PROCEDE DE GESTION DE L’ALIMENTATION ELECTRIQUE D’UN VEHICULEMETHOD FOR MANAGING THE POWER SUPPLY OF A VEHICLE
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[001] L'invention concerne l’alimentation électrique d’un véhicule, notamment un véhicule automobile, et vise en particulier un procédé de gestion de l’alimentation électrique d’un véhicule, l’alimentation étant fournie par deux batteries.[001] The invention relates to the power supply of a vehicle, including a motor vehicle, and is in particular a method for managing the power supply of a vehicle, the power supply being provided by two batteries.
[002] Dans le but de réduire la consommation en carburant, de plus en plus de véhicules sont équipés de la fonction Stop & Start. Cette fonction consiste essentiellement à couper le moteur thermique lors des phases d’arrêts du véhicule. Actuellement, des développements sont effectués pour permettre l’extension de la fonction Stop & Start en vue de provoquer l’extinction du moteur thermique sur une plage de vitesses étendue. Cette nouvelle fonctionnalité, parfois désignée sous les appellations anglo-saxonnes de « Coasting » ou de « Sailing », consiste à couper le moteur thermique et à démarrer une chaîne de traction à haute vitesse, typiquement au-delà de 20 km/h.[002] In order to reduce fuel consumption, more and more vehicles are equipped with Stop & Start. This function essentially consists in shutting down the engine during stops of the vehicle. Currently, developments are being made to allow the extension of the Stop & Start to extinguish the engine over an extended speed range. This new feature, sometimes referred to as English "Coasting" or "Sailing", is to cut the engine and start a high-speed drivetrain, typically above 20 km / h.
[003] Par rapport à un véhicule au fonctionnement conventionnel actuel, cette fonctionnalité induit des contraintes supplémentaires sur le système EPS du véhicule, pour Electrical Power System, signifiant système de puissance électrique. Le système EPS assure la production et le stockage de l’énergie électrique et comprend principalement une batterie et un alternateur.[003] Compared to a conventional conventional operation vehicle, this feature induces additional constraints on the vehicle EPS system, for Electrical Power System, meaning electric power system. The EPS system provides the production and storage of electrical energy and mainly includes a battery and an alternator.
[004] Or, lorsque le moteur thermique du véhicule est éteint, une batterie ne suffit pas pour alimenter seule certaines fonctions électriques du véhicule, notamment en mode Sailing.[004] Now, when the engine of the vehicle is off, a battery is not enough to power only certain electrical functions of the vehicle, especially Sailing mode.
[005] Aussi, il est connu d’utiliser une deuxième batterie afin de pouvoir alimenter l’ensemble des fonctions électriques du véhicule. Cependant la gestion d’un tel système comprenant deux batteries est complexe, notamment du fait des caractéristiques des deux batteries qui peuvent être différentes : notamment le type de batterie, leur tension nominale, etc.[005] Also, it is known to use a second battery in order to power all the electrical functions of the vehicle. However the management of such a system comprising two batteries is complex, in particular because of the characteristics of the two batteries which may be different: in particular the type of battery, their nominal voltage, etc.
[006] On connaît, par exemple, par le document US20130116889 un système de stockage d’énergie pour véhicule comprenant deux batteries afin d’alimenter les équipements électriques du véhicule. Un tel système nécessite en outre un convertisseur DC-DC afin d’élever la tension fournie par les batteries lorsque les équipements électriques nécessitent une tension supérieure à celle fournie par les batteries. Un tel convertisseur DC-DC constitue un organe spécifique, dédié à cette fonction d’élévateur de tension, ce qui augmente les coûts de fabrication d’un véhicule automobile. De plus, les véhicules automobiles disposent de peu de place, ce qui est contraignant pour l’installation d’un convertisseur DC-DC, ce dernier présentant un encombrement non négligeable.[006] For example, document US20130116889 discloses a vehicle energy storage system comprising two batteries for powering the electrical equipment of the vehicle. Such a system also requires a DC-DC converter to raise the voltage supplied by the batteries when the electrical equipment require a voltage higher than that provided by the batteries. Such a DC-DC converter constitutes a specific member, dedicated to this voltage booster function, which increases the manufacturing costs of a motor vehicle. In addition, motor vehicles have little space, which is binding for the installation of a DC-DC converter, the latter having a significant footprint.
[007] L’invention vise donc à résoudre ces inconvénients en proposant un procédé de gestion de l’alimentation électrique d’un véhicule automobile fournie par deux batteries afin d’optimiser leur fonctionnement tout en utilisant les composants présents dans le véhicule automobile.[007] The invention therefore aims to solve these disadvantages by providing a method of managing the power supply of a motor vehicle provided by two batteries to optimize their operation while using the components present in the motor vehicle.
