Brevet FR3081635A1 — publié le 20191129

PROCEDE DE PROTECTION THERMIQUE D'UN COMPRESSEUR ELECTRIQUE ET COMPRESSEUR ELECTRIQUE ASSOCIE La présente invention concerne le domaine des compresseurs électriques, et plus particulièrement un procédé de protection thermique d'un compresseur électrique et le compresseur électrique associé. Dans le cadre de l'invention, un compresseur électrique est un dispositif, utilisé pour suralimenter un moteur à combustion essence, Diesel, gaz, éthanol, ou à pile à combustible, fonctionnant avec un moteur électrique. Plus précisément, le compresseur comporte une roue de compresseur entrainée par un moteur électrique. Le compresseur électrique est placé sur la ligne d'admission d'air d'un moteur à combustion. Le compresseur électrique joue le même rôle que le turbocompresseur, à savoir augmenter la pression d'admission des gaz dans le moteur. L'utilisation du compresseur électrique est envisagée pour différents besoins, allant de l'amélioration du temps de réponse global de la boucle d'air moteur à l'augmentation du couple maximal moteur voire de la puissance spécifique d'un moteur thermique, en passant par l'amélioration de la dépollution ou encore le réchauffement des gaz admis dans des conditions froides. Quelle que soit l'utilisation envisagée du compresseur dans un moteur thermique, il est nécessaire de mettre en place une stratégie de protection thermique du compresseur. En effet, suivant les conditions d'utilisation, les différents composants internes du produit vont s'échauffer pouvant conduire à une diminution de leur durée de vie en cas de dépassement de leur température maximale de fonctionnement, ce qui entraine des défaillances du compresseur électrique. Actuellement, les protections thermiques se basent sur différents capteurs physiques embarqués, associés ou non à un modèle thermique du produit. Les températures des éléments tournants sont souvent très difficiles à estimer via cette méthode. 2 La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé de protection thermique du compresseur permettant d'obtenir une température directement dans le moteur du compresseur. 5 Pour cela la présente invention propose un procédé de protection thermique d'un compresseur électrique comportant les étapes de : - mesurer la tension ou le courant de phase pendant une phase à vide du moteur, par exemple une décélération, - déterminer la température du rotor en utilisant une cartographie, 10 - comparer la température déterminée avec une valeur de référence prédéterminée, - si la température du rotor est supérieure à une valeur de référence, mise en place d'une stratégie de protection thermique. Le procédé permet ainsi de déterminer la température du rotor et mettre en oeuvre une stratégie permettant de protéger le compresseur lorsque la température augmente. 15 Selon un mode de réalisation de l'invention, la cartographie définit la température du rotor en fonction de la force contre électromotrice. Selon un mode de réalisation de l'invention, la force contre électromotrice est déterminée via une mesure de tension du moteur en circuit ouvert pendant une phase à vide du moteur. 20 Selon un mode de réalisation de l'invention, la force contre électromotrice est déterminée via une mesure de courant de phase du moteur en circuit fermé pendant une phase à vide du moteur. Selon un mode de réalisation de l'invention, la température du rotor, lors de l'établissement de la cartographie, est réalisée avec un laser ou un capteur. 25 L'invention concerne également le compresseur électrique mettant en oeuvre le procédé de protection thermique selon l'invention, comportant des éléments de protection thermique intégrés dans l'électronique du compresseur 3 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant à la figure annexée, donnée à titre d'exemple et représentant de façon schématique le 5 procédé selon l'invention. La présente invention concerne un procédé de protection thermique d'un compresseur électrique et le compresseur électrique associé. Dans le cadre de l'invention, on entend par compresseur électrique, un 10 compresseur d'air, volumétrique ou non et par exemple centrifuge ou radial, entraîné par un moteur électrique, dans le but de suralimenter un moteur thermique. Selon un mode de réalisation de l'invention. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à reluctance variable (également appelée machine SRM pour Switched Reluctance Motor 15 selon la terminologie anglaise). Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à aimants permanents. Dans le cadre de l'invention, le compresseur électrique comporte un moteur électrique formé de manière classique par un rotor et un stator. 20 Le procédé consiste à estimer la température du rotor afin de déterminer si une protection du compresseur électrique est nécessaire. C'est-à-dire que, si la température mesurée du rotor est supérieure à une valeur de référence, une protection du compresseur électrique est mise en place. Selon un mode de réalisation de l'invention, la température du rotor est 25 directement déduite de la valeur de la force contre électromotrice, (également appelée « back EMF ou bEMF » selon la terminologie anglaise). En effet, à iso conditions de fonctionnement du compresseur, la valeur de la force contre électromotrice varie en fonction de la température du rotor. 4 Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé consiste à établir une cartographie de la température du rotor en fonction de la force contre électromotrice. Cette cartographie sert ensuite à déterminer directement la température du rotor lors du fonctionnement du compresseur. 5 Selon une première variante de réalisation de l'invention, la force contre électromotrice est déterminée via une mesure de tension du moteur en circuit ouvert pendant une phase à vide du moteur, et par exemple lors d'une phase de décélération. Selon une deuxième variante de réalisation de l'invention, la force contre électromotrice est déterminée via une mesure de courant de phase du moteur en circuit 10 fermé pendant une phase à vide du moteur, et par exemple lors d'une phase de décélération. Selon ces deux variantes, à chaque mesure de la force contre électromotrice, une mesure de la température du rotor est réalisée. Une cartographie de la température du rotor en fonction de la force contre électromotrice est ainsi établie. Cette cartographie 15 est ensuite utilisée pour déterminer la température du rotor directement en mesurant la tension ou le courant de phase. Selon un mode de réalisation de l'invention la mesure de la température du rotor, lors de l'établissement de la cartographie, est réalisée avec un laser ou un capteur. Selon un mode de réalisation, le procédé de protection thermique comprend les 20 étapes suivantes : mesurer la tension ou le courant de phase pendant une phase à vide du moteur, par exemple une décélération, déterminer la température du rotor en utilisant la cartographie, comparer la température déterminée avec une valeur consigne prédéterminée, 25 si la température du rotor est supérieure à une valeur de référence, mise en place d'une stratégie de protection thermique. Selon un mode de réalisation de l'invention, la valeur de référence est 150°C. 5 Selon un mode de réalisation de l'invention, la stratégie de protection thermique consiste à déterminer le composant critique en intégrant cette température du rotor en vue de limiter les performances. Le procédé permet ainsi de déterminer la température du rotor et mettre en 5 oeuvre une stratégie permettant de protéger le compresseur lorsque la température augmente. Plus précisément, le procédé permet d'éviter l'échauffement des composants du compresseur, pouvant conduire à une diminution de leur durée de vie en cas de dépassement de leur température maximale de fonctionnement, ce qui entraine des défaillances du compresseur électrique 10 Pour mettre en oeuvre ce procédé de protection thermique, le compresseur électrique comporte des éléments de protection thermique intégrés dans l'électronique du compresseur. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans 15 s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, REVENDICATIONS1. Procédé (1) de protection thermique d'un compresseur électrique comportant les étapes de : - mesurer (10) la tension ou le courant de phase pendant une phase à vide du moteur, par exemple une décélération, - réaliser une cartographie, - déterminer (20) la température du rotor en utilisant la cartographie, - comparer (30) la température déterminée avec une valeur de référence prédéterminée, - si la température du rotor est supérieure à une valeur de référence, mise en place (40) d'une stratégie de protection thermique. 2. Procédé (1) de protection thermique selon la revendication 1 dans lequel la cartographie définit la température du rotor en fonction de la force contre électromotrice. 3. Procédé (1) de protection thermique selon la revendication 2, dans lequel la force contre électromotrice est déterminée via une mesure de tension du moteur en circuit ouvert pendant une phase à vide du moteur. 4. Procédé (1) de protection thermique selon la revendication 2, dans lequel la force contre électromotrice est déterminée via une mesure de courant de phase du moteur en circuit fermé pendant une phase à vide du moteur. 5. Procédé (1) de protection thermique selon une des revendications 2 à 4, dans lequel la mesure de température, lors de l'établissement de la cartographie, est réalisée avec un laser ou un capteur. 6. Compresseur électrique mettant en oeuvre le procédé de protection thermique selon une des revendications 1 à 5, comportant des éléments de protection thermique intégrés dans l'électronique du compresseur.