Brevet FR3146841A1 — publié le 20240927

Un aspect de l’invention concerne un procédé 100 de protection électrique d'éléments conducteurs d’un réseau électrique de puissance d’une une chaîne de traction hybride ou électrique, ledit réseau électrique de puissance comportant une pluralité de composants électriques connectés entre eux au moyen desdits éléments conducteurs et alimentés électriquement par une batterie de puissance, ledit procédé 100 comportant les étapes de : Déterminer 101 une température d'au moins un élément conducteur ; Déterminer 102 un courant maximal ou une puissance maximale admissible par ledit élément conducteur en fonction de ladite température déterminée ; Piloter 103 en courant ou en puissance électrique ladite batterie de puissance de façon à ne pas dépasser ledit courant maximal ou ladite puissance maximale admissible déterminé(e) ; Déterminer 104 une augmentation du temps de recharge de ladite batterie de puissance en fonction dudit courant maximal ou de ladite puissance maximale admissible déterminé(e) ; et Afficher 105 ledit temps de recharge déterminé. Figure 2. PROCEDE DE PROTECTION ELECTRIQUE D'ELEMENTS CONDUCTEURS D'UNE CHAINE DE TRACTION HYBRIDE OU ELECTRIQUE Un aspect de l’invention se rapporte à un procédé de protection électrique d'éléments conducteurs appartenant à une chaîne de traction hybride ou électrique pour véhicule automobile. On connaît des chaînes de traction électrique de véhicule automobile comportant une machine électrique. Cette machine électrique est apte à fonctionner en mode moteur pour assurer une traction du véhicule seule, et est également apte à fonctionner en mode générateur pour fournir de l'énergie à une batterie de puissance du véhicule. A cet effet, la machine électrique est alimentée par la batterie de puissance. La batterie de puissance présente, par exemple, une tension de fonctionnement de l’ordre de 400 Volts. D'autres composants électriques peuvent également être connectés à la batterie de puissance. Les composants sont reliés électriquement à la batterie de puissance au moyen d'éléments conducteurs de type câbles. En raison de contraintes d’implantation de l’architecture, il peut être nécessaire de limiter la section des câbles utilisés. Or, les éléments conducteurs sont sensibles à la température. Il existe donc le besoin de pouvoir superviser en temps réel la température des éléments conducteurs afin d'éviter les surintensités susceptibles de les endommager. Il est connu du document FR-A1-3109225 un procédé de protection électrique d'éléments conducteurs appartenant à une chaîne de traction hybride comportant une étape de piloter en puissance électrique un composant électrique relié électriquement à un élément conducteur de façon à ne pas dépasser une puissance maximale admissible prédéterminée. Le but de l'invention est notamment de proposer un procédé de protection électrique d'éléments conducteurs appartenant à une chaîne de traction hybride ou électrique permettant au conducteur du véhicule de déterminer l’influence de cette protection sur la recharge de sa batterie de puissance. Dans ce contexte, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un procédé de protection électrique d'éléments conducteurs d’un réseau électrique de puissance d’une une chaîne de traction hybride ou électrique, le réseau électrique de puissance comportant une pluralité de composants électriques connectés entre eux au moyen des éléments conducteurs et alimentés électriquement par une batterie de puissance, le procédé comportant les étapes, exécutées par des moyens de contrôle de la chaine de traction, de : Déterminer une température d'au moins un élément conducteur ; Déterminer un courant maximal ou une puissance maximale admissible par l'élément conducteur en fonction de la température déterminée ; Piloter en courant ou en puissance électrique la batterie de puissance de façon à ne pas dépasser le courant maximal ou la puissance maximale admissible déterminé(e) ; Déterminer une augmentation du temps de recharge de la batterie de puissance en fonction du courant maximal ou de la puissance maximale admissible déterminé(e) ; et Afficher le temps de recharge déterminé. Grâce à l’invention, le courant ou la puissance électrique d’un composant électrique relié électriquement à un élément conducteur sous surveillance est limité(e) de façon à ne pas dépasser le courant maximal ou la puissance maximale admissible déterminé(e). L’élément conducteur est ainsi protégé d’une surchauffe risquant de l’endommager. En outre, le temps de recharge de la batterie de puissance est déterminé en fonction de cette limitation et est indiquée au conducteur. Le conducteur est ainsi informé du temps de recharge et peut décider ou non de recharger sa batterie de traction. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé selon l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Selon un aspect non limitatif de l’invention, l’augmentation du temps de recharge est déterminée en fonction du courant maximal ou de la puissance maximale admissible déterminé(e), de la température déterminée et d’un niveau de charge de la batterie de puissance. Selon un aspect non limitatif de l’invention, la température de l'élément conducteur est déterminée à partir d'un modèle thermique tenant compte d'un courant traversant l’élément conducteur, d'une température d'un composant électrique proche de l’élément conducteur, de phénomènes de convection entre l’élément conducteur et le composant électrique proche, d’une température ambiante autour du composant électrique proche et de phénomènes de capacité thermique de l’élément conducteur. Selon un aspect non limitatif de l’invention, la température ambiante est prédéterminée et correspond à une température maximale du pays ou est utilisée la chaîne de traction. Selon un aspect non limitatif de l’invention, le courant maximal ou la puissance maximale admissible est déterminé(e) au moyen d’une cartographie. Selon un aspect non limitatif de l’invention, le procédé comporte en outre une étape de réduire le courant maximal ou la puissance maximale admissible lorsque la température de l'élément conducteur dépasse un premier seuil de température pendant une première période. Selon un aspect non limitatif de l’invention, le courant maximal ou la puissance maximale admissible est réduit(e) à zéro lorsque la température de l'élément conducteur dépasse le premier seuil de température pendant la première période. Selon un aspect non limitatif de l’invention, lorsque la température de l'élément conducteur est en deçà d’un deuxième seuil de température pendant une deuxième période, le procédé comporte une étape de stopper l’étape de réduire. Selon un aspect non limitatif de l’invention, l'élément conducteur est choisi parmi : un câble, une piste électrique, ou un connecteur. Un autre aspect de l’invention se rapporte à un véhicule automobile électrique ou hybride comportant des moyens de contrôle agencés pour exécuter les étapes du procédé selon l’un quelconque des aspects de l’invention précités. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. illustre, de façon schématique, un véhicule automobile électrique selon un exemple de réalisation non limitatif de l’invention. illustre, de façon schématique, un procédé de protection électrique d'éléments conducteurs selon une mise en oeuvre non limitative de l’invention. Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. Plus particulièrement, la illustre un véhicule automobile électrique 1 selon un aspect de l’invention. Le véhicule 1 comporte une chaîne de traction 2 électrique comportant un réseau électrique de puissance 3 comportant une pluralité de composants électriques connectés entre eux au moyen d’éléments conducteurs et alimentés électriquement par une batterie de puissance 4 présentant, par exemple, une tension de fonctionnement égale ou supérieur à 400 Volts Les composants électriques du réseau électrique de puissance 3 peuvent par exemple être formés par la batterie de puissance 4, une machine électrique 5, un BEPR 6 et un chargeur embarqué 7. La machine électrique 5 est apte à fonctionner en mode moteur pour assurer une traction du véhicule 1 seule. Cette machine électrique 5 est également apte à fonctionner en mode générateur pour fournir de l'énergie à la batterie de puissance 4. Le BEPR 6 (pour Boitier Embase Prise de Recharge) est utilisé pour connecter la batterie de puissance 4 à une borne de recharge électrique extérieure au véhicule 1 et permettre le rechargement de la batterie de puissance 4. Le chargeur embarqué 7 permet, quant à lui, de charger la batterie de puissance 4, un tel chargeur embarqué 7 étant couramment désigné par l'homme du métier sous l'acronyme OBC pour « On Board Charger » en anglais. Les composants électriques du réseau électrique de puissance 3 sont reliés entre eux par des éléments conducteurs 8, 8 1, comme un câble, une piste électrique, ou un