[008] Pour parvenir à ce résultat, la présente invention concerne un procédé de gestion de l’alimentation électrique d’un véhicule automobile comprenant au moins deux batteries d’alimentation de composants électriques, lesdits composants électriques étant répartis entre un réseau de bord et un démarreur, le procédé comprenant : - une étape d’alimentation du réseau de bord par une première batterie, que le moteur thermique du véhicule soit éteint ou démarré, - une étape d’alimentation du démarreur par une deuxième batterie lors d’un démarrage du moteur thermique, - une étape d’alimentation d’au moins un composant électrique par les deux batteries lors d’un pic de consommation dudit composant électrique.To achieve this result, the present invention relates to a method for managing the power supply of a motor vehicle comprising at least two batteries for supplying electrical components, said electrical components being distributed between an on-board electrical system and a starter, the method comprising: a step of supplying the on-board network with a first battery, whether the engine of the vehicle is off or started, a step of supplying the starter by a second battery during a start-up of the heat engine, - a step of supplying at least one electrical component by the two batteries during peak consumption of said electrical component.
[009] Grâce au procédé selon l’invention, le dimensionnement des différents organes du véhicule est optimisé grâce à l’alimentation d’un composant électrique par les deux batteries lors d’un pic de consommation. Ainsi, le véhicule automobile n’a pas besoin de composants surdimensionnés.With the method according to the invention, the sizing of the various components of the vehicle is optimized by the power supply of an electrical component by the two batteries during a peak consumption. Thus, the motor vehicle does not need oversized components.
[0010] Avantageusement, l’étape d’alimentation du réseau de bord comprend en outre une étape d’élévation de la tension fournie par la première batterie lorsque le moteur thermique est éteint.Advantageously, the power supply stage of the onboard network further comprises a step of raising the voltage supplied by the first battery when the engine is off.
[0011] De manière avantageuse, le véhicule automobile comprenant un interrupteur de commande de la première batterie, un générateur d’impulsions configuré pour générer un signal périodique de commande comprenant des niveaux hauts et des niveaux bas, et un alternateur réversible comportant au moins une première phase reliée à une inductance et une deuxième phase reliée à une inductance, l’alternateur étant associé à un onduleur comportant un bras d’interrupteurs par phase, chaque bras d’interrupteurs comportant un interrupteur supérieur et un interrupteur inférieur reliant chaque phase à ladite première batterie, l’étape d’élévation de la tension fournie par la première batterie comprend : - une première sous-étape de fermeture de l’interrupteur de commande, de l’interrupteur supérieur du bras d’interrupteur de ladite première phase et de l’interrupteur inférieur du bras d’interrupteur de ladite deuxième phase pour permettre le passage de courant fourni par la première batterie dans lesdites première et deuxième phases, lors d’un niveau haut dudit signal de commande, et - une deuxième sous-étape d’ouverture de l’interrupteur de commande et de fermeture de l’interrupteur supérieur du bras d’interrupteur de ladite deuxième phase et l’interrupteur inférieur du bras d’interrupteur de ladite première phase pour permettre le passage de courant fourni par lesdites première et deuxième phases lors d’un niveau bas dudit signal de commande.Advantageously, the motor vehicle comprising a control switch of the first battery, a pulse generator configured to generate a periodic control signal comprising high levels and low levels, and a reversible alternator comprising at least one first phase connected to an inductor and a second phase connected to an inductor, the alternator being associated with an inverter comprising a switch arm per phase, each switch arm comprising an upper switch and a lower switch connecting each phase to said first battery, the step of raising the voltage supplied by the first battery comprises: a first substep of closing the control switch, the upper switch of the switch arm of said first phase, and the lower switch of the switch arm of said second phase to allow the pass current supplied by the first battery in said first and second phases, at a high level of said control signal, and - a second substep of opening of the control switch and closing of the upper switch the switch arm of said second phase and the lower switch of the switch arm of said first phase to allow the current flow provided by said first and second phases at a low level of said control signal.
[0012] De préférence, le signal est un signal en créneau présentant une période de l’ordre de 105 secondes.Preferably, the signal is a square-wave signal having a period of the order of 105 seconds.
[0013] De manière préférée, la durée de chaque niveau haut du signal est de l’ordre de 0,55x10"5 secondes.Preferably, the duration of each high level of the signal is of the order of 0.55 × 10 -5 seconds.
[0014] Avantageusement, l’alternateur comprenant au moins une troisième phase reliée à une inductance, le procédé comprend la mise en œuvre des première et deuxième sous-étapes, en alternance, par paire de phases.Advantageously, the alternator comprising at least a third phase connected to an inductor, the method comprises the implementation of the first and second substeps, alternately, by pair of phases.
[0015] De préférence, le procédé comprend une étape de recharge d’au moins une batterie par l’alternateur.Preferably, the method comprises a step of recharging at least one battery by the alternator.
