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WO2009112733A1 - Equipement de maintien de la tension pour vehicule automobile - Google Patents

Equipement de maintien de la tension pour vehicule automobile Download PDF

Info

Publication number
WO2009112733A1
WO2009112733A1 PCT/FR2009/050268 FR2009050268W WO2009112733A1 WO 2009112733 A1 WO2009112733 A1 WO 2009112733A1 FR 2009050268 W FR2009050268 W FR 2009050268W WO 2009112733 A1 WO2009112733 A1 WO 2009112733A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
sensor
equipment
switch
voltage
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/050268
Other languages
English (en)
Inventor
Alain Thimon
Joseph Bosnjak
Vincent Tran
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur
Priority to EP09719075A priority Critical patent/EP2250721A1/fr
Publication of WO2009112733A1 publication Critical patent/WO2009112733A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple batteries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0862—Circuits specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
    • F02N11/0866—Circuits specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery comprising several power sources, e.g. battery and capacitor or two batteries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits specially adapted for starting of engines
    • F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • F02N2011/0877—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches said switch being used as a series-parallel switch, e.g. to switch circuit elements from series to parallel connection

Definitions

  • the present invention relates to a maintenance equipment for the tension of a motor vehicle
  • FIG. 1 is a diagrammatic view of a starter and electric generator system for a motor vehicle, it can be seen in 5 the vehicle's on-board network, in 2 an electromechanical unit, in a first battery, in 11 a second battery or supercapacitors, in Kl a switch and in K2 a switch.
  • the on-board network 5 is configured to present on the one hand, a first polarity or voltage connected to the mass of the motor vehicle itself connected to the first negative terminal of the first battery 10, such as a lead electrochemical battery or lithium, and secondly, a second polarity or voltage of higher potential connected to the second positive terminal of the first battery 10, constituting a first source of electrical energy.
  • the consumers of the motor vehicle are connected to the on-board network.
  • These consumers include for example the car radio, heated seats, the compressor of the heating and air conditioning system, the electric motor of the power steering, the heating device of the rear window of the vehicle, the electric motor of the wiper installation, the power supply device of the projectors.
  • the electromechanical unit 2 makes it possible to carry out several functions, in particular electricity generation - operation in electric generator mode - and mechanical power production- operation in electric motor mode, in particular to start the engine of the motor vehicle.
  • This unit 2 recharges the first battery 10 and power consumers of the vehicle in electric generator mode.
  • the electromechanical unit 2 may be composed in parallel of a polyphase alternator, such as a polyphase alternator with internal ventilation described for example in the document WO 03/009452, and a conventional starter, such as a starter of the type of the one described in the application FR 2 863 018.
  • the unit 2 alternatively consists of a polyphase alternator-starter separated from the type of that described in the documents FR A 2 745 445 and WO 01/69762 or of the type integrated at the level of FIG. vehicle flywheel, as described in document FR 2 749 352.
  • the alternator-starter is a reversible alternator.
  • the current rectifier bridge of a conventional alternator is replaced by an inverter with controlled switches, such as MOSFET type transistors, for injecting current into the phases of the rotor in the electric motor mode.
  • the alternator / starter is controlled by a control and control unit described for example in the document FR A 2 745 445.
  • This unit comprises for example drivers (drivers) belonging to an electronic module of power and control that drive the MOSFET transistors by generating control signals on the gates of these transistors.
  • the unit also includes a management part which receives the signals from the angular position of the rotor of the alternator-starter. For more details, see this document.
  • FR A 2 745 445 In all cases, the alternator / starter or alternator, in electric generator mode, transforms mechanical energy into electrical energy.
  • the alternator starter in electric motor mode transforms electrical energy into mechanical energy.
  • the alternator-starter makes it possible to perform a so-called “Stop and Go” function, that is to say to stop the engine of the vehicle, especially at the red lights or in case of traffic jam, and to restart it. later to save fuel.
  • the alternator-starter can serve as an auxiliary engine for example to drive the compressor of the air conditioning system when the vehicle is stopped.
  • the alternator-starter or the alternator makes it possible to recover energy during a braking of the vehicle.
  • the alternator-starter may alternatively serve as a propulsion engine to the vehicle.
  • this alternator-starter is associated with a starter as described in WO 01/11231. This arrangement makes it possible to start the engine of the vehicle in very cold weather.
  • the second battery 11 for example a lead electrochemical battery, or the supercapacitors 11, also called Ultracapacity, will be called for simplicity second source of electrical energy 11.
