » ou mode FW pour « freewheeling ». Dans le mode FW les interrupteurs électroniques de l’onduleur sont tous en état ouvert, et ne permettent donc pas le passage d’un courant. Dans le mode FW, la machine électrique n'est pas déconnectée du bus HVDC.
Il en résulte, lorsque la machine électrique est entraînée à haute vitesse de rotation, un courant induit qui traverse les diodes des interrupteurs électroniques et recharge les condensateurs de l’onduleur (comme expliqué ci-dessus).
Autrement dit, l’application du mode FW peut induire un courant dans la machine électrique et dans l’onduleur, et injecter de l’énergie sur le bus haute tension. Si la batterie est déconnectée du bus à haute tension, cela peut provoquer une remontée de la tension dans la partie du circuit haute tension de l’onduleur (bus haute tension), et donc dans les condensateurs de l’onduleur. Les interrupteurs de l’onduleur peuvent alors être endommagés par la température. A titre d’exemple, la température maximale admissible est de l’ordre de 175°C pour des IGBT. Si la batterie est connectée au bus à haute tension, cela peut entrainer une régénération (recharge) incontrôlée et un freinage électrique excessif de la machine électrique (et, le cas échéant, du véhicule qui en est équipé).
Cependant si la vitesse de la machine électrique est suffisamment faible (de sorte que la force contre-électromotrice redressée est suffisamment faible), il n’y a pas de risque de fonctionnement intempestif de régénération ou de surtension. De plus, aucun courant ne circule dans les lignes de la machine électrique, ce qui évite tout risque de surchauffe du système.
Ce mode doit donc être normalement réservé aux situations de faible vitesse de rotation de la machine électrique.
La présente invention vise à répondre aux problèmes évoqués ci-dessus.
Notamment, le but de la présente invention est de proposer un pilotage de l’onduleur en cas de défaillance du microcontrôleur principal, grâce à une fonction électronique redondante vis-à-vis dudit microcontrôleur principal, qui soit optimisée sur le plan fonctionnel et vis à vis de la fiabilité du système, tout en étant simple, peu coûteuse à développer et à mettre en oeuvre.
Le pilotage de l’onduleur proposé dans l’invention vise ainsi à éviter de manière simple, économique et efficace, les dommages de la machine électrique par surchauffe, à la protection contre les surtensions et contre les chutes de charges (généralement désignées par l’expression anglophone « load dump »), et à éviter les phénomènes de freinage excessif du véhicule équipé de la machine électrique.
Ainsi, l’invention porte sur un procédé de pilotage d’un onduleur comportant des interrupteurs électroniques et contrôlant une machine électrique, l’onduleur et la machine électrique étant alimentés par un bus en courant continu dit bus à haute tension. L’onduleur est piloté par un premier dispositif de commande tel qu’un microcontrôleur principal dans un mode de fonctionnement nominal, et l’onduleur est piloté par un deuxième dispositif de commande lorsque le premier dispositif de commande est défaillant. Le deuxième dispositif de commande est adapté à appliquer à l’onduleur un mode de fonctionnement de sécurité.
Le mode de sécurité est choisi parmi :
- un mode de fonctionnement de sécurité dit mode ASC dans lequel certains interrupteurs électroniques de l’onduleur sont fermés de sorte à mettre des phases de la machine électrique en court-circuit ; et
- un mode de fonctionnement de sécurité dit mode FW dans lequel tous les interrupteurs électroniques de l’onduleur sont ouverts, ce qui met la machine électrique en roue libre.
Le procédé comporte, pour sélectionner le mode de sécurité à appliquer : la détermination de la tension sur le bus à haute tension, et
- si la tension sur le bus à haute tension est inférieure à un premier seuil de tension, le mode FW est sélectionné,
- si la tension sur le bus à haute tension est supérieure à un deuxième seuil de tension qui est supérieur au premier seuil de tension, le mode ASC est sélectionné,
- si la tension est comprise entre le premier seuil de tension et le deuxième seuil de tension inclus, on détermine un paramètre distinct de la tension sur le bus à haute tension et représentatif de la possibilité d’injecter de l’énergie par la machine électrique sur ledit bus à haute tension sans risque, une absence de risque étant déterminée lorsque le paramètre est inférieur à une valeur seuil ; et
- si le paramètre est supérieur ou égal à la valeur seuil, le mode ASC est sélectionné,
- si le paramètre est inférieur à la valeur seuil, le mode FW est sélectionné.
