FR3133349A1 - Procede de protection contre les anomalies de frequence d’une borne de recharge externe pour un chargeur embarque de vehicule electrifie - Google Patents

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de protection d’un chargeur électrique embarqué d’un véhicule électrifié comportant les étapes successives suivantes de déclenchement de la recharge électrique (E2) par le chargeur durant laquelle un courant de charge alternatif est converti en un courant de charge continu, de mesure (E3), en permanence pendant la recharge, d’une fréquence du courant de charge alternatif en entrée du chargeur, de comparaison (E4) de ladite fréquence par rapport à une première plage de fréquence prédéterminée fixe, ladite première plage étant délimitée par une borne inférieure (BINF1) comprise entre 39 Hz et 47 Hz et une borne supérieure (BSUP1) comprise entre 61 Hz et 73Hz, et de commande de l’arrêt de la recharge (E5) en cas de détection que ladite fréquence n’est pas comprise dans la première plage prédéterminée (PF1) pendant au moins une première durée prédéterminée (SD1). Figure 4

Description

PROCEDE DE PROTECTION CONTRE LES ANOMALIES DE FREQUENCE D’UNE BORNE DE RECHARGE EXTERNE POUR UN CHARGEUR EMBARQUE DE VEHICULE ELECTRIFIE
Le domaine de l’invention concerne un procédé de protection d’un chargeur embarqué d’une batterie de traction pour un véhicule électrifié automobile, et plus précisément pour les recharges opérant une conversion de courant alternatif en courant continu.
Les recharges de batteries de traction de véhicules électrifiés s’opèrent à partir d’une borne de recharge externe au véhicule qui délivre un courant de recharge en tension alternative. Un chargeur embarqué du véhicule est alors prévu pour transformer ce courant alternatif en un courant continu compatible du système de batterie.
Une recharge électrique à forte puissance doit être surveillée pour garantir son exécution dans les plages de fonctionnement électrique adaptées au système de batterie de traction afin d’éviter son endommagement mais aussi un vieillissement accéléré. En outre, il est nécessaire d’assurer la protection du chargeur électrique embarqué.
Un type connu de module de conversion électrique AC/DC (Alternatif/continu) pour chargeur de véhicule électrique comprend des transistors MOSFET (« Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » en anglais) agencés et pilotés en commutation selon un programme d’ordonnancement d’états d’ouverture et de fermeture de manière à lisser le courant alternatif en un courant continu. En outre, la tension est pilotée en permanence à une tension sensiblement supérieure à la tension de la batterie afin de s’assurer que le courant de recharge circule depuis le chargeur vers la batterie.
Lors du pilotage du module de conversion AC/DC, on a constaté que si la fréquence du courant alternatif délivré par la borne n’est pas de bonne qualité, notamment pour des plages de fréquence éloignées des normes connues, alors la tension délivrée par le module de conversion AC/DC ne présente pas un profil continu. Cette situation peut endommager les cellules électrochimiques de la batterie de traction. Il est donc nécessaire d’assurer un contrôle de la fréquence du courant de recharge délivré par une borne extérieure.
Dans ce but, on connait de l’état de la technique le document brevet WO2009/034877A1 qui décrit un appareil de charge pour un véhicule électrique qui interdit la charge lorsque l’unité de commande détermine que l’énergie électrique pouvant être fournie n'est pas délivrée conformément à une norme prédéfinie. Plus précisément, cette solution prévoit notamment la comparaison de la fréquence du courant de recharge d’entrée du chargeur avec deux plages de fréquence spécifiques, une première plage centrée à la fréquence de 50Hz et une deuxième plage centrée à la fréquence de 60Hz, chacune étant associée avec des normes électriques prédéterminées. Si le signal d’entrée n’est pas compris dans l’une de ces deux normes alors l’unité de commande détecte une anomalie et met fin à la recharge.