[0016] L’invention vise également un système de gestion de l’alimentation électrique d’un véhicule automobile, le système comprend au moins deux batteries, un alternateur apte à élever la tension fournie par une première batterie et à recharger lesdites batteries, un premier interrupteur de commande et un deuxième interrupteur de commande, le premier interrupteur de commande permettant, d’une part, la sélection de la batterie d’alimentation du réseau de bord du véhicule et, d’autre part, de commander la recharge de la première batterie par l’alternateur, le deuxième interrupteur de commande permettant de commander, d’une part, l’alimentation du réseau de bord par les deux batteries lors d’un pic de consommation et, d’autre part, la recharge de la deuxième batterie par l’alternateur.The invention also relates to a power management system of a motor vehicle, the system comprises at least two batteries, an alternator adapted to raise the voltage supplied by a first battery and to recharge said batteries, a first control switch and a second control switch, the first control switch for, on the one hand, the selection of the vehicle network power supply battery and, on the other hand, to control the charging of the vehicle. first battery by the alternator, the second control switch for controlling, on the one hand, the supply of the on-board power supply by the two batteries during a peak of consumption and, on the other hand, the charging of the second battery by the alternator.
[0017] Avantageusement, le système de gestion comprend en outre une première diode montée en parallèle du premier interrupteur de commande et une deuxième diode montée en parallèle du deuxième interrupteur de commande, la première diode et la deuxième diode étant adaptées pour permettre le passage d’un courant électrique lors d’un pic de consommation d’un composant électrique afin d’alimenter par les deux batteries ledit composant électrique. Ainsi, il n’est pas nécessaire de détecter un pic de consommation afin de commander la fermeture des interrupteurs de commande pour alimenter le composant électrique par les deux batteries.Advantageously, the management system further comprises a first diode connected in parallel with the first control switch and a second diode connected in parallel with the second control switch, the first diode and the second diode being adapted to allow the passage of time. an electric current during a peak consumption of an electrical component in order to supply the two batteries with said electrical component. Thus, it is not necessary to detect a peak consumption to control the closing of the control switches to supply the electrical component by the two batteries.
[0018] Avantageusement, une diode étant montée entre l’alternateur et la deuxième batterie, un bypass est monté en parallèle de ladite diode afin de réduire les pertes dans la diode lors du chargement de la deuxième batterie par l’alternateur.Advantageously, a diode being mounted between the alternator and the second battery, a bypass is connected in parallel with said diode to reduce losses in the diode during the charging of the second battery by the alternator.
[0019] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement, et en référence aux dessins qui montrent : • figure 1, un schéma du circuit électrique du véhicule automobile selon l’invention, • figure 2, un signal de commande d’un interrupteur du circuit électrique de la figure 1, • figure 3 et 4, différentes circulations du courant dans une partie du circuit électrique de la figure 1, • figure 5, les tensions à l’entrée et à la sortie de la partie du circuit électrique des figures 3 et 4, et • figure 6 et 7, différentes circulations du courant dans une seconde forme de réalisation du circuit électrique selon l’invention.Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description of the embodiments of the invention, given by way of example only, and with reference to the drawings which show: FIG. a diagram of the electric circuit of the motor vehicle according to the invention, • figure 2, a control signal of a switch of the electric circuit of figure 1, • figure 3 and 4, different circulations of the current in a part of the electrical circuit of FIG. 1, • FIG. 5, the voltages at the input and at the output of the part of the electric circuit of FIGS. 3 and 4, and • FIGS. 6 and 7, different circulations of the current in a second embodiment of the electrical circuit. according to the invention.
[0020] Dans ce qui va suivre, les modes de réalisation décrits s’attachent plus particulièrement à une mise en œuvre du procédé de gestion de l’alimentation selon l’invention dans le cadre d’un véhicule automobile. Cependant, toute mise en œuvre dans un contexte différent, en particulier dans tout type de véhicule, est également visée par la présente invention.In what follows, the described embodiments focus more particularly on an implementation of the power management method according to the invention in the context of a motor vehicle. However, any implementation in a different context, in particular in any type of vehicle, is also covered by the present invention.
[0021] La figure 1 représente le circuit électrique d’un véhicule automobile comprenant un alternateur A, une première batterie B1 et une deuxième batterie B2 aptes à alimenter en électricité un réseau de bord R et un démarreur Dem dudit véhicule. Le réseau de bord R comprend les différents équipements électriques équipant le véhicule, notamment le système de direction assistée, le système de climatisation, ...etc.Figure 1 shows the electric circuit of a motor vehicle comprising an alternator A, a first battery B1 and a second battery B2 adapted to supply electricity to an R edge network and a dem starter of said vehicle. The network R includes the various electrical equipment equipping the vehicle, including the power steering system, the air conditioning system, etc..
[0022] Un tel circuit électrique est prévu dans un véhicule automobile, notamment dans un véhicule dit micro-hybride, afin que l’alternateur A recharge les batteries B1, B2 lorsque le moteur thermique dudit véhicule est démarré et afin que lesdites batteries alimentent les équipements électriques du véhicule lorsque le moteur thermique est éteint.Such an electrical circuit is provided in a motor vehicle, in particular in a so-called micro-hybrid vehicle, so that the alternator A recharges the batteries B1, B2 when the engine of said vehicle is started and so that said batteries power the batteries. electrical equipment of the vehicle when the engine is off.
