FR3064126A1 - ELECTRICAL SYSTEM FOR MOTOR VEHICLE WITH ELECTRIC OR HYBRID MOTOR - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un système électrique destiné à être relié à un réseau d'alimentation électrique (G1) externe pour la recharge d'une batterie dudit système, lors d'un premier mode de fonctionnement. Le système comprend notamment un module de commande (CMD) configuré pour commander des interrupteurs afin que, dans un deuxième mode de fonctionnement, un premier interrupteur (K1) et un quatrième interrupteur (K4) soient ouverts et un deuxième interrupteur (K2) et un troisième interrupteur (K3) soient fermés de sorte qu'une première batterie (HV) délivre une tension en entrée du circuit primaire permettant la charge d'une deuxième batterie (LV) par l'intermédiaire d'un circuit primaire et d'un deuxième circuit secondaire du convertisseur continu-continu (DC).The present invention relates to an electrical system intended to be connected to an external power supply network (G1) for recharging a battery of said system, during a first mode of operation. The system includes a control module (CMD) configured to control switches so that, in a second mode of operation, a first switch (K1) and a fourth switch (K4) are open and a second switch (K2) and a third switch (K3) are closed so that a first battery (HV) delivers a voltage input of the primary circuit for charging a second battery (LV) via a primary circuit and a second secondary circuit of the DC-DC converter.
Description
DOMAINE TECHNIQUE ET OBJET DE L’INVENTION [0001] De façon générale, l’invention concerne le domaine des systèmes électriques destinés à la recharge d’une batterie, notamment destinés à être embarqués dans un véhicule automobile, en particulier un véhicule automobile à moteur électrique ou hybride.TECHNICAL FIELD AND OBJECT OF THE INVENTION In general, the invention relates to the field of electrical systems intended for recharging a battery, in particular intended to be installed in a motor vehicle, in particular a motor vehicle. electric or hybrid.
[0002] Plus précisément, dans le contexte d’un véhicule électrique ou hybride comprenant une batterie d’alimentation basse tension, pour l’alimentation d’équipements électriques du véhicule, et une batterie d’alimentation haute tension, pour participer à la propulsion du véhicule, il est connu qu’un chargeur embarqué, couramment désigné par l’homme du métier sous l’acronyme OBC pour « On Board Charger >> en anglais, soit utilisé pour la recharge de la batterie haute tension, et qu’un convertisseur continu-continu soit utilisé pour la conversion de la tension entre la batterie d’alimentation haute tension et la batterie basse tension. La présente invention concerne, dans ce contexte, un système électrique présentant une mutualisation de certaines fonctions remplies par le chargeur embarqué et par le convertisseur continu-continu.More specifically, in the context of an electric or hybrid vehicle comprising a low voltage supply battery, for supplying electrical equipment to the vehicle, and a high voltage supply battery, to participate in propulsion of the vehicle, it is known that an on-board charger, commonly designated by a person skilled in the art under the acronym OBC for “On Board Charger” in English, is used for recharging the high voltage battery, and that a DC-DC converter is used for converting the voltage between the high-voltage supply battery and the low-voltage battery. The present invention relates, in this context, to an electrical system having a pooling of certain functions fulfilled by the on-board charger and by the DC-DC converter.
ETAT DE LA TECHNIQUE [0003] Comme cela est connu, un véhicule automobile électrique ou hybride comprend un système de motorisation électrique, alimenté par une batterie d’alimentation haute tension via un réseau électrique embarqué haute tension, et une pluralité d’équipements électriques auxiliaires alimentés par une batterie d’alimentation basse tension via un réseau électrique embarqué basse tension. Ainsi, la batterie d’alimentation haute tension assure une fonction d’alimentation en énergie du système de motorisation électrique permettant la propulsion du véhicule. La batterie d’alimentation basse tension alimente des équipements électriques auxiliaires, tels que des calculateurs embarqués, des moteurs de lève-vitres, un système multimédia, etc. La batterie d’alimentation haute tension délivre typiquement une tension comprise entre 100 V et 900 V, de préférence entre 100 V et 500 V, tandis que la batterie d’alimentation basse tension délivre typiquement une tension de l’ordre de 12 V, 24 V ou 48 V. Ces deux batteries d’alimentation haute et basse tension doivent pouvoir être chargées.STATE OF THE ART As is known, an electric or hybrid motor vehicle comprises an electric motorization system, powered by a high voltage supply battery via a high voltage on-board electrical network, and a plurality of auxiliary electrical equipment. powered by a low voltage power supply battery via an on-board low voltage electrical network. Thus, the high-voltage power supply battery provides a power supply function for the electric motorization system enabling the vehicle to be propelled. The low voltage supply battery supplies auxiliary electrical equipment, such as on-board computers, window lift motors, a multimedia system, etc. The high-voltage supply battery typically delivers a voltage between 100 V and 900 V, preferably between 100 V and 500 V, while the low-voltage supply battery typically delivers a voltage of around 12 V, 24 V or 48 V. These two high and low voltage supply batteries must be able to be charged.
[0004] La recharge en énergie électrique de la batterie d’alimentation haute tension est réalisée de manière connue en la connectant, via un réseau électrique haute tension du véhicule, à un réseau d’alimentation électrique externe, par exemple le réseau électrique alternatif domestique. A cette fin, la batterie d’alimentation haute tension est apte à être connectée au réseau d’alimentation électrique alternatif domestique, pour sa charge, via un système de charge embarqué, désigné système OBC, comprenant principalement un convertisseur alternatif-continu, composé d’un redresseur et d’un convertisseur continucontinu à correction de facteur de puissance désigné convertisseur PFC (pour « Power Factor Correction >> en anglais), et un convertisseur continu-continu de préférence isolé galvaniquement.Electric energy recharging of the high-voltage power supply battery is carried out in a known manner by connecting it, via a high-voltage electrical network of the vehicle, to an external electrical power network, for example the domestic alternative electrical network. . To this end, the high-voltage power supply battery is capable of being connected to the domestic alternating electrical power network, for its charging, via an on-board charging system, designated OBC system, mainly comprising an ac-dc converter, composed of a rectifier and a continuous converter with power factor correction designated PFC converter (for "Power Factor Correction" in English), and a continuous-continuous converter preferably galvanically isolated.
[0005] La figure 1 représente un schéma bloc fonctionnel d’un système électrique embarqué de l’état de l’art. Un tel système comprend un chargeur électrique OBC chargé d’alimenter une batterie d’alimentation haute tension HV, typiquement dédiée à la propulsion d’un véhicule électrique ou hybride, et comprend en outre une batterie basse tension LV assurant l’alimentation d’équipements électriques dudit véhicule.Figure 1 shows a functional block diagram of an on-board electrical system of the state of the art. Such a system comprises an electric charger OBC responsible for supplying a high voltage power supply battery HV, typically dedicated to the propulsion of an electric or hybrid vehicle, and further comprises a low voltage battery LV ensuring the supply of equipment. electric vehicles.
[0006] Afin de commander le moteur électrique ENG entraînant les roues du véhicule, il est connu d’utiliser un onduleur INV permettant de convertir le courant continu fourni par la batterie d’alimentation haute tension HV en un ou plusieurs courants de commande alternatifs, par exemple sinusoïdaux.In order to control the ENG electric motor driving the wheels of the vehicle, it is known to use an INV inverter making it possible to convert the direct current supplied by the high voltage supply battery HV into one or more alternating control currents, for example sinusoidal.