  • This second source of electrical energy 11 can store energy and
  • the unit 2 also recharges the second energy source 11, in particular during the braking of the vehicle.
  • This second source 11 comprises a first terminal and a second terminal.
  • the voltage or the polarity of the second terminal of the source 11 is greater than the voltage or polarity of the first terminal of the source 11 connected to ground.
  • the switch K1 and the switch K2 are mounted in an electronic box 12, called voltage maintenance equipment, to provide additional energy to the first power source 10 and the network 5.
  • the switch K1 is connected between the first polarity of the on-board network (the mass of the vehicle) and the corresponding first negative terminal of the second energy source 11.
  • the switch K2 is connected between the second polarity of the on-board network and the second positive terminal of the first power source 10 (the battery 10).
  • the switch K2 In a first position T the switch K2 is connected both to the second terminal of the second energy source 11 and to the second terminal of the first source 10.
  • the switch K1 and the switch K2 are in an electromechanical type embodiment (relay or contactor). In a variant, they are advantageously of the electronic type, that is to say of the static type and therefore more economical, less noisy, more reliable and of longer life.
  • MOSFET transistors of the N type for example.
  • each transistor is composed of several transistors connected in parallel.
  • FIG. 1 second position R of the switch K2 the two energy sources 10, 11 are connected in series, the switch K1 being open.
  • the switch K1 When the switch K2 is in its first position T, the switch K1 is closed so that the two energy sources are in parallel.
  • the two energy sources 10, 11 are connected in series so that the torque (and therefore the mechanical power) of the unit Electromechanical 2 is increased under higher voltage.
  • the two sources are connected in parallel which allows to accumulate energy reserves and thus to obtain a higher electrical power.
  • the switch K2 is alternatively replaced by two switches and is sized according to the start currents.
  • K2 is managed by an electronic part of command and control.
  • the electronic part comprises a current sensor as well as a computing unit, such as a microprocessor.
  • This electronic control and control part, as well as the switch K1 and the switch K2, advantageously both of the electronic type, are mounted in the voltage maintaining equipment 12.
  • This electronic control and control part is slave to the control and monitoring unit of the electromechanical unit 2, whose drivers
  • drivers have logic inputs for selecting the electric generator or electric motor mode.
  • a unit 13 which gives information in particular on the temperature, the current and the temperature. voltage of the battery 10, possibly on the state of charge and / or health of the battery 10 in particular to optimize the reserve of energy to provide to ensure the function "Stop and Go".
  • This sensor 13 comprises an electronic part provided with a computing unit, such as a microcontroller as well as a current sensor of the battery. A dotted line is a power supply line connecting the sensor 13 to the positive terminal of the battery 10.
  • This information of the sensor 13 is transmitted to the voltage maintaining equipment 12 via a communication network, for example of the LIN type.
  • This network is shown schematically at 14 in FIG.
  • the equipment 12 also receives information concerning the operation of the vehicle, in particular starting information, imminent start-up, parking of the vehicle, as well as information on the flow rate of the alternator or the starter motor and the control. vehicle engine.
  • the communication network is schematized with the motor control.
  • a voltage maintenance equipment of the above type indicated is characterized in that it comprises the battery sensor having a current sensor and an electronic part integrated in said equipment.
  • the battery sensor is integrated in said equipment.
  • the electronic part in particular the microcontroller thereof, as well as the current and voltage sensors of the first energy source are therefore integrated in said equipment.
  • the current sensor of the battery sensor can be used to determine the switching times of the various circuits of the equipment 12.
  • the switch K2 and the switch K1 can be controlled by means of the battery sensor.
  • the voltage maintaining equipment can help the first battery by inserting into the circuit the second energy source, such as super condensers, and remove this second source as soon as the current of the battery passes another threshold.
  • the measurement of the voltage of the first battery can be used to determine its state of charge SOC and / or its state of health SOH to define whether it is necessary to support the first battery using the second power source for starting and restarting the engine of the vehicle.
  • the first battery is simplified since the battery sensor is deported to the voltage maintenance equipment and is no longer associated with the first negative terminal of the first battery, which can thus receive a standard type terminal. .
  • the microcontroller of the battery sensor can be used to perform diagnostic and control tasks for the voltage maintenance equipment.
  • the communication network between the battery sensor of the first battery and the voltage maintenance equipment is simplified since the battery sensor is integrated in the voltage maintenance equipment.
  • the solution according to the invention is therefore economical because one uses the same current sensor for the battery sensor and for the voltage maintenance equipment.