[0023] Une capacité C, dit de filtrage, est monté en parallèle du réseau de bord R afin d’assurer la stabilisation de la tension d’alimentation dudit réseau de bord R.A capacitor C, said filtering, is connected in parallel with the R edge network to ensure the stabilization of the supply voltage of said R edge network.
[0024] La première batterie B1 et la deuxième batterie B2 peuvent être de différents types, par exemple au lithium. De préférence, la première batterie B1 et la deuxième batterie B2 délivrent une tension de 12V, mais il va de soi que la tension délivrée pourrait être différente. De même, il a été présenté deux batteries B1, B2 délivrant la même tension, mais il va de soi que les batteries B1, B2 pourraient délivrer des tensions différentes afin d’alimenter le réseau de bord et le démarreur du véhicule.The first battery B1 and the second battery B2 may be of different types, for example lithium. Preferably, the first battery B1 and the second battery B2 deliver a voltage of 12V, but it goes without saying that the voltage delivered could be different. Similarly, it was presented two batteries B1, B2 delivering the same voltage, but it goes without saying that the batteries B1, B2 could deliver different voltages to power the vehicle's network and starter.
[0025] La première batterie B1 est reliée au reste du circuit électrique par un premier interrupteur de commande S1 afin de commander, d’une part, l’alimentation du réseau de bord R et du démarreur Dem par la première batterie B1 et, d’autre part, la recharge de ladite première batterie B1 par l’alternateur A.The first battery B1 is connected to the rest of the electrical circuit by a first control switch S1 in order to control, on the one hand, the power supply of the R edge network and the starter Dem by the first battery B1 and, d on the other hand, charging said first battery B1 by the alternator A.
[0026] La deuxième batterie B2 est reliée, d’une part, au démarreur Dem afin de l’alimenter en électricité et, d’autre part, au reste du circuit électrique par l’intermédiaire d’un deuxième interrupteur de commande S2 afin de permettre la recharge de la deuxième batterie B2 par l’alternateur A. Le fonctionnement des interrupteurs de commande S1, S2 sera décrit par la suite.The second battery B2 is connected, on the one hand, to the starter Dem to supply electricity and, secondly, to the rest of the electrical circuit via a second control switch S2 so to allow charging of the second battery B2 by the alternator A. The operation of the control switches S1, S2 will be described later.
[0027] L’alternateur A est un alternateur réversible classique d’un véhicule automobile apte à fournir une tension lorsqu’il est actionné par le moteur thermique - l’alternateur A est alors dit en mode générateur -, et apte à actionner le moteur thermique lorsqu’une tension lui est appliquée - l’alternateur A est alors dit en mode moteur. L’alternateur A illustré à la figure 1 comprend trois phases P1, P2, P3, montées ici en étoiles. Chaque phase P1, P2, P3 passe par une inductance. De plus, l’alternateur A comprend une partie onduleur comportant une pluralité d’interrupteurs reliant les phases P1, P2, P3 à la première batterie B1: chaque phase P1, P2, P3 est reliée aux bornes de la première batterie B1 par deux interrupteurs : un interrupteur supérieur H1, H2, H3 de la phase P1, P2, P3 reliant la phase P1, P2, P3 à la ligne supérieure de la première batterie B1, et un interrupteur inférieur L1, L2, L3 de l’inductance P1, P2, P3 reliant l’inductance P1, P2, P3 à la borne inférieure de la batterie.The alternator A is a conventional reversible alternator of a motor vehicle capable of supplying a voltage when it is actuated by the engine - the alternator A is then said in generator mode - and able to actuate the engine. when a voltage is applied to it - alternator A is then said in motor mode. The alternator A illustrated in FIG. 1 comprises three phases P1, P2, P3, mounted here in stars. Each phase P1, P2, P3 passes through an inductor. In addition, the alternator A comprises an inverter part comprising a plurality of switches connecting the phases P1, P2, P3 to the first battery B1: each phase P1, P2, P3 is connected to the terminals of the first battery B1 by two switches an upper switch H1, H2, H3 of the phase P1, P2, P3 connecting the phase P1, P2, P3 to the upper line of the first battery B1, and a lower switch L1, L2, L3 of the inductance P1, P2, P3 connecting the inductor P1, P2, P3 to the lower terminal of the battery.
[0028] Il a été présenté un alternateur réversible A comprenant trois phases P1, P2, P3, mais il va de soi qu’il pourrait en comprendre un nombre différent, en particulier deux ou plus de trois, chaque phase étant reliée à un interrupteur supérieur et à un interrupteur inférieur.It has been presented a reversible alternator A comprising three phases P1, P2, P3, but it goes without saying that it could include a different number, in particular two or more than three, each phase being connected to a switch upper and a lower switch.
