Brevet FR3134188A1 — publié le 20231006

L’invention concerne un procédé de diagnostic électronique d’une chaîne de traction électrique pour véhicule automobile électrique ou hybride, la chaîne de traction comprenant une batterie (10) électrique, une machine électrique (M), un onduleur (20) connecté entre la batterie (10) et la machine électrique (M), et une capacité de liaison (C 20 ) connectée en parallèle entre la batterie (10) et l’onduleur (20), le procédé de diagnostic comprenant les étapes : de commande (E2) en continu de l’augmentation de la fréquence de pilotage de la machine électrique (M), de détermination (E4) de la variation de la transformée de Fourrier de la variation de courant entre l’ensemble comprenant la batterie (10) et la capacité de liaison (C 20 ) et entre l’onduleur (20), pour chaque fréquence de pilotage : de détection (E5) d’une anomalie, sinon, de détermination (E6) lorsque ladite valeur de fréquence de pilotage est optimale. Figure pour l’abrégé : Fig 1 Procédé de diagnostic électronique d’une chaîne de traction électrique pour véhicule automobile L’invention concerne le domaine des véhicules électriques ou hybrides et plus précisément un procédé de diagnostic pour onduleur de véhicule hybride ou électrique. De manière connue, un véhicule hybride comprend une batterie, une machine électrique et un moteur thermique. La machine électrique est apte à fonctionner selon deux modes de fonctionnement : un mode de fonctionnement moteur, dans lequel la machine électrique convertit de l’énergie électrique fournie par la batterie en énergie mécanique afin de démarrer le moteur thermique, et un mode de fonctionnement générateur, dans lequel la machine électrique convertit l’énergie mécanique de rotation du moteur thermique en énergie électrique stockée dans la batterie. Notamment, la machine électrique et la batterie permettent d’alimenter en énergie électrique le réseau électrique du véhicule afin d’alimenter en tension continue divers équipements du véhicule. Dans le cas d’une machine électrique triphasée, la machine électrique comprend couramment trois bobines. Afin de piloter la machine électrique, un onduleur est connecté entre la batterie et la machine électrique. Dans le cas présent, l’onduleur est apte à générer trois courants alternatifs déphasés les uns par rapport aux autres, à partir de la tension fournie par la batterie. Chaque courant alternatif généré permet d’alimenter une bobine de la machine électrique. Pour générer les trois courants alternatifs, l’onduleur comprend trois niveaux de puissance. Chaque niveau de puissance comprend un premier transistor MOSFET dit « haut » puisque son drain est connecté à la batterie et un deuxième transistor MOSFET dit « bas » puisque sa source est reliée à la masse. Le drain du transistor bas est relié à la source du transistor haut. C’est au point milieu reliant les deux transistors qu’est généré le courant pour alimenter la bobine correspondante de la machine électrique. Les transistors utilisés peuvent également être de type bipolaire à grille isolée. Cependant, chaque élément de la chaîne de traction s’use. Par exemple, chaque transistor, destiné à commuter de nombreuses fois, subit des pertes de commutation. Un dysfonctionnement d’un transistor pourrait entraîner le dysfonctionnement de l’onduleur. Afin de détecter un dysfonctionnement de l’onduleur, il est connu de mesurer la tension entre le drain et la source de chaque transistor MOSFET et de comparer les valeurs mesurées avec des valeurs de références. La tension entre le drain et la source est représentative de la résistance résiduelle du transistor MOSFET. En effet, un transistor grillé présente une résistance résiduelle très élevée. De plus, des éléments usés peuvent également provoquer un bruit dérangeant pour l’utilisateur du véhicule et accroitre la consommation en énergie électrique du véhicule. Cela est par exemple le cas de l’inductance d’entrée, désignant le filtre CEM pour « Compatibilité électromagnétique », connecté à l’entrée de l’onduleur. Il existe donc le besoin d’une solution permettant de pallier, au moins partiellement, aux inconvénients décrits précédemment. A cette fin, l’invention concerne un procédé de diagnostic électronique d’une chaîne de traction électrique pour véhicule automobile électrique ou hybride, la chaîne de traction comprenant une batterie électrique, une machine électrique, un onduleur connecté entre la batterie et la machine électrique, et une capacité de liaison connectée en parallèle entre la batterie et l’onduleur, le procédé de diagnostic comprenant les étapes : de commande en continu de l’augmentation de la fréquence de pilotage de la machine électrique d’une valeur minimale vers une valeur maximale, de mesure en continu de la valeur du courant entre l’ensemble comprenant la batterie et la capacité et entre l’onduleur pendant l’étape de commande, de détermination