Le pilotage de l’onduleur proposé selon la présente invention permet d’assurer la sécurité fonctionnelle et l’absence de détérioration du système en cas de défaillance du système du premier dispositif de commande, par une sélection simple et efficace du mode de sécurité à appliquer. La sélection étant fondée sur deux paramètres simples, à commencer par la tension sur le bus HVDC, et un autre paramètre qui peut être disponible ou simple à mesurer (vitesse de rotation de la machine électrique, courant dans les phases de ladite machine, etc.), cette sélection peut être réalisée à l’aide de composants électroniques simples, sans nécessiter l’emploi de composants à logique programmable ou d’un deuxième microcontrôleur. La prise en compte d’un paramètre représentatif de la possibilité d’injecter de l’énergie électrique sur le bus à haute tension permet en particulier de limiter les risques liés à une telle injection, à savoir une régénération incontrôlée et un freinage électrique excessif de la machine électrique lorsque l’alimentation haute tension du système (la batterie) est connectée au bus à haute tension, ou une surtension dans l’onduleur lorsque l’alimentation haute tension du système (la batterie) est déconnectée du bus à haute tension.
Avant l’étape de détermination de la tension sur le bus à haute tension, le deuxième dispositif de commande peut appliquer le mode FW à l’onduleur. Le mode FW peut alors être appliqué par exemple pour une durée comprise entre 1 ps et 10 ps. Selon un mode de réalisation, le paramètre pris en compte dans le procédé est la vitesse de rotation de la machine électrique.
Le bus à haute tension étant lié à une batterie, la valeur seuil de vitesse de rotation peut correspondre à la vitesse de rotation de la machine électrique à partir de laquelle une force contre électromotrice rectifiée supérieure à la tension minimale de la batterie est générée.
La valeur seuil de vitesse de rotation pour la sélection du mode de sécurité peut par exemple être comprise entre 1000 tours par minute et 8000 tours par minute.
Selon un autre mode de réalisation, la machine électrique comportant des phases, le paramètre est le courant dans au moins l’une des phases de la machine électrique lorsque l’onduleur fonctionne en mode FW. La valeur seuil de courant dans au moins l’une des phases de la machine électrique peut être par exemple la valeur de courant à partir de laquelle une régénération incontrôlée de la batterie peut se produire, ou une valeur nulle à une incertitude de mesure près.
Dans ce cas, le procédé peut comporter, lorsque le mode ASC est sélectionné, un écoulement d’une durée prédéfinie depuis la sélection du mode ASC suivi d’un passage en mode FW et le retour à l’étape de détermination de la tension sur le bus à haute tension. Cette durée prédéfinie peut par exemple être comprise entre 1 seconde et 30 secondes.
L’invention porte également sur un système qui comporte un onduleur et une machine électrique commandée par l’onduleur, l’onduleur comportant des interrupteurs électroniques, le système comportant en outre un bus d’alimentation en courant continu dit bus à haute tension. Le système comporte un premier dispositif de commande tel qu’un microcontrôleur principal adapté à piloter l’onduleur dans un mode de fonctionnement nominal. Le système comporte aussi un deuxième dispositif de commande adapté à piloter l’onduleur lorsque le premier dispositif de commande est défaillant. Le deuxième dispositif de commande est adapté à appliquer à l’onduleur un mode de fonctionnement de sécurité.
Le mode de sécurité est choisi parmi :
- un mode de fonctionnement de sécurité dit mode ASC dans lequel certains interrupteurs électroniques de l’onduleur sont fermés de sorte à mettre des phases de la machine électrique en court-circuit ; et
- un mode de fonctionnement de sécurité dit mode FW dans lequel tous les interrupteurs électroniques de l’onduleur 4 sont ouverts, ce qui met la machine électrique en roue libre.
