Brevet FR3069109A1 — publié le 20190118

CONVERTISSEUR DE PUISSANCE CONTEXTE DE L'INVENTION 1. Domaine technique [0001] Cette invention concerne un convertisseur de puissance. 2. Arrière-Plan Technologique [0002] Dans un véhicule tel qu'une automobile hybride, une technologie connue consiste à fournir par une première batterie à haute tension de l'énergie électrique qui est abaissée par un convertisseur de tension et est chargée dans une deuxième batterie. On connaît, dans ce type de technologie classique, un dispositif de commande de charge décrit dans JP 2010-200529 A. Le dispositif de commande de charge décrit dans JP 2010-200529 A comprend un calculateur de courant de charge qui calcule un courant de charge d'une deuxième batterie sur la base d'un courant de sortie d'un convertisseur de tension et d'un courant de charge vers un composant électrique et une unité de commande de charge qui commande une tension de sortie du convertisseur de tension de sorte que le courant de charge ne dépasse pas une valeur prescrite. RÉSUMÉ DE L'INVENTION [0003] Cependant, lorsque la tension de sortie du convertisseur de tension est uniquement commandée de sorte que le courant de charge ne dépasse pas la valeur prescrite comme dans le dispositif de commande de charge divulgué dans JP 2010-200529 A, la tension de sortie du convertisseur de tension continue d'augmenter tant que le courant de charge est égal ou inférieur à la valeur prescrite. [0004] Pour cette raison, le dispositif de commande de charge divulgué dans le document JP 2010-200529 A porte sur le fait que l'état de charge de la première batterie fournissant de l'énergie électrique au convertisseur de tension diminue de manière 2 notable. En outre, le dispositif de commande de charge décrit dans JP 2010-200529 A porte sur le fait que la performance de fonctionnement ou la réactivité d'accélération du véhicule est détériorée ou que le rendement énergétique soit détérioré puisque le moteur génère de l'énergie électrique pour fournir l'énergie électrique au convertisseur de 5 tension. [0005] Un objet de la présente invention est de fournir un convertisseur de puissance capable d'améliorer la réactivité d'accélération ou le rendement énergétique d'un véhicule. 10 [0006] Selon des aspects de cette invention, il est prévu un convertisseur de puissance monté sur un véhicule comprenant un moteur, une première batterie et une deuxième batterie, et reliant le moteur à la première batterie, le convertisseur de puissance comprenant : un convertisseur de tension connecté entre la première batterie et la 15 deuxième batterie, transformant l'énergie électrique générée par le moteur et l'énergie électrique fournie par la première batterie, et fournissant l'énergie électrique transformée à la deuxième batterie ; et une unité de commande de tension de sortie commandant la tension de sortie du convertisseur de tension, dans lequel l'unité de commande de tension de sortie exécute une commande de réduction de courant de charge pour 20 commander la tension de sortie de sorte que le courant de charge diminue jusqu'à un second courant prédéterminé plus petit qu'un premier courant prédéterminé avec une condition d'exécution selon laquelle un courant de charge chargé dans la deuxième batterie est plus petit que le premier courant prédéterminé. [0007] 25 De cette manière, selon la présente invention, il est possible d'améliorer la réactivité d'accélération et le rendement énergétique du véhicule. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [0008] 30 La figure 1 est un schéma fonctionnel illustrant une configuration schématique d'un véhicule équipé d'un convertisseur de puissance selon un mode de réalisation de la 3 présente invention ; La figure 2 est un organigramme illustrant un fonctionnement du convertisseur de puissance selon un mode de réalisation de cette invention ; et La figure 3 est un chronogramme illustrant un fonctionnement du convertisseur 5 de puissance selon un mode de réalisation de la présente invention. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION [0009] Un convertisseur de puissance selon des modes de réalisation de cette 10 invention est un convertisseur de puissance monté sur un véhicule comprenant un moteur, une première batterie et une deuxième batterie, et reliant le moteur à la première batterie, le convertisseur de puissance comprenant : un convertisseur de tension connecté entre la première batterie et la deuxième batterie, transformant l'énergie électrique générée par le moteur et l'énergie électrique fournie par la première batterie, 15 et fournissant l'énergie électrique transformée à la deuxième batterie ; et une unité de commande de tension de sortie commandant une tension de sortie du convertisseur de tension, dans lequel l'unité de commande de tension de sortie exécute une commande de réduction de courant de charge pour commander la tension de sortie de sorte que le courant de charge diminue jusqu'à un second courant prédéterminé plus petit qu'un 20 premier courant prédéterminé avec une condition d'exécution selon laquelle un courant de charge chargé dans la deuxième batterie est plus petit que le premier courant prédéterminé. En conséquence, le convertisseur de puissance selon les modes de réalisation de la présente invention peut améliorer la réactivité d'accélération ou le rendement énergétique du véhicule. 25 Modes de réalisation [0010] Ci-après, un convertisseur de puissance selon les modes de réalisation de la présente invention va être décrit en détail en référence aux dessins. 30 [0011] Sur la figure 1, un véhicule 1 selon des modes de réalisation de la présente 4 invention comprend un moteur 2, un démarreur 3, un moteur 4, une batterie principale 5 servant de première batterie, une sous-batterie 6 servant de deuxième batterie, un convertisseur DODO (courant continu, en anglais Direct Current) 11 servant de convertisseur de tension, et unité de commande 12 servant d'unité de commande de 5 tension de sortie. Le convertisseur DODO 11 et l'unité de commande 12 constituent un convertisseur de puissance 10. [0012] Le moteur 2 est muni d'une pluralité de cylindres. Dans ce mode de réalisation, le moteur 2 est configuré pour exécuter une série de quatre étapes comprenant une 10 étape d'admission, une étape de compression, une étape de détente et une étape d'échappement sur chaque cylindre. [0013] Le démarreur 3 est relié à un vilebrequin (non illustré) du moteur 2 et est entraîné en rotation par l'énergie électrique fournie par le convertisseur DODO 11 ou la 15 sous-batterie 6 pour démarrer le moteur 2. [0014] Le moteur 4 est relié à l'arbre de vilebrequin (non illustré) du moteur 2 à travers une courroie (non illustrée) ou similaire. Le moteur 4 a une fonction de moteur électrique qui génère un couple moteur par l'énergie électrique qui lui est fournie et une fonction 20 d'un générateur qui convertit une force de rotation transmise du moteur 2 en énergie électrique. [0015] Lorsque le moteur 4 est utilisé en tant que moteur électrique, la puissance du moteur 2 peut être assistée par le couple moteur ou le véhicule 1 peut être entraîné 25 uniquement par le couple moteur. De cette manière, le véhicule 1 est configuré comme un véhicule hybride pouvant rouler par le moteur 2 et le moteur 4. [0016] La batterie principale 5 est configurée, par exemple, comme une batterie de stockage à ions lithium. La batterie principale 5 est reliée électriquement au moteur 4 et 30 au convertisseur DODO 11. Une tension de sortie de la batterie principale 5 est, par exemple, d'environ 48 V. La batterie principale 5 est chargée avec de l'énergie électrique 5 provenant du moteur 4 à une tension supérieure à environ 48 V. [0017] La sous-batterie 6 est configurée comme étant, par exemple, une batterie au plomb. La sous-batterie 6 est reliée électriquement au démarreur 3, une charge de 5 véhicule 14 correspondant à une charge électrique, et le convertisseur DODO 11. Une tension de sortie de la sous-batterie 6 est, par exemple, d'environ 12 V. Un capteur de courant 6A est connecté à la sous-batterie 6. Le capteur de courant 6A détecte le courant de charge (le courant de réception) et le courant de décharge de la sous-batterie 6. Le capteur de courant 6A est connecté à l'unité de commande 12. 10 [0018] Le convertisseur DODO 11 est connecté entre la sous-batterie 6 et la batterie principale 5. Le convertisseur DODO 11 est configuré pour transformer l'énergie électrique générée par le moteur 4 et l'énergie électrique fournie par la batterie principale 5 et pour fournir l'énergie électrique transformée à la sous-batterie 6. Plus précisément, 15 le convertisseur DODO 11 abaisse la puissance électrique de 48V générée par le moteur 4 ou fournie par la batterie principale 5 à 12 V et fournit l'énergie électrique abaissée à la sous-batterie 6. [0019] L'unité de commande 12 est configurée en tant qu'unité informatique 20 comprenant une unité de traitement centrale (en anglais : CPU ou Central Processing Unit), une mémoire vive (en anglais : RAM ou Random Access Memory), une mémoire morte (en anglais : ROM ou Read Only Memory), une mémoire flash pour stocker des données de sauvegarde ou similaires, un port d'entrée et un port de sortie. C'est-à-dire que l'unité de commande 12 est une unité de commande électronique (en anglais : ECU 25 ou Electronic Control Unit) qui commande électriquement un objet commandé. [0020] La ROM de l'unité informatique stocke un programme pour faire fonctionner l'unité informatique dans son rôle d'unité de commande 12 avec différents nombres entiers ou diverses cartes. Lorsque la CPU exécute le programme stocké dans la ROM 30 en utilisant la RAM comme zone de travail, l'unité informatique fonctionne comme étant l'unité de commande 12 de ce mode de réalisation. Le capteur de courant 6A est 6 connecté au port d'entrée de l'unité de commande 12. Divers objets commandés, y compris le convertisseur DODO 11, sont connectés au port de sortie de l'unité de commande 12. [0021] 5 L'unité de commande 12 commande la tension de sortie du convertisseur DODO 11. Spécifiquement, l'unité de commande 12 commande la tension de sortie du convertisseur DODO 11 de sorte qu'un courant de charge en réponse à la performance ou à l'état de charge (EDC) de la sous-batterie 6 est chargé dans la sous-batterie 6 en tant que commande normale. 10 [0022] Ainsi, le courant de charge vers la sous-batterie 6 est commandé pour diminuer lorsque l'état de charge de la sous-batterie 6 est important dans une telle commande normale du convertisseur DODO 11. [0023] 15 Ici, en tant que méthode générale de chargement d'une batterie telle qu'une batterie au plomb, un procédé de charge continue de la batterie est utilisé, même lorsque l'état de charge est suffisamment important et est proche d'une charge complète. [0024] Cependant, lorsqu'il est conçu pour charger la sous-batterie 6 à tout moment, il 20 est nécessaire de fournir au convertisseur DODO 11, à tout moment, une énergie électrique depuis au moins un parmi le moteur 4 et la batterie principale 5. [0025] Pour cette raison, la réactivité d'accélération ou le rendement énergétique (c'est-à-dire l'efficacité d'utilisation du carburant) du véhicule 1 est détérioré(e) car une 25 partie du couple moteur est utilisée pour générer de l'énergie électrique par le moteur 4. En outre, comme l'énergie électrique est fournie de la batterie principale 5 au convertisseur DODO 11, l'état de charge de la batterie principale 5 diminue de sorte que la fréquence de déplacement en assistant le moteur 2 (moteur thermique ici) par le moteur 4 ou la fréquence de déplacement en n'utilisant que le moteur 4 diminue. En 30 conséquence, il existe une possibilité que la supériorité du véhicule hybride ne puisse pas être démontrée ou que le rendement énergétique soit détérioré. 7 [0026] Ici, l'unité de commande 12 est configurée pour commander la tension de sortie du convertisseur DODO 11 de sorte que le courant de charge diminue encore dans un état où le courant de charge vers la sous-batterie 6 est faible afin de supprimer la 5 détérioration de la réactivité d'accélération ou du rendement énergétique du véhicule 1. [0027] Plus précisément, l'unité de commande 12 est configurée pour exécuter une commande de réduction de courant de charge pour commander la tension de sortie du convertisseur DODO 11 de sorte que le courant de charge 1 diminue vers une valeur 10 inférieure à un courant prédéterminé 12 dans une condition d'exécution dans laquelle le courant de charge 1 chargé dans la sous-batterie 6 est inférieur à un courant prédéterminé 11. Le courant prédéterminé 11 correspond à un premier courant prédéterminé de la présente invention et le courant prédéterminé 12 correspond à un second courant prédéterminé de cette invention. 15 [0028] En outre, l'unité de commande 12 est configurée pour exécuter la commande de réduction de courant de charge jusqu'à ce qu'une durée prédéterminée 12 soit écoulée après que la condition d'exécution de commande de réduction de courant de charge ait été satisfaite. La durée prédéterminée 12 correspond à une durée prédéterminée de la 20 présente invention. [0029] En outre, l'unité de commande 12 est configurée pour exécuter la commande de réduction de courant de charge jusqu'à ce qu'une durée prédéterminée 11 soit écoulée après que la condition d'exécution de la commande de réduction du courant de charge 25 correspondant à la condition d'exécution illustrant un état dans lequel le courant de charge 1 est inférieur au courant prédéterminé 11 avant que la commande initiale de réduction de courant de charge ait été exécutée après démarrage du moteur 2 (moteur déterminé servant à faire avancer le véhicule) par le démarreur 3, ou un état dans lequel le courant de charge 1 est inférieur à un courant prédéterminé 13 plus grand que le 30 courant prédéterminé 11 après que la commande initiale de réduction de courant de charge ait été exécutée après démarrage du moteur 2 ait été satisfaite. Le courant 8 prédéterminé 13 correspond à un troisième courant prédéterminé de la présente invention. [0030] Une opération de commande de tension de sortie utilisant l'unité de commande 5 12 du convertisseur de puissance selon ce mode de réalisation avec la configuration décrite ci-dessus sera décrite en référence à la figure 2. L'opération de commande de tension de sortie est une opération de commande de la tension de sortie du convertisseur DODO 11 et est exécutée à un intervalle de temps prédéterminé pendant que l'unité de commande 12 est activée. 10 [0031] De plus, un indicateur f utilisé dans l'opération de commande de tension de sortie est réglé sur l'un parmi 0 et 1. Lorsqu'il n'est pas souhaitable d'exécuter la commande de réduction de courant de charge jusqu'à ce que la commande initiale de réduction de courant de charge après démarrage du moteur 2 soit terminé après le 15 démarrage du moteur 2, l'indicateur f est réglé sur 1. Cependant, lorsqu'il est acceptable d'exécuter la commande de réduction de courant de charge jusqu'à ce que la commande de réduction de courant de charge après démarrage du moteur 2 soit terminée après le démarrage du moteur 2, l'indicateur f est réglé sur 0. Ici, un cas non souhaitable d'exécution de la commande de réduction de courant de charge est reflété 20 spécifiquement par un cas dans lequel la durée d'exécution de commande de réduction de courant de charge dépasse une durée prédéterminée (Ta). [0032] Les motifs gouvernant la gestion de l'indicateur f seront décrits ci-dessous. Une valeur de seuil 11 du courant de charge utilisée pour déterminer si la commande de 25 réduction de courant de charge doit être exécutée immédiatement après démarrage du moteur 2 (la commande initiale de réduction de courant de charge après démarrage du moteur 2) est inférieure à une valeur de seuil 13 du courant de charge utilisée pour déterminer si la commande de réduction de courant de charge doit être exécutée dans un cas autre que le moment immédiatement après démarrage du moteur 2. Pour cette 30 raison, lorsque l'indicateur f n'est pas utilisé, le courant de charge après démarrage du moteur 2 devient inférieur à la valeur de seuil 13 avant que le courant de charge ne 9 devienne inférieur à la valeur de seuil 11, de sorte que la commande de réduction de courant de charge commence. Dans ce mode de réalisation, l'indicateur f est réglé à 0 jusqu'à ce que la commande initiale de réduction de courant de charge soit achevée afin d'exécuter la commande initiale de réduction de courant de charge après le démarrage 5 du moteur 2 dans une condition dans laquelle le courant de charge devient inférieur à la valeur de seuil 11 et l'état de l'indicateur est réglé pour être différent afin d'exécuter ou non la commande initiale de réduction de courant de charge après le démarrage du moteur 2 dans la commande de réduction de courant de charge. Ainsi, puisque l'indicateur répond à la relation f = 0 jusqu'à ce que la commande initiale de réduction de 10 courant de charge après démarrage du moteur 2 soit exécutée, la détermination à l'étape S8, qui sera décrite plus tard, devient NON et la commande de réduction de courant de charge n'est pas exécutée tant que le courant de charge est inférieur à 13 et n'est pas inférieur à 11. [0033] 15 A l'étape Si, l'unité de commande 12 détermine s'il s'est écoulée la durée prédéterminée Ti à partir du démarrage du moteur 2 (cf. référence DEMARRAGE MOTEUR sur l'illustration, à tO sur la figure 3) en utilisant le démarreur 3, si le courant de charge 1 répond à la relation 1 REVENDICATIONS1. Convertisseur de puissance (10) monté sur un véhicule (1) du type comprenant un moteur (4), une première batterie (5) et une deuxième batterie (6), et reliant le moteur (4) à la première batterie (5), le convertisseur de puissance (10) comprenant : un convertisseur de tension (11) connecté entre la première batterie (5) et la deuxième batterie (6), transformant l'énergie électrique générée par le moteur et l'énergie électrique fournie par la première batterie, et fournissant l'énergie électrique transformée à la deuxième batterie ; et une unité (12) de commande de tension de sortie commandant une tension de sortie du convertisseur de tension (11), dans lequel l'unité (12) de commande de tension de sortie exécute une commande de réduction de courant de charge pour commander la tension de sortie de sorte que le courant de charge diminue pour être inférieur à un deuxième courant prédéterminé inférieur à un premier courant prédéterminé avec une condition d'exécution selon laquelle un courant de charge chargé dans la deuxième batterie (6) est plus petit que le premier courant prédéterminé. 2. Convertisseur de puissance selon la revendication 1, dans lequel l'unité (12) de commande de tension de sortie exécute la commande de réduction de courant de charge jusqu'à ce qu'une durée prédéterminée soit écoulée après que la condition d'exécution ait été satisfaite. 3. Convertisseur de puissance selon la revendication 2, dans lequel le véhicule (1) comprend un moteur déterminé (2) et un démarreur (3) démarrant le moteur déterminé (2) par l'énergie électrique fournie depuis la deuxième batterie (6), et dans lequel l'unité (12) de commande de tension de sortie exécute la commande de réduction de courant de charge jusqu'à ce que la durée prédéterminée se soit écoulée après que la condition d'exécution ait été satisfaite, selon l'une des conditions d'exécution suivantes : 17 - un courant de charge est inférieur au premier courant prédéterminé avant que la commande initiale de réduction de courant de charge après que le démarrage du moteur déterminé (2) par le démarreur (3) ait été effectué, ou - le courant de charge est inférieur à un troisième courant prédéterminé plus grand que le 5 premier courant prédéterminé après la commande initiale de réduction de courant de charge après que le démarrage du moteur (2) ait été effectué.