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WO2020157394A1 - Procede de pilotage d'un generateur couple a une roue-libre d'un vehicule automobile - Google Patents

Procede de pilotage d'un generateur couple a une roue-libre d'un vehicule automobile Download PDF

Info

Publication number
WO2020157394A1
WO2020157394A1 PCT/FR2019/052981 FR2019052981W WO2020157394A1 WO 2020157394 A1 WO2020157394 A1 WO 2020157394A1 FR 2019052981 W FR2019052981 W FR 2019052981W WO 2020157394 A1 WO2020157394 A1 WO 2020157394A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrical
voltage
producer
setpoint
current
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/052981
Other languages
English (en)
Inventor
Raphael COMTE
Bernard Boucly
Herve Perseval
Original Assignee
Psa Automobiles Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Psa Automobiles Sa filed Critical Psa Automobiles Sa
Publication of WO2020157394A1 publication Critical patent/WO2020157394A1/fr

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    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

Definitions

  • TITLE PROCESS FOR CONTROL OF A GENERATOR
  • the present invention relates to a method of controlling a generator coupled to a freewheel, for example an alternator, an alternator-starter, a battery, of a motor vehicle.
  • a motor vehicle includes a computer configured to implement such a method for controlling a generator suitable for supplying an on-board electrical network.
  • control of the inverter inside a vehicle is configured to meet the needs of the heat engine.
  • the state of the art comprises the patent document FR2990579, which describes a method for controlling a generator suitable for supplying an on-board electrical network of a vehicle by a control device suitable for determining the value of a setpoint of generator voltage and to control the generator as a function of a current setpoint independent of the voltage setpoint.
  • the invention therefore aims to resolve these drawbacks by proposing a method for controlling a generator coupled to a freewheel where the electrical energy is managed by two separate electrical networks maintaining the state of charge of different electrical energy storage devices. (also referred to as "storers”) while coasting. GENERAL PRESENTATION OF THE INVENTION
  • the present invention relates to a method for controlling two electrical production functions for controlling on the one hand a first electrical producer, said first electrical producer supplying a first electrical network to which are connected, said first electrical producer and a first electrical energy storer, and on the other hand a second electrical producer, independent of the first electrical producer, said second electrical producer being connected between the first electrical network and a second electrical network to which is also connected a second electrical energy storer , said method comprising, when a freewheel operating mode is activated: determining a first output voltage setpoint of the first electrical generator,
  • said first voltage setpoint and said first current setpoint being configured to maintain an intensity of the current supplying the first storage device equal to zero and to maintain a voltage greater than a predefined threshold on the first electrical network ,
  • said second voltage setpoint and said second current setpoint being configured to maintain an intensity of the current supplying the second storage device equal to zero and to maintain a voltage greater than a predefined threshold on the second electrical network .
  • the activation of the freewheel operating mode of the first electric generator comprises a check of the state of charge of the first electric energy store, said check consisting in verifying that the state of charge of the first energy store electrical is greater than a threshold authorizing the activation of the freewheel operating mode of the first electrical producer.
  • the activation of the freewheel operating mode of the first electrical generator comprises a check of at least one electrical component of the first electrical network if said threshold of the state of charge of the first electrical energy store is reached, said control consisting in verifying that said at least one electrical unit of the first electrical network is suitable for being supplied with the voltage of said first electrical network.
  • the method also comprises a step of reception, by a single supervisor of said second electrical network and of said first electrical network, of an authorization or prohibition of the freewheel operating mode of the first and / or of the second. electric producer.
  • the activation of the freewheel operating mode of the second electric generator comprises a check of the state of charge of the second electric energy store, said check consisting in verifying that the state of charge of the second energy store electric power is greater than a threshold authorizing the activation of the freewheel operating mode of the second electric generator.
  • the component of the current intensity setpoint I CO ns of the second producer which represents the setpoint to be applied to guarantee the first minimum voltage on said first electrical network, is increased, so that the current intensity setpoint I CO ns increases up to the maximum intensity I ma x of the first electrical producer.
  • the component of the current intensity setpoint I CO ns of the second producer which represents the setpoint to be applied to guarantee the second minimum voltage on said second electrical network, is increased, so that the current intensity setpoint I CO ns increases up to the maximum intensity I ma x of the second electrical producer.
  • the invention also relates to an electric motor vehicle comprising a computer configured to implement a method for controlling two electrical production functions, as briefly described above.
  • FIG. 1 is a diagram of a generator associated with a control device having a voltage setpoint and a current setpoint.
  • FIG. 2 is a diagram of the functional architecture of a generator comprising two separate voltage networks.
  • FIG. 3 shows a diagram of the electrical supply to the on-board electrical network from a voltage network.
  • Figure 1 shows a diagram of a supervisor 1 associated with electrical producer 6.
  • the electrical producer is intended to supply an on-board electrical network of a vehicle.
  • the electrical producer delivers electrical energy as a function of a voltage setpoint U cons 4 and a current setpoint I COns 5 independent of the voltage setpoint U ⁇ ns 4.
  • the electrical storage devices 23, 29, for example a 12 V battery and a low-voltage lithium-type battery, are adapted to be supplied by a respective electrical producer and to supply electricity to the networks of edge 24, 33 respectively.
  • Each electrical network 24, 33 comprises electrical components which are electrical consumers.
  • Each electrical network 24, 33 is associated with an electricity producer, in other words a power converter configured to transfer energy to it.
  • Each electric generator makes it possible to regulate the recharging, the discharge and the constant maintenance of the load of the storage units 23, 29, corresponding to the life situation of the vehicle and the needs of the on-board electrical network 24, 33 respectively.