En outre, le système comporte un dispositif de détermination de la tension sur le bus à haute tension et le deuxième dispositif électronique de commande est configuré de sorte que :
- si la tension sur le bus à haute tension (UHVDC) est inférieure à un premier seuil de tension le mode FW est sélectionné,
- si la tension sur le bus à haute tension est supérieure à un deuxième seuil de tension qui est supérieur au premier seuil de tension le mode ASC est sélectionné,
- si la tension est comprise entre le premier seuil de tension et le deuxième seuil de tension inclus, on détermine un paramètre distinct de la tension sur le bus à haute tension et représentatif de la possibilité d’injecter de l’énergie par la machine électrique sur ledit bus à haute tension sans risque, une absence de risque étant déterminée lorsque le paramètre est inférieur à une valeur seuil ; et
- si le paramètre est supérieur ou égal à la valeur seuil, le mode ASC est sélectionné ;
- si le paramètre est inférieur à la valeur seuil, le mode FW est sélectionné.
Le deuxième dispositif de commande peut être constitué d’un circuit électronique sans microprocesseur.
L’invention porte enfin sur un véhicule électrique ou un véhicule hybride électrique qui comporte-un système tel que défini ci-avant.
L’expression « véhicule hybride électrique » désigne tout véhicule qui allie deux modes de traction dont l’un met en jeu un moteur électrique, typiquement un véhicule comportant un moteur thermique et un (ou plusieurs) moteur électrique. L’invention vise en particulier les véhicules automobiles.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
- la figure 1 représente schématiquement la structure générale d’un système de commande d’un onduleur,
- la figure 2 représente, selon un logigramme, un procédé de pilotage d’un onduleur conforme à un premier mode de réalisation de l’invention,
- la figure 3 réprésente, selon un logigramme, un procédé de pilotage d’un onduleur conforme à un deuxième mode de réalisation de l’invention. La figure 1 représente schématiquement et à titre d’exemple la structure générale d’un système de commande d’un onduleur 4, qui pilote une machine électrique 5 (en l’occurrence une machine de traction d’un véhicule automobile). Le dispositif de commande comporte un premier dispositif de commande, à savoir un microcontrôleur principal 1. Le microcontrôleur principal 1 est alimenté par une alimentation dite basse tension BT. L’alimentation basse tension est une alimentation en courant continu, et comporte généralement une batterie, typiquement une batterie 12V. Lors du fonctionnement en mode nominal de l’onduleur 4, c’est-à-dire lorsqu’aucun événement tel qu’une défaillance ne nécessite un fonctionnement selon un mode de fonctionnement de sécurité, le microcontrôleur principal assure le pilotage de l’onduleur.
Le système de commande comporte en outre un deuxième dispositif de commande 2. Dans l’état de la technique connu, le deuxième dispositif de commande est généralement un deuxième microcontrôleur. Comme expliqué ci-après, dans le cadre de la présente invention le deuxième dispositif de commande peut être formé de manière beaucoup plus simple, notamment par une carte électronique sans microcontrôleur, utilisant uniquement des circuits logiques très simples.
Le deuxième dispositif de commande 2 est alimenté électriquement par l’alimentation basse tension BT, ou, en cas d’indisponibilité de celle-ci, par une alimentation auxiliaire 3.
L’alimentation auxiliaire est elle-même pourvue en électricité par une alimentation haute tension HT. L’alimentation haute tension HT peut notamment comprendre une batterie de traction d’un véhicule électrique, et peut donc présenter, de manière non limitative, une tension comprise entre 200V et 800V (correspondant à la tension nominale de la batterie ou autre source d’énergie électrique du véhicule équipé). L’alimentation haute tension HT permet également l’alimentation de l’étage de puissance de l’onduleur 4 et in fine de la machine électrique 5, via un bus à haute tension en courant continu (bus HVDC 6).
Le microcontrôleur principal et le deuxième dispositif de contrôle constituent donc collectivement un système de commande permettant d’appliquer, lorsque cela est nécessaire, un mode de fonctionnement de sécurité à l’onduleur (en particulier le mode ASC ou le mode FW décrits précédemment).
En pratique, le deuxième dispositif de contrôle 2 n’est utilisé qu’en cas de défaillance du microcontrôleur principal le mettant dans l’incapacité d’assurer le pilotage de l’onduleur, selon un mode nominal ou un mode de sécurité. Cela peut se produire par exemple lorsque l’alimentation basse tension dudit microcontrôleur principal 1 est perdue, ou en cas de problème logiciel. Ceci étant, la présence du deuxième dispositif de contrôle, qui est redondant vis-à-vis du microprocesseur principal, permet de couvrir toute défaillance imprévue de ce dernier. La figure 2 représente, selon un logigramme, un procédé de pilotage d’un onduleur conforme à un premier mode de réalisation de l’invention.