[0007] Toujours en référence à la figure 1, pour l’alimentation du réseau d’alimentation électrique haute tension du véhicule permettant notamment la charge de la batterie d’alimentation haute tension HV, le système OBC illustré se présente sous la forme d’un convertisseur alternatif-continu comportant un redresseur RD recevant le courant issu d’un réseau d’alimentation électrique externe G1 alternatif, tel qu’un réseau d’alimentation électrique alternatif domestique, ledit redresseur RD délivrant une tension redressée à un convertisseur à correction de facteur de puissance PFC assurant la régulation de ladite tension pour ensuite, via un premier convertisseur continu-continu DC1 isolé galvaniquement, alimenter la batterie d’alimentation haute tension HV.Still with reference to FIG. 1, for the supply of the high voltage electrical power supply network of the vehicle allowing in particular the charging of the high voltage supply battery HV, the illustrated OBC system is in the form of an AC-DC converter comprising a rectifier RD receiving the current coming from an external AC power supply network G1, such as a domestic AC power network, said rectifier RD delivering a rectified voltage to a converter with correction of PFC power factor ensuring the regulation of said voltage and then, via a first DC1 galvanically isolated DC-DC converter, supplying the high voltage power supply battery HV.
[0008] Le convertisseur PFC, dans sa fonction de correction du facteur de puissance, a pour fonction principale d’éliminer les déformations du réseau d’alimentation électrique externe G1 causé par le courant absorbé par le système pour éviter l'apparition de courants harmoniques néfastes au réseau d’alimentation électrique externe.The main function of the PFC converter, in its power factor correction function, is to eliminate the deformations of the external power supply network G1 caused by the current absorbed by the system to avoid the appearance of harmonic currents. harmful to the external power supply network.
[0009] Enfin, toujours en référence à la figure 1, la charge de la batterie basse tension LV étant réalisée de manière connue par la batterie d’alimentation haute tension HV, le système comprend à cette fin un deuxième convertisseur continu-continu DC2 isolé, connecté entre la batterie d’alimentation haute tension HV et la batterie basse tension LV.Finally, still with reference to FIG. 1, the charging of the low voltage battery LV being carried out in a known manner by the high voltage supply battery HV, the system for this purpose comprises a second isolated DC-DC converter DC2 , connected between the high voltage supply battery HV and the low voltage battery LV.
[0010] Aujourd’hui, les fonctions de charge de la batterie d’alimentation haute tension HV et de charge de la batterie d’alimentation basse tension LV sont indépendantes, chaque fonction nécessite la mise en oeuvre respectivement d’un convertisseur continu-continu DC1, DC2 dédié.Today, the charging functions of the high voltage power supply battery HV and the charging of the low voltage power battery LV are independent, each function requires the implementation of a DC-DC converter respectively. DC1, dedicated DC2.
[0011] Pour pallier ces inconvénients, la présente invention propose d’utiliser un unique convertisseur continu-continu pour qu’il soit à apte à fonctionner dans deux modes : un premier mode dans lequel il réalise une fonction de charge de la batterie d’alimentation haute tension HV et un deuxième mode dans lequel il réalise une fonction de charge de la batterie basse tension LV.To overcome these drawbacks, the present invention proposes to use a single DC-DC converter so that it is able to operate in two modes: a first mode in which it performs a battery charge function. HV high voltage power supply and a second mode in which it performs a LV low voltage battery charging function.
PRESENTATION GENERALE DE L’INVENTION [0012] Plus précisément, l’invention vise un système électrique, notamment pour véhicule automobile, destiné à être relié à un réseau d’alimentation électrique externe pour la recharge d’une batterie haute tension dudit système dans un premier mode de fonctionnement et étant apte à permettre la charge d’une batterie basse tension dudit système dans un deuxième mode de fonctionnement.GENERAL PRESENTATION OF THE INVENTION More specifically, the invention relates to an electrical system, in particular for a motor vehicle, intended to be connected to an external electrical supply network for recharging a high voltage battery of said system in a first operating mode and being able to allow charging of a low voltage battery of said system in a second operating mode.
[0013] A cette fin, le système comprend deux bornes d’entrée destinées à être connectée au réseau d’alimentation électrique externe, une première batterie, une deuxième batterie, et un convertisseur continu-continu isolé comportant un circuit primaire, un premier circuit secondaire et un second circuit secondaire, le circuit primaire et le premier circuit secondaire étant configurés de sorte à, lors du premier mode de fonctionnement du système électrique, transmettre une énergie entre une entrée et une sortie dudit convertisseur continu-continu de manière à adapter une tension de charge de la première batterie.To this end, the system comprises two input terminals intended to be connected to the external power supply network, a first battery, a second battery, and an isolated DC-DC converter comprising a primary circuit, a first circuit secondary and a second secondary circuit, the primary circuit and the first secondary circuit being configured so that, during the first operating mode of the electrical system, transmit energy between an input and an output of said DC-DC converter so as to adapt a charging voltage of the first battery.
[0014] Le système est remarquable en ce qu’il comprend un premier interrupteur disposé entre une borne d’entrée, notamment une borne d’entrée haute, du circuit primaire et une desdites bornes d’entrée du système, un deuxième interrupteur reliant une borne d’entrée haute du circuit primaire et une borne haute de la première batterie, un troisième interrupteur reliant une borne d’entrée basse du circuit primaire et une borne basse de la première batterie, un quatrième interrupteur reliant une borne haute du premier circuit secondaire et une borne haute de la première batterie, et un module de commande configuré pour commander lesdits interrupteurs afin que, dans un deuxième mode de fonctionnement du système électrique, le premier interrupteur et le quatrième interrupteur soient ouverts et le deuxième interrupteur et le troisième interrupteur soient fermés de sorte que la première batterie délivre une tension en entrée du circuit primaire permettant la charge de la deuxième batterie par l’intermédiaire du circuit primaire et du deuxième circuit secondaire du convertisseur continu-continu.The system is remarkable in that it comprises a first switch arranged between an input terminal, in particular a high input terminal, of the primary circuit and one of said system input terminals, a second switch connecting a upper input terminal of the primary circuit and an upper terminal of the first battery, a third switch connecting a lower input terminal of the primary circuit and a lower terminal of the first battery, a fourth switch connecting an upper terminal of the first secondary circuit and an upper terminal of the first battery, and a control module configured to control said switches so that, in a second operating mode of the electrical system, the first switch and the fourth switch are open and the second switch and the third switch are closed so that the first battery delivers a voltage at the input of the primary circuit allowing the charging of the second battery via the primary circuit and the second secondary circuit of the DC-DC converter.
[0015] Selon l’invention, un unique convertisseur continu-continu est utilisé dans lequel le premier mode de fonctionnement peut être mis en œuvre lorsque le système est connecté au réseau d’alimentation électrique externe afin de recharger la première batterie à partir dudit réseau tandis que le deuxième mode de fonctionnement peut être mis en œuvre pour recharger la deuxième batterie à partir de la première batterie. Le système électrique selon l’invention présente une meilleure compacité et permet de réduire les coûts dans la mesure où le convertisseur continu-continu est utilisé dans une double fonction de charge de la deuxième batterie par la première batterie et de recharge de la première batterie par un réseau d’alimentation électrique externe.According to the invention, a single DC-DC converter is used in which the first mode of operation can be implemented when the system is connected to the external power supply network in order to recharge the first battery from said network. while the second mode of operation can be implemented to recharge the second battery from the first battery. The electrical system according to the invention has a better compactness and makes it possible to reduce costs insofar as the DC-DC converter is used in a dual function of charging the second battery by the first battery and recharging the first battery by an external power supply network.
[0016] Selon un aspect de l’invention, le module de commande est configuré pour commander les interrupteurs afin que, dans le premier mode de fonctionnement, le premier interrupteur et le quatrième interrupteur soient fermés et le deuxième interrupteur et le troisième interrupteur soient ouverts de sorte que le circuit primaire reçoive en entrée une tension issue du réseau d’alimentation électrique externe permettant la charge de la première batterie par l’intermédiaire du circuit primaire et du premier circuit secondaire du convertisseur continu-continu. Ceci permet notamment d’améliorer le rendement de la charge de la première batterie par le réseau d’alimentation électrique externe.According to one aspect of the invention, the control module is configured to control the switches so that, in the first operating mode, the first switch and the fourth switch are closed and the second switch and the third switch are open so that the primary circuit receives as input a voltage from the external power supply network allowing the charging of the first battery via the primary circuit and the first secondary circuit of the DC-DC converter. This allows in particular to improve the efficiency of the charge of the first battery by the external power supply network.
