Brevet FR3158395A1 — publié le 20250718

L’invention concerne un véhicule automobile comprenant une batterie de traction ; un chargeur embarqué pour connecter la batterie à une source de courant, et commander une demande de courant de charge ; des composants accessoires ; et un système de correction qui comprend : - un moyen de surveillance du courant instantané de la batterie (MB i ) ; - un moyen d’évaluation d’une limite de surcharge (SC) ; - un moyen d’évaluation d’une consommation des composants accessoires (AC R , AC C ) ; - un moyen de compensation activé si ledit courant instantané (MB i ) est supérieur à ladite limite de surcharge (SC), le moyen de compensation corrigeant la demande de courant de charge en y ôtant la consommation des composants accessoires (AC R , AC C ). L’invention concerne également un procédé et un programme sur la base d’un tel véhicule. Figure 1 VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UN MOYEN DE COMPENSATION DE COURANT DE CHARGE EN DESSOUS D’UN SEUIL DE SURCHARGE, PROCEDE ET PROGRAMME SUR LA BASE D’UN TEL VEHICULE L'invention se rapporte au domaine des architectures de moteurs à batterie de traction de véhicules automobiles, ainsi que des contrôles de charge de ces batteries. Ces architectures comprennent généralement un chargeur embarqué connecté à la batterie de traction, et connecté ou connectable à une source de courant pour recharger la batterie de traction. Malheureusement, il est fréquent qu’en raison des incertitudes de mesures de consommation de composants accessoires du circuit à haute tension, le courant de charge demandé à la source de charge dépasse un seuil spécifique de la batterie au-delà duquel il y a un risque d’emballement thermique, des interruptions de charge de la batterie (en particulier pour les composants accessoires contrôlés en modulation de largeur d'impulsion) et des risques de décharge de la batterie. De telles surintensités peuvent engendrer des ouvertures de contacteurs de la batterie. Un objectif de la présente invention est de remédier aux défauts de l’art antérieur, et notamment de proposer une solution pour protéger la batterie contre les surcharges et éviter surintensités et les emballements thermiques, tout en assurant la disponibilité de la batterie. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile comprenant une batterie de traction ; un chargeur embarqué connecté à la batterie, configuré pour connecter la batterie à une source de courant, et commandant une demande de courant de charge de la source ; des composants accessoires alimentés par la batterie de traction ; et un système de correction qui comprend : - un moyen de surveillance surveillant un courant instantané de la batterie de traction ; - un moyen d’évaluation d’une limite de surcharge de la batterie de traction ; - un moyen d’évaluation d’une consommation des composants accessoires ; - un moyen de compensation activé si le courant instantané de la batterie de traction est supérieur à la limite de surcharge de la batterie de traction, le moyen de compensation corrigeant la demande de courant de charge en y ôtant la consommation des composants accessoires. En particulier, le moyen de compensation est désactivé si le courant instantané de la batterie de traction est inférieur à la limite de surcharge de la batterie de traction. Avantageusement, l’invention propose un système de gestion de charge intelligent pour batterie haute tension dans les véhicules électriques. Il corrige en temps réel le courant demandé à la source de charge afin d'éviter toute surcharge de la batterie malgré les imprécisions des composants électriques. En particulier, grâce à un algorithme de surveillance du courant et de compensation calibré en fonction de la limite batterie, le système garantit que le courant instantané restera toujours dans les limites tolérées. Cela permet de protéger efficacement la batterie tout en assurant la continuité de la charge, même en présence d'incertitudes. Selon une variante, le moyen de compensation corrige la demande de courant de charge en demandant en outre un courant de compensation opposé au courant de charge. Cela permet d’évaluer efficacement le courant demandé corrigé. Selon une variante, le moyen de compensation met en œuvre la formule : où : est le courant de recharge demandé à la source ; : est le courant limite de charge de la batterie de traction ; : est le courant auxiliaire instantané ; et : est le courant de compensation. Cela permet d’évaluer le courant demandé corrigé efficacement et avec précision. Selon une variante, le système comprend un moyen de connexion à la source qui est une borne en mode 4, un chargeur en mode 2 ou en mode 3, ou une machine électrique en phase de régénération. Cela permet de prendre en compte différent types de recharge. L’invention porte en outre sur un procédé de correction de demande de charge d’un véhicule automobile selon l’invention, comprenant les étapes suivantes : - une étape de surveillance dans laquelle on surveille un courant instantané de la batterie de traction ; - une étape d’évaluation d’une limite de surcharge de la batterie de traction ; - une étape d’évaluation d’une consommation des composants accessoires ; - une étape de compensation réalisée si le