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Michelin Recherche et Technique SA DC/DC-PAC-5kW : Cahier des charges Michelin

Michelin Recherche et Technique SA DC/DC-PAC-5kW : Cahier des charges Michelin Recherche et Technique Confidentiel D3 DC/DC-PAC-5kW : Cahier des charges R. Espirito Révision : 20150707 CdC-DCDC-PAC-5KW PA Magne Page 1 of 14 The information contained in this document is the property of MICHELIN RECHERCHE ET TECHNIQUE SA – Switzerland The information is CONFIDENTIAL and shall not be, partially or totally, disclosed to any third party without the written agreement of the aforementioned company. Date de diffusion Version Evolution 12.05.2015 20150512 CdC-DCDC-PAC-5KW Initiale 07.07.2015 20150707 CdC-DCDC-PAC-5KW Paragraphes modifiés : 2.1, 4.1.2, 0, 5.2.2, 5.3 (intro), 5.4.25.4, 7.2.2, 8 (intro), 8.1, Erreur ! Source du renvoi introuvable., Erreur ! Source du renvoi introuvable., 11.2 Paragraphes ajoutés : 5.2.3, 13.4.1 Paragraphes supprimés : Michelin Recherche et Technique Confidentiel D3 DC/DC-PAC-5kW : Cahier des charges R. Espirito Révision : 20150707 CdC-DCDC-PAC-5KW PA Magne Page 2 of 14 The information contained in this document is the property of MICHELIN RECHERCHE ET TECHNIQUE SA – Switzerland The information is CONFIDENTIAL and shall not be, partially or totally, disclosed to any third party without the written agreement of the aforementioned company. Contenu 1 Introduction .................................................................................................................................................. 3 1.1 Données d’entrée.................................................................................................................................. 3 1.2 Glossaire ............................................................................................................................................... 3 2 Documents applicables et de références ...................................................................................................... 3 2.1 Normes et règlements .......................................................................................................................... 3 3 Définition du projet ....................................................................................................................................... 4 3.1 Objectifs ................................................................................................................................................ 4 3.2 Exigences .............................................................................................................................................. 4 4 Exigences fonctionnelles ............................................................................................................................... 5 4.1 Fonctions .............................................................................................................................................. 5 4.2 Modes de fonctionnement ................................................................................................................... 6 5 Spécifications électriques .............................................................................................................................. 7 5.1 Spécifications générales ....................................................................................................................... 7 5.2 Spécifications de l’entrée ...................................................................................................................... 7 5.3 Spécifications de la sortie ..................................................................................................................... 8 5.4 Interface 12V ........................................................................................................................................ 8 5.5 Mesures ................................................................................................................................................ 9 5.6 Interface CAN........................................................................................................................................ 9 6 Interfaces électriques .................................................................................................................................... 9 6.1 Connexions ........................................................................................................................................... 9 7 Sécurité / protection ................................................................................................................................... 10 7.1 Software ............................................................................................................................................. 10 7.2 Hardware ............................................................................................................................................ 10 8 Contraintes mécaniques ............................................................................................................................. 