Brevet FR3079461A1 — publié le 20191004

Description Titre de l'invention : SYSTEME DE SOURCE D'ENERGIE POUR VEHICULE [0001] La présente invention concerne un système de source d'énergie pour un véhicule. [0002] On connaît des onduleurs capables d'effectuer un contrôle et une réduction de bruit pour empêcher le bruit de se mélanger dans les circuits à bord de véhicules. Le document JP2017-184328A décrit un circuit de réduction de bruit contenant des condensateurs pour la réduction du bruit contenu dans l'énergie fournie à un onduleur à partir d'une source d'énergie en courant continu. [0003] Dans le cas où un tel circuit de réduction de bruit est dans un chemin de charge, un condensateur présent dans le circuit stocke de l'énergie électrique lors de la recharge d'une source d'alimentation rechargeable embarquée à partir d'une installation de charge externe via un port d'entrée pour une charge rapide, qui peut être appelé une entrée de charge rapide ou entrée de source d'énergie en courant continu. Si un chemin menant au condensateur à partir de l'entrée de charge rapide ou de l'installation de charge externe devait être relié à la terre, une charge électrique se déchargera le plus probablement du condensateur. [0004] Ainsi, un objet de la présente invention est de fournir un système de source d'énergie capable d'empêcher une décharge indésirable depuis un condensateur dans un chemin qui interconnecte une alimentation rechargeable dans un véhicule et une entrée de source d'énergie en courant continu. [0005] A cet effet, il est proposé un système de source d'énergie pour fournir de l'énergie électrique à une alimentation rechargeable dans un véhicule à partir d'une source d'énergie en courant continu extérieure au véhicule via une entrée de source d'énergie en courant continu du véhicule, le système de source d'énergie comprenant : un condensateur dans un chemin qui interconnecte une borne positive de l'entrée de source d'énergie en courant continu et une borne négative de l'entrée de source d'énergie en courant continu ; un consommateur électrique (correspondant typiquement à un ensemble de consommation de la charge électrique) connecté à l'alimentation rechargeable dans le véhicule ; un premier commutateur dans un chemin qui interconnecte une borne positive de l'alimentation rechargeable dans le véhicule et le condensateur en série ; un second commutateur dans un chemin qui interconnecte la borne positive de l'alimentation rechargeable dans le véhicule et la borne positive de l'entrée d'alimentation en courant continu en série ; un troisième commutateur dans un chemin qui interconnecte une borne négative de l'alimentation rechargeable dans le véhicule et le condensateur en série ; un quatrième commutateur dans un chemin qui 2 interconnecte la borne négative de l'alimentation rechargeable dans le véhicule et la borne négative de l'entrée de source d'énergie en courant continu en série ; une première diode agencée pour permettre au courant de circuler dans un seul sens vers le condensateur à partir de la borne positive de l'entrée de source d'énergie en courant continu ; et une deuxième diode agencée pour permettre au courant de circuler dans un seul sens vers la borne négative de l'entrée de source d'énergie en courant continu depuis le condensateur, dans lequel le premier commutateur et un chemin qui interconnecte le deuxième commutateur et la première diode en série sont connectés en parallèle ; le troisième commutateur et un chemin qui interconnecte le quatrième commutateur et la deuxième diode en série sont connectés en parallèle ; la première diode est dans un chemin qui interconnecte le condensateur et la borne positive de l'entrée de la source d'énergie en courant continu en série ; la deuxième diode est dans un chemin qui interconnecte le condensateur et la borne négative de l'entrée de la source d'énergie en courant continu en série ; et le condensateur et le consommateur électrique sont connectés en parallèle dans un chemin qui interconnecte la première diode, le consommateur électrique et la deuxième diode en série. [0006] Comme décrit ci-dessus, la présente invention peut