Dans une première étape S1 , il est détecté que le premier dispositif de contrôle est défaillant, de sorte qu’un pilotage correct de l’onduleur ne peut plus être assuré par ce premier dispositif de contrôle.
Dans une deuxième étape S2, le mode FW est appliqué, par le deuxième dispositif de contrôle de l’onduleur. Il s’agit d’une application temporaire. Ce passage préalable en mode FW évite le risque lié à un passage direct en mode ASC, dans lequel les interrupteurs électroniques de l’étage de puissance de l’onduleur situés d’un même côté des ponts en H formés dans l’onduleur sont fermés. Un passage directement du mode de fonctionnement nominal au mode ASC pourrait ainsi provoquer une situation dite de conduction croisée (plus souvent désignée par le terme anglophone « cross conduction ») si l’un des ponts en H du côté opposé est toujours fermé (interrupteur fermé), et provoquer une dégradation de l’onduleur.
Dans le mode, dit « freewheeling », ce qui signifie « roue-libre », les interrupteurs électroniques sont tous en état ouvert, et ne permettent donc pas le passage d’un courant.
Il est donc préférable d’appliquer brièvement à l’onduleur le mode FW avant de lui appliquer, le cas échéant, le mode ASC. Cette application temporaire par défaut du mode FW peut être réalisée pour une durée comprise entre 1 ps et 10 ps, par exemple de l’ordre de 3 ps. Une fois la durée souhaitée écoulée, il est alors envisageable de passer (ou non) dans le mode ASC, selon les conditions décrites ci-après.
Dans une troisième étape S3, la tension sur le bus UVDC UnvDcest comparée à un premier seuil de tension Uthi ■ UnvDc peut être déterminée par mesure. Uthi est de préférence un seuil fixe, prédéterminé, selon l’application considérée.
Si la tension sur le bus UVDC UnvDcest inférieure (ou égale) au premier seuil de tension Uthi , le mode FW est appliqué (étape S4).
En effet, en choisissant un premier seuil de tension Uthi adapté, il est possible d’appliquer sans plus de considérations le mode FW lorsque cela est nécessaire. Typiquement, si le premier seuil de tension Uthi correspond au seuil de verrouillage de sous-tension d'alimentation de sécurité (c’est-à-dire à une tension minimale prédéterminée qui garantit le bon fonctionnement du deuxième dispositif de commande), l’application du mode FW permet de maintenir le bus HVDC à une tension suffisante afin d'alimenter ledit deuxième dispositif de commande.
Si la tension sur le bus IIVDC UnvDc est supérieure au premier seuil de tension Uthi , la tension sur le bus IIVDC UnvDc est alors comparée à un deuxième seuil de tension Uth2, dans une cinquième étape S5. Le deuxième seuil de tension Uth2 est supérieur au premier seuil de tension Uthi.
Si la tension sur le bus IIVDC UnvDc est supérieure (ou égale) au deuxième seuil de tension Uth2, le mode ASC est appliqué (sixième étape S6).
En choisissant un deuxième seuil de tension Uth2 adapté, les phénomènes de surtension, notamment par chute de charge (load dump) sont évités. Typiquement, si le deuxième seuil de tension Uth2 correspond à la tension maximale de batterie (source d’alimention haute tension HT) en fonctionnement en mode ASC il doit nécessairement être appliqué pour éviter le risque de survenue de phénomènes de surtension. En particulier le mode FW ne peut en tout état de cause pas être appliqué sans risque dans ce cas.
Si la tension sur le bus IIVDC UnvDc est inférieure au deuxième seuil de tension Uth2 (ce qui revient à dire que UHVDC est compris entre Uthi et Uth2), un paramètre distinct de UnvDc est alors pris en compte pour déterminer le mode de fonctionnement de sécurité à appliquer à l’onduleur.
En l’occurrence, la vitesse de rotation N de la machine électrique est déterminée et utilisée comme paramètre. La vitesse de rotation est par exemple déterminée à l’aide du signal d’un capteur de position qui l’équipe. Alternativement, la vitesse de rotation peut être déterminée sur la base de la fréquence du courant dans les phases de la machine électrique.
La vitesse de rotation N est comparée à une valeur seuil de vitesse de rotation Nth, dans une septième étape S7.
Le seuil de vitesse de rotation Nth peut notamment correspondre à la vitesse de rotation de la machine électrique à partir de laquelle une force contre électromotrice rectifiée supérieure à la tension minimale de la batterie (tension à son état de charge acceptable le plus bas) pourrait se produire, conduisant potentiellement à une régénération incontrôlée de la batterie. Le seuil de vitesse de rotation peut être choisi inférieur à cette vitesse de rotation.
Si la vitesse de rotation N est supérieure (ou égale) à la valeur seuil de vitesse de rotation Nth, le mode ASC est appliqué (huitième étape S8). Le mode ASC doit être appliqué dans ce cas pour éviter tout risque de freinage excessif ou de surtension. Le freinage généré par la machine électrique n’est dans ce cas pas excessif à cette vitesse de rotation.
Si la vitesse de rotation N est inférieure à la valeur seuil de vitesse de rotation Nth, le mode FW est appliqué (neuvième étape S9).
Le seuil de vitesse de rotation est de préférence choisi le plus élevé possible, dans les limites expliquées ci-avant. En effet, dans ce cas le mode FW peut être utilisé avec peu voire pas de risque d’entrainer une surchauffe de la machine électrique ou de l’onduleur, tandis qu’un freinage important qui ne serait pas acceptable à cette faible vitesse de rotation de la machine (et donc faible vitesse du véhicule équipé) n’est pas généré par le mode FW.
Le procédé décrit en référence à la figure 2 étant fondé sur des comparaisons très simples de paramètre, il peut être appliqué à l’aide de composants électroniques très simples. En particulier, l’emploi d’un microprocesseur d’un CPLD ou un FPGA n’est pas nécessaire. Il en résulte que les coûts de conception, de fabrication, d’intégration, etc. du deuxième dispositif de contrôle sont très faibles. La redondance de la fonction de contrôle de l’onduleur est ainsi obtenue à un coût très faible, tout en garantissant les fonctions et la sécurité souhaitées.
La figure 3 représente, selon un logigramme, un procédé de pilotage d’un onduleur conforme à un deuxième mode de réalisation de l’invention.
Les étapes S1 à S6 du procédé de la figure 3 sont identiques à celle du procédé décrit en référence à la figure 2, et on peut donc se référer à la description de la figure 2 ci- dessus pour ces étapes.
Si, à l’issu de la cinquième étape S5, il est déterminé que la tension sur le bus UVDC UnvDcest inférieure au deuxième seuil de tension Uth2 (ce qui revient à dire que UHVDC est compris entre Uthi et Uth2), tout comme dans le procédé décrit en référence à la figure 3, un paramètre distinct de UnvDcest alors pris en compte pour déterminer le mode de fonctionnement de sécurité à appliquer à l’onduleur.
En l’occurrence, le courant I dans au moins une phase de la machine électrique est déterminé et utilisé comme paramètre. Il est important de noter que ce paramètre n’est pertinent que lorsque l’onduleur est en mode FW (en mode ASC un courant de phase est nécessairement généré, qui dépasserait le seuil fixé détaillé ci-après). Dans la mesure où l’onduleur a été placé en mode FW à la deuxième étape S2 du procédé, la première occurrence de la détermination du courant I peut être réalisée sans condition particulière supplémentaire.
Le courant I de phase peut être déterminé à l’aide d’un capteur adapté.
Le courant I est alors comparé à une valeur seuil de courant lth- La valeur seuil de courant lth peut notamment correspondre à une valeur à partir de laquelle une régénération incontrôlée de la batterie peut se produire. La valeur seuil de courant peut alternativement correspondre à une valeur nulle, aux incertitudes de mesure près.
Si le courant I est inférieur à la valeur seuil de courant lth, le mode FW est appliqué (neuvième étape S9’).
En l’absence de courant de phase, le mode FW peut en effet être utilisé avec peu voire pas de risque d’entrainer une surchauffe de la machine électrique ou de l’onduleur, tandis qu’un freinage important qui ne serait pas acceptable n’est pas généré par le mode FW.
Si le courant I est supérieur (ou égal) au seuil de courant lth, le mode ASC est appliqué (huitième étape S8’). Le mode ASC doit être appliqué, ce qui évite les phénomènes de surtension tandis que le freinage généré par la machine électrique n’est pas excessif dans cette situation.