Cependant, cette solution présente un inconvénient lorsque la fréquence du courant délivré par la borne ne respecte pas strictement la plage d’une norme et se situe dans des valeurs intermédiaires entre ces deux plages. En effet, certains types de chargeurs embarqués sont prévus pour fonctionner correctement dans des valeurs intermédiaires entre les normes de 50 Hz et 60 Hz. Cette solution de protection décrite dans WO2009/034877A1 bloque la recharge alors que le chargeur embarqué est en capacité de fonctionner correctement. On souhaite un chargeur pouvant être plus permissif que cette solution embarquant un contrôle de la norme. En outre, on souhaite que l’anomalie à l’origine de la défaillance soit correctement identifiée pour informer l’utilisateur.
Il existe donc un besoin de pallier les problèmes précités. Un objectif est d’améliorer la fiabilité de la recharge et de détecter les anomalies de fréquence. Un autre objectif est de proposer une solution de protection ne se limitant pas strictement à des normes connues, notamment lorsque le chargeur embarqué est en capacité d’opérer correctement pour des fréquences intermédiaires entre 50 Hz et 60 Hz. Un autre objectif est d’améliorer le diagnostic d’une défaillance de recharge lorsqu’elle est provoquée par la borne.
Plus précisément, l’invention concerne un procédé de protection d’un chargeur électrique embarqué d’un véhicule électrifié, ledit chargeur étant apte à opérer une recharge électrique d’une batterie de traction du véhicule à partir d’un courant de charge délivré par une source d’alimentation externe au véhicule. Le procédé comporte les étapes successives suivantes :
- le déclenchement de la recharge électrique par le chargeur durant laquelle un courant de charge alternatif est converti en un courant de charge continu,
- la mesure, en permanence pendant la recharge, d’une fréquence du courant de charge alternatif en entrée du chargeur.
Selon l’invention, le procédé comporte en outre les étapes successives suivantes pendant la recharge :
- la comparaison de ladite fréquence par rapport à une première plage de fréquence prédéterminée fixe, ladite première plage étant délimitée par une borne inférieure comprise entre 39 Hz et 47 Hz et une borne supérieure comprise entre 61 Hz et 73Hz.
- la commande de l’arrêt de la recharge en cas de détection que ladite fréquence n’est pas comprise dans la première plage prédéterminée pendant au moins une première durée prédéterminée.
Selon une variante, la borne inférieure de la première plage est égale à 43Hz et la borne supérieure de la première plage est égale à 67Hz.
Selon une variante, la première durée prédéterminée est comprise entre 50 millisecondes et 200 millisecondes, de préférence est égale à 100 millisecondes.
Selon une variante du procédé, dans lequel le chargeur comporte un module de conversion du courant de charge alternatif en courant de charge continu comprenant des interrupteurs électriques, la commande de l’arrêt de la recharge comporte la commande d’ouverture des interrupteurs du module de conversion.
Selon une variante, le procédé comporte en outre lors de la commande de l’arrêt de recharge, une étape d’enregistrement d’un code de défaut dans un premier état d’anomalie permanente signalant une anomalie de fréquence de la source d’alimentation externe et une étape de signalement du code de défaut à travers un réseau de communication embarqué du véhicule, le premier état informant que l’anomalie de fréquence persiste et que la recharge électrique est inhibée.
Selon une variante, le procédé comporte en outre, à la suite de l’enregistrement du code de défaut, en cas de détection que la fréquence est comprise dans une deuxième plage prédéterminée pendant au moins une deuxième durée prédéterminée, la modification du code de défaut dans un deuxième état d’anomalie furtive, le deuxième état informant que l’anomalie de fréquence est rétablie et que la recharge électrique est autorisée.
Selon une variante, la deuxième plage est délimitée par une borne inférieure comprise entre 39 Hz et 47 Hz et une borne supérieure comprise entre 61 Hz et 73Hz.
Selon une variante, la borne inférieure de la deuxième plage est égale à 45 Hz et la borne supérieure de la deuxième plage est égale à 65 Hz
On envisage en outre un chargeur électrique embarqué d’un véhicule électrifié, ledit chargeur comportant une unité de commande et étant apte à opérer une recharge électrique d’une batterie de traction du véhicule à partir d’un courant de charge délivré par une source d’alimentation externe au véhicule, l’unité de commande est configurée pour mettre en œuvre le procédé selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents durant une recharge électrique.
On envisage selon l’invention un véhicule électrifié comportant une machine électrique de traction, une batterie de traction destinée à alimenter électriquement ladite machine électrique et un tel chargeur électrique embarqué selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents.
