Brevet FR3039935A1 — publié le 20170210

Procédé de commande d'un dispositif électrique multifonction La présente invention concerne de manière générale un procédé de commande de dispositif électrique multifonction pour un véhicule automobile. De nos jours, les véhicules automobiles électriques ou hybrides sont de plus en plus répandus. En effet, leur émission réduite en matières polluantes et leur faible consommation de carburant fossile en fait des véhicules cibles privilégiées pour les consommateurs soucieux de leur environnement et de leur budget. Afin d'améliorer constamment ces véhicules, les moteurs électriques, les batteries et les différents circuits de charge de même que leur architecture ont été grandement améliorés. De manière générale, les véhicules électriques et hybrides comprennent un dispositif de charge de la batterie de véhicule. En effet, afin de recharger la batterie du véhicule il est nécessaire de la raccorder à une prise externe émettant une tension continue. Un tel dispositif de charge est connu comme comprenant entre autre un redresseur AC/DC incluant un transformateur afin de charger la batterie avec un courant à une tension prédéterminée. Egalement présent sur ce type de véhicule est un dispositif de conversion dit DC/DC qui permet à la batterie d'alimenter divers consommateurs électriques présents sur le véhicule. Un tel convertisseur comprend également un redresseur AC/DC et un transformateur, notamment. Dans ces architectures classiques ou le DC/DC et l'organe de charge sont indépendants et autonomes, le pilotage est compliqué à mettre en oeuvre car il faut envoyer des ordres puis vérifier la cohérence et la coordination des ordres entre les deux circuits ce qui implique énormément de flux fonctionnels. Par exemple, dans le document US 2009 103341 on décrit un dispositif de distribution de puissance dans un véhicule hybride comprenant différents convertisseurs AC/DC, DC/DC et une batterie. Ce dispositif peut 3039935 2 fonctionner selon trois modes (recharge depuis une alimentation extérieure, boost et recharge par réseau de bord). Dans ce dispositif on utilise un même composant dans les trois modes. Cependant ce dispositif propose une architecture servant à couvrir deux situations de vie à savoir une charge de la 5 batterie via un convertisseur, un élément de commutation et un redresseur, et une alimentation du moteur via le convertisseur l'élément de commutation et un onduleur. Cependant, le procédé pour mettre en oeuvre les différents modes est compliqué à mettre en oeuvre car l'algorithme est complexe et difficile à contrôler à cause des temps de réponse ce qui peut entraîner un 10 état instable des circuits. Un but de la présente invention est donc de répondre aux inconvénients du document de l'art antérieur mentionné ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de fournir un procédé de commande d'un dispositif électrique multifonction capable d'assumer une fonction d'alimentation et de 15 recharge en minimisant les flux fonctionnels et donc l'algorithme qui gère les flux. Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un procédé de commande d'un dispositif électrique multifonction pour un véhicule le dispositif comprenant au moins un circuit de charge et un circuit de 20 conversion de courant partageant un transformateur commun réversible, dans lequel le procédé de commande comprend une étape de sélection d'un mode de fonctionnement parmi une pluralité de modes de fonctionnement comprenant au moins un mode de charge et un mode d'alimentation, une étape d'envoi d'un ordre de fonctionnement à partir d'un moyen de pilotage 25 au dispositif électrique multifonction afin de commander ledit dispositif de sorte à commuter le transformateur commun pour sélectionner l'un des circuits du dispositif selon le mode de fonctionnement sélectionné, une étape d'envoi de rapport de fonctionnement du dispositif électrique multifonction au moyen de pilotage, et une étape de contrôle des transferts d'énergie dans le dispositif sur la base du rapport de fonctionnement reçu. De cette manière, le dispositif électrique multifonction peut fonctionner de manière autonome et 3039935 3 grâce à un algorithme simple qui gère un composant de commutation au lieu de plusieurs composants différents. De manière avantageuse, le mode de fonctionnement est un mode d'alimentation basse tension dans lequel le dispositif est commandé de sorte 5 à transférer de l'énergie d'une batterie basse tension vers une batterie très basse tension. Ainsi, on dispose d'une source d'énergie en mode de roulement. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce que le mode de fonctionnement est un mode d'alimentation très basse tension dans 10 lequel le dispositif est commandé de sorte à transférer de l'énergie d'une batterie très basse tension vers une batterie basse tension. De cette manière, on dispose d'une source d'énergie supplémentaire en mode de roulement. Avantageusement, le mode de fonctionnement est un mode de charge 15 dans lequel le dispositif est commandé de sorte à transférer de l'énergie depuis une alimentation externe vers au moins l'une de d'une batterie basse tension et d'une batterie très basse tension. Ainsi, on peut facilement recharger une batterie du véhicule. De manière avantageuse, le mode de charge comprend un sous- 20 mode de priorité basse tension dans lequel le dispositif est commandé de sorte à transférer de l'énergie depuis une alimentation externe vers la batterie basse tension en priorité et un sous mode de priorité très basse tension dans lequel le dispositif est commandé de sorte à transférer de l'énergie depuis une alimentation externe vers la batterie très basse tension 25 en priorité. De cette manière, on dispose d'un grand degré de liberté quant au type de batterie que l'on souhaite recharger. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce qu'en sous-mode de priorité basse tension, le dispositif est commandé de sorte à transférer l'énergie en excès depuis l'alimentation externe vers la batterie 30 très basse tension et en sous mode de priorité très basse tension le dispositif 3039935 4 est commandé de sorte à transférer l'énergie en excès depuis l'alimentation externe vers la batterie basse tension. Ainsi, on maximise le rendement de charge et on optimise le temps de recharge des batteries. Avantageusement, le mode de charge est agencé pour être exécuté à 5 l'arrêt du véhicule et les modes d'alimentation sont agencés pour être exécutés en mode véhicule roulant. De cette manière, on simplifie encore l'algorithme de commande. Un deuxième aspect de l'invention est un dispositif électrique multifonction agencé pour être commandé par le procédé de commande 10 selon le premier aspect de l'invention comprenant au moins un moyen de pilotage, un circuit de charge reliant une alimentation externe à au moins l'une d'une batterie basse tension et d'une batterie très basse tension et un circuit d'alimentation reliant l'une de la batterie basse tension et de la batterie très basse à l'autre de la batterie basse tension et de la batterie très basse 15 tension, partageant un transformateur réversible commutable. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce que la tension de l'alimentation est de 220 V, la tension aux bornes de la batterie basse tension est comprise dans la plage de 170 V et 500 V et la tension aux bornes de batterie très basse tension est comprise dans la plage de 6 à 18 20 ou de 22 à 30 V. Un troisième aspect de l'invention est un véhicule comprenant un dispositif électrique multifonction selon le deuxième aspect de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit 25 d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par le dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 représente un diagramme schématique du dispositif électrique multifonction commandé par le procédé de la présente invention. La figure 1 représente un mode de réalisation préféré du dispositif 30 électrique multifonction 1 comprend un circuit de charge de batterie agencé 3039935 5 pour raccorder une alimentation externe en courant alternatif (« secteur » sur la figure 1) présentant une première tension, par exemple 220 V, à au moins une batterie 3 du véhicule présentant une basse tension, par exemple 330 V et/ou une batterie 4, ou du même genre, très basse tension présentant une 5 tension de 12 ou 24 V, par exemple. Egalement, il comprend un circuit de conversion de courant agencé pour raccorder les batteries basse tension 3 et très basse tension 4 l'une à l'autre en convertissant un courant de l'une des batteries à une basse tension vers un courant de l'autre des batteries à une très basse tension, et 10 vice-versa selon le mode de fonctionnement choisi. Enfin il comprend un moyen de pilotage 2 agencé pour piloter le dispositif électrique multifonction 1 selon un mode de charge de batterie dans le lequel on utilise le circuit de charge pour charger l'un ou l'autre (ou les deux) batteries, ou un mode d'alimentation, dans lequel on utilise le circuit