  • a computing unit such as a microcontroller, is used for the battery sensor and for the voltage maintenance equipment.
  • the battery sensor receives information from an external temperature sensor for measuring the ambient temperature of the first power source.
  • FIG. 1 is a schematic view of a starting system and electrical generation of voltage maintenance equipment according to the prior art
  • FIG. 2 is a view similar to FIG. 1, in which the voltage maintenance equipment has been replaced by that of the invention.
  • the motor vehicle start-up and power-generation system comprises, as in FIG. 1, an electromechanical unit 2, two electrical energy sources 10, 11, a maintenance equipment of the voltage 12, with electronic control and control part, and a communication network 15.
  • This switch K2 and this switch K1 are controlled in the aforementioned manner by the electronic control and control part which is slave to the control and monitoring unit of the electromechanical unit 2.
  • the battery sensor 130 equipped with a current sensor and an electronic part, is integrated in the voltage-maintaining equipment 12, which makes it possible to simplify the communication network 14.
  • Figure 1 and simplify the first negative terminal of the first battery 10 since the battery sensor is remote in the equipment 12, here sealed housing.
  • the electronic part and the current sensor of the battery sensor 130 are therefore integrated in the voltage maintenance equipment 12.
  • FIG. 2 shows a dashed line for supplying the sensor 130 from the positive terminal of the battery 10.
  • the supply of the sensor 130 is made from the line supplying the switch K2.
  • the battery sensor 130 having an electronic part comprising a calculation unit here in the form of a microcontroller, is taken advantage of. microcontroller for performing diagnostic and control tasks of the equipment 12, including the switch K2 and the switch K1 thereof.
  • An electrical cable 131 connects the first negative terminal of the battery 10 to the battery sensor 130 mounted in the sealed housing of the equipment 12.
  • This sensor 130 comprises a current sensor which measures the current of the battery 10 from the current flowing in the cable 131.
  • the sensor 130 also includes a voltage sensor.
  • the resistance of the cable 131 is known, it can be deduced by a calculation means belonging to the sensor 130, the voltage of the battery 10 by compensation of voltage drops in the cable 131 and control connections in the device 12 .
  • the sensor 130 receives the information from an external temperature sensor 150 for measuring the ambient temperature of the first energy source here the battery 10.
  • This probe is called external probe because it is located outside the equipment 12 to measure the ambient temperature of the first battery.
  • This probe 150 is adjacent to the battery 10.
  • the probe 150 can be implanted under the battery 10.
  • the probe is fixed or integrated into the lug connecting to the negative pole of the battery 10.
  • this lug has a shank having in its side wall an opening in which the thermal probe is received and there is provided means for maintaining the the probe in the opening, such as a tab or a plastic overmolding.
  • the probe is implanted in the battery.
  • the equipment 12 is implanted near the battery 10 so that the probe is alternatively integrated in the equipment 12.
  • the sensor 130 also comprises a second calculation means, which receives the raw information from the probe 150 to deduce the internal temperature of the battery 10 from the ambient temperature measured by the probe 150.
  • the probe 150 is in one embodiment a negative coefficient resistor of the NTC (Negative Temperature Coefficient) type.
  • the sensor 130 has above mentioned an electronic part equipped with a calculation unit which thus receives the information of the current flowing in the battery, the battery voltage and the temperature of the battery.
  • the computing unit of the sensor 130 also comprises a memory and algorithms for calculating the state of charge SOC and the state of health SOH of the battery. According to the information of current, voltage and battery temperature, it is therefore possible to determine the state of charge SOC and / or the state of health SOH of the first battery 10. From the measurement of the voltage of the battery 10 or the calculation of the SOC and / or the SOH of the battery 10 it is possible to define whether it is necessary to support the battery 10 by means of the second electric power source 11 for starting and restarting the heat engine of the vehicle.
  • the current sensor of the sensor 130 is also used to determine the switching times of the circuits K 2 and K 1 to come from a first value of the current in aid of the first battery 10 by inserting the second source 11. From a second value of the current, the second source 11 is withdrawn from the circuit.
  • the two energy sources 10, 11 are connected in series.
  • the control part of the equipment 12 acts on the switch K2 and the switch K1 to actuate them. This control part is controlled by the control part of the equipment 12 receiving the information of the battery sensor 130.
  • the battery 10 can also be supported when an electric radiator of the heating and air conditioning system is put into service after the start of the engine of the vehicle when it is not still hot enough to heat the cabin of the vehicle.