Grâce à l’invention, il est possible de diagnostiquer une anomalie de fréquence de la tension de charge ayant son origine au niveau de la borne de recharge. On évite ainsi des changements à tort du chargeur embarqué en après-vente. En outre, la stratégie de détection de l’anomalie et de gestion des codes de diagnostic permet de réhabiliter la recharge en cas d’exécution d’une nouvelle recharge.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels :
représente schématiquement une architecture électrique d’un véhicule électrifié rechargeable comportant un chargeur embarqué prévu pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention.
représente un schéma électrique simplifié du système de recharge de la batterie de traction d’un véhicule électrifié comprenant un chargeur AC/DC configuré pour mettre en œuvre l’invention.
est un graphique illustrant les plages de fréquence de la tension alternative en entrée du chargeur permettant le contrôle de la recharge conformément au procédé de protection selon l’invention.
est un diagramme représentant un mode de réalisation du procédé de protection du chargeur embarqué d’un véhicule électrifié selon l’invention.
L’invention s’applique aux véhicules électrifiés, en particulier les véhicules automobiles rechargeables. Cela inclut les véhicules électriques à motorisation entièrement électrique et les véhicules hybrides dits « Plug-In » en anglais munis d’un boitier de recharge. L’invention concerne plus précisément un procédé de protection pour le chargeur embarqué du véhicule contre les anomalies de fréquence au niveau de la borne de recharge.
En , on a représenté schématiquement un exemple de véhicule électrifié 1 prévu pour mettre œuvre l’invention. Le véhicule 1 comporte un groupe motopropulseur muni d’une unité de commande 2, d’une machine électrique de traction (non représentée) alimentée par un système de batterie de traction 3 et un chargeur embarqué 9 de la batterie 3.
Le chargeur 9 coopère avec un boitier électrique de prise de recharge 7 destiné à se brancher au moyen d’un câble de recharge 10 à une source d’alimentation externe 11 connectée à un réseau d’alimentation électrique 8, fonctionnant généralement en tension alternative. Le terme embarqué signifie que le chargeur 9 est intégré et figé à l’intérieur du véhicule. Le chargeur 9 est un système permanent du véhicule, ou bien encore une borne de recharge mobile. Par exemple, le chargeur 9 est positionné sous la carrosserie du véhicule 1 à proximité du boitier de prise de recharge 7, et il est relié électriquement entre le boitier 7 et le système de batterie 3.
La source d’alimentation externe 11 délivre un courant de charge au véhicule. La source d’alimentation externe 11 peut être une prise domestique, station fixe domestique (appelée couramment « Wallbox » en anglais) ou une borne de recharge d’une station autoroutière prévue à cet effet. Dans l’exemple décrit ci-après la source d’alimentation externe 11 est une borne de recharge apte à délivrer une tension alternative de type monophasée ou triphasée.
Le système de batterie de traction 3 est destiné à l’alimentation électrique de la machine de traction du véhicule. Il comporte des moyens de stockage d’énergie électrique 6. Dans le cadre de l’invention, la tension du système de batterie de traction peut être de type 48V ou supérieure, de type 400 volts selon le mode de réalisation préférentielle (comprise entre 350 volts et 450 volts), de type 800 volts (comprise entre 700 volts et 900 volts), ou voire plus. Le système de batterie de traction 3 assure la fourniture d’énergie électrique pour les besoins de la machine électrique de traction. La batterie électrique 6 comprend des éléments de stockage d’énergie comportant des cellules électrochimiques, par exemple de type Lithium-ion.
Le système de batterie de traction 3 comprend également un calculateur de gestion 4 (désigné par l’acronyme BMS pour « Battery Management System » ou TBCU pour « Traction Battery Control Unit ») adapté pour superviser les paramètres spécifiques à la batterie en coopération avec des capteurs de courant et tension, tels l’état de charge SOC (« State of Charge »), la tension de circuit ouvert OCV (« Open Circuit Voltage ») exprimée en Volt, le courant de charge exprimé en Ampère, l’état de santé SOH (« State of Health), la tension ou bien encore la température de la batterie.
Le procédé de protection selon l’invention ne concerne pas la recharge de la batterie de servitude de type 12 volts. Par conséquent et par souci de clarté, la batterie de servitude de type 12 volts et le réseau de bord de type 12 volts ne sont pas représentés sur la , même si ces équipements sont bien-entendu intégrés au véhicule automobile.
En outre, des contacteurs haute tension 5 du système de batterie 3 assurent la déconnexion/connexion de la batterie 6 avec le circuit électrique de puissance du véhicule, le chargeur 9 et le boitier de prise 7 et la machine électrique de traction. Les contacteurs haute tension 5 sont des commutateurs de puissance pilotables en ouverture et fermeture par le calculateur 4 du système de batterie 3 pour la connecter et l’isoler des autres systèmes électriques du véhicule.
Le chargeur 9 a pour fonction de gérer la communication entre les différentes bornes de recharge et de surveiller et contrôler la recharge électrique sur borne. Le chargeur 9 comporte également un module de conversion électrique de type alternatif/continu AC/DC et un autre module de type continu/continu DC/DC. Dans les situations de recharge sur borne, il réalise la conversion d’une tension alternative vers une tension continue, notamment lors de recharge en mode 2 ou mode 3 dans lesquels il est nécessaire de convertir une tension alternative en 220V de type monophasique ou triphasique (ou 110V selon le standard électrique de la région) vers une tension continue compatible du système de batterie. En outre, dans le cadre des recharges dites rapides ou de mode 4, le courant de charge est délivré directement par la borne 11 à la batterie de traction, c’est-à-dire sans conversion de tension. En situation de roulage, une autre fonction du chargeur est la conversion DC/DC entre la batterie de traction et les systèmes embarqués du véhicule, par exemple le réseau de bord et la batterie basse tension en 12V (batterie de servitude).
En outre, le véhicule comporte une unité de commande 2 jouant le rôle de superviseur des calculateurs du véhicule, désigné par l’acronyme EVCU pour « Electronic Vehicule Control Unit ». Dans cet exemple, l’unité de commande 2 supervise notamment la machine électrique de traction, le système de batterie 3 et le chargeur 9. L’unité de commande 2 est un organe à calculateur dont une fonction est de centraliser les données collectées du véhicule et de les retransmettre à d’autres calculateurs du véhicule à travers un bus de communication de données 12, par exemple de type CAN.
Pour les besoins du procédé de protection du chargeur 9, l’unité de commande 2 collecte des informations relatives à des anomalies détectées par le chargeur 9 et le système de batterie de traction 3 de manière à les retransmettre à une autre unité de commande centralisée 14 désignée par l’acronyme BSI pour Boitier de Servitude Intelligent. Dans cet exemple non limitatif, le boitier 14 et l’unité de commande 2 communique à travers un deuxième bus de communication 13, de type CAN.
Plus précisément, le boitier 14 est en charge d’enregistrer un journal de diagnostics et d’alertes consultable par un service de contrôle du véhicule 1. Une anomalie est enregistrée en mémoire du boitier 14 sous la forme d’un code d’anomalie représentatif du niveau de gravité et de l’état de l’anomalie.
En , on a représenté un schéma du système électrique du véhicule pour l’opération de la recharge du système de batterie 3. Le système électrique comporte le chargeur 9, la borne de recharge externe 11 et la machine électrique de traction 20. La est un schéma simplifié et non limitatif. D’autres systèmes et éléments électriques, non représentés sur la , peuvent être inclus, comme par exemple un circuit d’équipement, des commutateurs ou bien encore un circuit d’alimentation de compresseur de climatisation.
Le système de batterie de traction 3 comporte les cellules électrochimiques 6 de stockage d’énergie et des commutateurs haute tension, indiqués plus en détail par les références K1, K2, K3 et K4, permettant de connecter et d’isoler sélectivement la batterie de traction avec les autres systèmes. La batterie de traction 6 présente une tension Vbat à ses bornes. La batterie de traction 6 peut être connectée électriquement directement à la station de recharge 11, en tension continue pour une charge en mode 4, lorsque les commutateurs K4 et K3 sont fermés. Les commutateurs K1 et K2 permettent de connecter électriquement la batterie de traction 6 à la sortie du chargeur 9 en tension continue.