de conversion de courant. Le 15 dispositif 1 est notamment caractérisé en ce que les différents circuits partagent un transformateur commun réversible agencé pour être commuté par le moyen de pilotage 2 en fonction du type de fonctionnement choisi. De préférence, le transformateur comprend un premier enroulement basse tension agencé pour être raccordé à l'alimentation externe, un second 20 enroulement basse tension raccordé à la batterie basse tension (BT) et un enroulement très basse tension raccordé à une seconde batterie très basse tension (TBT) ou du même genre. De préférence, une plage de tension des enroulements basse tension est comprise dans la plage de 170 V et 500 V et une plage de tension de l'enroulement très basse tension est comprise dans 25 la plage de 6 à 18 V ou 20 à 30 V. Par batterie très basse tension, il doit être compris que l'on désigne une batterie ou des charges de consommation électriques très basse tension. L'invention concerne un procédé de commande d'un dispositif électrique multifonction 1 pour un véhicule le dispositif comprenant au moins 30 un circuit de charge et un circuit de conversion de courant partageant un transformateur commun réversible, dans lequel le procédé de commande 3039935 6 comprend une étape de sélection d'un mode de fonctionnement parmi une pluralité de modes de fonctionnement comprenant au moins un mode de charge et un mode d'alimentation, une étape d'envoi d'un ordre de fonctionnement à partir d'un moyen de pilotage 2 au dispositif électrique 5 multifonction 1 afin de commander ledit dispositif de sorte à commuter le transformateur commun pour sélectionner l'un des circuits du dispositif selon le mode de fonctionnement sélectionné, une étape d'envoi de rapport de fonctionnement du dispositif électrique multifonction 1 au moyen de pilotage 2, et une étape de contrôle des transferts d'énergie dans le dispositif 1 sur la 10 base du rapport de fonctionnement reçu. Les différents modes de fonctionnement comprennent des modes d'alimentation basse et très basse tension, ainsi que des modes de charge basse et très basse tension qui sont sélectionnés par le moyen de pilotage 2. Les modes d'alimentation peuvent être donc choisis parmi un mode 15 d'alimentation basse tension dans lequel le dispositif 1 est commandé de sorte à transférer de l'énergie d'une batterie très basse tension 4 vers une batterie basse tension 3, et vice versa. Lors que le véhicule roule généralement, le mode de fonctionnement choisi est un mode d'alimentation très basse tension dans lequel le dispositif 20 électrique multifonction 1 est commandé par le moyen de pilotage 2 de sorte à commuter le transformateur pour ouvrir le circuit adéquat afin de transférer de l'énergie d'une batterie basse tension 3 vers une batterie très basse tension 4. Alternativement, un mode de fonctionnement lorsque le véhicule est stationné peut être un mode de charge dans lequel le dispositif est 25 commandé de sorte à transférer de l'énergie depuis une alimentation externe vers au moins l'une de d'une batterie basse tension 3 et d'une batterie très basse tension 4. De manière générale, le mode de charge consiste en un mode de recharge d'une ou des batteries comprises dans le véhicule. Pour cela, le 30 véhicule est idéalement à l'arrêt est raccordé à une alimentation externe, tel qu'une alimentation secteur présentant une tension de 220 V. Lorsque ce 3039935 7 mode est sélectionné, le moyen de pilotage commande le dispositif de sorte à sélectionner le circuit de charge adéquate. En effet, le mode de charge comprend deux sous modes. Un premier sous-mode est un sous-mode de priorité basse tension dans lequel le dispositif électrique multifonction est 5 commandé de sorte à transférer de l'énergie depuis l'alimentation externe vers la batterie basse tension en priorité et de sorte à transférer l'énergie en excès depuis l'alimentation externe vers la batterie très basse tension. Un second sous-mode est un sous mode de priorité très basse tension dans lequel le dispositif électrique multifonction est commandé de sorte à 10 transférer de l'énergie depuis l'alimentation externe vers la batterie très basse tension en priorité de sorte à transférer l'énergie en excès depuis l'alimentation externe vers la batterie basse tension. L'invention porte également sur un véhicule automobile comprenant le dispositif électrique décrit plus haut. 15 On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'un dispositif électrique multifonction (1) pour un véhicule comprenant au moins un circuit de charge reliant une alimentation externe à au moins l'une d'une batterie basse tension et d'une batterie très basse tension et un circuit de conversion de courant partageant un transformateur commun réversible, dans lequel le procédé de commande comprend une étape de sélection d'un mode de fonctionnement parmi une pluralité de modes de fonctionnement comprenant au moins un mode de 10 charge et un mode d'alimentation, une étape d'envoi d'un ordre de fonctionnement à partir d'un moyen de pilotage (2) au dispositif électrique multifonction afin de commander ledit dispositif de sorte à commuter le transformateur commun pour sélectionner l'un des circuits du dispositif selon le mode de fonctionnement sélectionné, 15 une étape d'envoi de rapport de fonctionnement de l'énergie transférée à ladite au moins l'une d'une batterie basse tension et d'une batterie très basse tension du dispositif électrique multifonction au moyen de pilotage, et une étape de contrôle des transferts d'énergie dans le dispositif sur la 20 base du rapport de fonctionnement reçu. 2. Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mode de fonctionnement est un mode d'alimentation basse tension dans lequel le dispositif est commandé de sorte à transférer de l'énergie d'une batterie très basse tension vers une batterie basse tension. 25 3. Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mode de fonctionnement est un mode d'alimentation très basse tension dans lequel le dispositif est commandé de sorte à transférer de l'énergie d'une batterie basse tension vers une batterie très basse tension. 3039935 4. Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mode de fonctionnement est un mode de charge dans lequel le dispositif est commandé de sorte à transférer de l'énergie depuis une alimentation externe vers au moins l'une de d'une batterie basse tension et 5 d'une batterie très basse tension. 5. Procédé de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que le mode de charge comprend un sous-mode de priorité basse tension dans lequel le dispositif est commandé de sorte à transférer de l'énergie depuis une alimentation externe vers la batterie basse tension en priorité et un sous mode de priorité très basse tension dans lequel le dispositif est commandé de sorte à transférer de l'énergie depuis une alimentation externe vers la batterie très basse tension en priorité. 6. Procédé de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que en sous-mode de priorité basse tension, le dispositif est commandé de sorte à transférer l'énergie en excès depuis l'alimentation externe vers la batterie très basse tension et en sous mode de priorité très basse tension le dispositif est commandé de sorte à transférer l'énergie en excès depuis l'alimentation externe vers la batterie basse tension. 7. Procédé de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mode de charge est agencé pour être exécuté à l'arrêt du véhicule et les modes d'alimentation sont agencés pour être exécutés en mode véhicule roulant. 8. Dispositif électrique multifonction agencé pour être commandé par le procédé de commande de l'une des revendications précédentes 25 comprenant des moyens de sélection d'un mode de fonctionnement parmi une pluralité de modes de fonctionnement comprenant au moins un mode de 'charge et un mode d'alimentation, au moins un moyen de pilotage (2) agencé pour envoyer un ordre de fonctionnement et pour recevoir un rapport de fonctionnement, un circuit de charge reliant une alimentation externe à au 30 moins l'une d'une batterie basse tension et d'une batterie très basse tension et un circuit d'alimentation reliant l'une d'une batterie basse tension et d'une 3039935 - 10 - batterie très basse à l'autre d'une batterie basse tension et d'une batterie très basse tension, partageant un transformateur réversible commutable agencé pour sélectionner l'un des circuits du dispositif selon le mode de fonctionnement sélectionné, des moyens de contrôle des transferts d'énergie 5 dans le dispositif sur la base du rapport de fonctionnement reçu. 9. Dispositif électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tension de l'alimentation est de 220 V, la tension aux bornes de la batterie basse tension est comprise dans la plage de 170 V et 500 V et la tension aux bornes de batterie très basse tension est 10 comprise dans la plage de 6 à 18 ou de 22 à 30 V. 10. Véhicule automobile comportant au moins un dispositif électrique multifonction selon l'une des revendications 8 ou 9. 15