[0029] L’alternateur A est relié à la première batterie B1 par le premier interrupteur de commande S1 apte à commander le passage d’un courant électrique, fourni par la première batterie B1, dans l’alternateur A. Un tel premier interrupteur de commande S1 est commandé par un générateur de signaux de commande (non représenté). Un tel générateur délivre un signal S de type PWM, pour Puise Width Modulation, signifiant modulation de largeur d’impulsion, comme illustré à la figure 2. Un tel signal S présente un profil en créneau ayant une période T, typiquement de l’ordre de 10"5 seconde, et comprenant deux phases : lors d’une première phase d’une durée de l’ordre de 0,55x10'5 seconde, le signal S présente un niveau haut Nh, également désigné impulsion, commandant la fermeture de l’interrupteur de commande S1 : un courant électrique passe alors de la première batterie B1 à l’alternateur A. Lors d’une deuxième phase, d’une durée T-Ti de l’ordre de 0,45x10'5 seconde, le signal S présente un niveau bas Nb commandant l’ouverture du premier interrupteur de commande S1 : le courant passe alors de l’alternateur A au réseau de bord R afin de l’alimenter.The alternator A is connected to the first battery B1 by the first control switch S1 adapted to control the passage of an electric current, supplied by the first battery B1, in the alternator A. Such a first switch of control S1 is controlled by a control signal generator (not shown). Such a generator delivers a signal S of PWM type, for Pulse Width Modulation, meaning modulation of pulse width, as illustrated in FIG. 2. Such a signal S has a slot profile having a period T, typically of the order 10 "5 seconds, and comprising two phases: during a first phase of a duration of the order of 0.55x10'5 seconds, the signal S has a high level Nh, also called pulse, controlling the closure of the control switch S1: an electric current then passes from the first battery B1 to the alternator A. During a second phase, of a duration T-Ti of the order of 0.45x10'5 seconds, the signal S has a low level Nb controlling the opening of the first control switch S1: the current then passes from the alternator A to the onboard network R to supply it.
[0030] Dans la suite de la description, il va être présenté une mise en œuvre du procédé de gestion de l’alimentation d’un véhicule selon l’invention dans différentes situations de vie du véhicule.In the following description, it will be presented an implementation of the power management method of a vehicle according to the invention in different vehicle life situations.
[0031] Lors du démarrage à froid du moteur thermique du véhicule, la deuxième batterie B2 alimente le démarreur Dem et le réseau de bord R. Le premier interrupteur de commande S1 permet alors de commander l’alimentation du réseau de bord R par la première batterie B1. Ainsi, lorsque le premier interrupteur de commande S1 est ouvert, la première batterie B1 est isolée et seule la deuxième batterie B2 alimente électriquement le réseau de bord R. Lorsque le premier interrupteur de commande S1 est fermé, la première batterie B1 alimente le réseau de bord R. Dans ce deuxième cas, le deuxième interrupteur de commande S2 peut être fermé afin que les deux batteries B1, B2 alimentent à la fois le démarreur Dem et le réseau de bord R. La combinaison des deux batteries B1, B2 lors d’un démarrage à froid permet avantageusement de ne pas avoir à surdimensionner les composants électriques du véhicule automobile.During the cold start of the engine of the vehicle, the second battery B2 supplies the starter Dem and the R edge network. The first control switch S1 then allows to control the supply of the R edge network by the first battery B1. Thus, when the first control switch S1 is open, the first battery B1 is isolated and only the second battery B2 electrically feeds the on-board network R. When the first control switch S1 is closed, the first battery B1 supplies the control network. In this second case, the second control switch S2 can be closed so that the two batteries B1, B2 feed both the starter Dem and the on-board network R. The combination of the two batteries B1, B2 during a cold start advantageously avoids having to oversize the electrical components of the motor vehicle.
[0032] Lorsque le moteur thermique est démarré, l’alternateur A est entraîné par le moteur et génère un courant électrique apte à recharger au moins une batterie B1, B2. Lorsque les interrupteurs de commande S1, S2 sont ouverts, aucune des batteries B1, B2 n’est alors rechargée. La fermeture du premier interrupteur de commande S1 autorise la recharge de la première batterie B1. La fermeture du deuxième interrupteur de commande S2 autorise la recharge de la deuxième batterie B2. Lorsque les deux interrupteurs de commande S1, S2 sont fermés, l’alternateur A recharge la première batterie B1 et la deuxième batterie B2. Ainsi, il peut être défini une stratégie de recharge des batteries afin d’optimiser leur recharge tout en assurant un niveau minimum de charge dans au moins une des batteries B1, B2, notamment pour assurer le démarrage du moteur.When the engine is started, the alternator A is driven by the engine and generates an electric current capable of recharging at least one battery B1, B2. When the control switches S1, S2 are open, none of the batteries B1, B2 are then recharged. Closing the first control switch S1 allows charging of the first battery B1. Closing the second control switch S2 allows charging the second battery B2. When the two control switches S1, S2 are closed, the alternator A recharges the first battery B1 and the second battery B2. Thus, it can be defined a battery charging strategy to optimize their recharge while ensuring a minimum level of charge in at least one of the B1, B2 batteries, especially to ensure the engine start.