Plus précisément, le chargeur 9 reçoit en entrée une tension alternative V0 de fréquence F0 délivrant un courant de recharge alternatif fourni par la borne externe 11. La tension en entrée est une tension de type monophasique ou triphasique. Le chargeur 9 comporte un moyen de mesure de la fréquence F0 d’une tension alternative délivrée par la borne externe 11. Cette mesure est exécutée périodiquement toutes les millisecondes durant la recharge, par exemple. La fréquence d’une ou chaque ligne de courant de charge de la borne est mesurée. Le chargeur 9 comporte en outre un module de conversion 91 de tension de type AC/DC, un moyen de mesure (capteur de tension) de la tension V1 en sortie du module de conversion 91 et une unité de commande 92.
Dans ce mode de réalisation préférentielle, le module de conversion AC/DC 91 est une unité comportant plusieurs transistors MOSFET pilotés par l’unité de commande 92. Ces transistors sont agencés et pilotés par un programme d’ordonnancement d’état d’ouverture et fermeture pour convertir la tension alternative en entrée V0 (monophasique ou triphasique) en une tension de charge continue V1. La fréquence de commutation du programme d’ordonnancement est pilotée en fonction de la mesure de la fréquence F0 du courant de charge délivré par la borne 11. Ce pilotage assure un rendement de conversion électrique optimal. Le type de module de conversion AC/DC 91 pour la recharge électrique n’est aucunement limitatif du procédé de protection du chargeur.
Le procédé de protection selon l’invention vise à s’assurer que la fréquence F0 du courant de charge reste comprise dans une plage prédéterminée durant la recharge et dans des conditions électriques de fonctionnement évitant un endommagement des circuits du chargeur. A cet effet, l’unité de commande 92 comporte un moyen d’enregistrement d’une première plage prédéterminée de fréquence PF1 du courant de charge délivré par la borne 11 et d’un premier seuil de durée SD1 d’une anomalie de fréquence.
En outre, pour la réhabilitation de la recharge suite à une détection d’anomalie de fréquence, l’unité de commande 92 enregistre en mémoire une deuxième plage prédéterminée PF2 du courant de charge délivré par la borne 11 et d’un deuxième seuil de durée de rétablissement de l’anomalie de fréquence SD2. Les valeurs des plages de fréquence PF1 et PF2 et des seuils SD1 et SD2 sont fixes et enregistrées en mémoire de l’unité de commande en conception du véhicule. Ces valeurs restent fixes durant toute l’opération de recharge.
L’unité de commande 92 comporte en outre un moyen de détection du débranchement et branchement d’un câble de recharge au boitier de prise de recharge du véhicule, un moyen de génération d’un signal d’une anomalie de fréquence sous la forme d’un code d’anomalie et des moyens de communication de données avec le superviseur EVCU. Le chargeur 9 comporte en outre des moyens de conversion 93 de tension DC/DC.
Dans le cadre de la surveillance des évènements d’anomalie de fréquence de la borne externe 11, un code d’anomalie peut être enregistré dans un premier état d’anomalie permanente, c’est-à-dire que l’anomalie de fréquence détectée persiste. Cette situation déclenche un arrêt de la recharge. Dans un deuxième état d’anomalie furtive, l’anomalie est considérée comme rétablie ou réparée. L’évènement d’anomalie de fréquence a alors disparu. La recharge peut être de nouveau autorisée.
En , on a représenté un axe de fréquence exprimé en Hertz illustrant la plage de fréquence d’autorisation de la recharge électrique. Dans ce mode de réalisation, les plages de fréquence PF1 et PF2 sont délimitées chacune respectivement par une borne inférieure BINF1 et BINF2, comprises entre 39 Hz et 47 Hz, et chacune respectivement par une borne supérieure BSUP1 et BSUP2, comprises entre 61 Hz et 73 Hz.