connecteur. Le véhicule 1 comporte en outre des moyens de contrôle 9 agencés pour exécuter les étapes du procédé 100 de protection électrique d’éléments conducteurs tel qu’illustré à la . A cette fin, les moyens de contrôle 9 comportent une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention. Les moyens de contrôle 9 peuvent par exemple être formés par une unité de contrôle véhicule (plus connue sous l’acronyme VCU pour Vehicle Control Unit en anglais). Comme illustré à la , le procédé 100 comporte une étape de déterminer 101 une température de l’élément conducteur 8 1 connecté entre la batterie de puissance 4 et le BEPR 6. Selon un mode de réalisation non limitatif, la température de l'élément conducteur 8 1 est déterminée à partir d'un modèle thermique tenant compte : D’un courant traversant l’élément conducteur 8 1 ; D’une température d'un composant proche, par exemple le BEPR 6 ; De phénomènes de convection entre l'élément conducteur 8 1 et le BEPR 6 ; D’une température ambiante autour du BEPR 6 ; et De phénomènes de capacité thermique de l'élément conducteur 8 1 . Selon un exemple de réalisation non limitatif dans lequel on cherche à déterminer la température de l'élément conducteur 8 1 relié entre la batterie de puissance 4 et le BEPR 6, le modèle thermique utilisé peut être le suivant : Avec : = la température de l’élément conducteur 8 1 ; I = le courant traversant l’élément conducteur 8 1 ; = la température du BEPR 6 ; = la température de la batterie de puissance 4 ; et = la température ambiante autour du BEPR 6. Selon un mode de réalisation non limitatif, la température ambiante est prédéterminée et correspond à une température maximale du pays ou est utilisé le véhicule 1. Dans un autre mode de réalisation, celle-ci est mesurée au moyen d’un capteur de température. Par ailleurs, = R/C wire Avec : = la capacite thermique de l’élément conducteur 8 1 ; et = la résistance équivalente de l’élément conducteur 8 1 . En outre, = 1/(C wire * R cond1 ) Avec : = la résistance thermique de la partie conductrice 8 1a de l’élément conducteur 8 1 connecté à la batterie de puissance 4. Puis, = 1/(C wire * ) Avec : = la résistance thermique de la partie conductrice 8 1b de l'élément conducteur 8 1 connecté au BEPR 6. Enfin, =1/(C wire * R co nv ) Avec : = la résistance thermique de convection entre l'élément conducteur 8 1 et le composant électrique le plus proche, à savoir le BEPR 6 dans l’exemple illustré. Le procédé 100 comporte ensuite une étape de déterminer 102 un courant maximal ou une puissance maximale admissible par l'élément conducteur 8 1 en fonction de la température précédemment déterminée. Dans l’exemple décrit, on se limitera au courant maximal admissible mais il est entendu que le procédé 100 peut être exécuté indifféremment pour une puissance maximale admissible. Selon mode de réalisation non limitatif, le courant maximal admissible par l'élément conducteur 8 1 est déterminé au moyen d’une cartographie représentant un courant maximal admissible par l'élément conducteur 8 1 en fonction de la température de l’élément conducteur 8 1 . Le procédé 100 comporte ensuite une étape de piloter en courant ou en puissance électrique la batterie de puissance 4 de façon à ne pas dépasser le courant maximal admissible déterminé. A cette fin, lors d’une recharge électrique de la batterie de puissance 4 au moyen d’une borne de recharge électrique, les moyens de contrôle 9 peuvent transmettre une consigne de limitation de courant à la borne de recharge électrique extérieure connectée au BEPR 6. Le procédé 100 comporte également une étape de déterminer 104 une augmentation du temps de recharge de la batterie de puissance 4 en fonction du courant maximal admissible déterminé. Selon un mode de réalisation non limitatif, l’augmentation du temps de recharge est déterminée en fonction du courant maximal admissible déterminé, de la température de l'élément conducteur 8 1 déterminée et d’un niveau de charge de la batterie de puissance 4, plus connu sous l’acronyme SoC (pour State of Charge en anglais). Effectivement, Plus la température de l'élément conducteur 8 1 déterminée est élevée, plus le temps de charge est long ; Plus l’état de charge de la batterie de puissance 4 est faible, plus le temps de charge est long ; et Plus le courant maximal admissible déterminé est limité pour protéger l’élément conducteur 8 1 , plus le temps de charge est long. Le procédé 100 comporte ensuite une étape d’afficher 105 le temps