[0017] Dans une forme de réalisation, le système comprend des moyens de détermination du besoin en tension de la première batterie.In one embodiment, the system comprises means for determining the voltage requirement of the first battery.
[0018] De manière avantageuse, le module de commande est configuré pour que, dans le premier mode de fonctionnement, la tension soit délivrée par le convertisseur continu-continu en fonction du besoin en tension de la première batterie.Advantageously, the control module is configured so that, in the first operating mode, the voltage is delivered by the DC-DC converter according to the voltage requirement of the first battery.
[0019] Avantageusement, le système comprend des moyens de détermination du besoin en tension de la deuxième batterie.Advantageously, the system comprises means for determining the voltage requirement of the second battery.
[0020] De manière avantageuse, le module de commande est configuré pour que, dans le deuxième mode de fonctionnement, la tension soit délivrée par le convertisseur continu-continu en fonction du besoin en tension de la deuxième batterie.Advantageously, the control module is configured so that, in the second operating mode, the voltage is delivered by the DC-DC converter according to the voltage requirement of the second battery.
[0021] Dans une forme de réalisation préférée, le système comprend un convertisseur alternatif-continu connecté entre les bornes d’entrée dudit système, destinées à être connectées au réseau d’alimentation électrique externe et l’entrée du convertisseur continucontinu, ledit premier interrupteur étant configuré pour ouvrir ledit convertisseur alternatifcontinu dans le deuxième mode de fonctionnement.In a preferred embodiment, the system comprises an AC-DC converter connected between the input terminals of said system, intended to be connected to the external power supply network and the input of the DC converter, said first switch being configured to open said continuous AC converter in the second operating mode.
[0022] De manière avantageuse, le convertisseur alternatif-continu comprend un redresseur destiné à être relié au réseau d’alimentation électrique externe, et un circuit correcteur de facteur de puissance en sortie du redresseur, ledit circuit correcteur de facteur de puissance étant connecté en entrée du convertisseur continu-continu.Advantageously, the AC-DC converter comprises a rectifier intended to be connected to the external power supply network, and a power factor corrector circuit at the output of the rectifier, said power factor corrector circuit being connected in DC-to-DC converter input.
[0023] Selon une caractéristique de l’invention, le circuit correcteur de facteur de puissance est relié d’une part, via sa borne d’entrée haute et le premier interrupteur, à la borne haute du redresseur, et d’autre part, via sa borne de sortie haute, à la borne d’entrée haute du convertisseur continu-continu.According to a characteristic of the invention, the power factor corrector circuit is connected on the one hand, via its high input terminal and the first switch, to the high terminal of the rectifier, and on the other hand, via its high output terminal, to the high input terminal of the DC-DC converter.
[0024] Selon un aspect de l’invention, le système comprend en outre des moyens de filtrage connectés en entrée du redresseur, destinés à filtrer la tension délivrée par le réseau d’alimentation électrique externe alternatif et à délivrer une tension filtrée au redresseur.According to one aspect of the invention, the system further comprises filtering means connected at the input of the rectifier, intended to filter the voltage delivered by the AC external power supply network and to deliver a filtered voltage to the rectifier.
[0025] Selon un aspect de l’invention, le système comprend une machine électrique caractérisée par une pluralité de phases électriques, des interrupteurs du circuit correcteur de facteur de puissance étant configurés pour alimenter lesdites phases à partir de la première batterie dans un troisième mode de fonctionnement du système électrique.According to one aspect of the invention, the system comprises an electrical machine characterized by a plurality of electrical phases, switches of the power factor corrector circuit being configured to supply said phases from the first battery in a third mode of the electrical system.
[0026] Avantageusement, le circuit correcteur de facteur de puissance est configuré pour utiliser lesdites phases dans le premier mode de fonctionnement afin de charger la première batterie.Advantageously, the power factor corrector circuit is configured to use said phases in the first operating mode in order to charge the first battery.
[0027] De manière préférée, les interrupteurs sont configurés de sorte que, dans le troisième mode de fonctionnement du système électrique, le premier interrupteur et le quatrième interrupteur sont ouverts et le deuxième interrupteur et le troisième interrupteur sont fermés.Preferably, the switches are configured so that, in the third operating mode of the electrical system, the first switch and the fourth switch are open and the second switch and the third switch are closed.
[0028] Dans une forme de réalisation, le module de commande est configuré pour que, dans le troisième mode de fonctionnement, la tension soit délivrée en fonction du besoin en tension de ladite machine électrique.In one embodiment, the control module is configured so that, in the third operating mode, the voltage is delivered as a function of the voltage requirement of said electric machine.
[0029] Dans une forme de réalisation, le système comprend en outre un cinquième interrupteur reliant une borne du second circuit secondaire et une borne de la deuxième batterie, ledit cinquième interrupteur étant configuré pour être fermé dans le deuxième mode de fonctionnement.In one embodiment, the system further comprises a fifth switch connecting a terminal of the second secondary circuit and a terminal of the second battery, said fifth switch being configured to be closed in the second operating mode.
[0030] De préférence, le cinquième interrupteur est configuré pour être ouvert dans le premier mode de fonctionnement ou le troisième mode de fonctionnement.Preferably, the fifth switch is configured to be open in the first operating mode or the third operating mode.
[0031] Avantageusement, le module de commande est configuré pour commander simultanément l’ouverture ou la fermeture du premier interrupteur et du quatrième interrupteur d’une part et pour commander simultanément respectivement la fermeture ou l’ouverture du deuxième interrupteur, du troisième interrupteur, et potentiellement du cinquième interrupteur.Advantageously, the control module is configured to simultaneously control the opening or closing of the first switch and the fourth switch on the one hand and to simultaneously control respectively the closing or opening of the second switch, of the third switch, and potentially the fifth switch.
[0032] Avantageusement encore, le deuxième circuit secondaire est indépendant du premier circuit secondaire afin de permettre une charge efficace de la deuxième batterie par la première batterie et d’isoler les masses de la batterie haute tension et de la batterie basse tension.Advantageously also, the second secondary circuit is independent of the first secondary circuit in order to allow effective charging of the second battery by the first battery and to isolate the masses of the high voltage battery and the low voltage battery.
[0033] Selon une caractéristique de l’invention, le premier interrupteur, le deuxième interrupteur, le troisième interrupteur, le quatrième interrupteur et le cinquième interrupteur sont des relais électromécaniques ou des interrupteurs semi-conducteurs.According to a feature of the invention, the first switch, the second switch, the third switch, the fourth switch and the fifth switch are electromechanical relays or semiconductor switches.
[0034] De préférence, la première batterie est une batterie d’alimentation haute tension délivrant par exemple une tension comprise entre 100 V et 900 V, de préférence entre 100 V et 500 V, tandis que la deuxième batterie est une batterie d’alimentation basse tension délivrant par exemple une tension de l’ordre de 12 V, 24 V ou 48 V.Preferably, the first battery is a high voltage supply battery delivering for example a voltage between 100 V and 900 V, preferably between 100 V and 500 V, while the second battery is a supply battery low voltage delivering for example a voltage of the order of 12 V, 24 V or 48 V.
[0035] L’invention concerne également un véhicule automobile électrique ou hybride comprenant un système électrique tel que présenté précédemment.The invention also relates to an electric or hybrid motor vehicle comprising an electrical system as presented above.
[0036] L’invention concerne enfin un procédé de recharge d’une batterie d’un système électrique, notamment pour véhicule automobile, ledit système étant destiné à être relié à un réseau d’alimentation électrique externe pour la recharge d’une batterie dudit système dans un premier mode de fonctionnement, ledit système comprenant deux bornes d’entrée destinées à être connectée au réseau d’alimentation électrique externe, une première batterie, une deuxième batterie, et un convertisseur continu-continu isolé comportant un circuit primaire, un premier circuit secondaire et un second circuit secondaire, le circuit primaire et le premier circuit secondaire étant configurés de sorte à, lors du premier mode de fonctionnement du système électrique, transmettre une énergie entre une entrée et une sortie dudit convertisseur continu-continu de manière à adapter une tension de charge de la première batterie.The invention finally relates to a method of recharging a battery of an electrical system, in particular for a motor vehicle, said system being intended to be connected to an external electrical supply network for recharging a battery of said system in a first operating mode, said system comprising two input terminals intended to be connected to the external power supply network, a first battery, a second battery, and an isolated DC-DC converter comprising a primary circuit, a first secondary circuit and a second secondary circuit, the primary circuit and the first secondary circuit being configured so that, during the first operating mode of the electrical system, transmit energy between an input and an output of said DC-DC converter so as to adapt a charging voltage of the first battery.
[0037] Le procédé est remarquable en ce que, le système comprenant en outre un premier interrupteur disposé entre une borne d’entrée, notamment une borne d’entrée haute, du circuit primaire et une desdites bornes d’entrée du système, un deuxième interrupteur reliant une borne d’entrée haute du circuit primaire et une borne haute de la première batterie, un troisième interrupteur reliant une borne d’entrée basse du circuit primaire et une borne basse de la première batterie, et un quatrième interrupteur reliant une borne haute du premier circuit secondaire et une borne haute de la première batterie, le procédé comprend une étape de commande desdits interrupteurs afin que, dans un deuxième mode de fonctionnement du système électrique, le premier interrupteur et le quatrième interrupteur soient ouverts et le deuxième interrupteur et le troisième interrupteur soient fermés de sorte que la première batterie délivre une tension en entrée du circuit primaire permettant la charge de la deuxième batterie par l’intermédiaire du circuit primaire et du deuxième circuit secondaire du convertisseur continu-continu.The method is remarkable in that, the system further comprising a first switch arranged between an input terminal, in particular a high input terminal, of the primary circuit and one of said system input terminals, a second switch connecting an upper input terminal of the primary circuit and an upper terminal of the first battery, a third switch connecting a lower input terminal of the primary circuit and a lower terminal of the first battery, and a fourth switch connecting an upper terminal of the first secondary circuit and an upper terminal of the first battery, the method comprises a step of controlling said switches so that, in a second operating mode of the electrical system, the first switch and the fourth switch are open and the second switch and the third switch are closed so that the first battery delivers a voltage at the input of the prim circuit area allowing the charging of the second battery through the primary circuit and the second secondary circuit of the DC-DC converter.
DESCRIPTION DES FIGURES [0038] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels :DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example, and referring to the appended drawings given by way of nonlimiting examples, in which identical references are given to similar objects and on which:
- la figure 1 (déjà commentée), le schéma bloc fonctionnel d’un système électrique selon l’état de l’art ;- Figure 1 (already commented), the functional block diagram of an electrical system according to the state of the art;
- la figure 2, le schéma bloc fonctionnel d’un système électrique selon invention ;- Figure 2, the block diagram of an electrical system according to the invention;
- la figure 3, un schéma électronique d’un exemple de réalisation d’un système électrique conforme à la présente invention ;- Figure 3, an electronic diagram of an embodiment of an electrical system according to the present invention;
- la figure 4, un schéma électronique de l’exemple de la figure 3 dans un mode premier de fonctionnement ;- Figure 4, an electronic diagram of the example of Figure 3 in a prime mode of operation;
- la figure 5, un schéma électronique de l’exemple de la figure 3 dans un deuxième mode de fonctionnement.- Figure 5, an electronic diagram of the example of Figure 3 in a second mode of operation.
[0039] II faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.It should be noted that the figures show the invention in detail to implement the invention, said figures can of course be used to better define the invention if necessary.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION [0040] II est rappelé que la présente invention est décrite ci-après à l’aide de différents modes de réalisation non limitatifs et est susceptible d’être mise en œuvre dans des variantes à la portée de l’homme du métier, également visées par la présente invention.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION It is recalled that the present invention is described below using various non-limiting embodiments and is capable of being implemented in variants within the scope of skilled in the art, also referred to by the present invention.
[0041] La figure 2 représente un schéma bloc fonctionnel d’une forme de réalisation du système selon l’invention. Ce système électrique est notamment destiné à être monté dans un véhicule automobile électrique ou hybride.FIG. 2 represents a functional block diagram of an embodiment of the system according to the invention. This electrical system is in particular intended to be mounted in an electric or hybrid motor vehicle.
[0042] Le système comprend tout d’abord une première batterie, d’alimentation haute tension HV, et une deuxième batterie, d’alimentation basse tension LV. La batterie d’alimentation haute tension HV permet, à travers un réseau électrique haute tension embarqué, la propulsion du véhicule et délivre à cette fin une haute tension, par exemple comprise entre 100 V et 900 V, de préférence entre 100 V et 500 V. La deuxième batterie est une batterie d’alimentation basse tension LV qui permet, à travers un réseau électrique basse tension embarqué, l’alimentation d’équipements électriques auxiliaires du véhicule tels que, par exemple, des calculateurs embarqués, des moteurs de lève-vitres, un système multimédia, etc. Cette batterie d’alimentation basse tension LV délivre à cette fin une basse tension, par exemple de l’ordre de 12 V, 24 V ou 48 V.The system firstly comprises a first battery, high voltage power supply HV, and a second battery, low voltage power supply LV. The high voltage power supply battery HV allows, through an on-board high voltage electrical network, the propulsion of the vehicle and delivers for this purpose a high voltage, for example between 100 V and 900 V, preferably between 100 V and 500 V The second battery is a LV low-voltage power supply battery which allows, through an on-board low-voltage electrical network, the supply of auxiliary electrical equipment of the vehicle such as, for example, on-board computers, hoist motors. windows, a multimedia system, etc. This LV low-voltage supply battery delivers low voltage for this purpose, for example of the order of 12 V, 24 V or 48 V.
[0043] Selon l’invention, le système permet, dans un premier mode de fonctionnement, la charge en énergie électrique de la batterie d’alimentation haute tension HV par un réseau d’alimentation électrique externe G1, et, dans un deuxième mode de fonctionnement, la charge en énergie électrique de la batterie d’alimentation basse tension LV par la batterie d’alimentation haute tension HV.According to the invention, the system allows, in a first mode of operation, the charging of electrical energy from the high-voltage power supply battery HV by an external electrical power network G1, and, in a second mode of operation, the charging of electrical energy from the LV low voltage supply battery by the HV high voltage supply battery.
[0044] A cette fin, dans la forme de réalisation préférée illustrée à la figure 2, le système comprend, outre la batterie d’alimentation haute tension HV et la batterie d’alimentation basse tension LV, un convertisseur continu-continu DC et un convertisseur alternatif-continu.To this end, in the preferred embodiment illustrated in FIG. 2, the system comprises, in addition to the high-voltage supply battery HV and the low-voltage supply battery LV, a DC-DC converter and a AC-DC converter.
[0045] Afin de connecter le système à un réseau d’alimentation électrique externe G1, tel que par exemple un réseau d’alimentation électrique alternatif domestique, pour recharger la batterie d’alimentation haute tension HV, le convertisseur alternatif-continu est connecté entre les bornes d’entrée (E1 et E2 sur les figures 3 à 5) du système qui sont destinées à être connectées au réseau d’alimentation électrique externe G1 et l’entrée du convertisseur continu-continu DC.In order to connect the system to an external power supply network G1, such as for example a domestic AC power network, to recharge the high voltage power supply battery HV, the AC to DC converter is connected between the input terminals (E1 and E2 in Figures 3 to 5) of the system which are intended to be connected to the external power supply network G1 and the input of the DC-DC converter.