Dans ce mode de réalisation de l’invention, une fois le mode ASC sélectionné et appliqué, on attend l’écoulement d’une durée prédéfinie (par exemple quelques secondes) dans une dixième étape S10.
Le mode FW est alors de nouveau appliqué (onzième étape S11).
Le procédé retourne alors à la troisième étape S3.
Le passage en mode FW de la onzième étape S11 permet de maximiser l’emploi de ce mode de sécurité, tout en rendant possible d’évaluer à nouveau la condition de faible courant de phase pour maintenir le mode FW, ou le cas échéant repasser en mode ASC (et de nouveau tenter de repasser en mode FW après l’écoulement de la durée prédéterminée).
Bien évidemment, dans tout mode de réalisation de l’invention, si à quelque moment que ce soit le premier dispositif de contrôle est de nouveau capable d’assurer le pilotage de l’onduleur, le deuxième dispositif de contrôle est désactivé et le premier dispositif de contrôle reprend en charge le pilotage de l’onduleur.
L’invention ainsi développée permet un pilotage d’un onduleur selon un mode de sécurité en cas de défaillance de son dispositif de contrôle principal, de manière simple et donc à moindre coût, tout en garantissant une sécurité fonctionnelle et en limitant le risque de dégradation pour le système, notamment pour la machine électrique, l’onduleur, et la batterie qui les alimente. La présente invention est particulièrement pertinente dans le cadre d’un véhicule électrique (ou hybride), en particulier un véhicule automobile.

Claims

Revendications
1 . Procédé de pilotage d’un onduleur (4) comportant des interrupteurs électroniques et contrôlant une machine électrique (5), l’onduleur (4) et la machine électrique (5) étant alimentés par un bus en courant continu dit bus à haute tension (6), ledit onduleur (4) étant piloté par un premier dispositif de commande (1 ) tel qu’un microcontrôleur principal dans un mode de fonctionnement nominal ledit onduleur étant piloté par un deuxième dispositif de commande (2) lorsque le premier dispositif de commande (1 ) est défaillant, le deuxième dispositif de commande (2) étant adapté à appliquer à l’onduleur (4) un mode de fonctionnement de sécurité, caractérisé en ce que le mode de sécurité est choisi parmi :
- un mode de fonctionnement de sécurité dit mode ASC dans lequel certains interrupteurs électroniques de l’onduleur (4) sont fermés de sorte à mettre des phases de la machine électrique (5) en court-circuit ; et
- un mode de fonctionnement de sécurité dit mode FW dans lequel tous les interrupteurs électroniques de l’onduleur (4) sont ouverts, ce qui met la machine électrique (5) en roue libre, et en ce que le procédé comporte pour sélectionner le mode de sécurité à appliquer : la détermination de la tension sur le bus à haute tension (UHVDC), et
- si la tension sur le bus à haute tension (UHVDC) est inférieure à un premier seuil de tension (Uthi), le mode FW est sélectionné (S4),
- si la tension sur le bus à haute tension (UHVDC) est supérieure à un deuxième seuil de tension (Uth2) qui est supérieur au premier seuil de tension (Uthi ), le mode ASC est sélectionné (S6),
- si la tension est comprise entre le premier seuil de tension (Uthi ) et le deuxième seuil de tension (U ) inclus, on détermine un paramètre distinct de la tension sur le bus à haute tension et représentatif de la possibilité d’injecter de l’énergie par la machine électrique sur ledit bus à haute tension sans risque, une absence de risque étant déterminée lorsque le paramètre est inférieur à une valeur seuil ; et
- si le paramètre est supérieur ou égal à la valeur seuil, le mode ASC est sélectionné (S8, S8’) ;
- si le paramètre est inférieur à la valeur seuil, le mode FW est sélectionné (S9, S9’).
2. Procédé de pilotage selon la revendication 1 , dans lequel, avant l’étape de détermination de la tension sur le bus à haute tension, le deuxième dispositif de commande applique le mode FW (S2) à l’onduleur.
3. Procédé de pilotage selon la revendication 2, dans lequel le mode FW est appliqué pour une durée comprise entre 1 ps et 10 ps.
4. Procédé de pilotage d’un onduleur selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le paramètre est la vitesse de rotation (N) de la machine électrique.