  • the second power source 11 is in one embodiment a battery of the same nature as the battery 10. Its voltage is in an embodiment identical to that of the battery 10 for example 12V . Alternatively the voltage of the second source is less than 12V, for example 3V.
  • the second source consists of supercapacitors called Ultracapacity. This
  • Ultracapacity has several capacitive cells connected in series and has a low internal resistance so that it heats up slightly.
  • the voltage of the ultracapacity may vary from 3V to 22V.
  • these supercapacitors are associated with a DC direct current converter. The converter is in a reversible embodiment. Supercapacitors can thus be charged at a higher voltage. For more precision, see for example WO 03/088471.
  • the battery sensor according to the invention is alternatively mounted in the voltage equipment of this document.
  • the equipment according to the invention can therefore be of a type different from that of FIG.
  • This equipment is provided with a control and configuration unit configured, via the battery sensor, to constitute a charger for the second energy source, particularly during braking operations of the vehicle.
  • the second energy source is integrated in the equipment 12.

Landscapes

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

L'équipement de maintien de la tension (12) appartenant à un système de démarrage et de génération électrique pour véhicule automobile comporte une première source d'énergie (10) associé à un capteur batterie (130) doté d'un capteur de courant et d'une partie électronique intégré dans l'équipement dispositif (12) et une deuxième source d'énergie ( 11 ). Application : Véhicule automobile

Description

« Equipement de maintien de la tension pour véhicule automobile »
Domaine technique
La présente invention concerne un équipement de maintien de la tension pour véhicule automobile
Etat de la technique
A la figure 1, qui est une vue schématique d'un système de démarrage et de génération électrique pour véhicule automobile, on voit en 5 le réseau de bord du véhicule automobile, en 2 une unité électromécanique, en 10 une première batterie, en 11 une deuxième batterie ou des supercondensateurs, en Kl un interrupteur et en K2 un commutateur .
Le réseau de bord 5 est configuré pour présenter d'une part, une première polarité ou tension connectée à la masse du véhicule automobile elle-même connectée à la première borne négative de la première batterie 10, telle qu'une batterie électrochimique au plomb ou au lithium, et d'autre part, une deuxième polarité ou tension de plus fort potentiel connectée à la deuxième borne positive de la première batterie 10, constituant une première source d'énergie électrique.
Les consommateurs du véhicule automobile, sont branchés sur le réseau de bord.
Ces consommateurs comprennent par exemple l'autoradio, les sièges chauffants, le compresseur de l'installation de chauffage et de climatisation, le moteur électrique de la direction assistée, le dispositif de chauffage de la lunette arrière du véhicule, le moteur électrique de l'installation d'essuyage, le dispositif d'alimentation électrique des projecteurs.
L'unité électromécanique 2 permet de réaliser plusieurs fonctions notamment de production d'électricité - fonctionnement en mode générateur électrique- et de production de puissance mécanique- fonctionnement en mode moteur électrique pour notamment démarrer le moteur thermique du véhicule automobile. Cette unité 2 permet de recharger la première batterie 10 et d'alimenter les consommateurs du véhicule en mode générateur électrique.
L'unité électromécanique 2 peut être composée en parallèle d'un alternateur polyphasé, tel qu'un alternateur polyphasé à ventilation interne décrit par exemple dans le document WO 03/009452 , et d'un démarreur classique, tel qu'un démarreur du type de celui décrit dans la demande FR 2 863 018. L'unité 2 consiste en variante en un alterno-démarreur polyphasé séparé du type de celui décrit dans les documents FR A 2 745 445 et WO 01/69762 ou du type intégré au niveau du volant moteur du véhicule, comme décrit dans le document FR 2 749 352. L ' alterno-démarreur est un alternateur réversible.
Dans ce cas le pont redresseur de courant d'un alternateur classique est remplacé par un onduleur à interrupteurs commandés, tels que des transistors du type MOSFET, pour injecter du courant dans les phases du rotor en mode moteur électrique.
L ' alterno-démarreur est piloté par une unité de commande et de contrôle décrite par exemple dans le document FR A 2 745 445. Cette unité comporte par exemple des pilotes (drivers) appartenant à un module électronique de puissance et de contrôle qui pilotent les transistors MOSFET en générant des signaux de commande sur les grilles de ces transistors. L'unité comporte également une partie de gestion qui reçoit les signaux provenant de la position angulaire du rotor de 1 'alterno-démarreur . Pour plus de précisions on se reportera à ce document FR A 2 745 445 Dans tous les cas 1 'alterno-démarreur ou l'alternateur, en mode générateur électrique, transforme de l'énergie mécanique en énergie électrique.