[0046] Le convertisseur alternatif-continu comprend un redresseur RD destiné à être relié au réseau d’alimentation électrique externe G1 alternatif et un circuit correcteur de facteur de puissance PFC.The ac-dc converter comprises a rectifier RD intended to be connected to the external electrical power supply network G1 and a power factor corrector circuit PFC.
[0047] Le redresseur RD permet de fournir une tension continue à partir d’une tension alternative délivrée par le réseau d’alimentation électrique externe G1 lorsque le système est connecté audit réseau d’alimentation électrique externe G1.The RD rectifier makes it possible to supply a direct voltage from an alternating voltage delivered by the external electrical power network G1 when the system is connected to said external electrical power network G1.
[0048] A cette fin, le redresseur RD comprend dans l’exemple non limitatif illustré aux figures 3 à 5 un pont monophasé de diodes constitué de quatre diodes D1, D2, D3, D4 et une capacité C1 connectée en parallèle du pont. Le pont de diodes et la capacité C1 sont connectés d’une part à une borne haute H1 et d’autre part à une borne basse B1 reliée à une première masse M1. Le redresseur illustré permet de redresser la tension alternative du réseau d’alimentation électrique externe G1 lorsque ce dernier est monophasé. Un tel redresseur RD étant connu en soi, il ne sera pas davantage détaillé ici. On notera de plus que dans le cas où le réseau d’alimentation électrique externe G1 est triphasé, le redresseur RD pourrait comprendre un pont triphasé (connu en soi) à la place du pont monophasé. Dans les deux cas, les diodes D1, D2, D3, D4 peuvent être remplacées par des interrupteurs, tels que des transistors semi-conducteurs, de façon à commander le pont.To this end, the rectifier RD comprises in the non-limiting example illustrated in Figures 3 to 5 a single-phase diode bridge consisting of four diodes D1, D2, D3, D4 and a capacitor C1 connected in parallel with the bridge. The diode bridge and the capacitor C1 are connected on the one hand to a high terminal H1 and on the other hand to a low terminal B1 connected to a first ground M1. The rectifier illustrated makes it possible to rectify the AC voltage of the external electrical supply network G1 when the latter is single-phase. Since such a rectifier RD is known per se, it will not be further detailed here. It will also be noted that in the case where the external electrical supply network G1 is three-phase, the rectifier RD could comprise a three-phase bridge (known per se) in place of the single-phase bridge. In both cases, the diodes D1, D2, D3, D4 can be replaced by switches, such as semiconductor transistors, so as to control the bridge.
[0049] Le circuit correcteur de facteur de puissance PFC est relié d’une part, via sa borne d’entrée haute EH2 et un premier interrupteur K1 bi-position, à la borne haute H1 du redresseur RD, et d’autre part, via sa borne de sortie haute SH2, à une borne d’entrée haute EH3 du convertisseur continu-continu DC.The power factor corrector circuit PFC is connected on the one hand, via its high input terminal EH2 and a first two-position switch K1, to the high terminal H1 of the rectifier RD, and on the other hand, via its high output terminal SH2, to a high input terminal EH3 of the DC-DC converter.
[0050] En référence à la figure 2, pour améliorer l’architecture du système en termes de compacité par rapport à l’état de la technique, la présente invention propose d’utiliser un unique convertisseur (i.e. le convertisseur continu-continu DC) apte à fonctionner alternativement dans le premier mode de fonctionnement permettant la charge de la batterie d’alimentation haute tension HV, et dans le deuxième mode de fonctionnement permettant la charge de la batterie d’alimentation basse tension LV [0051] Dans le premier mode de fonctionnement, le système est connecté au réseau d’alimentation électrique externe G1 afin de recharger la batterie d’alimentation haute tension HV à travers le convertisseur continu-continu DC. Le circuit correcteur de facteur de puissance PFC a pour fonction principale de corriger le facteur de puissance entre le redresseur RD et le convertisseur continu-continu DC en éliminant les déformations du réseau d’alimentation électrique externe G1 causé par le courant absorbé par le système, pour éviter l'apparition de courants harmoniques néfastes au réseau électrique embarqué du véhicule, en l’espèce principalement le réseau électrique haute tension.Referring to Figure 2, to improve the architecture of the system in terms of compactness compared to the prior art, the present invention proposes to use a single converter (ie the DC-DC converter) capable of operating alternately in the first operating mode allowing the charging of the high voltage supply battery HV, and in the second operating mode allowing the charging of the low voltage supply battery LV [0051] In the first mode of operation, the system is connected to the external power supply network G1 in order to recharge the high voltage power supply battery HV through the DC-DC converter. The main function of the power factor corrector circuit PFC is to correct the power factor between the rectifier RD and the DC-DC converter by eliminating the deformations of the external power supply network G1 caused by the current absorbed by the system, to avoid the appearance of harmful harmonic currents in the on-board electrical network of the vehicle, in this case mainly the high voltage electrical network.
[0052] Dans le deuxième mode de fonctionnement, le système n’est pas connecté au réseau d’alimentation électrique externe G1 et la batterie d’alimentation haute tension HV recharge la batterie d’alimentation basse tension LV à travers le convertisseur continucontinu DC.In the second operating mode, the system is not connected to the external power supply network G1 and the high voltage power supply battery HV recharges the low voltage power supply battery LV through the DC converter.
[0053] Dans l’exemple illustré aux figures 3 à 5, le circuit correcteur de facteur de puissance PFC comprend une borne d’entrée haute EH2 à laquelle sont connectées trois bobines inductives L1, L2 et L3 reliées chacune à une borne basse B2, connectée à la première masse M1, par un interrupteur, respectivement T1, T2, T3, et à une borne de sortie haute SH2 du circuit correcteur de facteur de puissance PFC par un autre interrupteur, respectivement T4, T5, T6.In the example illustrated in FIGS. 3 to 5, the PFC power factor corrector circuit comprises a high input terminal EH2 to which three inductive coils L1, L2 and L3 are connected, each connected to a low terminal B2, connected to the first ground M1, by a switch, respectively T1, T2, T3, and to a high output terminal SH2 of the power factor corrector circuit PFC by another switch, respectively T4, T5, T6.
[0054] Les interrupteurs T1 et T4 sont commandés l’un après l’autre, par exemple en opposition de phase. De même, les interrupteurs T2 et T5 sont commandés l’un après l’autre et les interrupteurs T3 et T6 sont commandés l’un après l’autre. Pour réduire les ondulations de courant on peut décaler les commandes entre les interrupteurs T1, T2 et T3 en les déphasant d’un tiers de période du signal, le circuit correcteur de facteur de puissance PFC disposant de trois bras. Une telle commande permet d’avoir une absorption du courant d’entrée du circuit correcteur de facteur de puissance PFC (dans sa fonction de correction de facteur de puissance) de type sinusoïdale (le courant et la tension étant en phase) de sorte que la puissance active soit égale à la puissance apparente et que la puissance réactive soit nulle.The switches T1 and T4 are controlled one after the other, for example in phase opposition. Likewise, switches T2 and T5 are controlled one after the other and switches T3 and T6 are controlled one after the other. To reduce current ripples, the commands between switches T1, T2 and T3 can be shifted by phase shifting them by a third of the signal period, the PFC power factor correction circuit having three arms. Such a control makes it possible to have an absorption of the input current of the power factor corrector circuit PFC (in its power factor correction function) of sinusoidal type (the current and the voltage being in phase) so that the active power is equal to the apparent power and the reactive power is zero.
[0055] Une tension V1 est définie entre la borne haute de sortie SH2 du circuit correcteur de facteur de puissance PFC (qui correspond à la borne d’entrée haute EH3 du convertisseur continu-continu DC) et la première masse M1.A voltage V1 is defined between the high output terminal SH2 of the power factor corrector circuit PFC (which corresponds to the high input terminal EH3 of the DC-DC converter DC) and the first ground M1.