  • Each electrical producer obeys voltage 4 and intensity 5 setpoints which are determined by a control device.
  • Each storer 23, 29 can be considered, when it is used to supply electricity to the on-board electrical network 24, 33 respectively, as a generator.
  • the control device is thus suitable for controlling both a main generator of the vehicle, the alternator or the alternator-starter for example, and the electrical storage units 23, 29 associated with their respective on-board electrical network 24, 33, and this depending on the needs of the vehicle, its life situation, and the state of each electrical storage device 23, 29, said state being for example a function of the current, the voltage, the charge, the temperature, the aging, the internal resistance.
  • a regulation structure 7 of the electricity producer 6 from a voltage setpoint U CO ns 4 and a current setpoint I CO ns 5.
  • the supervisor 1 performs a first determination function 2. of the voltage setpoint 4 as well as a second function 3 for determining the current setpoint 5.
  • a first loop provides voltage regulation by means of a voltage corrector 10 by comparing the voltage setpoint U CO ns 4 with the voltage 8 delivered by the electrical producer 6.
  • a second loop regulates the intensity by means of an intensity corrector 13 by comparing a current limitation intensity setpoint with the intensity delivered 9 by the electrical producer 6.
  • the electrical producer 6 also includes a current intensity limitation setpoint, equal to the maximum intensity I max 12 that said electrical producer is able to provide.
  • This maximum intensity value I max 12 is linked to the structure of the electric generator 6; it can change as a function of the thermal evolution of the generator or of the supply voltage.
  • FIGS. 2 and 3 represent a diagram of the functional architecture of a system with two electrical generators, two separate voltage networks, in particular when a need for energy optimization in freewheel operating mode is requested.
  • the use of two independent supervisors involves risks of instability. Indeed, two autonomous supervisors are likely to give contradictory instructions, leading to fast or on the contrary slow actions, causing electrical and therefore also mechanical oscillations. This results in a use comprising imperfections such as intermittent shutdowns of electrical equipment.
  • the supervisor combines two interconnected functions of a first low voltage supervisor 14 determining the voltage setpoint U CO ns 4 and of a second 12V supervisor 30 determining the intensity setpoint I CO ns 5.
  • the low-voltage supervisor 14 makes it possible to manage the state of charge 17 of the lithium-type electrical energy storage device 23.
  • the low-voltage supervisor 14 can also broadcast useful information for defining instructions to be applied to the internal combustion engine 36. exchanges of information 18 between the internal combustion engine 36 and the low voltage supervisor 14 take place for example.
  • the low-voltage supervisor 14 also establishes the state of the low-voltage on-board electrical network 24 and receives information on the state of charge of said low-voltage on-board electrical network 24, for example during voltage variations, by measuring the voltage at at least one point of the low voltage on-board electrical network 24.
  • the low voltage supervisor 14 also sends control instructions 20 to a first electrical producer 21, for example a reversible inverter.
  • Said reversible inverter 21 operates either in three-phase rectifier mode in order to operate the reversible electric machine 19 in generator mode, or as a three-phase inverter in order to operate the reversible electric machine 19 in motor mode.
  • the 12V supervisor 30 establishes the voltage and current intensity control instructions 27 to the second electrical producer 22, for example a direct voltage to direct voltage converter, after having evaluated its state, according to the needs evaluated by the supervisor 1 of the vehicle.
  • the 12V supervisor 30 also receives information on the state of charge of the 12V electrical energy storage device 29.
  • the 12V supervisor 30 measures the voltage at at least one point of the 12V on-board electrical network 33 with the exception of the starter 35, to check the adequacy between said voltage and needs of the vehicle. In other words, the 12V supervisor 30 determines in particular whether the state of charge of electrical elements of the 12V on-board electrical network 33 considered to be sensitive to low or high voltage levels and during sudden voltage variations is adequate.
  • the 12V supervisor 30 can also exchange information with the internal combustion engine 36 integrated in the vehicle and checks the state 31 of the starter 35.
  • the 12V on-board electrical network 33 is supplied with electricity without charging the 12V storage device 29.
  • the reversible inverter 21 is controlled by a first voltage setpoint Ucons and a first current setpoint I CO ns guaranteeing zero current intensity regulation 38 in the low-voltage storer 23.
  • the control of the direct-to-direct voltage converter 22 is for its part carried out with a second voltage setpoint U cons and a second current setpoint I CO ns guaranteeing zero current intensity regulation 38 in the 12V storage device 29 as well as a minimum voltage 37 on the 12V network.
  • the conditions for being in freewheel operating mode at the level of the low voltage storage device 23 must be met.
  • the state of charge of the low-voltage storage device 23 is checked; it must not be too low to avoid any risk related to safety or leading to degradation of the low-voltage storage device 23.
  • the freewheel operating mode for the low voltage electrical network is not authorized and the first and second setpoints for voltage regulation U CO ns and current intensity I CO ns by fault are applied, taking into account including the maximum current I ma x 12.
  • a diagnostic information signaling that the freewheel mode of the low voltage electrical network is not authorized can then be sent to the supervisor 1 of the vehicle.
  • the voltage of the first storage device 23 can be used to ensure compliance with the minimum voltage of the low voltage electrical network.
  • corresponding diagnostic information can be sent to the vehicle supervisor.
  • the state of charge of the 12V storer 29 is checked. If the state of charge of the 12V 29 storage device is too low or presents a safety risk or if it is degraded, then the freewheel mode for the 12V network is not authorized and the regulation of voltage U CO ns 4 and of current intensity I CO ns 5 by default, taking into account in particular the determined maximum intensity I ma x 12.