L 'alterno-démarreur en mode moteur électrique transforme de l'énergie électrique en énergie mécanique. L 'alterno-démarreur permet de réaliser une fonction dite « Stop and Go », c'est-à-dire d'arrêter le moteur thermique du véhicule, notamment au feux rouge ou en cas d'embouteillage, et de redémarrer celui-ci ultérieurement pour économiser du carburant.
En variante cette fonction Stop and Go est réalisée par le démarreur .
L 'alterno-démarreur peut servir de moteur auxiliaire pour par exemple entraîner le compresseur de l'installation de climatisation lorsque le véhicule est à l'arrêt. L 'alterno-démarreur ou l'alternateur permet de récupérer de l'énergie lors d'un freinage du véhicule.
Suivant sa puissance 1 'alterno-démarreur peut également servir à fournir une énergie supplémentaire pour soutenir le moteur thermique du véhicule, notamment pour éviter que celui-ci cale. Cette fonction étant appelée fonction « BOOST ».
L ' alterno-démarreur peut en variante servir de moteur de propulsion au véhicule. En variante cet alterno-démarreur est associé à un démarreur comme décrit dans le document WO 01/11231. Cette disposition permet de démarrer le moteur thermique du véhicule par grand froid.
La deuxième batterie 11, par exemple une batterie électrochimique au plomb, ou les supercondensateurs 11, appelés également Ultracapacité, seront appelés par simplicité deuxième source d'énergie électrique 11. Cette deuxième source d'énergie électrique 11 permet de stocker de l'énergie et également d'alimenter les consommateurs et les charges du réseau de bord 5. L'unité 2 permet de recharger la deuxième source d'énergie 11, notamment lors du freinage du véhicule. Cette deuxième source 11 comporte une première borne et une deuxième borne.
La tension ou la polarité de la deuxième borne de la source 11 est supérieure à la tension ou polarité de la première borne de la source 11 reliée à la masse.
L'interrupteur Kl et le commutateur K2 sont montés dans un boîtier électronique 12, appelé équipement de maintien de la tension, permettant d'apporter une énergie supplémentaire à la première source d'énergie 10 et au réseau 5.
A la figure 1 l'interrupteur Kl est connecté entre la première polarité du réseau de bord (la masse du véhicule) et la première borne négative correspondante de la deuxième source d'énergie 11.
Le commutateur K2 est connecté entre la deuxième polarité du réseau de bord et la deuxième borne positive de la première source d'énergie 10 (la batterie 10 ) .
Dans une première position T le commutateur K2 est relié à la fois à la deuxième borne de la deuxième source d'énergie 11 et à la deuxième borne de la première source 10.
Dans une seconde position R le commutateur K2 est relié au point commun de l'interrupteur Kl et de la deuxième source 11.
L'interrupteur Kl et le commutateur K2 sont dans un mode de réalisation du type électromécanique (relais ou contacteur) . En variante ils sont avantageusement du type électronique, c'est-à-dire du type statique et donc plus économiques, moins bruyant, plus fiable et d'une plus grande durée de vie.
On peut utiliser par exemple des transistors du type MOSFET par exemple de type N. De préférence chaque transistor est composé de plusieurs transistors montés en parallèle.
A la figure 1 (seconde position R du commutateur K2) les deux sources d'énergie 10, 11 sont connectées en série, l'interrupteur Kl étant ouvert. Lorsque le commutateur K2 est dans sa première position T, l'interrupteur Kl est fermé en sorte que les deux sources d'énergie sont en parallèle.
Ainsi pendant la phase de démarrage du moteur thermique du véhicule automobile ou durant la fonction BOOST, les deux sources d'énergie 10, 11 sont montées en série en sorte que le couple (et donc la puissance mécanique) de l'unité électromécanique 2 est augmentée sous une tension plus élevée. Lorsque le moteur thermique a démarré les deux sources sont connectées en parallèle ce qui permet de cumuler les réserves d'énergie et donc d'obtenir une puissance électrique plus élevée.
Le commutateur K2 est en variante remplacé par deux interrupteurs et est dimensionné en fonction des courants de démarrage.
La position de l'interrupteur Kl et du commutateur
K2 est gérée par une partie électronique de commande et de contrôle .
La partie électronique comporte un capteur de courant ainsi qu'une unité de calcul, tel qu'un microprocesseur .