[0056] La borne de sortie haute H1 du redresseur RD est reliée à la borne d’entrée haute EH2 du circuit correcteur de facteur de puissance PFC par l’intermédiaire du premier interrupteur K1. La borne de sortie haute SH2 du circuit correcteur de facteur de puissance PFC est reliée à la borne d’entrée haute EH3 du convertisseur continu-continu DC.The high output terminal H1 of the rectifier RD is connected to the high input terminal EH2 of the power factor corrector circuit PFC by means of the first switch K1. The high output terminal SH2 of the power factor corrector circuit PFC is connected to the high input terminal EH3 of the DC-DC converter.
[0057] Dans le premier mode de fonctionnement, le convertisseur continu-continu DC permet d’adapter la tension V1 fournie par le circuit correcteur de facteur de puissance PFC en vue de charger la batterie d’alimentation haute tension HV.In the first mode of operation, the DC-DC converter makes it possible to adapt the voltage V1 supplied by the power factor corrector circuit PFC in order to charge the high voltage power supply battery HV.
[0058] Dans le deuxième mode de fonctionnement, le convertisseur continu-continu DC permet de convertir une tension V2 fournie par la batterie d’alimentation haute tension HV en une tension V3 de charge de la batterie d’alimentation basse tension LV. Le convertisseur continu-continu DC peut par exemple convertir la haute tension fournie par la batterie d’alimentation haute tension HV en une basse tension de 80 V, de 48 V, de 24 V ou de 12 V.In the second operating mode, the DC-DC converter makes it possible to convert a voltage V2 supplied by the high-voltage supply battery HV into a voltage V3 for charging the low-voltage supply battery LV. The DC-DC converter can for example convert the high voltage supplied by the HV high-voltage power supply battery into a low voltage of 80 V, 48 V, 24 V or 12 V.
[0059] Pour ce faire, la borne d’entrée haute EH3 du convertisseur continu-continu DC est reliée à la borne haute H4 de la batterie HV par l’intermédiaire d’un deuxième interrupteur K2 bi-position.To do this, the high input terminal EH3 of the DC-DC converter DC is connected to the high terminal H4 of the battery HV by means of a second two-position switch K2.
[0060] Le convertisseur continu-continu DC comprend une borne d’entrée basse EB3 connectée à la première masse M1 et une borne de sortie basse SB3 connectée à une deuxième masse M2, différente de la première masse M1 et qui est également reliée à la borne basse B4 de la batterie d’alimentation haute tension HV. La borne d’entrée basse EB3 et la borne de sortie basse SB3 du convertisseur continu-continu DC sont reliées entre elles par l’intermédiaire d’un troisième interrupteur K3 bi-position.The DC-DC converter comprises a low input terminal EB3 connected to the first mass M1 and a low output terminal SB3 connected to a second mass M2, different from the first mass M1 and which is also connected to the low terminal B4 of the HV high-voltage supply battery. The low input terminal EB3 and the low output terminal SB3 of the DC-DC converter are connected to each other by means of a third two-position switch K3.
[0061] Le convertisseur continu-continu DC est isolé galvaniquement, et permet d’alimenter la batterie d’alimentation haute tension HV dans le premier mode de fonctionnement du système. L’isolation galvanique est réalisée par la séparation du convertisseur continu-continu DC en un circuit primaire, un premier circuit secondaire et un deuxième circuit secondaire. Le circuit primaire comprend une capacité d’entrée C2 montée entre la borne d’entrée haute EH3 et la borne d’entrée basse EB3, et un circuit inductif.The DC-DC converter is galvanically isolated, and supplies the high-voltage power supply battery HV in the first mode of operation of the system. Galvanic isolation is achieved by separating the DC-DC converter into a primary circuit, a first secondary circuit and a second secondary circuit. The primary circuit includes an input capacitor C2 mounted between the high input terminal EH3 and the low input terminal EB3, and an inductive circuit.
[0062] Ce circuit inductif comporte un bras d’interrupteur comprenant un interrupteur T7 relié à la borne d’entrée haute EH3, un interrupteur T8 relié à la borne d’entrée basse EB3. Une capacité C3 est reliée d’une part au point milieu de l’interrupteur T7 et de l’interrupteur T8 et d’autre part à une bobine inductive L4 connectée par ailleurs à la borne d’entrée basse EB3.This inductive circuit includes a switch arm comprising a switch T7 connected to the high input terminal EH3, a switch T8 connected to the low input terminal EB3. A capacitor C3 is connected on the one hand to the midpoint of the switch T7 and of the switch T8 and on the other hand to an inductive coil L4 connected in addition to the low input terminal EB3.
[0063] Le premier circuit secondaire comprend deux bobines inductives L5, L6 connectées chacune via une diode, respectivement D5 et D6, à une première borne de sortie haute SH3 du convertisseur continu-continu DC. Le point milieu des bobines inductives L5, L6 est relié à la deuxième masse M2.The first secondary circuit comprises two inductive coils L5, L6 each connected via a diode, respectively D5 and D6, to a first high output terminal SH3 of the DC-DC converter DC. The midpoint of the inductive coils L5, L6 is connected to the second mass M2.
[0064] Un quatrième interrupteur K4 bi-position est connecté entre la première borne de sortie haute SH3 du convertisseur continu-continu DC et la borne haute H4 de la batterie d’alimentation haute tension HV.A fourth two-position switch K4 is connected between the first high output terminal SH3 of the DC-DC converter and the high terminal H4 of the high-voltage power supply battery HV.
[0065] Une capacité de sortie C4 est connectée entre la borne haute H4 de la batterie d’alimentation haute tension HV et la deuxième masse M2 qui est reliée à la borne basse B4 de la batterie d’alimentation haute tension HV, la batterie d’alimentation haute tension HV étant ainsi connectée aux bornes de la capacité de sortie C4.An output capacitor C4 is connected between the high terminal H4 of the high voltage supply battery HV and the second ground M2 which is connected to the low terminal B4 of the high voltage supply battery HV, the battery d high voltage power supply HV being thus connected across the output capacitor C4.
[0066] Le deuxième circuit secondaire comprend deux bobines inductives L7, L8 connectées chacune via une diode, respectivement D7 et D8, à une deuxième borne de sortie haute SH5 du convertisseur continu-continu DC, et un cinquième interrupteur K5, à la borne d’entrée haute H6 de la batterie d’alimentation basse tension LV. Le point milieu des bobines inductives L7, L8 est relié à une troisième masse M3.The second secondary circuit comprises two inductive coils L7, L8 each connected via a diode, respectively D7 and D8, to a second high output terminal SH5 of the DC-DC converter, and a fifth switch K5, to the terminal d 'high input H6 of the LV low voltage supply battery. The midpoint of the inductive coils L7, L8 is connected to a third mass M3.
[0067] Le premier interrupteur K1, le deuxième interrupteur K2, le troisième interrupteur K3, le quatrième interrupteur K4 et le cinquième interrupteur K5 sont commandés en ouverture ou en fermeture par un module de commande CMD, comme illustré sur la figure 2. Plus précisément, le premier interrupteur K1 et le quatrième interrupteur K4 sont commandés dans la même position (ouverte ou fermée) simultanément, tandis que le deuxième interrupteur K2, le troisième interrupteur K3, et potentiellement le cinquième interrupteur K5, sont commandés dans la même position, inverse de la position du premier interrupteur K1 et du quatrième interrupteur K4 (respectivement fermée ou ouverte), simultanément également.The first switch K1, the second switch K2, the third switch K3, the fourth switch K4 and the fifth switch K5 are controlled in opening or closing by a CMD control module, as illustrated in Figure 2. More specifically , the first switch K1 and the fourth switch K4 are controlled in the same position (open or closed) simultaneously, while the second switch K2, the third switch K3, and potentially the fifth switch K5, are controlled in the same position, reverse of the position of the first switch K1 and of the fourth switch K4 (respectively closed or open), also simultaneously.