5. Procédé de pilotage d’un onduleur selon la revendication 4, dans lequel, le bus à haute tension (6) étant lié à une batterie, la valeur seuil de vitesse de rotation (Nth) correspond à la vitesse de rotation de la machine électrique à partir de laquelle une force contre électromotrice rectifiée supérieure à la tension minimale de la batterie est générée.
6. Procédé de pilotage d’un onduleur selon la revendication 4 ou la revendication 5, dans lequel la valeur seuil de vitesse de rotation (Nth) pour la sélection du mode de sécurité est comprise entre 1000 tours par minute et 8000 tours par minute.
7. Procédé de pilotage d’un onduleur selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel, la machine électrique (5) comportant des phases, le paramètre est le courant (I) dans au moins l’une des phases de la machine électrique (5) lorsque l’onduleur fonctionne en mode FW.
8. Procédé de pilotage d’un onduleur selon la revendication 7, dans lequel la valeur seuil de courant (lth) dans au moins l’une des phases de la machine électrique est la valeur de courant à partir de laquelle une régénération incontrôlée de la batterie peut se produire, ou une valeur nulle à une incertitude de mesure près.
9. Procédé de pilotage d’un onduleur selon la revendication 7 ou la revendication 8, le procédé comportant en outre, lorsque le mode ASC est sélectionné, un écoulement d’une durée prédéfinie (S10) depuis la sélection du mode ASC suivi d’un passage en mode FW (S11) et le retour à l’étape de détermination de la tension sur le bus à haute tension.
10. Procédé de pilotage d’un onduleur selon la revendication 9, dans lequel ladite durée prédéfinie est comprise entre 1 seconde et 30 secondes.
11 . Système comportant un onduleur et une machine électrique commandée par l’onduleur, l’onduleur (4) comportant des interrupteurs électroniques, le système comportant en outre un bus d’alimentation en courant continu dit bus à haute tension (6), le système comportant un premier dispositif de commande (1 ) tel qu’un microcontrôleur principal adapté à piloter l’onduleur (4) dans un mode de fonctionnement nominal ; le système comportant un deuxième dispositif de commande (2) adapté à piloter l’onduleur (4) lorsque le premier dispositif de commande (1 ) est défaillant, le deuxième dispositif de commande (2) étant adapté à appliquer à l’onduleur un mode de fonctionnement de sécurité, caractérisé en ce que le mode de sécurité est choisi parmi :
- un mode de fonctionnement de sécurité dit mode ASC dans lequel certains interrupteurs électroniques de l’onduleur sont fermés de sorte à mettre des phases de la machine électrique en court-circuit ; et
- un mode de fonctionnement de sécurité dit mode FW dans lequel tous les interrupteurs électroniques de l’onduleur (4) sont ouverts, ce qui met la machine électrique (5) en roue libre, et en ce que le système comporte un dispositif de détermination de la tension sur le bus à haute tension (UHVDC) et le deuxième dispositif électronique de commande (2) est configuré de sorte que :
- si la tension sur le bus à haute tension (UHVDC) est inférieure à un premier seuil de tension (Uthi), le mode FW est sélectionné (S4),
- si la tension sur le bus à haute tension (UHVDC) est supérieure à un deuxième seuil de tension (Uth2) qui est supérieur au premier seuil de tension (Uthi ), le mode ASC est sélectionné (S6),
- si la tension est comprise entre le premier seuil de tension (Uthi ) et le deuxième seuil de tension (U ) inclus, on détermine un paramètre distinct de la tension sur le bus à haute tension et représentatif de la possibilité d’injecter de l’énergie par la machine électrique sur ledit bus à haute tension sans risque, une absence de risque étant déterminée lorsque le paramètre est inférieur à une valeur seuil ; et
- si le paramètre est supérieur ou égal à la valeur seuil, le mode ASC est sélectionné (S8, S8’) ;
- si le paramètre est inférieur à la valeur seuil, le mode FW est sélectionné (S9, S9’).
12. Système selon la revendication 11 , dans lequel le deuxième dispositif de commande est constitué d’un circuit électronique sans microprocesseur ni compostant à logique programmable.
13. Véhicule électrique ou véhicule hybride électrique comportant un système selon la revendication 11 ou la revendication 12.
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