De préférence, comme cela est visible sur la , pour la plage PF1, la borne inférieure BINF1 est égale à 43Hz et la borne supérieure BSUP1 est égale à 67Hz. Cette plage PF1 correspond à la plage de fonctionnement du module de conversion 91. En outre, cette plage est avantageuse car elle couvre les différents standards électriques et ainsi elle est plus permissive pour l’opération de recharge au regard de la solution de l’état de la technique. Cette plage PF1 ne vise pas à contrôler le respect d’un standard mais seulement de garantir le meilleur rendement de conversion. Une plage PF1 de plus grande amplitude peut être envisagée selon les spécifications techniques du module de conversion implémenté. Pour la plage PF2 de réhabilitation de la recharge, de préférence la borne inférieure BINF2 est égale à 45Hz et la borne supérieure BSUP2 est égale à 65Hz.
On décrit maintenant un mode de réalisation du procédé de protection du chargeur 9 mis en œuvre par un calculateur du véhicule, dans cet exemple l’unité de commande 92 du chargeur 9. L’unité de commande 92 est munie d’un calculateur à circuits intégrés et de mémoires électroniques, le calculateur et les mémoires étant configurés pour exécuter le procédé de protection selon l’invention. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le calculateur pourrait être externe à l’unité de commande 92, tout en étant couplé à cette dernière 92. Dans ce dernier cas, il peut être lui-même agencé sous la forme d’un calculateur dédié comprenant un éventuel programme dédié, par exemple. Par conséquent, l’unité de commande, selon l’invention, peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)), ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels.
La est un mode de réalisation de l’algorithme du procédé de protection selon l’invention. A une première étape E1, le véhicule est dans une situation de recharge électrique de la batterie de traction. Le véhicule est stationné à une borne de recharge. Un câble de recharge est branché au boitier de prise de recharge du véhicule. En référence à la , la borne 11 présente une tension de charge alternative V0 ayant une fréquence F0, par exemple selon le standard 220V et 50 Hz. La batterie de traction 6 du véhicule est connectée électriquement avec la borne de recharge 11 par l’intermédiaire du chargeur 9.
A une deuxième étape E2, le chargeur embarqué 9 du véhicule déclenche une recharge électrique durant laquelle un courant de charge alternatif est converti en un courant de charge continu compatible de la batterie par le module de conversion AC/DC 91. L’opération de recharge est en cours.
A une troisième étape E3, le chargeur 9 mesure la fréquence F0 de la tension alternative V0. Il s’agit d’une étape de surveillance qui s’exécute en permanence, par exemple chaque milliseconde, à chaque instant de la recharge. La mesure est réalisée à partir d’un capteur de fréquence en entrée du module de conversion AC/DC 91.
Ensuite, à une quatrième étape E4 pour chaque mesure, le chargeur 9 compare la fréquence mesurée F0 par rapport à la plage prédéterminée PF1. La comparaison est exécutée avec une unique plage PF1 délimitée par la borne inférieure BINF1 comprise entre 39 Hz et 47 Hz et la borne supérieure BSUP1 comprise entre 61 Hz et 73Hz. Cette unique plage couvre l’ensemble des standards électriques. Selon le mode de réalisation préférentielle, la borne inférieure est égale à 43Hz et la borne supérieure est égale à 67Hz. Cette étape vise à vérifier si la fréquence d’entrée F0 est comprise ou non dans la plage PF1 et si elle permet une conversion AC/DC de qualité suffisante au regard des spécificités du module de conversion.
A cette étape E4, le chargeur vérifie donc, si la fréquence F0 est comprise ou non dans la plage PF1, et de plus si une anomalie de fréquence persiste ou non pendant au moins une durée prédéterminée SD1. Par exemple, un compteur CT peut être déclenché dès l’instant que le chargeur 9 détecte que F0 est supérieure à 67 Hz ou dès que F0 est inférieure à 43 Hz. Le compteur est réinitialisé dès que la fréquence F0 revient dans la plage PF1. Le procédé vérifie la durée de ce compteur CT par rapport au seuil SD1. La durée SD1 est comprise entre 50 millisecondes et 500 millisecondes. Dans ce mode de réalisation préférentielle, SD1 est égale à 100 millisecondes.
Tant que F0 est comprise dans la plage PF1, ou si F0 sort de la plage PF1 durant une durée inférieure à SD1, alors le procédé de protection retourne à l’étape E3 de surveillance de la fréquence F0. On évite ainsi des arrêts intempestifs de la recharge.