de recharge déterminé. Cet affichage peut être affiché sur une interface homme-machine que comporte le véhicule 1. Le temps de recharge déterminé indique le temps restant pour atteindre l’état de charge cible après la limitation du courant pour la protection de l’élément conducteur 8 1 . Selon un mode de réalisation non limitatif, le procédé 100 comporte en outre une étape de réduire 106 le courant maximal admissible lorsque la température de l'élément conducteur 8 1 dépasse un premier seuil de température pendant une première période. Dans un mode de réalisation non limitatif, le courant maximal admissible est réduit à zéro de façon à laisser l'élément conducteur 8 1 refroidir. Puis, lorsque la température de l'élément conducteur 8 1 est en deçà d’un deuxième seuil de température pendant une deuxième période, le procédé 100 comporte une étape de stopper 107 l’étape de réduire 106. Procédé (100) de protection électrique d'éléments conducteurs (8, 8 1 ) d’un réseau électrique de puissance (3) d’une une chaîne de traction (2) hybride ou électrique, ledit réseau électrique de puissance (3) comportant une pluralité de composants électriques (4, 5, 6, 7) connectés entre eux au moyen desdits éléments conducteurs (8, 8 1 ) et alimentés électriquement par une batterie de puissance (4), ledit procédé (100) comportant les étapes, exécutées par des moyens de contrôle (9) de ladite chaine de traction (2) , de : Déterminer (101) une température d'au moins un élément conducteur (8 1 ) ; Déterminer (102) un courant maximal ou une puissance maximale admissible par ledit élément conducteur (8 1 ) en fonction de ladite température déterminée ; Piloter (103) en courant ou en puissance électrique ladite batterie de puissance (4) de façon à ne pas dépasser ledit courant maximal ou ladite puissance maximale admissible déterminé(e) ; Ledit procédé (100) étant caractérisé en ce qu’il comporte en outre les étapes de : Déterminer (104) une augmentation du temps de recharge de ladite batterie de puissance (4) en fonction dudit courant maximal ou de ladite puissance maximale admissible déterminé(e) ; et Afficher (105) ledit temps de recharge déterminé. Procédé (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’augmentation du temps de recharge est déterminée en fonction du courant maximal ou de la puissance maximale admissible déterminé(e), de la température déterminée et d’un niveau de charge de la batterie de puissance (4). Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température de l'élément conducteur (8 1 ) est déterminée à partir d'un modèle thermique tenant compte d'un courant traversant l’élément conducteur (8 1 ), d'une température d'un composant électrique (6) proche dudit élément conducteur (8 1 ), de phénomènes de convection entre ledit élément conducteur (8 1 ) et ledit composant électrique (6) proche, d’une température ambiante autour dudit composant électrique (6) proche et de phénomènes de capacité thermique dudit élément conducteur (8 1 ). Procédé (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la température ambiante est prédéterminée et correspond à une température maximale du pays ou est utilisé la chaine de traction (2). Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le courant maximal ou la puissance maximale admissible est déterminé(e) au moyen d’une cartographie. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape de réduire (106) le courant maximal ou la puissance maximale admissible lorsque la température de l'élément conducteur (8 1 ) dépasse un premier seuil de température pendant une première période. Procédé (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le courant maximal ou la puissance maximale admissible est réduit(e) à zéro lorsque la température de l'élément conducteur (8 1 ) dépasse le premier seuil de température pendant la première période. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en en ce que lorsque la température de l'élément conducteur (8 1 ) est en deçà d’un deuxième seuil de température pendant une deuxième période, le procédé comporte une étape de stopper (107) l’étape de réduire (106). Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément conducteur (8 1 ) est choisi parmi : un câble, une piste électrique, ou un connecteur. Véhicule électrique ou hybride (1) automobile, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de contrôle (9) agencés pour exécuter les étapes du procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes.