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Pour permettre aux ingénieurs système de l’industrie des véhicules électriques (EV) de franchir une nouvelle étape vers les chargeurs embarqués (OBC) sans transformateur, le spécialiste des technologies de mesure électrique LEM a conçu le premier capteur de surveillance de courant résiduel (RCM) de type B de qualité automobile pour les OBC bidirectionnels, avec des capacités ASIL B.

Avec la croissance du marché de l’automobile électrique, les OBC bidirectionnels connaissent une forte augmentation de la demande, car ils permettent à l’utilisateur d’alimenter un autre véhicule, un appareil électrique, voire leur domicile avec l’énergie stockée dans la batterie du véhicule. Mais le fait même qu’ils soient bidirectionnels, pose plusieurs problèmes, notamment de sécurité. Les concepteurs doivent agir sur la sécurité à une tension élevée, plus précisément sur la surveillance des courants de fuite et la compensation, tout en veillant à réduire le poids et l’encombrement, améliorer l’efficacité et réduire les coûts de ces dispositifs. Le nouveau capteur automobile RCM de type B de LEM est conforme aux normes de sécurité et apporte des solutions. Il s’appelle CDT.

Il permet de concevoir des solutions adaptées aux environnements intégrés de l’industrie automobile et d’en faciliter l’architecture. Il est compatible ISO26262 ASIL B (Automotive Safety Integrity Level B). Et surtout, ce nouveau capteur RCM de type B permet aux concepteurs d’intégrer rapidement la nouvelle norme ISO5474-2 pour le transfert de puissance AC. Cette norme vise spécifiquement les véhicules à propulsion électrique et précise les critères fonctionnels et de sécurité pour le transfert d’alimentation entre le véhicule et un circuit électrique alternatif externe. Faisant suite à ISO5474-1, cette nouvelle norme couvre les critères de charge conductive pour les modes 2 et 3 selon CEI 61851-1, le transfert de puissance inversé au moyen de prises de charge standard embarquées ou de prises de véhicule électrique, et des tensions jusqu’à 1000 V AC.

Le nouveau capteur de courant de fuite CDT permet de résoudre plusieurs défis d’ingénierie au moyen d’un seul capteur compact, il est idéalement adapté pour les OBC bidirectionnels destinés aux applications V2X (du véhicule vers tous les autres systèmes électriques). Cela inclut le V2L (« véhicule pour recharger » des appareils externes), V2G (« véhicule vers réseau » pour réinjecter le courant de la batterie sur le réseau) et V2V (« véhicule vers véhicule » pour la communication entre plusieurs véhicules).

CDT détecte les différences de courant entre deux points, peut identifier les courts-circuits et permet d’isoler rapidement la section en cause pour éviter les dommages. Il a été conçu par les ingénieurs de la Recherche et Développement de LEM pour apporter une réponse aux besoins des OBC bidirectionnels, où des courants résiduels doivent être détectés et surveillés, ce qui inclut les courants de fuite AC et DC.

Ce type de RCM est idéal pour les systèmes électriques complexes, notamment sur les véhicules avec des composants DC, et permet de détecter les courants de fuite potentiellement dangereux pour l’utilisateur du véhicule. Avec un OBC bidirectionnel, si le courant de défaut DC est supérieur à 6 mA, cela risque de compromettre les capacités de détection et de déclenchement d’un RCD de Type A, ce qui aggrave le risque d’électrocution. Seul un RCM de type B peut mesurer et détecter le courant AC et le courant DC lissé.

Le nouveau capteur CDT a été conçu pour cela en combinant le meilleur de la technologie automobile avec un niveau de précision de ± 0,5 mA à 5 mA, grâce à la technologie LEM Fluxgate récompensée par plusieurs brevets.

La solution Fluxgate est idéale pour les mesures haute précision du champ magnétique, car les capteurs Fluxgate sont ultrasensibles et capables de détecter des champs magnétiques très subtils. Ils offrent également une mesure précise des champs magnétiques DC et AC basse fréquence, ainsi qu’une excellente stabilité à des températures et dans des environnements très divers.

Les autres fonctionnalités propres au dernier capteur de LEM incluent des fonctions avancées sur le bus SPI (Serial Peripheral Interface) sécurisé, avec notamment la sélection dynamique des défauts, la surveillance de la température, la surveillance de la valeur de fuite et de l’alimentation (un bus sécurisé assure la transmission chiffrée et authentifiée entre les dispositifs). Les fonctionnalités supplémentaires incluent des fonctions de diagnostic avancées et la polyvalence de traitement du courant alternatif, qu’il soit mono ou triphasé.

Clément Amilien, directeur Global Product Management Automotive chez LEM, explique : « La nouvelle norme ISO5474-2 pour le transfert de puissance AC encadre l’utilisationd’un véhicule électrique comme source d’énergie en courant alternatif. Il est impératif d’avoir la possibilité de repérer les courants de fuite pour protéger l’utilisateur final. Notre nouveau capteur CDT est conçu pour assurer la sécurité des fonctions V2X. C’est un RCM de type B conçu pour l’industrie automobile sous un format compact et facile à intégrer. Il comporte une option ASIL B qui a été intégrée pour aider les concepteurs de systèmes à relever tous les défis de l’OBC bi-directionnel. Ce nouveau capteur leur permettra d’accélérer la conception et la commercialisation tout en appliquant l’ensemble des règlements de sécurité des applications V2X. »

Contrôle de moteur, système de gestion de batterie (BMS), surveillance des courants résiduels, LEM présentera son offre pour l’industrie automobile lors du salon Electronica à Munich, du 12 au 15 novembre, hall B3, stand 441.

https://www.lem.com/