Si le chargeur 9 détecte que la fréquence F0 n’est pas comprise dans la plage PF1, c’est-à-dire si F0 est inférieure à 43 Hz ou F0 est supérieure à 67 Hz, durant une durée continue d’au moins 100 millisecondes, alors à une cinquième étape E5, le chargeur 9 commande l’arrêt de la recharge.
Plus précisément, l’arrêt de la recharge E5 comporte la commande d’ouverture des interrupteurs du module de conversion AC/DC 91. L’arrêt de la recharge se réalise par la mise en pause de la conversion AC/DC et par l’ouverture immédiate des transistors MOSFET. Aucun courant ne circule à travers le chargeur. Le chargeur est mis en pause et est isolé du circuit haute tension et de la batterie de traction 6. On évite ainsi que le courant de charge en sortie du module de conversion soit de mauvaise qualité et détériore les composants électriques du circuit haute tension et des cellules de la batterie auquel il est relié.
Ensuite, lorsque l’arrêt de la recharge est déclenché, le procédé comporte une sixième étape d’enregistrement E6 d’un code de défaut signalant une anomalie de fréquence du signal de tension délivré par la borne, et de signalement du code de défaut à travers le réseau de communication embarqué du véhicule. L’anomalie est enregistrée sous la forme d’un code d’anomalie permanente dans le journal de diagnostic. Ce code informe que l’anomalie de fréquence persiste et que la recharge électrique est inhibée.
En référence à la , dans ce mode de réalisation préférentiel, l’unité de commande du chargeur 9 transmet le code d’anomalie à son superviseur 2 à travers le bus de communication CAN 12, puis le superviseur 2 redirige le code vers le journal de diagnostic des anomalies enregistré par l’unité de commande BSI 14 à travers le bus de communication 13. D’autres variantes de signalement de l’anomalie sont possibles, par exemple vers un serveur distant. Ce code de défaut permet d’identifier que la borne externe est à l’origine de l’anomalie de fréquence.
Ensuite, à une étape E7, le procédé comporte une deuxième vérification de fréquence pour réhabiliter ou non la recharge. La vérification E7 consiste à détecter si la fréquence F0 est comprise ou non dans une plage PF2 de réhabilitation de la recharge pendant au moins une deuxième durée prédéterminée SD2. PF2 est délimitée par une borne inférieure BINF2, par exemple 45 Hz et une borne supérieure BSUP2, par exemple 65 Hz. BINF2 est comprise entre 39 Hz et 47 Hz et la borne supérieure BSUP2 est comprise entre 61 Hz et 73Hz. Les plages PF1 et PF2 peuvent être identiques ou distinctes. De préférence, la deuxième durée prédéterminée SD2 est égale à 1000 millisecondes. Par exemple, un compteur CT peut être déclenché dès l’instant que le chargeur 9 détecte que la fréquence F0 est comprise dans PF2.
Dans le cas positif, le procédé comporte une étape E8 de modification du code de défaut dans un deuxième état d’anomalie furtive. La recharge est de nouveau autorisée par le chargeur en cas de demande de recharge. Le deuxième état informe que l’anomalie de fréquence est rétablie et que la recharge électrique est autorisée. Ce procédé de gestion du diagnostic et des états des codes d’anomalie permet d’informer le conducteur qu’une anomalie a eu lieu au niveau de la borne et non au niveau de son chargeur embarqué. On évite ainsi une réparation inutile du véhicule. L’étape 8 peut avoir lieu lors d’une même session de recharge ou lors d’une session de recharge suivant l’arrêt provoqué en étape E5, c’est-à-dire après un débranchement et branchement du câble.
Dans le cas négatif, le code d’anomalie reste permanent et inhibe la recharge de la batterie de traction. L’arrêt de la recharge reste actif. Les interrupteurs du module de conversion sont pilotés dans un état ouvert pour l’isoler de la borne et de la batterie.
L’invention s’applique aux véhicules électriques et véhicules hybrides lors de la recharge de la batterie de traction par branchement sur une borne de recharge externe. Plus généralement, le procédé s’applique à tout type de recharge par branchement à une source d’alimentation externe au véhicule qui est prévue pour délivrer un courant de charge alternatif au chargeur embarqué du véhicule.