10 8.1 Dimensions ......................................................................................................................................... 11 8.2 Volume................................................................................................................................................ 11 8.3 Masse ................................................................................................................................................. 11 9 Refroidissement .......................................................................................................................................... 12 9.1 Caractéristiques du circuit de refroidissement ................................................................................... 12 9.2 Perte ................................................................................................................................................... 12 10 Exigences de communication ...................................................................................................................... 12 10.1 Bus CAN .............................................................................................................................................. 12 11 Fiabilité et qualité ....................................................................................................................................... 12 11.1 Durée de vie ........................................................................................................................................ 12 11.2 Qualité ................................................................................................................................................ 12 12 Exigences environnementales ..................................................................................................................... 13 12.1 Exigences thermique........................................................................................................................... 13 13 Options de chiffrage ................................................................................................................................... 14 13.1 Option 1 .............................................................................................................................................. 14 13.2 Option 2 .............................................................................................................................................. 14 13.3 Option 3 .............................................................................................................................................. 14 13.4 Option 4 .............................................................................................................................................. 14 Michelin Recherche et Technique Confidentiel D3 DC/DC-PAC-5kW : Cahier des charges R. Espirito Révision : 20150707 CdC-DCDC-PAC-5KW PA Magne Page 3 of 14 The information contained in this document is the property of MICHELIN RECHERCHE ET TECHNIQUE SA – Switzerland The information is CONFIDENTIAL and shall not be, partially or totally, disclosed to any third party without the written agreement of the aforementioned company. DC/DC-PAC : Cahier des charges 1 Introduction 1.1 Données d’entrée Ce cahier des charges n’est pas exhaustif. Il est destiné à permettre la pré-étude technique afin d’évaluer les coûts d’une telle solution. Un cahier des charges plus complet et plus rigoureux sera construit en relation avec le fournisseur du convertisseur. 1.2 Glossaire PAC Pile À Combustible DC/DC Convertisseur tension continue vers tension continue BOL Beginning Of Life EOL End Of Life 2 Documents applicables et de références 2.1 Normes et règlements Les normes et les règlements à appliquer doivent permettre l’homologation du produit (convertisseur DC/DC) pour une application véhicule électrique commercialisée en Europe. Elles concernent :  Sécurité des personnes  Véhicule électrique  Véhicule à PAC  Isolation entre deux domaines de tension  Contraintes environnementales Les normes à prendre en compte sont les suivantes :  ISO 6469-1 : Safety specifications EV - Protection of persons against electric hazards  ISO 16750-1 : Spécifications d'environnement et essais de l'équipement électrique et électronique, Généralités  SAE J2344 : Guidelines for Electric Vehicle Safety  IEC 60364-4-43 : Protection for safety - Protection against overcurrent  36-00-808/--L : norme Renault : Electromagnetic compatibility  UTE C 18-550 : Recueil d'instruction de sécurité d'ordre électrique pour les opérations sur véhicule / engins automobile à motorisation électrique et énergie électrique embarquée, en basse tension.  R100 : Safety requirements for the electric power train of road vehicles  ISO 16750-4 : Spécifications d'environnement et essais de l'équipement électrique et électronique, Contraintes climatiques Michelin Recherche et Technique Confidentiel D3 DC/DC-PAC-5kW : Cahier des charges R. Espirito Révision : 20150707 CdC-DCDC-PAC-5KW PA Magne Page 4 of 14 The information contained in this document is the property of MICHELIN RECHERCHE ET TECHNIQUE SA – Switzerland The information is CONFIDENTIAL and shall not be, partially or totally, disclosed to any third party without the written agreement of the aforementioned company.  