empêcher une décharge in- désirable du condensateur dans le chemin qui interconnecte l'alimentation rechargeable et l'entrée de la source d'énergie en courant continu. [0007] Le système peut comporter : - un convertisseur CA/CC pour convertir de l'énergie en courant alternatif fournie à une entrée de source d'énergie en courant alternatif du véhicule en énergie en courant continu, sachant que la première diode est dans un chemin qui interconnecte la borne positive de l'entrée de source d'énergie en courant continu et une borne positive du convertisseur CA/CC et la deuxième diode est dans un chemin qui interconnecte la borne négative de l'entrée de source d'énergie en courant continu et une borne négative du convertisseur CA/CC. [0008] Le système de source d'énergie comprend optionnellement : - un contrôleur pour contrôler l'ouverture/la fermeture de chacun du premier commutateur, du deuxième commutateur, du troisième commutateur et du quatrième commutateur, dans lequel le contrôleur bascule chacun du premier commutateur et du troisième commutateur à l'état ouvert et bascule chacun du deuxième commutateur et du quatrième commutateur à l'état fermé pour recharger l'alimentation rechargeable dans le véhicule avec l'énergie en courant continu extérieure au véhicule via l'entrée d'énergie en courant continu. 3 Brève description des dessins [0009] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l'analyse des dessins annexés, sur lesquels : [fig.1] La figure 1 est un schéma fonctionnel illustrant un système de source d'énergie pour un véhicule ; [fig.2] La figure 2 est un schéma de circuit décrivant le système de source d'énergie ; [fig.31 La figure 3 est un chronogramme du système de source d'énergie. Description détaillée de modes de réalisation(s) [0010] En référence aux dessins annexés, la présente mise en oeuvre d'un système de source d'énergie selon l'invention est décrite. [0011] Sur la figure 1, la référence 1 désigne généralement un véhicule pourvu d'un système de source d'énergie. Le véhicule 1 comprend un onduleur 3, un consommateur électrique 4, un bloc-batterie 5 et un contrôleur 6. [0012] Le moteur 2 se présente sous la forme, par exemple, d'un moteur synchrone, qui comprend un rotor intégrant un certain nombre d'aimants permanents et un stator comportant des bobines de stator. L'application de tensions alternatives triphasées aux bobines de stator amène le stator à générer un champ magnétique tournant, qui traverse le rotor pour créer un couple. [0013] Le contrôleur 6 commande à l'onduleur 3 d'appliquer de manière contrôlable des tensions alternatives triphasées au moteur 2. L'onduleur 3 crée une tension alternative triphasée en réponse à une commande de couple qui lui est fournie par le contrôleur 6 et la fournit au moteur 2. [0014] Le consommateur électrique 4 comprend toutes sortes de dispositifs qui sont montés sur le véhicule 1 et activés par l'énergie électrique provenant du bloc-batterie 5. Des exemples de tels dispositifs sont un système audio, un système de navigation, un climatiseur, un système d'affichage d'un compteur et des lampes telles que des phares avant. [0015] Le bloc-batterie 5 est conçu pour alimenter en énergie électrique l'onduleur 3 et le consommateur électrique 4. Le bloc-batterie 5 comprend, en tant que source d'énergie, une batterie rechargeable 51 (voir figure 2) qui peut être sous la forme d'une batterie au nickel ou d'une batterie au lithium. [0016] En ce qui concerne le bloc-batterie 5, l'onduleur 3 et le consommateur électrique 4 sont connectés en parallèle. Un convertisseur CA/CC 7 (Courant Alternatif/Courant Continu ou en anglais AC/DC) est relié au bloc-batterie 5 en parallèle de l'onduleur 3 4 et du consommateur électrique 4. Le convertisseur CA/CC 7 peut convertir le courant alternatif, qui peut être fourni à une entrée d'énergie en courant alternatif 8, en courant continu. [0017] La batterie 51 (voir figure 2) est rechargée en énergie électrique à partir d'une source d'énergie en courant continu 10 en couplant un connecteur de charge pour une source d'énergie en courant continu 10 extérieure au véhicule 1 avec une entrée de chargement