Brevet FR3127659A1 — publié le 20230331

L’invention concerne un système d’alimentation électrique (100) incluant : un premier sous-système de tension incluant une première batterie (130) connectée à une charge (140) via un relais (150) ; un second sous-système de tension incluant une seconde batterie (110), la seconde batterie (110) présentant une tension inférieure à celle de la première batterie ; et un convertisseur CC/CC (160) disposé entre le premier sous-système de tension et le second sous-système de tension, dans lequel avant la commutation de la fermeture du relais, le convertisseur CC/CC est configuré pour : fournir une tension inférieure à une tension de la seconde batterie au premier sous-système de tension ; fournir ensuite la tension de la seconde batterie au premier sous-système de tension ; et augmenter ensuite la tension de la seconde batterie pour qu’elle soit égale à une tension de la première batterie et fournir la tension de la seconde batterie au premier sous-système de tension. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Système d’alimentation électrique, convertisseur CC/CC La présente invention se rapporte à un système d’alimentation électrique pourvu de deux sous-systèmes présentant des tensions différentes, et à un convertisseur CC/CC à utiliser dans un tel système d’alimentation électrique. Arrière-plan technologique Habituellement, les systèmes d’alimentation électrique sont généralement configurés sous forme de systèmes d’alimentation électrique de 12 V qui apportent de l’énergie à partir d’une batterie 12 V. Cependant, ces dernières années, on utilise de plus en plus des systèmes d’alimentation électrique de 48 V qui apportent de l’énergie depuis une batterie 48 V. L’utilisation d’un système d’alimentation électrique ayant une tension plus élevée que celle d’un système d’alimentation électrique classique permet à un courant apporté d’être réduit pour la même puissance. Cela permet de s’attendre à une réduction du poids du véhicule, etc. en raison d’une réduction de la perte de puissance durant la transmission de puissance et/ou d’une réduction de l’épaisseur de fils électriques. On s’attend à ce que les systèmes d’alimentation électrique de 48 V soient utilisés également dans des véhicules équipés de systèmes de conduite autonome dans le futur. On suppose que même lors de l’utilisation d’un système d’alimentation électrique de 48 V, un système d’alimentation électrique de 12 V est utilisé avec le système d’alimentation électrique de 48 V dans un véhicule pendant une certaine période afin de faire fonctionner, par exemple, l’électrique et/ou l’électronique existantes dans le véhicule. Combiner le système de 12 V avec le système de 48 V dans un véhicule peut permettre d’obtenir un système d’alimentation électrique redondant qui fournit une redondance d’alimentation électrique. Liste de citations Documentation sur les brevets Document de brevet 1 : JP 2021-29078 A Résumé La montre un schéma de principe illustrant un système d’alimentation électrique 300 pour une automobile qui est équipée à la fois d’un sous-système de 12 V et d’un sous-système de 48 V. Dans le sous-système de 12 V, une batterie 12 V 310 alimente une charge 12 V 320, comme le montre la . Dans le sous-système de 48 V, une batterie 48 V 330 alimente une charge 48 V 340 via un relais principal 350. Comme relais principal 350 est généralement utilisé un relais mécanique. Un convertisseur CC/CC 360 est agencé entre le sous-système de 12 V et le sous-système de 48 V, le convertisseur CC/CC 360 étant configuré pour être actionné de façon bidirectionnelle de telle sorte qu’un échange d’énergie mutuel est possible entre les sous-systèmes de 12 V et de 48 V. Le convertisseur CC/CC 360 inclut un circuit élévateur et abaisseur 361, un commutateur d’isolation côté 12 V 362 pour commuter un état connecté du convertisseur CC/CC 360 sur la batterie 12 V 310, un commutateur d’isolation côté 48 V 363 pour commuter un état connecté du convertisseur CC/CC 360 sur la batterie 48 V 330 et un dispositif de commande 364. Le commutateur d’isolation côté 12 V 362 et le commutateur d’isolation côté 48 V 363 sont formés par des MOSFET, le commutateur d’isolation côté 12 V 362 étant configuré avec une connexion dos à dos afin d’empêcher un reflux de courant. Le dispositif de commande 364 est formé, par exemple, par une CPU et configuré pour commander l’opération élévation/abaissement du circuit élévateur et abaisseur 361 ainsi que l’opération d’ouverture/fermeture du commutateur d’isolation côté 12 V 362 et/ou du commutateur d’isolation côté 48 V 363. Dans le sous-système de 48 V, une capacité C existe parallèlement à la charge 48 V 340. Il s’agit d’une capacité qui est générée, par exemple, par un composant capacitif qui est propre à la charge 48 V 340, et/ou par une(des) capacité(s) parasite(s) existant dans le sous-système de 48 V. Généralement, la capacité C est déchargée lorsque l’allumage est désactivé et le relais principal 350 est commuté pour s’ouvrir. Dans le système d’alimentation électrique 300, lorsque le relais principal 350 est commuté pour être fermé depuis son état ouvert avec la capacité C qui n’est pas chargée, un courant d’appel élevé s’écoule dans le relais principal 350 depuis la batterie 48 V 330, ce qui peut résulter dans le soudage du relais principal 350. Dans le système d’alimentation électrique 300, la capacité C est préchargée à l’aide de la batterie 12 V 310 afin d’empêcher le relais principal 350 d’être soudé en raison d’un tel courant d’appel. Plus spécifiquement, avant la commutation de la fermeture du relais principal 350, la capacité C est chargée avec une tension de 12 V fournie par la batterie 12 V 310, et le convertisseur CC/CC 360 est ensuite actionné pour augmenter la tension de 12 à 48 V pour charger la capacité C. En utilisant une telle séquence de charge progressive, une différence de tension entre la batterie 48 V 330 et la capacité C est éliminée avant la commutation de la fermeture du relais principal 350. De cette manière, on évite le soudage, dû au courant d’appel, du relais principal 350. D’autre part, un courant