de la variation de la transformée de Fourrier de la variation de courant reçue en fonction de la fréquence de pilotage, pour chaque fréquence de pilotage : de détection d’une anomalie si au moins une valeur de la transformée de Fourrier est hors d’un intervalle de transformée de Fourrier prédéfini pour ladite fréquence de pilotage, sinon, de détermination lorsque ladite valeur de fréquence de pilotage est optimale si la valeur de la transformée de Fourrier pour ladite fréquence de pilotage est inférieure à un seuil prédéfini. Ainsi, le procédé permet de détecter une anomalie, permettant de signifier une anomalie de dysfonctionnement de l’onduleur, à partir de la mesure de variation de courant pendant la variation de la fréquence de pilotage de la machine électrique et de la transformée de Fourrier de la variation de courant ainsi mesurée. De plus, le procédé permet également de déterminer au moins une fréquence de pilotage optimale, permettant d’obtenir un fonctionnement efficace et optimal de la machine électrique. De préférence, le procédé comprend avant l’étape de commande de l’augmentation de la fréquence de pilotage, une étape de détection lorsque la vitesse du véhicule est sensiblement constante. De préférence encore, le procédé comprend une phase préliminaire de détection des conditions environnementales permettant de mettre en œuvre le procédé présenté ici. De préférence encore, la valeur minimale de la fréquence de pilotage est comprise entre 18.0 et 19.5 KHz et la valeur maximale de la fréquence de pilotage est comprise entre 20.5 et 22.0 KHz. De manière avantageuse, la machine électrique comprenant au moins deux bobines, l’onduleur comprenant au moins deux circuits de puissance, chaque circuit de puissance comprenant un premier interrupteur dit «haut », connecté entre la batterie et un point milieu propre audit circuit de puissance, et un deuxième interrupteur dit « bas », connecté entre le point milieu et une masse, chaque circuit de puissance étant apte à fournir un courant alternatif en son point milieu , chaque circuit de puissance étant relié à une bobine de la machine électrique via son point milieu, chaque interrupteur haut et chaque interrupteur bas est caractérisé par une fréquence de commutation, l’étape de commande de la fréquence de pilotage de la machine électrique désignant l’étape de commande de la fréquence de commutation des interrupteurs de chaque circuit de puissance de l’onduleur. L‘invention concerne également un produit programme d’ordinateur remarquable en ce qu’il comporte un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ou plusieurs processeurs, configurent le ou les processeurs pour mettre en œuvre un procédé tel que présenté précédemment. L’invention concerne également une unité de commande d’une chaîne de traction électrique pour véhicule automobile électrique ou hybride, la chaîne de traction comprenant une batterie électrique, une machine électrique, un onduleur connecté entre la batterie et la machine électrique, et une capacité de liaison connectée en parallèle entre la batterie et l’onduleur, l’unité de commande étant apte à mettre en œuvre le procédé tel que présenté précédemment. De préférence, la machine électrique comprenant au moins trois bobines, l’onduleur comprenant au moins trois circuits de puissance, chaque circuit de puissance comprenant un premier interrupteur dit «haut », connecté entre la batterie et un point milieu propre audit circuit de puissance, et un deuxième interrupteur dit « bas », connecté entre le point milieu et une masse, chaque circuit de puissance étant apte à fournir un courant alternatif en son point milieu, chaque circuit de puissance étant relié à une bobine de la machine électrique via son point milieu, chaque interrupteur haut et chaque interrupteur bas est caractérisé par une fréquence de commutation, l’unité de commande étant apte à mettre en œuvre le procédé tel que présenté précédemment. L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant une chaîne de traction électrique, la chaîne de traction comprenant une batterie électrique, une machine électrique, un onduleur connecté entre la batterie et la machine électrique, une capacité de liaison connectée en parallèle entre la batterie et l’onduleur, et une unité de commande telle que présentée précédemment. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La est une vue schématique d’une chaîne de traction électrique d’un véhicule électrique ou hybride selon l’invention. La est une illustration détaillée d’un onduleur et d’une machine électrique selon la . La est une illustration du procédé selon l’invention. Procédé de diagnostic électronique d’une chaîne de traction électrique pour véhicule automobile électrique ou hybride, la chaîne de traction comprenant une batterie (10) électrique, une machine électrique (M), un onduleur (20) connecté entre la batterie (10) et la machine électrique (M), et une capacité de liaison (C 20 ) connectée en parallèle entre la batterie (10) et l’onduleur (20), le procédé de diagnostic comprenant les étapes : de commande (E2) en continu de l’augmentation de la fréquence de pilotage de la machine électrique (M) d’une valeur minimale vers une valeur maximale, de mesure (E3) en continu de la valeur du courant entre l’ensemble comprenant la batterie (10) et la capacité de liaison (C20) et entre l’onduleur (20) pendant l’étape de commande (E2), de détermination (E4) de la variation de la transformée de Fourrier de la variation de courant reçue en fonction de la fréquence de pilotage, pour chaque fréquence de pilotage : de détection (E5) d’une anomalie si au moins une valeur de la transformée de Fourrier est hors d’un intervalle de transformée de Fourrier prédéfini pour ladite fréquence de pilotage, sinon, de détermination (E6) lorsque ladite valeur de fréquence de pilotage est optimale si la valeur de la transformée de Fourrier pour ladite fréquence de pilotage est inférieure à un seuil prédéfini. Procédé selon la revendication précédente comprenant, avant l’étape de commande (E2) de l’augmentation de la fréquence de pilotage, une étape de détection (E1) lorsque la vitesse du véhicule est sensiblement constante. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la valeur minimale de la fréquence de pilotage est comprise entre 18.0 et 19.5 KHz et la valeur maximale de la fréquence de pilotage est comprise entre 20.5 et 22.0 KHz. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, la machine électrique (M) comprenant au moins deux bobines (L1, L2, L3), l’onduleur (20) comprenant au moins deux circuits de puissance (C1, C2, C3), chaque circuit de puissance (C1, C2, C3) comprenant un premier interrupteur dit «haut » (I h1 , I h2 , I h3 ), connecté entre la batterie (10) et un point milieu (PM1, PM2, PM3) propre audit circuit de puissance (C1, C2, C3), et un deuxième interrupteur dit « bas » (I l1 , I l2 , I l3 ), connecté entre le point milieu (PM1, PM2, PM3) et une masse, chaque circuit de puissance (C1, C2, C3) étant apte à fournir un courant alternatif en son point milieu (PM1, PM2, PM3), chaque circuit de puissance (C1, C2, C3) étant relié à une bobine (L1, L2, L3) de la machine électrique (M) via son point milieu (PM1,PM2, PM3), chaque interrupteur haut (I h1 , I h2 , I h3 ) et chaque interrupteur bas (I l1 , I l2 , I l3 ) est caractérisé par une fréquence de commutation, l’étape de commande de la fréquence de pilotage de la machine électrique (M) désignant l’étape de commande de la fréquence de commutation des interrupteurs (I h1 , I h2 , I h3 , I l1 , I l2 , I l3 ) de chaque circuit de puissance (C1, C2 , C3) de l’onduleur (20). Produit programme d’ordinateur caractérisé en ce qu’il comporte un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ou plusieurs processeurs, configurent le ou les processeurs pour mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconques des revendications 1 à 4. Unité de commande (30) d’une chaîne de traction électrique pour véhicule automobile électrique ou hybride, la chaîne de traction comprenant une batterie (10) électrique, une machine électrique (M), un onduleur (20) connecté entre la batterie (10) et la machine électrique (M), et une capacité de liaison (C 20 ) connectée en parallèle entre la batterie (10) et l’onduleur (20), l’unité de commande (30) étant apte à mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3. Unité de commande (30) selon la revendication précédente, la machine électrique (M) comprenant au moins trois bobines (L1, L2, L3), l’onduleur (20) comprenant au moins trois circuits de puissance (C1, C2, C3), chaque circuit de puissance (C1, C2, C3) comprenant un premier interrupteur dit «haut » (I h1 , I h2 , I h3 ), connecté entre la batterie (10) et un point milieu (PM1, PM2, PM3) propre audit circuit de puissance (C1, C2, C3), et un deuxième interrupteur dit « bas » (I l1 , I l2 , I l3 ), connecté entre le point milieu (PM1, PM2, PM3) et une masse, chaque circuit de puissance (C1, C2, C3) étant apte à fournir un courant alternatif en son point milieu (PM1, PM2, PM3), chaque circuit de puissance (C1, C2, C3) étant relié à une bobine (L1, L2, L3) de la machine électrique (M) via son point milieu (PM1,PM2, PM3), chaque interrupteur haut (I h1 , I h2 , I h3 ) et chaque interrupteur bas (I l1 , I l2 , I l3 ) est caractérisé par une fréquence de commutation, l’unité de commande (30) étant apte à mettre en œuvre le procédé selon la revendication 4. Véhicule automobile comprenant une chaîne de traction électrique, la chaîne de traction comprenant une batterie (10) électrique, une machine électrique (M), un onduleur (20) connecté entre la batterie (10) et la machine électrique (M), une capacité de liaison (C 20 ) connectée en parallèle entre la batterie (10) et l’onduleur (20), et une unité de commande (30) selon la revendication 6.