[0068] Le module de commande CMD est configuré pour commander les interrupteurs K1, K2, K3, K4 et K5 afin que, dans le premier mode de fonctionnement, le premier interrupteur K1 et le quatrième interrupteur K4 soient fermés et le deuxième interrupteur K2, le troisième interrupteur K3 et le cinquième interrupteur K5 soient ouverts de sorte que le convertisseur continu-continu DC reçoive en entrée une tension V1 permettant la charge de la batterie d’alimentation haute tension HV par l’intermédiaire du circuit primaire et du premier circuit secondaire du convertisseur continu-continu DC, notamment lorsque le système est connecté au réseau d’alimentation électrique externe G1.The CMD control module is configured to control the switches K1, K2, K3, K4 and K5 so that, in the first operating mode, the first switch K1 and the fourth switch K4 are closed and the second switch K2, the third switch K3 and the fifth switch K5 are open so that the DC-DC converter receives at input a voltage V1 allowing the charging of the high-voltage supply battery HV via the primary circuit and the first secondary circuit of the DC-DC converter, especially when the system is connected to the external power supply network G1.
[0069] Le module de commande CMD est également configuré pour commander lesdits interrupteurs K1, K2, K3, K4 et K5 afin que, dans le deuxième mode de fonctionnement, le premier interrupteur K1 et le quatrième interrupteur K4 soient ouverts et le deuxième interrupteur K2, le troisième interrupteur K3 et le cinquième interrupteur K5 soient fermés de sorte que la batterie d’alimentation haute tension HV délivre une tension V1 en entrée du convertisseur continu-continu DC permettant la charge de la batterie d’alimentation basse tension LV par l’intermédiaire du circuit primaire et du deuxième circuit secondaire du convertisseur continu-continu DC.The CMD control module is also configured to control said switches K1, K2, K3, K4 and K5 so that, in the second operating mode, the first switch K1 and the fourth switch K4 are open and the second switch K2 , the third switch K3 and the fifth switch K5 are closed so that the high-voltage supply battery HV delivers a voltage V1 at the input of the DC-DC converter DC allowing the low-voltage supply battery LV to be charged by the intermediate of the primary circuit and the second secondary circuit of the DC-DC converter.
[0070] Les trois bobines inductives L1, L2 et L3 du circuit correcteur de facteur de puissance PFC peuvent correspondent aux phases d’une machine électrique ENG alimentée par le système et notamment destinée à entraîner les roues du véhicule. Dans cet exemple, le module de commande CMD peut être aussi configuré pour que, dans un troisième mode de fonctionnement, la tension V1 soit délivrée par la batterie haute tension HV en fonction du besoin en tension de la machine électrique ENG. En particulier, les inductances L1, L2, L3 du circuit correcteur de facteur de puissance PFC correspondent aux phases de la machine électrique ENG. Les phases de la machine électrique ENG forment donc des inductances du circuit correcteur de facteur de puissance PFC. Alors, afin de contrôler la tension V1 alimentant la machine électrique ENG, le module de commande contrôle les états des interrupteurs T1-T6 du circuit correcteur de facteur de puissance PFC. Les états des interrupteurs K1, K2, K3, K4 sont identiques à ceux du deuxième mode de fonctionnement, si ce n’est le cinquième interrupteur K5 qui peut être fermé ou ouvert suivant si l’on souhaite respectivement charger ou non la batterie d’alimentation basse tension LV en même temps.The three inductive coils L1, L2 and L3 of the PFC power factor corrector circuit can correspond to the phases of an ENG electric machine powered by the system and in particular intended to drive the vehicle wheels. In this example, the CMD control module can also be configured so that, in a third operating mode, the voltage V1 is delivered by the high-voltage battery HV according to the voltage requirement of the electric machine ENG. In particular, the inductors L1, L2, L3 of the power factor corrector circuit PFC correspond to the phases of the electric machine ENG. The phases of the ENG electric machine therefore form inductances of the PFC power factor correction circuit. Then, in order to control the voltage V1 supplying the electrical machine ENG, the control module controls the states of the switches T1-T6 of the power factor corrector circuit PFC. The states of the switches K1, K2, K3, K4 are identical to those of the second operating mode, except that the fifth switch K5 which can be closed or opened according to whether it is desired to charge the battery or not LV low voltage power supply at the same time.
[0071] L’invention va maintenant être décrite dans sa mise en œuvre en référence aux figures 4 et 5.The invention will now be described in its implementation with reference to Figures 4 and 5.
[0072] Dans le premier mode de fonctionnement illustré à la figure 4, le système est connecté au réseau d’alimentation électrique externe alternatif G1, le premier interrupteur K1 et le quatrième interrupteur K4 sont fermés et le deuxième interrupteur K2, le troisième interrupteur K3 et le cinquième interrupteur K5 sont ouverts. Dans cette configuration, le circuit correcteur de facteur de puissance PFC délivre, via le convertisseur continu-continu DC, une tension V1 à la batterie d’alimentation haute tension HV afin de la recharger.In the first mode of operation illustrated in Figure 4, the system is connected to the AC external power supply network G1, the first switch K1 and the fourth switch K4 are closed and the second switch K2, the third switch K3 and the fifth switch K5 are open. In this configuration, the power factor correction circuit PFC delivers, via the DC-DC converter, a voltage V1 to the high-voltage power supply battery HV in order to recharge it.
[0073] Autrement dit, dans cette configuration :In other words, in this configuration:
- le redresseur RD est connecté au circuit correcteur de facteur de puissance PFC (le premier interrupteur K1 étant fermé) ;- the rectifier RD is connected to the power factor corrector circuit PFC (the first switch K1 being closed);
- la borne d’entrée haute EH3 du convertisseur continu-continu DC et la borne haute- the high input terminal EH3 of the DC-DC converter and the high terminal
H4 de la batterie d’alimentation haute tension HV ne sont pas reliées électriquement (le deuxième interrupteur K2 étant ouvert) ;H4 of the HV high-voltage power supply battery are not electrically connected (the second switch K2 being open);
- la borne d’entrée basse EB3 et la borne de sortie basse SB3 du convertisseur continucontinu DC ne sont pas reliées électriquement à la batterie d’alimentation haute tension HV (le troisième interrupteur K3 étant ouvert), etthe low input terminal EB3 and the low output terminal SB3 of the DC continuous converter DC are not electrically connected to the high voltage power supply battery HV (the third switch K3 being open), and
- la borne de sortie haute SH3 du convertisseur continu-continu DC est connectée à la borne haute H4 de la batterie d’alimentation haute tension HV (le quatrième interrupteur K4 étant fermé) et la deuxième borne de sortie haute SH5 du convertisseur continu-continu DC est déconnectée de la borne haute H6 de la batterie d’alimentation basse tension LV (le cinquième interrupteur K5 étant ouvert) afin de permettre la charge de la batterie d’alimentation haute tension HV via le circuit primaire et le premier circuit secondaire du convertisseur continu-continu DC.- the high output terminal SH3 of the DC-DC converter is connected to the high terminal H4 of the high-voltage supply battery HV (the fourth switch K4 being closed) and the second high output terminal SH5 of the DC-DC converter DC is disconnected from the high terminal H6 of the LV low voltage supply battery (the fifth switch K5 is open) in order to allow charging of the HV high voltage supply battery via the primary circuit and the first secondary circuit of the converter continuous-continuous DC.
[0074] Il est à noter que le cinquième interrupteur K5 pourrait être fermé pour permettre en même temps une charge de la batterie LV à partir du réseau électrique externe alternatif G1.It should be noted that the fifth switch K5 could be closed to simultaneously allow charging of the battery LV from the alternative external electrical network G1.
[0075] Dans le deuxième mode de fonctionnement illustré à la figure 5, la charge de la batterie d’alimentation haute tension HV n’est pas active, le système étant déconnecté du réseau d’alimentation électrique externe alternatif G1. Dans ce mode, le premier interrupteur K1 est ouvert afin de déconnecter le redresseur RD du circuit correcteur de facteur de puissance PFC. Le quatrième interrupteur K4 est ouvert et le deuxième interrupteur K2, le troisième interrupteur K3 et le cinquième interrupteur K5 sont fermés afin de permettre à la batterie d’alimentation haute tension HV de charger la batterie d’alimentation basse tension LV.In the second operating mode illustrated in FIG. 5, the charging of the high-voltage power supply battery HV is not active, the system being disconnected from the AC external power supply network G1. In this mode, the first switch K1 is open in order to disconnect the rectifier RD from the power factor corrector circuit PFC. The fourth switch K4 is open and the second switch K2, the third switch K3 and the fifth switch K5 are closed to allow the high voltage power battery HV to charge the low voltage power battery LV.
[0076] Autrement dit, dans cette configuration :In other words, in this configuration:
- le redresseur RD est déconnecté du circuit correcteur de facteur de puissance PFC (le premier interrupteur K1 étant ouvert) ;- the rectifier RD is disconnected from the power factor corrector circuit PFC (the first switch K1 being open);
- la borne d’entrée haute EH3 du convertisseur continu-continu DC et la borne haute- the high input terminal EH3 of the DC-DC converter and the high terminal
H4 de la batterie d’alimentation haute tension HV sont reliées électriquement (le deuxième interrupteur K2 étant fermé) ;H4 of the high-voltage power supply battery HV are electrically connected (the second switch K2 being closed);
- la borne d’entrée basse EB3 et la borne de sortie basse SB3 du convertisseur continucontinu DC sont reliées électriquement à la batterie d’alimentation haute tension HV (le troisième interrupteur K3 étant fermé), etthe low input terminal EB3 and the low output terminal SB3 of the DC continuous converter DC are electrically connected to the high voltage power supply battery HV (the third switch K3 being closed), and
- la première borne de sortie haute SH3 du convertisseur continu-continu DC est déconnectée de la borne haute H4 de la batterie d’alimentation haute tension HV (le quatrième interrupteur K4 étant ouvert) et la deuxième borne de sortie haute SH5 du convertisseur continu-continu DC est connectée à la borne haute H6 de la batterie d’alimentation basse tension LV (le cinquième interrupteur K5 étant fermé) afin de permettre la charge, par la batterie d’alimentation haute tension HV et via le circuit primaire et le deuxième circuit secondaire du convertisseur continu-continu DC, de la batterie d’alimentation basse tension LV.- the first high output terminal SH3 of the DC-DC converter is disconnected from the high terminal H4 of the high-voltage supply battery HV (the fourth switch K4 being open) and the second high output terminal SH5 of the DC converter - DC is connected to the high terminal H6 of the LV low-voltage supply battery (the fifth switch K5 being closed) in order to allow charging, by the high-voltage supply battery HV and via the primary circuit and the second circuit secondary of the DC-DC converter, of the LV low-voltage power supply battery.
[0077] Le troisième mode de fonctionnement, est similaire à celui illustré en figure 5, si ce n’est que le cinquième interrupteur K5 peut être ouvert ou fermé suivant si l’on souhaite charger la batterie basse tension LV ou pas. En outre, dans ce troisième mode de fonctionnement, les interrupteurs T1-T6 du circuit correcteur de facteur de puissance PFC fonctionnent comme un onduleur pour commander l’alimentation des phases L1, L2, L3 de la machine ENG depuis la batterie d’alimentation haute tension HV.The third operating mode is similar to that illustrated in FIG. 5, except that the fifth switch K5 can be opened or closed depending on whether one wishes to charge the LV low voltage battery or not. In addition, in this third operating mode, the switches T1-T6 of the power factor corrector circuit PFC operate as an inverter to control the supply of the phases L1, L2, L3 of the ENG machine from the high supply battery. HV voltage.
[0078] Grâce à l’architecture du système selon l’invention, il n’est plus nécessaire de recourir à deux convertisseurs distincts : un convertisseur dédié à la fonction de charge de la batterie d’alimentation haute tension HV depuis le réseau d’alimentation électrique externe G1 et un convertisseur dédié à la fonction de charge de la batterie d’alimentation basse tension LV depuis la batterie d’alimentation haute tension HV. La compacité peut être encore améliorée lorsque les phases de la machine électrique ENG sont utilisées par le circuit correcteur de facteur de puissance PFC. Par ailleurs, l’utilisation d’interrupteurs K1, K2, K3, K4, K5 permet de basculer aisément et rapidement entre le premier mode de fonctionnement et le deuxième mode de fonctionnement.Thanks to the architecture of the system according to the invention, it is no longer necessary to use two separate converters: a converter dedicated to the charging function of the high-voltage power supply battery HV from the network of external power supply G1 and a converter dedicated to the charging function of the low voltage power supply battery LV from the high voltage power supply battery HV. The compactness can be further improved when the phases of the ENG electric machine are used by the PFC power factor correction circuit. Furthermore, the use of switches K1, K2, K3, K4, K5 makes it possible to switch easily and quickly between the first operating mode and the second operating mode.
[0079] L’invention n’est pas limitée aux exemples décrits. Notamment, le circuit inductif pourrait être différent. Par exemple, le circuit primaire et/ou le circuit secondaire pourrait comprendre chacun plusieurs bobines. Notamment, le circuit primaire et les circuits secondaires peuvent être similaires à ceux décrits dans la demande internationale de brevet PCT/EP2016/074641. En outre, le système électrique pourrait se passer du cinquième interrupteur K5. Dans le premier mode de fonctionnement, une charge de la batterie d’alimentation basse tension LV depuis le réseau d’alimentation électrique externe G1 serait alors possible, le deuxième mode de fonctionnement restant similaire à celui décrit précédemment.The invention is not limited to the examples described. In particular, the inductive circuit could be different. For example, the primary circuit and / or the secondary circuit could each comprise several coils. In particular, the primary circuit and the secondary circuits can be similar to those described in the international patent application PCT / EP2016 / 074641. In addition, the electrical system could do without the fifth switch K5. In the first operating mode, it would then be possible to charge the LV low-voltage supply battery from the external electrical supply network G1, the second operating mode remaining similar to that described above.
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2450222A2 (en) * | 2010-11-05 | 2012-05-09 | General Electric Company | Apparatus for transferring energy using onboard power electronics with high-frequency transformer isolation and method of manufacturing same |
| US20120235626A1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-09-20 | Sung Min Oh | Battery charging apparatus |
| US20130342135A1 (en) * | 2008-11-18 | 2013-12-26 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Combined electric device for powering and charging |
| CN203708154U (en) * | 2013-12-13 | 2014-07-09 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | Power conversion device integrating switch reluctance motor driving and battery charging |
| US20140232301A1 (en) * | 2011-08-29 | 2014-08-21 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for charging a battery of an electrical drive using components of the electrical drive |
-
2017
- 2017-03-15 FR FR1752103A patent/FR3064126B1/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130342135A1 (en) * | 2008-11-18 | 2013-12-26 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Combined electric device for powering and charging |
| EP2450222A2 (en) * | 2010-11-05 | 2012-05-09 | General Electric Company | Apparatus for transferring energy using onboard power electronics with high-frequency transformer isolation and method of manufacturing same |
| US20120235626A1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-09-20 | Sung Min Oh | Battery charging apparatus |
| US20140232301A1 (en) * | 2011-08-29 | 2014-08-21 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for charging a battery of an electrical drive using components of the electrical drive |
| CN203708154U (en) * | 2013-12-13 | 2014-07-09 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | Power conversion device integrating switch reluctance motor driving and battery charging |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3096936A1 (en) * | 2019-06-04 | 2020-12-11 | Psa Automobiles Sa | IMPROVED MULTIFUNCTIONAL ELECTRICAL DEVICE FOR ELECTRIC OR HYBRID MOTOR VEHICLES |
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| Publication number | Publication date |
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