courant instantané de la batterie de traction est supérieur à la limite de surcharge de la batterie de traction, dans laquelle on corrige la demande de courant de charge en y ôtant la consommation des composants accessoires. En particulier, l’étape de compensation n’est pas réalisée si le courant instantané de la batterie de traction est inférieur à la limite de surcharge de la batterie de traction. Selon une variante, dans l’étape de compensation, on corrige la demande de courant de charge en demandant en outre un courant de compensation opposé au courant de charge. Selon une variante, dans l’étape de compensation, on met en œuvre la formule : où : est le courant de recharge demandé à la source ; : est le courant limite de charge de la batterie de traction ; : est le courant auxiliaire instantané ; et : est le courant de compensation. Selon une variante, le procédé comprend une étape de connexion à la source qui est une borne en mode 4, un chargeur en mode 2 ou en mode 3, ou une machine électrique en phase de régénération. Un autre objet de l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de correction de demande de charge selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. L'invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base de la FIG. 1 annexée illustrant un exemple de mise en œuvre de l’invention. L’invention propose une stratégie de correction pour éviter la surcharge de la batterie de traction (également appelé batterie à haute tension), en surveillant une limite de courant de la batterie à haute tension (à 0A par exemple lorsque la batterie est complétement chargée) ainsi que le courant instantané de la batterie. L’invention permet de garantir que l'écart entre ces deux valeurs est compensé et ne dépasse pas les limites de courant de la batterie en raison des incertitudes provenant des consommateurs accessoires du circuit à haute tension, et notamment les composants électriques pilotés en modulation de largeur d’impulsion. Cela permet d’éviter un défaut de surintensité qui peut engendrer une ouverture des contacteurs et/ou un emballement thermique. Dans le but de recharger une batterie à haute tension dans les véhicules électriques ou hybrides, on peut mettre en œuvre des recharges : - en utilisant une source d’énergie extérieure : borne en mode 2 ou mode 3 (AC) ou en mode 4 ; - en régénération, produites lors du freinage ou de la décélération d'un véhicule électrique, et converti en énergie électrique pour recharger la batterie de traction. Si la batterie de traction est complétement chargée, on risque de la surcharger suite aux incertitudes provenant des consommateurs à haute tension et des composants électriques pilotés en modulation de largeur d’impulsion. Dans ce cas, on développe une fonction assurant la surveillance du courant instantané de la batterie de traction pour qu’il ne dépasse pas le courant limite SC de la batterie de traction. Si c’est le cas, on corrige le courant demandé à la borne et/ou au chargeur et/ou à la machine électrique. Dans l’étape permettant la correction évitant les surcharges, on surveille la limite de courant de la batterie de traction, et le courant instantané, en garantissant que l'erreur entre ces deux valeurs est compensée et ne dépasse pas les limites de courant de la batterie en raison des incertitudes des consommateurs à haute tension. De plus, on ajoute une limitation fixe appliquée lors de l'activation d’un composant électrique piloté en modulation de largeur d’impulsion. La stratégie est composée des étapes suivantes : Il faut au préalable vérifier les conditions suivantes : - si le système électrique à haute tension est activé, ou - le processus de charge est un transfert d'énergie et le courant de charge maximal du chargeur embarqué est supérieur au courant de charge maximal de la batterie à haute tension moins une valeur de calibration ; - et le courant de charge maximal de la batterie à haute tension est supérieur au seuil de calibration SC ; - et l’état de charge de la batterie est supérieur à un seuil d’état de charge ; - et aucune reconfiguration n'est activée. Si les conditions sont vérifiées, alors on active la stratégie de correction ; sinon : on appliquera une correction égale à 0A : où : est le courant de compensation. La stratégie de correction se base sur les étapes suivantes : Dans une première étape, on calcule le courant auxiliaire maximum AC R : où : est la puissance maximale consommée par les composants électriques accessoires (axillaires) du circuit à haute tension ; et est la tension instantanée de la batterie de traction. Cette variable est utilisée pour déterminer la correction maximale de compensation, en se basant sur cette valeur ainsi que sur le courant instantané des composants accessoires. Ensuite, on calcule le courant à haute tension des composants pilotés en modulation de largeur d’impulsion : où : est la puissance maximale consommée par les composants axillaires pilotés en modulation de largeur d’impulsion. Cette variable prend en compte les consommateurs à haute tension pilotés en pilotés en modulation de largeur d’impulsion. Ainsi, ce courant fait partie du courant auxiliaire maximum. Ensuite, on calcule le courant auxiliaire AC C instantané : . La référence AC C concerne