d’appel est également généré durant la précharge de la capacité C à l’aide de la batterie 12 V 310, le courant d’appel s’écoulant à travers le convertisseur CC/CC 360 depuis la batterie 12 V 310 dans la capacité C. Ce courant d’appel peut résulter dans une charge appliquée aux circuits internes du convertisseur CC/CC 360, en particulier au commutateur d’isolation côté 12 V 362. Ce problème peut survenir non seulement avec des systèmes d’alimentation électrique, mais également avec tout système d’alimentation électrique qui inclut deux batteries différentes présentant des tensions différentes et un convertisseur CC/CC. Par conséquent, un objectif de la présente invention consiste à fournir un système d’alimentation électrique incluant un convertisseur CC/CC et des batteries dans deux sous-systèmes présentant des tensions différentes ce qui permet à un circuit interne du convertisseur CC/CC d’être protégé durant la précharge pour une protection de relais coté tension élevée. Afin de réaliser l’objectif tel que décrit ci-dessus, un système d’alimentation électrique selon un premier aspect de la présente invention inclut : un premier sous-système de tension incluant une première batterie connectée à une charge via un relais ; un second sous-système de tension incluant une seconde batterie, la seconde batterie présentant une tension inférieure à celle de la première batterie ; et un convertisseur CC/CC disposé entre le premier sous-système de tension et le second sous-système de tension, dans lequel avant la commutation de la fermeture du relais, le convertisseur CC/CC est configuré pour : fournir une tension inférieure à une tension de la seconde batterie au premier sous-système de tension ; fournir ensuite la tension de la seconde batterie au premier sous-système de tension ; et augmenter ensuite la tension de la seconde batterie pour qu’elle soit égale à une tension de la première batterie et fournir la tension de la seconde batterie au premier sous-système de tension. Afin de réaliser l’objectif tel que décrit ci-dessus, un convertisseur CC/CC selon un deuxième aspect de la présente invention est configuré pour être disposé entre un premier sous-système de tension et un second sous-système de tension, le premier sous-système de tension incluant une première batterie connectée à une charge via un relais et le second sous-système de tension incluant une seconde batterie, la seconde batterie présentant une tension inférieure à celle de la première batterie, avant la commutation de la fermeture du relais, le convertisseur CC/CC étant configuré pour : fournir une tension inférieure à une tension de la seconde batterie au premier sous-système de tension ; fournir ensuite la tension de la seconde batterie au premier sous-système de tension ; et augmenter ensuite la tension de la seconde batterie pour qu’elle soit égale à une tension de la première batterie et fournir la tension de la seconde batterie au premier sous-système de tension. Brève description des figures La montre une configuration d’un système d’alimentation électrique selon un mode de réalisation ; La montre un exemple de configuration d’un circuit élévateur/abaisseur ; La montre une illustration de fonctionnement du système d’alimentation électrique selon le mode de réalisation ; et La montre une configuration d’un système d’alimentation électrique classique équipé de batteries de deux sous-systèmes. Système d’alimentation électrique (100) comprenant : un premier sous-système de tension incluant une première batterie (130) connectée à une charge (140) via un relais (150) ; un second sous-système de tension incluant une seconde batterie (110), la seconde batterie (110) présentant une tension inférieure à celle de la première batterie (130) ; et un convertisseur CC/CC (160) disposé entre le premier sous-système de tension et le second sous-système de tension, dans lequel avant la commutation de la fermeture du relais (150), le convertisseur CC/CC (160) est configuré pour : fournir une tension inférieure à une tension de la seconde batterie (110) au premier sous-système de tension ; fournir ensuite la tension de la seconde batterie (110) au premier sous-système de tension ; et augmenter ensuite la tension de la seconde batterie (110) pour qu’elle soit égale à une tension de la première batterie (130) et fournir la tension de la seconde batterie (110) au premier sous-système de tension. Système d’alimentation électrique (100) selon la revendication 1, dans lequel le convertisseur CC/CC (160) inclut un dispositif électronique (167) configuré pour être actionné avec une tension inférieure à la tension de la seconde batterie (110). Système d’alimentation électrique (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le convertisseur CC/CC (160) inclut un commutateur (162) configuré pour commuter un état connecté du convertisseur CC/CC (160) sur la seconde batterie (110), et dans lequel le convertisseur CC/CC (160) est configuré pour fournir, depuis un côté plus proche du premier sous-système de tension par rapport au commutateur (162), la tension inférieure à la tension de la seconde batterie (110) au premier sous-système de tension. Convertisseur CC/CC (160) configuré pour être disposé entre un premier sous-système de tension et un second sous-système de tension, dans lequel le premier sous-système de tension inclut une première batterie (130) connectée à une charge (140) via un relais (150) et le second sous-système de tension inclut une seconde batterie (110), la seconde batterie (110) présentant une tension inférieure à celle de la première batterie (130), dans lequel avant la commutation de la fermeture du relais (150), le convertisseur CC/CC (160) est configuré pour : fournir une tension inférieure à une tension de la seconde batterie (110) au premier sous-système de tension ; fournir ensuite la tension de la seconde batterie (110) au premier sous-système de tension ; et augmenter ensuite la tension de la seconde batterie (110) pour qu’elle soit égale à une tension de la première batterie (130) et fournir la tension de la seconde batterie (110) au premier sous-système de tension.