Cette partie électronique de commande et de contrôle, ainsi que l'interrupteur Kl et le commutateur K2, avantageusement tous deux du type électronique, sont montés dans l'équipement de maintien de tension 12.
Cette partie électronique de commande et de contrôle est esclave de l'unité de commande et de contrôle de l'unité électromécanique 2, dont les pilotes
(drivers) comportent des entrées logiques pour sélection du mode générateur électrique ou moteur électrique .
II est prévu également, au niveau de la première borne négative de la batterie 10, une unité 13, appelée capteur batterie, qui donne des informations notamment sur la température, le courant et la tension de la batterie 10, éventuellement sur l'état de charge et/ou de santé de la batterie 10 afin notamment d'optimiser la réserve d'énergie à fournir pour assurer la fonction « Stop and Go ». Ce capteur 13 comporte une partie électronique dotée d'une unité de calcul, tel qu'un microcontrôleur ainsi qu'un capteur de courant de la batterie. On voit en pointillés une ligne d'alimentation électrique reliant le capteur 13 à la borne positive de la batterie 10.
Ces informations du capteur 13 sont transmises à l'équipement de maintien de tension 12 par l'intermédiaire d'un réseau de communication, par exemple du type LIN. Ce réseau est schématisé en 14 à la figure 1.
L'équipement 12 reçoit également des informations concernant le fonctionnement du véhicule, notamment les informations de démarrage, démarrage imminent, parking du véhicule, ainsi que des informations sur le débit de l'alternateur ou de 1 ' al t erno-démarreur et du contrôle moteur du véhicule. Ainsi on schématisé en 15 le réseau de communication avec le contrôle moteur.
Un problème se pose notamment durant les phases de démarrage du véhicule car le capteur batterie 13 ne peut pas être utilisé pour contrôler le courant durant ces phases de démarrage du véhicule.
Résumé de l'invention L'invention a pour objet de résoudre ce problème.
Suivant l'invention un équipement de maintien de la tension du type sus indiqué, est caractérisé en ce qu'il comporte le capteur batterie doté d'un capteur de courant et d'une partie électronique intégrés dans ledit équipement .
Ainsi le capteur batterie est intégré dans ledit équipement .
La partie électronique, notamment le microcontrôleur de celle-ci, ainsi que les capteurs de courant et de tension de la première source d'énergie sont donc intégrés dans ledit équipement.
Grâce à l'invention on peut utiliser le capteur de courant du capteur batterie pour déterminer les instants de commutation des différents circuits de l'équipement 12.
Grâce à l'invention on peut piloter le commutateur K2 et l'interrupteur Kl à l'aide du capteur batterie . Ainsi dès que le courant de la première batterie n'est pas suffisant, l'équipement de maintien de tension peut venir en aide à la première batterie en insérant dans le circuit la deuxième source d'énergie, telles que des super condensât eur s , et retirer cette deuxième source dés que le courant de la batterie repasse un autre seuil.
On peut utiliser la mesure de la tension de la première batterie pour déterminer son état de charge SOC et / ou son état de santé SOH afin de définir s'il est nécessaire de soutenir la première batterie à l'aide de la deuxième source d'énergie pour les démarrages et les redémarrages du moteur thermique du véhicule .
Grâce à l'invention on simplifie la première batterie puisque le capteur batterie est déporté dans l'équipement de maintien de la tension et n'est plus associé à la première borne négative de la première batterie, qui peut recevoir ainsi une cosse du type standard.
On peut utiliser le microcontrôleur du capteur batterie pour réaliser des tâches de diagnostic et de pilotage de l'équipement de maintien de la tension .
Le réseau de communication entre le capteur batterie de la première batterie et l'équipement de maintien de la tension est simplifié puisque le capteur batterie est intégré dans l'équipement de maintien de la tension.
La solution selon l'invention est donc économique car on utilise un même capteur de courant pour le capteur batterie et pour l'équipement de maintien de la tension.
De même on utilise une même une unité de calcul, tel qu'un microcontrôleur, pour le capteur batterie et pour l'équipement de maintien de la tension. Dans un mode de réalisation le capteur batterie reçoit des informations d'une sonde externe de température destinée à mesurer la température ambiante de la première source d'énergie .
D'autres avantages apparaîtront à la lumière de la description donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés.
Brèves description des figures
la figure 1 est une vue schématique d'un système de démarrage et de génération électrique à équipement de maintien de la tension selon l'art antérieur ; - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, dans laquelle on a remplacé l'équipement de maintien de la tension par celui de l'invention.