la valeur calculée, et la référence AC R concerne la valeur réelle. Ensuite, on calcule le courant instantané MBi minimum de la batterie à haute tension pendant une fenêtre de temps : . En particulier, il s’agit du courant instantané de la batterie en prenant en compte la compensation afin d'éviter de dépasser le courant limite en charge. La fenêtre de temps T1 permet d’avoir une correction stable et de filtrer les fluctuations/oscillations du courant instantané mesuré par la batterie. Ensuite, on calcule la limite de charge maximale du courant de la batterie à haute tension SC pendant une fenêtre de temps . En particulier, il s’agit du courant maximum que la batterie peut accepter en recharge pendant la fenêtre de temps T2. Suivant les calibrations, T1 peut être supérieur, inférieur ou égal à T2. La fenêtre de temps T2 fait référence à des impulsions (par exemple de 2s, 10s, 30s, ou continues). Dans une deuxième étape, on calcule le courant maximal de compensation : . Ensuite, on calcule le courant de compensation du seuil de saturation maximum : Ensuite, on calcule le courant d'erreur : . Dans une troisième étape, on utilise une régulation intégrale pour éliminer les erreurs statiques et garantir de respecter le courant limite de la batterie. Ainsi, on calcule le courant de compensation : avec : le coefficient de correction du régulateur. Ainsi, le courant demandé en recharge est basé sur la formule suivante : où : est le courant de recharge demandé à la source ; : est le courant limite de charge de la batterie de traction ; : est le courant auxiliaire instantané ; et : est le courant de compensation. La référence MB C concerne la demande de courant compensée, qui reste en dessous du seuil SC. L’invention concerne en outre un programme de mise en œuvre d’un procédé tel que décrit précédemment. Le programme peut être chargé dans la mémoire d’un contrôleur du véhicule automobile, par exemple dans un contrôleur de batterie de traction ou un contrôleur de chargeur embarqué. Véhicule automobile comprenant une batterie de traction ; un chargeur embarqué connecté à la batterie, configuré pour connecter la batterie à une source de courant, et commandant une demande de courant de charge de la source ; des composants accessoires alimentés par la batterie de traction ; et un système de correction qui comprend : - un moyen de surveillance surveillant un courant instantané de la batterie de traction (MB i ) ; - un moyen d’évaluation d’une limite de surcharge de la batterie de traction (SC) ; - un moyen d’évaluation d’une consommation des composants accessoires (AC R , AC C ) ; - un moyen de compensation activé si le courant instantané de la batterie de traction (MB i ) est supérieur à la limite de surcharge de la batterie de traction (SC), le moyen de compensation corrigeant la demande de courant de charge en y ôtant la consommation des composants accessoires (AC R , AC C ). Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de compensation corrige la demande de courant de charge en demandant en outre un courant de compensation (C p ) opposé au courant de charge. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le moyen de compensation met en œuvre la formule : où : est le courant de recharge demandé à la source ; : est le courant limite de charge de la batterie de traction ; : est le courant auxiliaire instantané ; et : est le courant de compensation. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend un moyen de connexion à la source qui est une borne en mode 4, un chargeur en mode 2 ou en mode 3, ou une machine électrique en phase de régénération. Procédé de correction de demande de charge d’un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant les étapes suivantes : - une étape de surveillance dans laquelle on surveille un courant instantané de la batterie de traction (MB i ) ; - une étape d’évaluation d’une limite de surcharge de la batterie de traction (SC) ; - une étape d’évaluation d’une consommation des composants accessoires (AC R , AC C ) ; - une étape de compensation réalisée si le courant instantané de la batterie de traction (MB i ) est supérieur à la limite de surcharge de la batterie de traction (SC), dans laquelle on corrige la demande de courant de charge en y ôtant la consommation des composants accessoires (AC R , AC C ). Procédé de correction selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans l’étape de compensation, on corrige la demande de courant de charge en demandant en outre un courant de compensation (C p ) opposé au courant de charge. Procédé de correction selon l’une quelconque des revendications 5 à 6, caractérisé en ce que dans l’étape de compensation, on met en œuvre la formule : où : est le courant de recharge demandé à la source ; : est le courant limite de charge de la batterie de traction ; : est le courant auxiliaire instantané ; et : est le courant de compensation. Procédé de correction selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de connexion à la source qui est une borne en mode 4, un chargeur en mode 2 ou en mode 3, ou une machine électrique en phase de régénération. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de correction de demande de charge selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.