rapide 9 pour le bloc-batterie 5. L'entrée de charge rapide 9 détecte si le connecteur de charge pour la source d'énergie en courant continu 10 est couplée avec l'entrée de charge rapide 9 et informe le contrôleur 6 du résultat de la détection. [0018] Le bloc-batterie 5 comporte un capteur de tension, un capteur de température et un capteur de courant, qui ne sont pas illustrés. Le capteur de tension est conçu pour détecter une tension de la batterie 51 (voir figure 2). Le capteur de température est conçu pour détecter une température de la batterie 51. Le capteur de courant est conçu pour détecter un courant de recharge vers la batterie 51 et un courant de décharge depuis la batterie 51. [0019] Le contrôleur 6 est une unité informatique qui comprend une unité de traitement centrale (en anglais Central Processing Unit ou CPU), une mémoire vive (en anglais Random Access Memory ou RAM), une mémoire morte (en anglais Read-Only Memory ou ROM), une mémoire flash, des ports d'entrée et des ports de sortie. [0020] La mémoire ROM du contrôleur 6 stocke des programmes lisibles informatiquement, qui permettent à l'unité informatique de fonctionner en tant que contrôleur 6, ainsi que diverses constantes de contrôle et diverses cartes. Ainsi, lorsque l'unité CPU exécute les programmes stockés dans la mémoire ROM, l'unité informatique fonctionne comme contrôleur 6. [0021] Divers capteurs, qui comprennent l'entrée de charge rapide 9, le capteur de tension, le capteur de température et le capteur de courant, sont connectés aux ports d'entrée du contrôleur 6. D'autre part, divers objets de contrôle, comprenant l'onduleur 3, le consommateur électrique 4 et le bloc-batterie 5, sont connectés aux ports de sortie du contrôleur 6. [0022] En référence à la figure 2, l'onduleur 3 comprend un circuit de réduction de bruit. Le circuit de réduction de bruit contient un condensateur 31, un condensateur 32 et un condensateur 33 pour réduire le bruit contenu dans l'énergie électrique fournie à l'onduleur 3. [0023] Un premier commutateur 11 est dans un chemin qui interconnecte une borne positive de la batterie 51 et l'onduleur 3. Un deuxième commutateur 12 est dans un chemin qui interconnecte la borne positive de la batterie 51 et une borne positive de l'entrée de charge rapide 9. [0024] Un troisième commutateur 13 est dans un chemin qui relie la borne négative de la batterie 51 à l'onduleur 3. Un quatrième commutateur 14 est connecté à un chemin qui interconnecte la borne négative de la batterie 51 et la borne négative de l'entrée de charge rapide 9. [0025] Une première diode 21, qui permet au courant électrique de circuler dans un seul sens vers l'onduleur 3 à partir de la borne positive de l'entrée de charge rapide 9, est connectée à un chemin qui interconnecte la borne positive de l'entrée de charge rapide 9 et de l'onduleur 3. [0026] Une deuxième diode 22, qui permet au courant électrique de circuler dans un seul sens en direction de la borne positive de l'entrée de charge rapide 9 depuis l'onduleur 3, est connectée à un chemin qui interconnecte la borne négative de l'entrée de charge rapide 9 et de l'onduleur 3. [0027] Le premier commutateur 11 et une connexion en série, dans laquelle la première diode 21 et le deuxième commutateur 12 sont connectés en série, sont connectés en parallèle. Le troisième commutateur 13 et une connexion en série, dans laquelle la deuxième diode 22 et le quatrième commutateur 14 sont connectés en série, sont connectés en parallèle. [0028] Le premier commutateur 11, l'onduleur 3 et le troisième commutateur 13 sont connectés en série de la batterie 51. [0029] Par rapport à un chemin qui interconnecte la première diode 21, l'onduleur 3 et la deuxième diode 22, le consommateur électrique 4 et l'onduleur 3 sont connectés en parallèle. [0030] La borne positive du convertisseur CA/CC 7 est connectée au premier commutateur 11 et à l'onduleur 3 en un point situé entre eux. La borne négative du convertisseur CA/CC 7 est connectée au troisième commutateur 13 et à l'onduleur 3 en un point situé entre eux. [0031] Le contrôleur 6 commande l'état fermé/l'état ouvert (en anglais ON/OFF) de chacun du premier commutateur 11, du deuxième commutateur 12, du troisième commutateur 13 et du quatrième commutateur 14. [0032] Le contrôleur 6 bascule chacun du premier commutateur 11 et du troisième com- mutateur 13 à l'état ouvert (OFF) en anticipation de la détection du couplage d'un connecteur de charge pour la source d'énergie en courant continu 10 extérieure au véhicule 1 avec l'entrée de charge rapide 9. [0033] Le contrôleur 6 bascule chacun du deuxième commutateur 12 et du quatrième com- mutateur 14 à l'état fermé (ON) en réponse à la détection du couplage du connecteur de charge pour la source d'énergie en courant continu 10 extérieure au véhicule 1 avec l'entrée de charge rapide 9. [0034] La configuration décrite ci-dessus peut arrêter la circulation du courant en sens inverse depuis les condensateurs 31, 32 et 33 pendant la période de charge à partir de 6 l'entrée de charge rapide 9, tout en maintenant l'alimentation en énergie du consommateur électrique 4 pour activer le consommateur électrique 4 tel qu'un climatiseur ou un appareil de chauffage pour lui permettre de fonctionner pendant la période de charge du véhicule 1 à partir de l'entrée de chargement rapide 9. En raison de l'absence de décharge indésirable des condensateurs 31, 32 et 33, le chemin des condensateurs 31, 32 et 33 jusqu'à l'entrée de charge rapide 9 ou jusqu'à l'installation de charge de la source d'énergie en courant continu 10 est moins susceptible de subir une fuite de courant. [0035] En référence maintenant à la figure 3, le système de source d'énergie, auquel la présente mise en oeuvre se rapporte et qui est configuré comme décrit ci-dessus, fonctionne comme suit. [0036] En figure 3, à l'instant tl auquel le commutateur d'allumage est désactivé, le premier commutateur 11 et le troisième commutateur 13 sont désactivés. [0037] Ensuite, à l'instant t2, l'entrée de charge rapide 9 est alimentée (en énergie) une fois la procédure de démarrage pour recharger la batterie 51 terminée commencée en couplant le connecteur de charge pour une source d'énergie en courant continu externe extérieure au véhicule 1 avec l'entrée de charge rapide 9. [0038] A l'instant t3 après que l'entrée de charge rapide 9 ait été alimentée à l'instant t2, le deuxième commutateur 12 et le quatrième commutateur 14 sont activés pour établir (ou fermer) le chemin de charge. [0039] Ensuite, à l'instant t4, l'entrée de charge rapide 9 n'est pas alimentée (c'est-à-dire qu'elle est sans alimentation) lors l'atteinte d'un niveau satisfaisant de recharge de la batterie 51. A l'instant t5 après l'instant t4, le deuxième commutateur 12 et le quatrième commutateur 14 sont désactivés pour interrompre (ou ouvrir) le chemin de charge. [0040] Ensuite, à l'instant t6, lorsque le commutateur d'allumage est activé, le premier com- mutateur 11 et le troisième commutateur 13 sont activés, permettant à la batterie 51 de fournir de l'énergie à l'onduleur 3 et au consommateur électrique 4. [0041] Bien que la divulgation concerne, mais sans s'y limiter, le présent mode de réa- lisation, il apparaîtra clairement à l'homme du métier que des modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre de la présente invention. Toutes ces modifications et leurs équivalents sont destinés à être couverts par la présente invention. [0042] Liste des signes de référence : - 1 véhicule ; - 4 consommateur électrique ; - 6 contrôleur ; - 7 convertisseur CA/CC ; - 8 entrée d'énergie en courant alternatif, qui, dans la présente mise en oeuvre, se présente sous la forme d'un port d'entrée pour de l'énergie en courant alternatif ; 7 - 9 entrée d'énergie en courant continu, qui, dans la présente mise en oeuvre, se présente sous la forme d'une entrée de charge rapide, c'est-à-dire d'un port d'entrée pour charge rapide ; - 10 source d'énergie en courant continu ; - 11 premier commutateur ; - 12 deuxième commutateur ; - 13 troisième commutateur ; - 14 quatrième commutateur ; - 21 première diode ; - 22 deuxième diode ; - 31, 32, 33 condensateur ; - 51 alimentation rechargeable, qui, dans la présente mise en oeuvre, se présente sous la forme d'une batterie. 8 [Revendication 11