  • Said maximum intensity I ma x 12 is determined at least as a function of the state of the corresponding electrical producer. Diagnostic information concerning the state of the freewheeling mode of operation of the 12V onboard electrical network 33 can be sent to the vehicle supervisor 1 so that it knows the electrical status of the 12V onboard electrical network 33 and to maintain or modifies the phase of life.
  • the freewheel operating mode is not authorized and the setpoints for voltage regulation U CO ns 4 and current intensity I CO ns 5 are applied by default, taking into account in particular the maximum determined current I max 12.
  • a diagnostic information signaling that the freewheeling mode of the 12V network is not authorized can be sent to the vehicle supervisor 1.
  • the current intensity regulation function of the 12V storage device 29 is set to zero, the intensity is zero 38, and diagnostic information concerning the state of the freewheel operating mode of the 12V on-board electrical network 33 can be sent to the supervisor so that he knows the electrical state of the low voltage network and maintains or modifies the life phase.
  • the current intensity regulation function of the first and second power generators 21, 22 has a similar operation.
  • the measured current intensity is compared to the current intensity setpoint, for each power producer 21, 22.
  • the first current intensity setpoint concerns the first electrical producer 21 and the second current intensity setpoint concerns the second producer 22.
  • the first current intensity setpoint I CO ns of the first electrical producer 21, respectively the second current intensity setpoint I CO ns of the second electrical producer 22, corresponds to a minimum between a function for limiting the maximum intensity I ma x 12 and the sum of the current intensities Icc and Icv, Isc being the component of the current intensity setpoint I CO ns which represents the value to be applied to regulate the first electrical storage device 23, respectively the second electrical storage device, , and Icv being the component of the current intensity setpoint I CO ns which represents the setpoint to be applied to guarantee the minimum voltage on the on-board electrical network, respectively on the second on-board electrical network.
  • the component Icc of the current intensity setpoint I CO ns which represents the value to be applied to regulate the corresponding electrical storage device with current is increased, so that the current intensity of the low voltage storer 23 increases while remaining lower than the maximum intensity I ma x 12.
  • the component Isc of the current intensity setpoint I CO ns which represents the value to be applied to regulate the corresponding electrical storage device with current, is maintained, so that the intensity of current of the low voltage storer 23 is maintained.
  • the component Isc of the current intensity setpoint I CO ns which represents the value to be applied to regulate the current the corresponding electrical storage device is reduced, so that the current intensity of the low voltage storage device 23 decreases.
  • the component Icv of the current intensity setpoint I CO ns which represents the setpoint to be applied to guarantee the minimum voltage on the on-board electrical network 33, is increased, so that the current intensity setpoint I CO ns increases up to the maximum intensity I ma x 12 of the corresponding electrical producer.
  • the value of the maximum intensity I ma x 12 is different depending on the operating mode of the electricity producer considered.
  • the maximum intensity I ma x 12 is in fact a function of the state of the electrical producer, of the state of the electrical storage device and of the operating mode of the electrical producer; it makes it possible to manage the functional or degraded modes, for example by reducing the value of the maximum intensity I max 12 depending on the thermal conditions.
  • Imax can also be limited by an external need, for example to limit torque extraction.
  • the component Icv of the current intensity setpoint I CO ns is maintained.
  • the component Icv of the current intensity setpoint I CO ns for the 12 V storage device 29 decreases as much that it remains positive. Indeed, the current intensity of the 12 V storage device 29 cannot be less than zero because it allows the calculation of the current setpoint I CO ns.
  • the respective current setpoint I COns for each on-board electrical network 24, 33 represents the control carried out on a storer or on the electricity producer.
  • the current regulation setpoint assigned to the first electrical generator is increased and therefore the current intensity of the 12 V storage device 29 increases.
  • the current intensity of the low-voltage storage device 23 decreases until it becomes zero and the intensity setpoint I CO ns 5 consists in fixing the current intensity of the 12 V storage device 29.
  • the voltage setpoint U CO ns corresponds to a voltage setpoint intended respectively for each electricity producer. This may be the nominal voltage to be applied to the on-board electrical network 24 or 33, in particular in the operating mode of the corresponding electrical producer in voltage regulation like a conventional alternator. It may also be the maximum value admissible by the on-board electrical network 24 or 33, this value being reached by increasing the current setpoint I CO ns, the current setpoint I CO ns being used to limit the current delivered. by the corresponding electricity producer.
  • the method according to the invention therefore makes it possible to authorize or prohibit a freewheel operation of the electric producer when charging two different electric accumulators, in an electric or hybrid vehicle.

Landscapes

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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de pilotage de deux fonctions de production électrique, ledit procédé comprenant, lorsqu'un mode de fonctionnement roue-libre est activé : la détermination d'une première consigne de tension de sortie et d'une première consigne d'intensité du premier producteur électrique (21), ladite première consigne de tension et ladite première consigne d'intensité étant configurées pour maintenir une intensité du courant alimentant le premier stockeur (23) égale à zéro et pour maintenir une tension supérieure à un seuil prédéfini sur le premier réseau (24), la détermination d'une deuxième consigne de tension de sortie et d'une deuxième consigne d'intensité du deuxième producteur électrique du deuxième producteur électrique (22), ladite deuxième consigne de tension et ladite deuxième consigne d'intensité étant configurées pour maintenir une intensité du courant alimentant le deuxième stockeur (29) égale à zéro et pour maintenir une tension supérieure à un seuil prédéfini sur le deuxième réseau (33).

Description

DESCRIPTION
TITRE : PROCEDE DE PILOTAGE D’UN GENERATEUR
COUPLE A UNE ROUE-LIBRE D’UN VEHICULE
AUTOMOBILE
DOMAINE TECHNIQUE ET OBJET DE L’INVENTION
La présente invention concerne un procédé de pilotage d’un générateur couplé à une roue-libre, par exemple un alternateur, un altemo-démarreur, une batterie, d’un véhicule automobile.
Un véhicule automobile comprend un calculateur configuré pour mettre en œuvre un tel procédé de pilotage d’un générateur adapté à alimenter un réseau électrique de bord.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Selon l’art antérieur, le pilotage de l’onduleur à l’intérieur d’un véhicule est configuré pour répondre aux besoins du moteur thermique.
Il existe une méthode déterminant les phases de roue-libre dans un groupe de type motopropulseur roue-libre où un moteur à combustion est couplé à un générateur électrique.
On connaît également un moteur à combustion combiné à un générateur couplé à une roue-libre et appliquant une méthode de contrôle du courant pour fournir l’énergie.
L’état de la technique comprend le document de brevet FR2990579, qui décrit un procédé de pilotage d’un générateur adapté à alimenter un réseau électrique de bord d’un véhicule par un dispositif de pilotage adapté à déterminer la valeur d’une consigne de tension du générateur et à piloter le générateur en fonction d’une consigne d’intensité indépendante de la consigne de tension.
Cependant, une telle solution présente des inconvénients car elle ne permet pas de tenir compte de l’utilisation ou non de la roue-libre du motopropulseur. Ainsi, de l’énergie est utilisée inutilement.
L’invention vise donc à résoudre ces inconvénients en proposant un procédé de pilotage d’un générateur couplé à une roue-libre où l’énergie électrique est gérée par deux réseaux électriques distincts maintenant l’état de charge de différents stockeurs d’énergie électrique (également désignés « stockeurs ») pendant la roue-libre. PRESENTATION GENERALE DE L’INVENTION
Pour parvenir à ce résultat, la présente invention concerne un procédé de pilotage de deux fonctions de production électrique pour piloter d’une part un premier producteur électrique, ledit premier producteur électrique alimentant un premier réseau électrique auquel sont connectés, ledit premier producteur électrique et un premier stockeur d’énergie électrique, et d’autre part un deuxième producteur électrique, indépendant du premier producteur électrique, ledit deuxième producteur électrique étant connecté entre le premier réseau électrique et un deuxième réseau électrique auquel est également connecté un deuxième stockeur d’énergie électrique, ledit procédé comprenant, lorsqu’un mode de fonctionnement roue-libre est activé : la détermination d’une première consigne de tension de sortie du premier producteur électrique,
la détermination d’une première consigne d’intensité du premier producteur électrique, indépendante de la première consigne de tension,
en mode de fonctionnement roue-libre, ladite première consigne de tension et ladite première consigne d’intensité étant configurées pour maintenir une intensité du courant alimentant le premier stockeur égale à zéro et pour maintenir une tension supérieure à un seuil prédéfini sur le premier réseau électrique,
la détermination d’une deuxième consigne de tension de sortie du deuxième producteur électrique,
la détermination d’une deuxième consigne d’intensité du deuxième producteur électrique, indépendante de la deuxième consigne de tension,
en mode de fonctionnement roue-libre, ladite deuxième consigne de tension et ladite deuxième consigne d’intensité étant configurées pour maintenir une intensité du courant alimentant le deuxième stockeur égale à zéro et pour maintenir une tension supérieure à un seuil prédéfini sur le deuxième réseau électrique.
Avantageusement, l’activation du mode de fonctionnement roue-libre du premier producteur électrique comprend un contrôle de l’état de charge du premier stockeur d’énergie électrique, ledit contrôle consistant à vérifier que l’état de charge du premier stockeur d’énergie électrique est supérieur à un seuil autorisant l’activation du mode de fonctionnement roue-libre du premier producteur électrique. Avantageusement, l’activation du mode de fonctionnement roue-libre du premier producteur électrique comprend un contrôle d’au moins un organe électrique du premier réseau électrique si ledit seuil de l’état de charge du premier stockeur d’énergie électrique est atteint, ledit contrôle consistant à vérifier que ledit au moins un organe électrique du premier réseau électrique est apte à être alimenté avec la tension dudit premier réseau électrique.
Avantageusement, en-dessous dudit seuil, l’activation du mode de fonctionnement roue-libre du premier producteur électrique est interdite.
Avantageusement, le procédé comprend par ailleurs une étape de réception, par un superviseur unique dudit deuxième réseau électrique et dudit premier réseau électrique, d’une d’autorisation ou d’interdiction du mode de fonctionnement roue- libre du premier et/ou du deuxième producteur électrique.
Avantageusement, l’activation du mode de fonctionnement roue-libre du deuxième producteur électrique comprend un contrôle de l’état de charge du deuxième stockeur d’énergie électrique, ledit contrôle consistant à vérifier que l’état de charge du deuxième stockeur d’énergie électrique est supérieur à un seuil autorisant l’activation du mode de fonctionnement roue-libre du deuxième producteur électrique.
Avantageusement, si la tension du premier réseau électrique est inférieure à une première tension minimale de sécurité, la composante de la consigne d’intensité de courant ICOns du deuxième producteur, qui représente la consigne à appliquer pour garantir la première tension minimale sur ledit premier réseau électrique, est augmentée, de sorte que la consigne d’intensité de courant ICOns augmente jusqu’à l’intensité maximale Imax du premier producteur électrique.
Avantageusement, si la tension du deuxième réseau électrique est inférieure à une deuxième tension minimale de sécurité, la composante de la consigne d’intensité de courant ICOns du deuxième producteur, qui représente la consigne à appliquer pour garantir la deuxième tension minimale sur ledit deuxième réseau électrique, est augmentée, de sorte que la consigne d’intensité de courant ICOns augmente jusqu’à l’intensité maximale Imax du deuxième producteur électrique.
L’invention concerne également un véhicule électrique automobile comprenant un calculateur configuré pour mettre en œuvre un procédé de pilotage de deux fonctions de production électrique, tel que brièvement décrit ci-dessus. PRESENTATION DES FIGURES
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemple uniquement, et en référence aux dessins qui montrent :
[Fig. 1] représente un schéma d’un générateur associé à un dispositif de pilotage ayant une consigne de tension et une consigne d’intensité.
[Fig. 2] représente un schéma de l’architecture fonctionnelle d’un générateur comprenant deux réseaux de tension distincts.
[Fig. 3] représente un schéma de l’alimentation électrique du réseau électrique de bord à partir d’un réseau de tension.
DESCRIPTION DETAILLE D’UNE FORME DE REALISATION DE L’INVENTION
Dans ce qui suit, on fait référence à des réseaux électriques de bord 12V et basse tension, et de producteurs électriques et de stockeurs électriques connectés à ces réseaux électriques de bord 12V et basse tension. Toutefois, en particulier, le niveau de tension des réseaux électriques de bord est donné à titre illustratif uniquement et ne doit pas être interprété comme une limitation.
La figure 1 représente un schéma d’un superviseur 1 associé à producteur électrique 6. Par exemple, le producteur électrique est destiné à alimenter un réseau électrique de bord d’un véhicule.
Le producteur électrique délivre de l’énergie électrique en fonction d’une consigne de tension Ucons 4 et d’une consigne d’intensité ICOns 5 indépendante de la consigne de tension U¥ns 4.
En référence à la figure 2, les stockeurs électriques 23, 29, par exemple une batterie de 12 V et une batterie basse tension de type lithium, sont adaptés à être alimentés par un producteur électrique respectif et à fournir de l’électricité aux réseaux de bord 24, 33 respectivement. Chaque réseau électrique 24, 33 comprend des organes électriques qui sont des consommateurs électriques. A chaque réseau électrique 24, 33 est associé un producteur électrique, autrement dit un convertisseur de puissance configuré pour lui transférer de l’énergie.
Chaque producteur électrique permet de réguler la recharge, la décharge et le maintien constant de la charge des stockeurs 23, 29, correspondant à la situation de vie du véhicule et les besoins du réseau électrique de bord 24, 33 respectivement. Chaque producteur électrique obéit à des consignes de tension 4 et d’intensité 5 qui sont déterminées par un dispositif de pilotage. Chaque stockeur 23, 29 peut être considéré, quand il est utilisé pour fournir de l’électricité au réseau électrique de bord 24, 33 respectivement, comme un générateur.
Le dispositif de pilotage est ainsi adapté pour commander aussi bien un générateur principal du véhicule, l’alternateur ou l’altemo -démarreur par exemple, que les stockeurs électrique 23, 29 associés à leur réseau électrique de bord respectif 24, 33, et ceci en fonction des besoins du véhicule, de sa situation de vie, et de l’état de chaque stockeur électrique 23, 29, ledit état étant par exemple fonction de l’intensité, la tension, la charge, la température, le vieillissement, la résistance interne.
Il est de ce fait possible d’optimiser les transferts électriques en tenant compte des contraintes de chaque réseau électrique de bord 24, 33.
On voit sur la figure 1 une structure de régulation 7 du producteur électrique 6 à partir d’une consigne de tension UCOns 4 et d’une consigne d’intensité ICOns 5. Le superviseur 1 assure une première fonction 2 de détermination de la consigne de tension 4 ainsi qu’une deuxième fonction 3 de détermination de la consigne d’intensité 5. Une première boucle assure une régulation en tension au moyen d’un correcteur de tension 10 en comparant la consigne de tension UCOns 4 avec la tension délivrée 8 par le producteur électrique 6. Une deuxième boucle assure une régulation en intensité au moyen d’un correcteur d’intensité 13 en comparant une consigne d’intensité de limitation du courant avec l’intensité délivrée 9 par le producteur électrique 6.
Le producteur électrique 6 comporte par ailleurs une consigne de limitation d’intensité du courant, égale à l’intensité maximale Imax 12 que ledit producteur électrique est capable de fournir. Cette valeur d’intensité maximale Imax 12 est liée à la structure du producteur électrique 6 ; elle peut évoluer en fonction de l’évolution thermique du générateur ou de la tension d’alimentation.
L’exploitation des consignes de tension UCOns 4 et des consignes d’intensité ICOns 5 permet un pilotage précis du producteur électrique 6.
Les figures 2 et 3 représentent un schéma de l’architecture fonctionnelle d’un système avec deux producteurs électriques, deux réseaux de tension distincts, en particulier lorsqu’un besoin d’optimisation énergétique en mode de fonctionnement roue-libre est demandé. D’une manière générale, 1’ uti 1 i sation de deux superviseurs indépendants entraîne des risques d’instabilité. En effet, deux superviseurs autonomes sont susceptibles de donner des consignes contradictoires, entraînant des actions rapides ou au contraire lentes, provoquant des oscillations électriques et donc aussi mécaniques. Il en résulte un usage comprenant des imperfections tels que des arrêts intermittents de l’équipement électrique. Pour éviter cela, le superviseur regroupe deux fonctions interconnectées d’un premier superviseur basse tension 14 déterminant la consigne de tension UCOns 4 et d’un deuxième superviseur 12V 30 déterminant la consigne d’intensité ICOns 5.
Le superviseur basse tension 14 permet de gérer l’état de charge 17 du stockeur d’énergie électrique de type lithium 23. Le superviseur basse tension 14 peut aussi diffuser des informations utiles pour définir des consignes à appliquer au moteur à combustion interne 36. Des échanges d’informations 18 entre le moteur à combustion interne 36 et le superviseur basse tension 14 ont par exemple lieu.
Le superviseur basse tension 14 établit aussi l’état du réseau électrique de bord basse tension 24 et reçoit une information d’état de charge dudit réseau électrique de bord basse tension 24, par exemple lors de variations de tensions, en mesurant la tension en au moins un point du réseau électrique de bord basse tension 24.
Le superviseur basse tension 14 envoie également des consignes de pilotage 20 à un premier producteur électrique 21, par exemple un onduleur réversible. Ledit onduleur réversible 21 fonctionne soit en mode redresseur triphasé afin d’exploiter la machine électrique réversible 19 en mode générateur, soit comme un onduleur triphasé afin d’exploiter la machine électrique réversible 19 en mode moteur.
D’autres échanges d’information 15 entre le superviseur basse tension 14 et le superviseur 12V 30 ont également lieu.
Le superviseur 12V 30 établit les consignes de pilotage en tension et en intensité de courant 27 au deuxième producteur électrique 22, par exemple un convertisseur de tension continue en tension continue, après avoir évalué son état, en fonction des besoins évalués par le superviseur 1 du véhicule.
Le superviseur 12V 30 reçoit par ailleurs une information d”état de charge du stockeur d’énergie électrique 12V 29.
Le superviseur 12V 30 mesure la tension en au moins un point du réseau électrique de bord 12V 33 à l’exception du démarreur 35, pour vérifier l’adéquation entre ladite tension et les besoins du véhicule. Autrement dit, le superviseur 12V 30 détermine notamment si l’état de charge d’éléments électriques du réseau électrique de bord 12V 33 considérés comme sensibles aux niveaux de tension basse ou haute et lors de variations brutales de tension est adéquate.
Tout comme le superviseur basse tension 14, le superviseur 12V 30 peut aussi échanger des informations avec le moteur à combustion interne 36 intégré dans le véhicule et vérifie l’état 31 du démarreur 35.
Lorsqu’un besoin d’optimisation énergétique en mode de fonctionnement roue- libre est demandé, le réseau électrique de bord 12V 33 est alimenté en électricité sans charger le stockeur 12V 29. Le pilotage de l’onduleur réversible 21 est réalisé grâce à une première consigne en tension Ucons et une première consigne d’intensité ICOns garantissant une régulation d’intensité de courant nulle 38 dans le stockeur basse tension 23. Le pilotage du convertisseur de tension continue en tension continue 22 est quant à lui réalisé avec une deuxième consigne en tension Ucons et une deuxième consigne d’intensité ICOns garantissant une régulation d’intensité de courant nulle 38 dans le stockeur 12V 29 ainsi qu’une tension minimale 37 sur le réseau 12V.
Dans un premier temps, les conditions pour être en mode de fonctionnement roue- libre au niveau du stockeur basse tension 23 doivent être réunies. L’état de charge du stockeur basse tension 23 est vérifié, celui-ci ne doit pas être trop bas pour éviter tout risque lié à la sécurité ou entraînant une dégradation du stockeur basse tension 23. Puis, il est également vérifié qu’aucun organe électrique du réseau électrique basse tension 24 ne présente une incompatibilité avec une tension pendant la phase de roue- libre, par exemple il ne faut pas que la tension soit trop basse ou qu’un organe électrique dit sécuritaire soit activé. Si ces conditions ne sont pas réunies, alors le mode de fonctionnement roue-libre pour le réseau électrique basse tension n’est pas autorisé et des première et deuxième consignes de régulation de tension UCOns et d’intensité de courant ICOns par défaut sont appliquées, tenant compte comprenant de l’intensité maximale Imax 12. Une information de diagnostic signalant que le mode roue-libre du réseau électrique basse tension n’est pas autorisé peut alors être envoyée au superviseur 1 du véhicule.
En revanche, si aucune incompatibilité ne perturbe la phase roue-libre, c’est-à-dire si les contraintes de tension minimale du réseau électrique basse tension sont respectées, alors la consigne de régulation d’intensité de courant ICOns du stockeur basse tension 23 est mise à zéro 38. Enfin, une information de diagnostic concernant l’état du mode de fonctionnement roue-libre du réseau électrique basse tension est envoyée au superviseur du véhicule afin qu’il connaisse l’état électrique du réseau électrique basse tension et maintienne ou modifie la phase de vie.
Alternativement, s’il n’y a pas d’organe électrique consommateur sur le premier réseau électrique basse tension 24, la tension du premier stockeur 23 peut être utilisée pour s’assurer du respect de la tension minimale du réseau électrique basse tension. Lorsque les conditions de roue-libre au niveau du stockeur basse tension 23 énoncées plus haut ne sont pas réunies, une information de diagnostic correspondante peut être envoyée au superviseur du véhicule. Dans ce cas, comme pour le stockeur basse tension 23 précédemment, l’état de charge du stockeur 12V 29 est vérifié. Si l’état de charge du stockeur 12V 29 est trop bas ou qu’il présente un risque sécuritaire ou encore s’il est dégradé, alors le mode roue-libre pour le réseau 12V n’est pas autorisé et on applique des consignes de régulation de tension UCOns 4 et d’intensité de courant ICOns 5 par défaut tenant compte notamment de l’intensité maximale déterminée Imax 12.
Ladite intensité maximale Imax 12 est déterminée au moins en fonction de l’état du producteur électrique correspondant. Une information de diagnostic concernant l’état du mode de fonctionnement en roue-libre du réseau électrique de bord 12V 33 peut être envoyée au superviseur 1 du véhicule afin qu’il connaisse l’état électrique du réseau électrique de bord 12V 33 et maintienne ou modifie la phase de vie.
Cependant, si après vérification de l’état de charge du stockeur 12V, mode de fonctionnement roue-libre est maintenu, alors il est aussi contrôlé qu’aucun organe électrique du réseau 12V ne soit incompatible avec la tension dudit réseau 12V pendant la phase de roue-libre, par exemple dans le cas d’une tension trop basse, ou lors de l’activation d’un organe électrique de sécurité.
Si des incompatibilités sont détectées, alors le mode de fonctionnement roue-libre n’est pas autorisé et on applique des consignes de régulation de tension UCOns 4 et d’intensité de courant ICOns 5 par défaut tenant compte notamment de l’intensité maximale déterminée Imax 12. Une information de diagnostic signalant que le mode roue-libre du réseau 12V n’est pas autorisé peut être envoyée au superviseur 1 du véhicule.
Si aucune incompatibilité n’est détectée, alors la fonction de régulation de l’intensité de courant du stockeur 12V 29 est mise à zéro, l’intensité est nulle 38, et une information de diagnostic concernant l’état du mode de fonctionnement roue-libre du réseau électrique de bord 12V 33 peut être envoyée au superviseur afin qu’il connaisse l’état électrique du réseau basse tension et maintienne ou modifie la phase de vie.
La fonction de régulation de l’intensité du courant du premier et du deuxième producteur électrique 21, 22 présente un fonctionnement similaire.
Tout d’abord, l’intensité du courant mesurée est comparée à la consigne d’intensité de courant, pour chaque producteur électrique 21, 22.
La première consigne d’intensité de courant concerne le premier producteur électrique 21 et la deuxième consigne d’intensité de courant concerne le deuxième producteur 22.
La première consigne d’intensité de courant ICOns du premier producteur électrique 21, respectivement la deuxième consigne d’intensité de courant ICOns du deuxième producteur électrique 22, correspond à un minimum entre une fonction de limitation de l’intensité maximale Imax 12 et la somme des intensités de courant Icc et Icv, Icc étant la composante de la consigne d’intensité de courant ICOns qui représente la valeur à appliquer pour réguler en courant le premier stockeur électrique 23, respectivement le deuxième stockeur électrique, et Icv étant la composante de la consigne d’intensité de courant ICOns qui représente la consigne à appliquer pour garantir la tension minimale sur le réseau électrique de bord, respectivement sur le deuxième réseau électrique de bord.
Si l’intensité de courant du stockeur basse tension 23 mesurée est négative, selon l’invention, la composante Icc de la consigne d’intensité de courant ICOns, qui représente la valeur à appliquer pour réguler en courant le stockeur électrique correspondant est augmentée, de sorte que l’intensité de courant du stockeur basse tension 23 augmente tout en restant inférieure à l’intensité maximale Imax 12.
Si l’intensité de courant mesurée est nulle, alors la composante Icc de la consigne d’intensité de courant ICOns, qui représente la valeur à appliquer pour réguler en courant le stockeur électrique correspondant est maintenue, de sorte que l’intensité de courant du stockeur basse tension 23 est maintenue.
Si l’intensité de courant mesurée est positive, la composante Icc de la consigne d’intensité de courant ICOns, qui représente la valeur à appliquer pour réguler en courant le stockeur électrique correspondant est diminuée, de sorte que l’intensité de courant du stockeur basse tension 23 diminue.
Si la mesure de la tension du réseau électrique de bord 33 est inférieure à une première tension minimale de sécurité, la composante Icv de la consigne d’intensité de courant ICOns, qui représente la consigne à appliquer pour garantir la tension minimale sur le réseau électrique de bord 33, est augmentée, de sorte que la consigne d’intensité de courant ICOns augmente jusqu’à l’intensité maximale Imax 12 du producteur électrique correspondant.
Il est rappelé que la valeur de l’intensité maximale Imax 12 est différente selon le mode de fonctionnement du producteur électrique considéré. L’intensité maximale Imax 12 est en effet fonction de l’état du producteur électrique, de l’état du stockeur électrique et du mode de fonctionnement du producteur électrique ; elle permet de gérer les modes fonctionnels ou dégradés par exemple en réduisant la valeur de l’intensité maximale Imax 12 selon les conditions thermiques. Imax peut également être limité par un besoin externe pour par exemple limiter le prélèvement du couple.
Si la tension du réseau électrique de bord 33 mesurée est comprise entre la tension minimale de sécurité et la composante Icv de la consigne d’intensité de courant ICOns, qui représente la consigne à appliquer pour garantir la tension minimale sur le réseau électrique de bord, alors la composante Icv de la consigne d’intensité de courant ICOns est maintenue.
Si, en revanche, la mesure de la tension du réseau électrique de bord 33 est identique ou supérieure à la valeur de tension minimale, alors la composante Icv de la consigne d’intensité de courant ICOns pour le stockeur 12 V 29 diminue tant qu’elle reste positive. En effet, l’intensité de courant du stockeur 12 V 29 ne peut être inférieure à zéro car elle permet le calcul de la consigne d’intensité ICOns.
Pour chaque réseau électrique de bord 24,33, si la tension est identique ou supérieure à la valeur de la tension minimale correspondante, alors la consigne d’intensité ICOns respective pour chaque réseau électrique de bord 24, 33 représente l’asservissement réalisé sur un stockeur ou sur le producteur électrique.
En outre, si la tension du réseau électrique de bord 24 est inférieure à une deuxième tension minimale, alors la consigne de régulation en courant assignée au premier producteur électrique est augmentée et donc l’intensité de courant du stockeur 12 V 29 augmente. Ainsi, l’intensité de courant du stockeur basse tension 23 diminue jusqu’à devenir nulle et la consigne d’intensité ICOns 5 consiste à fixer l’intensité de courant du stockeur 12 V 29.
Par définition, la consigne de tension UCOns correspond à une consigne de tension destinée respectivement à chaque producteur électrique. Il peut s’agir de la tension nominale à appliquer sur le réseau électrique de bord 24 ou 33, notamment en mode de fonctionnement du producteur électrique correspondant en régulation de tension comme un alternateur conventionnel. Il peut également s’agir de la valeur maximale admissible par le réseau électrique de bord 24 ou 33, cette valeur étant atteinte en augmentant consigne d’intensité ICOns, la consigne d’intensité ICOns étant utilisée pour limiter le courant débité par le producteur électrique correspondant.
Le procédé selon l’invention permet donc d’autoriser ou d’interdire un fonctionnement roue-libre du producteur électrique lors du chargement de deux accumulateurs électriques différents, dans un véhicule électrique ou hybride.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de pilotage de deux fonctions de production électrique pour piloter d’une part un premier producteur électrique (21), ledit premier producteur électrique (21) alimentant un premier réseau électrique (24) auquel sont connectés ledit premier producteur électrique (21) et un premier stockeur d’énergie électrique (23), et d’autre part un deuxième producteur électrique (22), indépendant du premier producteur électrique (21), ledit deuxième producteur électrique (22) étant connecté entre le premier réseau électrique (24) et un deuxième réseau électrique (33) auquel est également connecté un deuxième stockeur d’énergie électrique (29), ledit procédé comprenant, lorsqu’un mode de fonctionnement roue-libre est activé :
la détermination d’une première consigne de tension de sortie du premier producteur électrique (21),
la détermination d’une première consigne d’intensité du premier producteur électrique (21), indépendante de la première consigne de tension,
en mode de fonctionnement roue-libre, ladite première consigne de tension et ladite première consigne d’intensité étant configurées pour maintenir une intensité du courant alimentant le premier stockeur (23) égale à zéro et pour maintenir une tension supérieure à un seuil prédéfini sur le premier réseau électrique (24),
la détermination d’une deuxième consigne de tension de sortie du deuxième producteur électrique (22),
la détermination d’une deuxième consigne d’intensité du deuxième producteur électrique (22), indépendante de la deuxième consigne de tension,
en mode de fonctionnement roue-libre, ladite deuxième consigne de tension et ladite deuxième consigne d’intensité étant configurées pour maintenir une intensité du courant alimentant le deuxième stockeur (29) égale à zéro et pour maintenir une tension supérieure à un seuil prédéfini sur le deuxième réseau électrique (33).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’activation du mode de fonctionnement roue-libre du premier producteur électrique (21) comprend un contrôle de l’état de charge du premier stockeur d’énergie électrique (23), ledit contrôle consistant à vérifier que l’état de charge du premier stockeur d’énergie électrique (23) est supérieur à un seuil autorisant l’activation du mode de fonctionnement roue-libre du premier producteur électrique (21).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’activation du mode de fonctionnement roue-libre du premier producteur électrique (21) comprend un contrôle d’au moins un organe électrique du premier réseau électrique (21) si ledit seuil de l’état de charge du premier stockeur d’énergie électrique (23) est atteint, ledit contrôle consistant à vérifier que ledit au moins un organe électrique du premier réseau électrique (24) est apte à être alimenté avec la tension dudit premier réseau électrique (24).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, en-dessous dudit seuil, l’activation du mode de fonctionnement roue-libre du premier producteur électrique (21) est interdite.
5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de réception, par un superviseur unique dudit deuxième réseau électrique (33) et dudit premier réseau électrique (24), d’une d’autorisation ou d’interdiction du mode de fonctionnement roue-libre du premier et/ou du deuxième producteur électrique (22).
6. Procédé de pilotage d’un producteur électrique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’activation du mode de fonctionnement roue-libre du deuxième producteur électrique (22) comprend un contrôle de l’état de charge du deuxième stockeur d’énergie électrique (29), ledit contrôle consistant à vérifier que l’état de charge du deuxième stockeur d’énergie électrique (29) est supérieur à un seuil autorisant l’activation du mode de fonctionnement roue-libre du deuxième producteur électrique (22).
7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, si la tension du premier réseau électrique (24) est inférieure à une première tension minimale de sécurité, la composante (Icv) de la consigne d’intensité de courant ICOns du deuxième producteur (22), qui représente la consigne à appliquer pour garantir la première tension minimale sur ledit premier réseau électrique (24), est augmentée, de sorte que la consigne d’intensité de courant ICOns augmente jusqu’à l’intensité maximale Imax (12) du premier producteur électrique (21).
8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, si la tension du deuxième réseau électrique (33) est inférieure à une deuxième tension minimale de sécurité, la composante (Icv) de la consigne d’intensité de courant ICOns du deuxième producteur (22), qui représente la consigne à appliquer pour garantir la deuxième tension minimale sur ledit deuxième réseau électrique (33), est augmentée, de sorte que la consigne d’intensité de courant ICOns augmente jusqu’à l’intensité maximale Imax (12) du deuxième producteur électrique (21).
9. Véhicule électrique automobile comprenant un calculateur configuré pour mettre en œuvre un procédé de pilotage de deux fonctions de production électrique selon l’une des revendications précédentes.
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