Description d'exemples de réalisation
Dans les figures les éléments identiques ou analogues seront affectés par des mêmes signes de référence.
Ainsi dans le mode de réalisation de la figure 2 le système de démarrage et de génération électrique de véhicule automobile comporte, comme à la figure 1, une unité électromécanique 2, deux sources d'énergie électrique 10, 11, un équipement de maintien de la tension 12, à partie électronique de commande et de contrôle, et un réseau de communication 15.
Dans cette figure 2, contrairement à la figure 1, le commutateur K2, éventuellement remplacé par deux interrupteurs, est dans sa première position T, tandis que l'interrupteur Kl est fermé.
Ce commutateur K2 et cet interrupteur Kl sont commandés de manière précitée par la partie électronique de commande et de contrôle qui est esclave de l'unité de commande et de contrôle de l'unité électromécanique 2.
Dans la figure 2 on recherche une simplification de la première batterie 10.
Ainsi selon une caractéristique de l'invention on intègre le capteur batterie 130, doté d'un capteur de courant et d'une partie électronique, dans l'équipement de maintien de la tension 12 ce qui permet de simplifier le réseau de communication 14 de la figure 1 et de simplifier la première borne négative de la première batterie 10 puisque le capteur batterie est déporté dans l'équipement 12, ici à boîtier étanche.
La partie électronique et le capteur de courant du capteur batterie 130 sont donc intégrés dans l'équipement de maintien de la tension 12.
On a représenté en pointillés à la figure 2 une ligne d'alimentation électrique du capteur 130 à partir de la borne positive de la batterie 10.
Bien entendu cela dépend des applications. En variante l'alimentation du capteur 130 est réalisée à partir de la ligne alimentant le commutateur K2.
Le capteur batterie 130, étant doté d'une partie électronique comprenant une unité de calcul ici sous la forme d'un microcontrôleur, on tire partie de ce microcontrôleur pour réaliser des tâches de diagnostic et de pilotage de l'équipement 12, notamment du commutateur K2 et de l'interrupteur Kl de celle-ci.
Un câble électrique 131 relie la première borne négative de la batterie 10 au capteur batterie 130 monté dans le boîtier étanche de l'équipement 12.
Ce capteur 130 comporte un capteur de courant qui mesure le courant de la batterie 10 à partir du courant circulant dans le câble 131.
Le capteur 130 comporte également un capteur de tension.
Plus précisément, la résistance du câble 131 étant connu, on peut en déduire, par un moyen de calcul appartenant au capteur 130, la tension de la batterie 10 par compensation des chutes de tension dans le câble 131 et maîtrise des connections dans le dispositif 12.
Dans un mode de réalisation, le capteur 130 reçoit les informations d'une sonde externe de température 150 destinée à mesurer la température ambiante de la première source d'énergie ici la batterie 10.
Cette sonde est dite sonde externe car elle est implantée à l'extérieur de l'équipement 12 pour mesurer la température ambiante de la première batterie.
Cette sonde 150 est adjacente à la batterie 10.
Ainsi la sonde 150 peut être implantée sous la batterie 10.
Dans un autre mode de réalisation la sonde est fixée ou intégrée dans la cosse se branchant sur le pôle négatif de la batterie 10. Par exemple, comme décrit dans le document EP 1 727 241, auquel on se reportera, cette cosse présente un fût comportant dans sa paroi latérale une ouverture dans laquelle est reçue la sonde thermique et il est prévu des moyens de maintien de la sonde dans l'ouverture, tels qu'une languette ou un surmoulage en matière plastique.
Dans un autre mode de réalisation la sonde est implantée dans la batterie.
En variante l'équipement 12 est implanté à proximité de la batterie 10 en sorte que la sonde est en variante intégrée dans l'équipement 12.
Le capteur 130 comporte également un second moyen de calcul, qui reçoit l'information brute de la sonde 150 pour en déduire la température interne de la batterie 10 à partir de la température ambiante mesurée par la sonde 150.
Ainsi dans tous les cas on peut enregistrer des mesures dans l'unité de calcul précité et comparer ces valeurs avec la valeur mesurée par la sonde pour en déduire la température .
La sonde 150 est dans un mode de réalisation une résistance à coefficient négatif du type NTC (Négative Température Coefficient en Anglais) .