Claims (10)

  1. Procédé de protection d’un chargeur électrique (9) embarqué d’un véhicule électrifié (1), ledit chargeur (9) étant apte à opérer une recharge électrique d’une batterie de traction (3) du véhicule (1) à partir d’un courant de charge délivré par une source d’alimentation externe (11) au véhicule (1), ledit procédé comporte les étapes successives suivantes :
    • le déclenchement de la recharge électrique (E2) par le chargeur (9) durant laquelle un courant de charge alternatif est converti en un courant de charge continu,
    • la mesure (E3), en permanence pendant la recharge, d’une fréquence (F0) du courant de charge alternatif en entrée du chargeur (9),
    • ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte en outre les étapes successives suivantes pendant la recharge :
    • la comparaison (E4) de ladite fréquence (F0) par rapport à une première plage de fréquence prédéterminée fixe (PF1), ladite première plage (PF1) étant délimitée par une borne inférieure (BINF1) comprise entre 39 Hz et 47 Hz et une borne supérieure (BSUP1) comprise entre 61 Hz et 73 Hz,
    • la commande de l’arrêt de la recharge (E5) en cas de détection que ladite fréquence (F0) n’est pas comprise dans la première plage prédéterminée (PF1) pendant au moins une première durée prédéterminée (SD1).
  2. Procédé de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la borne inférieure (BINF1) de la première plage (PF1) est égale à 43 Hz et la borne supérieure (BSUP1) de la première plage (PF1) est égale à 67 Hz.
  3. Procédé de protection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première durée prédéterminée (SD1) est comprise entre 50 millisecondes et 500 millisecondes, de préférence est égale à 100 millisecondes.
  4. Procédé de protection selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le chargeur (9) comporte un module de conversion (91) du courant de charge alternatif en courant de charge continu comprenant des interrupteurs électriques, caractérisé en ce que la commande de l’arrêt de la recharge (E5) comporte la commande d’ouverture des interrupteurs du module de conversion (91).
  5. Procédé de protection selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comporte en outre lors de la commande de l’arrêt de recharge (E5), une étape d’enregistrement (E6) d’un code de défaut dans un premier état d’anomalie permanente signalant une anomalie de fréquence de la source d’alimentation externe (11) et une étape de signalement du code de défaut à travers un réseau de communication embarqué du véhicule, le premier état informant que l’anomalie de fréquence persiste et que la recharge électrique est inhibée
  6. Procédé de protection selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’il comporte en outre, à la suite de l’enregistrement (E6) du code de défaut, en cas de détection (E7) que la fréquence est comprise dans une deuxième plage prédéterminée (PF2) pendant au moins une deuxième durée prédéterminée (SD2), la modification (E8) du code de défaut dans un deuxième état d’anomalie furtive, le deuxième état informant que l’anomalie de fréquence est rétablie et que la recharge électrique est autorisée.
  7. Procédé de protection selon la revendication 6, caractérisé en ce que la deuxième plage (PF2) est délimitée par une borne inférieure (BINF2) comprise entre 39 Hz et 47 Hz et une borne supérieure (BSUP2) comprise entre 61 Hz et 73 Hz.
  8. Procédé de protection selon la revendication 7, caractérisé en ce que la borne inférieure (BINF2) de la deuxième plage (PF2) est égale à 45 Hz et la borne supérieure (BSUP2) de la deuxième plage (PF2) est égale à 65 Hz et en ce que la deuxième durée prédéterminée (SD2) est égale à 1000 millisecondes.
  9. Chargeur électrique embarqué (9) d’un véhicule électrifié (1), ledit chargeur (9) comportant une unité de commande (92) et étant apte à opérer une recharge électrique d’une batterie de traction (3) du véhicule (1) à partir d’un courant de charge délivré par une source d’alimentation externe (11) au véhicule (1), l’unité de commande (92) étant caractérisée en ce qu’elle est configurée pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 durant une recharge électrique.
  10. Véhicule électrifié (1) comportant une machine électrique de traction, une batterie de traction (3) destinée à alimenter électriquement ladite machine électrique et un chargeur électrique embarqué (9) selon la revendication 9.
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