ISO 16750-3 : Spécifications d'environnement et essais de l'équipement électrique et électronique, Contraintes mécaniques  Norme ISO 6469-3 :2011 Protection des personnes contre les chocs électriques dans les véhicules électriques  Norme ISO 60664-1 :2007 Coordination de l’isolement des matériels dans les systèmes à basse tension  Selon l’ISO 6469-4 : Coté PAC et batterie : tension de fonctionnement de classe B (≥60Vdc et ≤1500Vdc). Coté 12V : tension de fonctionnement de classe A (<60Vdc) Selon l’ISO 6469-3 (§8.3.3.3.2) l’isolation entre les deux domaines de tension doit tenir 2x430V + 1000V soit 1860Vac ou 2630Vdc pendant 1min"  Norme ISO 23273-1 :2006 Véhicules routiers alimentés par piles à combustibles — Spécification de sécurité 3 Définition du projet Afin d’augmenter l’autonomie des véhicules électriques, il est intéressant de rajouter un prolongateur d’autonomie de quelques kilowatt à quelques dizaines de kilowatt. Dans cette application, ce prolongateur est réalisé grâce à une pile à combustible. Dans le cas présent, le convertisseur DC/DC devra transférer de la puissance électrique de quelques kilowatts depuis la PAC vers la batterie. La PAC ayant toujours une tension inférieure à celle de la batterie. D’autre part, lors de l’arrêt d’une pile à combustible, le résidu des gaz piégé dans la PAC a pour effet de produire une tension aux bornes de celle-ci. Pour des raisons de sécurité et de durée de vie de la PAC, il est nécessaire de faire chuter cette tension en consommant les gaz piégés. Cette fonction s’appelle la dépolarisation de la PAC. 3.1 Objectifs  Proposer une solution technique (convertisseur DC/DC) pour transférer la puissance électrique d’une pile à combustible vers une batterie afin de réaliser un prolongateur d’autonomie pour véhicule électrique. Les coûts et le rendement de ce système sont deux points clés de la réalisation.  Le convertisseur devra permettre la dépolarisation de la PAC.  Chiffrer les coûts. 3.2 Exigences Dans le présent cahier des charges, certaines exigences peuvent être discutées entre les deux parties. Les exigences qui peuvent être discutées sont identifiées avec un titre de couleur orange. Michelin Recherche et Technique Confidentiel D3 DC/DC-PAC-5kW : Cahier des charges R. Espirito Révision : 20150707 CdC-DCDC-PAC-5KW PA Magne Page 5 of 14 The information contained in this document is the property of MICHELIN RECHERCHE ET TECHNIQUE SA – Switzerland The information is CONFIDENTIAL and shall not be, partially or totally, disclosed to any third party without the written agreement of the aforementioned company. 4 Exigences fonctionnelles 4.1 Fonctions 4.1.1 Conversion Le convertisseur a pour fonction de transférer une puissance électrique uniquement depuis l'interface électrique d'entrée (PAC) vers l'interface électrique de sortie (batterie). Cette fonction est activée par l'interface CAN et elle doit asservir la puissance de sortie à la consigne de puissance reçue par CAN. 4.1.2 Dépolarisation Le convertisseur a pour fonction de dépolariser la PAC branchée à son interface électrique d'entrée. Cette fonction est :  Normalement inactive.  Activée par l'interface CAN sur demande du contrôleur de pile.  Activée automatiquement en cas de perte du CAN.  Activée automatiquement en cas de déconnexion du bus de sortie (batterie) En cas de perte du CAN, la dépolarisation est alors activée automatiquement par le convertisseur après une temporisation. Le convertisseur passe en Emergency. Si le CAN redevient opérationnel durant cette temporisation, la commande de dépolarisation est alors annulée, et le convertisseur reste en Emergency, en attente d'acquittement par le contrôleur de pile. En cas de perte du CAN, en cours de dépolarisation, le convertisseur doit terminer la dépolarisation puis passer en mode Emergency. L'activation automatique de la dépolarisation est une fonction qui doit pouvoir être activée et désactivée par CAN. La valeur de la temporisation entre la perte du bus CAN et l’activation automatique de la dépolarisation doit être ajustable par CAN. La fonction de dépolarisation doit être surveillée afin de ne pas être détruite. Dans le cas où la dépolarisation est arrêtée sans que la dépolarisation n’ait pu être réalisée, l’information doit être transmise sur le bus CAN à l’intention du contrôleur de pile (échec de la dépolarisation). 4.1.3 Communication Le convertisseur est pilotable par l'interface CAN (ON/OFF, dépolarisation, consigne de puissance de sortie, paramétrage des fonctions). Toutes les mesures effectuées (tension, courant, température) par le convertisseur ainsi que les informations principales (les défauts et alarmes HW et de régulation, le mode de fonctionnement) gérées et générées par le soft du convertisseur doivent être partagées sur uploads/Management/ cdc-dcdc-pac-5kw-pdf.pdf