Brevet FR2720876A1 — publié le 19951208

Coffret de contrôle et de commande d'un moteur de véhicule électrique Un véhicule à propulsion électrique comporte un grand nombre d'organes électriques servant a assurer les diverses fonctions nécessaires au fonctionnement du moteur. Ainsi, dans une voiture électrique, on trouve par exemple un hacheur de courant, alimentant le moteur en fonction de commandes d'accélération, un chargeur d'alimentation, par le secteur, d'une batterie haute tension alimentant le hacheur et un convertisseur de charge d'une batterie basse tension alimentant des éléments auxiliaires. tels que les phares. Chacun de ces organes est disposé en un endroit approprié au mieux à la fonction à assurer. La demande de brevet FR 2 691 019 enseigne de regrouper les organes électriques dans un même coffret dans lequel ils communiquent entre eux pour optimiser leur fonctionnement global. Chacun de ces organes est associé à un capteur particulier mesurant son courant de consommation. Par sommation des courants particuliers, calcule le courant traversant la batterie pour en connaître l'état de charge afin d'optimiser le fonctionnement des organes. Ces capteurs, pour courants élevés. occupent cependant un volume élevé et sont d'un cout non négligeable. L'invention a pour but de réduire ce volume et ce coût. A cet effet, l'invention concerne un coffret de contrôle et de commande d'un moteur de véhicule électrique, comprenant des organes électriques reliés à une mème source d'alimentation et des moyens de contrôle de l'état de charge de cette source. caractérisé par le fait que les moyens de contrôle comprennent un unique capteur de courant en série avec la source d'alimentation. Ainsi, il n'y a plus qu'un seul capteur de courant, fournissant la valeur du courant de charge ou décharge de la source, ou batterie. On remarquera que le concept de l'invention, selon lequel on ne mesure qu'un courant global va à l'encontre de l'idée préconçue qui voulait que l'on dispose du détail des divers courants pour effectuer une gestion optimale des divers organes. Or. il n'en est rien car, bien que connaissant uniquement la somme des courants échangées entre les organes et la source. la connaissance de l'état des organes permet de déterminer ceux qui sont inactifs. ou qui ont une consommation estimée. c'est-a-dire que la mesure du courant de source permet en général de déterminer le courant. a priori Inconnu, d'un organe, exemple un chargeur de batterie. Dans une forme préférée de réalisation, il est prévu un calculateur unique pour gérer lesdits organes électriques. Cette gestion commune optimise ainsi le fonctionnement global des organes, sans nécessiter. entre eux, de circuits d'échange d'informations. De preférence, ie caiculateur est agence pour être alimenté par batterie haute tension de la source d alimentatlon Ainsi, le calculateur est relié au meme potentiel de masse que les organes, auxquels il peut être relié par de simples liaisons à courant continu. En particulier, le calculateur peut comporter un microprocesseur et la source d'alimentation comporter une batterie basse tension pour alimenter le microprocesseur et. de préférence, il est prévu une liaison de données Isolée galvaniquement qui relie le microprocesseur à une partie haute tension du calculateur pour le contrôle et la commande des organes électriques. Le microprocesseur peut ainsi servir d'interface entre la partie "haute tension" du calculateur commandant le moteur, et la pédale d'accélérateur et des organes d'affichage du tableau de bord, alimentés en basse tension. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du coffret de controle et de commande de l'invention, en référence à la figure unique du dessin annexé représentant schématiquement le coffret équipé d'organes électriques. Le coffret de contrôle et de commande qui est ici, dans cet exemple, placé à proximité d'un moteur de voiture électrique. comprend ici un hacheur 1 d'alimentation du moteur. un convertisseur HT/BT, 2, fournissant une tension d'alimentation de 12 volts, et un chargeur 3 pour charger une batterie haute tension 4 à partir du secteur, depuis une borne de ravitaillement. Le hacheur 1 et le convertisseur 2 sont alimentés, en parallèle sur le chargeur 3, par la batterie A. à travers un shunt unique 5 de mesure de courant batterie. qui est ici en série avec la borne négative de masse de la batterie 4. Par une liaison o, le shunt de mesure z fournit à cnacun des organes 1- et à un calculateur 10, un signal représentant le courant de la batterie 4. Le signal de mesure du courant de batterie peut etre directement la tension aux bornes du shunt 5. ou etre un signal plus élaboré, déterminé par un circuit de conversion de présentation de la mesure. Les organes 1-3 controlent, par des circuits de gestion non représentés, I'état de charge de la batterie 4. déterminé par intégration dans le temps du courant de charge et de décharge de la batterie 4. En cas de décharge excessive de la batterie 4. le hacheur 1 limite les pointes du courant qu'il fournit au moteur de la voiture, afin d'optimiser le rendement pour permettre à la voiture de rejoindre une borne de rechargement à laquelle le chargeur 3 peut s'alimenter. Le calculateur 10. unique. qui gère de façon coordonnée les organes électriques 1-3 et qui est alimenté par la batterie haute tension 4, comporte aussi un microprocesseur 11 alimenté par une batterie basse tension 7, commandant des indicateurs du tableau de bord de la voiture. La batterie basse tension ? est alimentée par le convertisseur 2. On comprendra que le calculateur 10 pourrait assurer totalement la gestion des organes 1-3, sans donc qu'il faille leur fournir la mesure du courant de batterie, c'est-à-dire que le calculateur 10 est fonctionnellement réparti entre les organes 1-3. liaison ne de liaison å- données 19 isolée galvaniquement relie ie microprocesseur 11 à la partie haute tension du calculateur 10, qui contrôle et commande les organes e.ectriques 1-3 en fonction de course de la pédale d'accélérateur. mesurée par un capteur relié au microprocesseur 11. Afin d'assurer un refroidissement satisfaisant des organes 1-3, ceux-ci sont montés sur des équerres métalliques 13, dont une seule est représentée, faisant office de drain thermique, en contact thermique avec un circuit unique de refroidissement constitué d'une paroi 14 du coffret comportant un circuit de circulation d'un fluide de refroidissement. REVENDICATIONS 1. Coffret de contrôle et de commande d'un moteur de véhicule électrique, comprenant des organes électriques (1-3) reliés à une même source d'alimentation (4) et des moyens de contrôle de l'état de charge de cette source, caractérisé par le fait que les moyens de contrôle (1-3, 10) comprennent un unique capteur de courant (5) en série avec la source d'alimentation (4). 2. Coffret selon la revendication 1, dans lequel il est prévu un calculateur unique (10) pour gérer lesdits organes électriques (1-3). Coffret selon la revendication 2. dans lequel le calculateur (10) est agencé pour hêtre alimenté par une batterie haute tension (4) de la source d'alimentation. 4. Coffret selon la revendication 3, dans lequel le calculateur comporte un microprocesseur (11) et la source d'alimentation comporte une batterie basse tension (7) pour alimenter le microprocesseur (11). Coffret selon la revendication 4, dans lequel il est prévu une liaison de données (12) isolée galvaniquement qui relie le microprocesseur (11) à une partie haute tension du calculateur (10) pour le contrôle et la commande des organes électriques (1-3). 6. Coffret selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les organes électriques (1-3) sont refroidis par un unique circuit de refroidissement (14).