[0033] De plus, lors d’un pic de consommation du réseau de bord R alimenté par l’alternateur, au moins une batterie B1, B2 peut également alimenter le réseau de bord R afin de fournir le courant nécessaire.In addition, during a peak consumption of the R edge network powered by the alternator, at least one battery B1, B2 can also power the R edge network to provide the necessary current.
[0034] Lorsque le moteur thermique est éteint alors que le véhicule est en mouvement, notamment lorsque le véhicule est en mode Sailing dans lequel il peut circuler à une vitesse supérieure à 20km/h avec le moteur thermique éteint, le réseau de bord R est alimenté électriquement par l’une au moins des batteries B1, B2, de préférence par la première batterie B1 uniquement.When the engine is off while the vehicle is moving, especially when the vehicle is in Sailing mode in which it can travel at a speed greater than 20km / h with the engine off, the R edge network is electrically powered by at least one of the batteries B1, B2, preferably by the first battery B1 only.
[0035] Lorsque le deuxième interrupteur de commande S2 est ouvert et le premier interrupteur de commande S1 est fermé, seule la première batterie B1 alimente le réseau de bord R. Dans ce cas, selon un mode de réalisation préféré, la tension fournie par ladite première batterie B1 peut être élevée grâce à l’alternateur A comme cela sera décrit par la suite.When the second control switch S2 is open and the first control switch S1 is closed, only the first battery B1 feeds the onboard network R. In this case, according to a preferred embodiment, the voltage supplied by said first battery B1 can be raised through the alternator A as will be described later.
[0036] Lors d’un pic de consommation, pour ne pas avoir à surdimensionner les différents éléments de l’alternateur A, il est prévu que le deuxième interrupteur de commande S2 puisse être fermé afin d’alimenter le réseau de bord avec les deux batteries B1, B2 lors d’un fort pic de consommation.During a peak consumption, to avoid having to oversize the various elements of the alternator A, it is expected that the second control switch S2 can be closed in order to power the network with both batteries B1, B2 during a strong peak of consumption.
[0037] Ainsi, on définit un seuil de consommation, en particulier de l’ordre de 80A, au-dessus duquel le réseau de bord R est alimenté par les deux batteries B1, B2. Une première diode (non représentée) peut être placée en parallèle du premier interrupteur de commande S1 et une deuxième diode D2 est placée en parallèle du deuxième interrupteur de commande S2 de manière à ce que les première et deuxième diodes D2 deviennent naturellement passantes lors d’un pic de consommation afin que les deux batteries B1, B2 alimentent le réseau de bord R. Ceci permet d’éviter la détection d’un pic de consommation nécessaire pour commander la fermeture des interrupteurs S1, S2. En dessous du seuil de consommation, le réseau de bord R est alimenté par la première batterie B1 dont la tension peut être élevée si besoin.Thus, it defines a consumption threshold, in particular of the order of 80A, above which the R edge network is powered by the two batteries B1, B2. A first diode (not shown) can be placed in parallel with the first control switch S1 and a second diode D2 is placed in parallel with the second control switch S2 so that the first and second diodes D2 naturally turn on when a peak of consumption so that the two batteries B1, B2 supply the R edge network. This makes it possible to avoid the detection of a consumption peak necessary to control the closing of the switches S1, S2. Below the consumption threshold, the on-board network R is powered by the first battery B1 whose voltage can be high if necessary.
[0038] La première batterie B1 fournit une tension continue, de préférence de l’ordre de 12V. Dès lors que la tension Vs nécessaire au réseau de bord R est supérieure à la tension VE fournie par la première batterie B1, il est nécessaire d’élever la tension d’entrée VE fournie par la première batterie B1.The first battery B1 provides a DC voltage, preferably of the order of 12V. Since the voltage Vs required for the on-board network R is greater than the voltage VE supplied by the first battery B1, it is necessary to raise the input voltage VE supplied by the first battery B1.
[0039] Avantageusement, comme illustré sur les figures, une diode D1 étant montée entre l’alternateur A et la deuxième batterie B2, un bypass (non représenté) peut être monté en parallèle de ladite diode D1 afin de réduire les pertes dans la diode D1 lors du chargement de la deuxième batterie B2 par l’alternateur A. Un tel système présente ainsi un meilleur rendement.Advantageously, as illustrated in the figures, a diode D1 being mounted between the alternator A and the second battery B2, a bypass (not shown) can be connected in parallel with said diode D1 in order to reduce the losses in the diode. D1 when charging the second battery B2 by the alternator A. Such a system and has a better performance.