Le capteur 130 comporte de manière précitée une partie électronique dotée d'une unité de calcul qui reçoit ainsi les informations du courant circulant dans la batterie, de la tension de la batterie et de la température de la batterie . L'unité de calcul du capteur 130 comporte également une mémoire et des algorithmes de calcul de l'état de charge SOC et de l'état de santé SOH de la batterie. En fonction des informations de courant, de tension et de température de batterie on peut donc déterminer l'état de charge SOC et/ou l'état de santé SOH de la première batterie 10. A partir de la mesure de la tension de la batterie 10 ou du calcul du SOC et/ou du SOH de la batterie 10 on peut définir s'il est nécessaire de soutenir la batterie 10 à l'aide de la deuxième source d'énergie électrique 11 pour les démarrages et redémarrages du moteur thermique du véhicule . On utilise, grâce à l'invention, également le capteur de courant du capteur 130 pour déterminer les instants de commutation des circuits K2 et Kl pour venir à partir d'une première valeur du courant en aide à la première batterie 10 en insérant la deuxième source 11. A partir d'une seconde valeur du courant on retire du circuit la deuxième source 11.
Lors de l'opération de soutient de la batterie 10 les deux sources d'énergie 10, 11 sont montées en série. La partie de commande de l'équipement 12 agit sur le commutateur K2 et l'interrupteur Kl pour actionner ceux-ci. Cette partie de commande est pilotée par la partie de contrôle de l'équipement 12 recevant les informations du capteur batterie 130.
On peut soutenir la batterie 10 également lorsque qu'un radiateur électrique de l'installation de chauffage et de climatisation est mis en service après le démarrage du moteur thermique du véhicule lorsque celui-ci n'est pas encore suffisamment chaud pour chauffer l'habitacle du véhicule .
Il en est de même lorsque le chauffage des sièges ou de la lunette arrière est mis en service.
Il ressort de la description et des dessins que la deuxième source d'énergie 11 est dans un mode de réalisation une batterie de même nature que la batterie 10. Son voltage est dans un mode de réalisation identique à celui de la batterie 10 par exemple 12V. En variante le voltage de la deuxième source est inférieur à 12V, par exemple de 3V.
En variante la deuxième source consiste en des supercondensateurs appelés Ultracapacité. Cette
Ultracapacité comporte plusieurs cellules capacitives montées en série et présente une résistance interne faible en sorte qu'elle s'échauffe faiblement. Selon l'utilisation la tension de 1 'ultracapacité peut varier de 3V à 22V. Dans un mode de réalisation ces supercondensateurs sont associés à un convertisseur de courant continu en courant continu. Le convertisseur est dans un mode de réalisation réversible. Les supercondensateurs peuvent être ainsi chargés à une tension plus élevée. Pour plus de précision on se reportera par exemple au document WO 03/088471.
Le capteur batterie selon l'invention est en variante monté dans l'équipement de tension de ce document.
L'équipement selon l'invention peut donc être d'un type différent de celui de la figure 2. Cet équipement est doté d'une unité de commande et de contrôle configurée, via le capteur batterie, pour constituer un chargeur de la deuxième source d'énergie notamment lors des opérations de freinage du véhicule.
Bien entendu en variante la deuxième source d'énergie est intégrée dans l'équipement 12.

Claims

Revendications
1. Équipement de maintien de la tension (12) appartenant à un système de démarrage et de génération électrique pour véhicule automobile comprenant une première source d'énergie (10) associée à un capteur batterie (130) et une deuxième source d'énergie (11), caractérisé en ce qu'il comporte le capteur batterie (130) doté d'un capteur de courant et d'une partie électronique intégrés dans ledit équipement .
2. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur batterie (130) reçoit des informations d'une sonde externe de température (150) destinée à mesurer la température ambiante de la première source d'énergie (10) .
3. Equipement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur batterie (130) comporte un moyen de calcul, qui reçoit l'information brute de la sonde (150) pour en déduire la température interne de la première batterie (10) à partir de la température ambiante mesurée par la sonde (150) .
4. Equipement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la sonde (150) est une résistance à coefficient de température négatif.
5. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie électronique du capteur batterie (130) est doté d'une unité de calcul, qui pilote le dit équipement.
6. Equipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'équipement de maintien de la tension (12) comporte un commutateur Kl connectée entre le réseau de bord du véhicule et la deuxième borne positive de la première source d'énergie (10) et en ce que l'unité de calcul du capteur batterie (130) est configurée pour piloter ledit commutateur (K2) .
7. Equipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'équipement de maintien de la tension (12) comporte un interrupteur Kl connecté entre la masse du véhicule et la première borne négative de la deuxième source d'énergie (11) et en ce que l'unité de calcul du capteur batterie (130) est configurée pour piloter ledit interrupteur.
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