[0040] Pour redémarrer le moteur, le premier interrupteur de commande S1 est fermé afin que la première batterie B1 alimente le démarreur Dem et que la deuxième batterie B2 alimente le réseau de bord R.To restart the engine, the first control switch S1 is closed so that the first battery B1 feeds the starter Dem and the second battery B2 supplies the R edge network.
[0041] Dans la suite de la description, il va être présenté une mise en œuvre d’un procédé d’élévation de tension selon l’invention.In the following description, it will be presented an implementation of a voltage increase method according to the invention.
[0042] Pour ce faire, le générateur de signaux de commande génère un signal S tel qu’illustré à la figure 2. Le signal S en créneau se répète périodiquement et présente une alternance de niveau haut Nh, d’une durée T1, et de niveau bas Nb, d’une durée T-T1.To do this, the control signal generator generates a signal S as illustrated in FIG. 2. The signal S in slot is repeated periodically and has a high level alternation Nh, of duration T1, and low level Nb, of duration T-T1.
[0043] Lors d’un niveau haut Nh, en référence à la figure 3, le signal S commande la fermeture du premier interrupteur de commande S1. Le courant électrique fourni par la première batterie B1 passe alors dans l’alternateur A.At a high level Nh, with reference to Figure 3, the signal S controls the closing of the first control switch S1. The electric current supplied by the first battery B1 then passes into the alternator A.
[0044] L’interrupteur supérieur H1 de la première phase P1 et l’interrupteur inférieur L2 de la deuxième phase P2 sont fermés de manière à permettre un transfert de courant de la première batterie B1 vers la première phase P1 et la deuxième phase P2, les phases étant montées en série. Lors d’un niveau haut Nh, un courant est également transféré de la capacité de filtrage C vers le réseau de bord R de manière à lisser la tension d’alimentation du réseau de bord R.The upper switch H1 of the first phase P1 and the lower switch L2 of the second phase P2 are closed so as to allow a transfer of current from the first battery B1 to the first phase P1 and the second phase P2, the phases being mounted in series. At a high level Nh, a current is also transferred from the filtering capacitor C to the on-board network R so as to smooth the supply voltage of the on-board network R.
[0045] Après le niveau haut Nh, en référence à la figure 4, l’interrupteur inférieur L1 de la première phase P1 et l’interrupteur supérieur H2 de la deuxième phase P2 sont fermés lors d’un niveau bas Nb, de manière à permettre le transfert d’un courant des phases P1, P2 vers le réseau de bord R afin de l’alimenter. Lors d’un niveau bas Nb, la capacité C est chargée grâce au courant issu desdites première et deuxième phases P1, P2.After the high level Nh, with reference to FIG. 4, the lower switch L1 of the first phase P1 and the upper switch H2 of the second phase P2 are closed during a low level Nb, so as to allow the transfer of a current of the phases P1, P2 to the R edge network to feed it. At a low level Nb, the capacitor C is charged with the current from said first and second phases P1, P2.
[0046] Le courant transféré depuis les phases P1, P2 permet de générer une tension de sortie Vs supérieure à la tension d’entrée VE. Une telle tension de sortie Vs permet alors d’alimenter le réseau de bord R.The current transferred from the phases P1, P2 makes it possible to generate an output voltage Vs greater than the input voltage VE. Such an output voltage Vs then makes it possible to supply the on-board network R.
[0047] Le procédé d’élévation de tension permet ainsi d’élever une tension d’entrée VE continue, dont la valeur est de l’ordre de 12V, afin d’obtenir une tension de sortie Vs continue de l’ordre de 14V, comme illustré à la figure 5, afin d’alimenter le réseau de bord R avec une batterie B1. Comme illustré à la figure 5, un temps d’élévation est nécessaire afin d’élever la tension de sortie Vs.The voltage-raising method thus makes it possible to raise a continuous input voltage VE, the value of which is of the order of 12V, in order to obtain a continuous output voltage Vs of the order of 14V. , as illustrated in FIG. 5, in order to feed the on-board network R with a battery B1. As illustrated in FIG. 5, a rise time is necessary in order to raise the output voltage Vs.
[0048] Il a été présenté une élévation d’une tension de 12V à 14V, cependant, il va de soi que la valeur de la tension d’entrée VE et de la tension de sortie Vs pourraient variées selon les caractéristiques électriques de la première batterie B1, de l’alternateur A et des phases P1, P2, P3, et le signal de commande S.It was presented a rise of a voltage of 12V to 14V, however, it is obvious that the value of the input voltage VE and the output voltage Vs could vary according to the electrical characteristics of the first battery B1, alternator A and phases P1, P2, P3, and the control signal S.
[0049] Lorsque l’alternateur A comprend un nombre impair de phases, par exemple au moins une troisième phase P3, les deux phases, parmi P1, P2, P3, qui sont chargées durant un niveau haut Nh du signal S, alternent à chaque niveau haut Nh. Ainsi, durant un premier niveau haut Nh, un courant est transféré depuis la première batterie B1 vers la première phase P1 et la deuxième phase P2, puis, durant un deuxième niveau haut Nh, un courant est transféré depuis la première batterie B1 vers la deuxième phase P2 et la troisième phase P3, puis, durant un troisième niveau haut Nh, un courant est transféré depuis la première batterie B1 vers la troisième phase P3 et la première phase P1. L’alternance entre les trois phases P1, P2, P3 est ensuite répétée.When the alternator A comprises an odd number of phases, for example at least a third phase P3, the two phases, among P1, P2, P3, which are charged during a high level Nh of the signal S, alternate with each high level Nh. Thus, during a first high level Nh, a current is transferred from the first battery B1 to the first phase P1 and the second phase P2, then, during a second high level Nh, a current is transferred from the first battery B1 to the second phase P2 and the third phase P3, then, during a third high level Nh, a current is transferred from the first battery B1 to the third phase P3 and the first phase P1. The alternation between the three phases P1, P2, P3 is then repeated.
[0050] Une telle alternance entre les phase P1, P2, P3 permet de répartir, entre les inductances des trois phases P1, P2, P3, les contraintes thermoélectriques générées lors du transfert de courant vers les phases P1, P2, P3.Such alternation between the phases P1, P2, P3 makes it possible to distribute, between the inductances of the three phases P1, P2, P3, the thermoelectric stresses generated during the transfer of current towards the phases P1, P2, P3.
[0051] Lorsque l’alternateur A comprend un nombre paire de phases, par exemple six phases comme illustré aux figures 6 et 7, les interrupteurs supérieurs H1, H3, H5 des phases impaires et les interrupteurs inférieurs L2, L4, L6 des phases paires sont fermés durant chaque niveau haut Nh du signal S, puis les interrupteurs supérieurs H2, H4, H6 des phases paires et les interrupteurs inférieurs L1, L3, L5 des phases impairs sont fermés durant chaque niveau bas Nb du signal S.When the alternator A comprises an even number of phases, for example six phases as shown in FIGS. 6 and 7, the upper switches H1, H3, H5 of the odd phases and the lower switches L2, L4, L6 of the even phases are closed during each high level Nh of the signal S, then the upper switches H2, H4, H6 of the even phases and the lower switches L1, L3, L5 of the odd phases are closed during each low level Nb of the signal S.
[0052] Une telle utilisation de plusieurs phases en même temps permet aussi de répartir, entre les phases, les contraintes thermoélectriques générées lors du transfert de courant vers les inductances desdites phases.Such use of several phases at the same time also allows to distribute, between the phases, the thermoelectric stresses generated during the transfer of current to the inductances of said phases.
[0053] Il a été présenté un procédé d’élévation de la tension à l’aide d’un alternateur A comprenant trois phases P1, P2, P3, mais il va de soi que le procédé pourrait utiliser un alternateur comprenant un nombre différent de phases, coopérant avec les interrupteurs de l’onduleur de façon à former, en fonction des commutations desdits interrupteurs, des montages en série de deux phases, afin de répartir entre davantage de phases les contraintes thermoélectriques.It has been presented a method of raising the voltage using an alternator A comprising three phases P1, P2, P3, but it goes without saying that the method could use an alternator comprising a different number of phases, cooperating with the switches of the inverter so as to form, as a function of the switches of said switches, assemblies in series of two phases, in order to distribute the thermoelectric stresses between more phases.
[0054] En résumé, la présente invention vise un procédé de gestion de l’alimentation électrique d’un véhicule automobile comprenant deux batteries afin d’optimiser leur fonctionnement et en utilisant les composants déjà présents dans le véhicule.In summary, the present invention is a method for managing the power supply of a motor vehicle comprising two batteries to optimize their operation and using the components already present in the vehicle.
[0055] Grâce à la gestion des deux batteries, il est possible d’alimenter un composant électrique avec les deux batteries lors d’un pic de consommation dudit composant, ce qui permet un dimensionnement avantageux des différents organes du circuit d’alimentation du véhicule.Thanks to the management of the two batteries, it is possible to supply an electrical component with the two batteries during a peak consumption of said component, which allows an advantageous dimensioning of the various components of the vehicle power supply circuit .
[0056] De plus, grâce au procédé d’élévation de la tension à l’aide de l’alternateur du véhicule, la tension fournie par une batterie permet d’alimenter le réseau de bord en utilisant les composants déjà présents dans le véhicule.In addition, thanks to the method of raising the voltage using the vehicle's alternator, the voltage supplied by a battery is used to power the onboard network using the components already present in the vehicle.
[0057] Il est précisé, en outre, que la présente invention n’est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus et est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l’homme de l’art.It is specified, moreover, that the present invention is not limited to the examples described above and is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art.
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