FR2991815A1 - Procede de gestion de l'energie electrique d'un vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

Dans ce procédé de gestion de l'énergie d'un véhicule automobile comportant au moins des première et deuxième batteries de stockage d'énergie, lorsqu'on détecte qu'un véhicule est en état de veille depuis une durée supérieure à un seuil prédéfini, une étape (104) de transfert d'énergie de la première batterie vers la deuxième batterie permet de recharger cette deuxième batterie, de sorte qu'on garantit à tout moment, de manière autonome et sans intervention humaine, que l'état de charge de la deuxième batterie est supérieur à une valeur minimale de fonctionnement, notamment après un stationnement prolongé du véhicule.

Description

PROCEDE DE GESTION DE L'ENERGIE ELECTRIQUE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention se rapporte à un procédé de gestion de 5 l'énergie électrique d'un véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention concerne la recharge d'une batterie d'un véhicule automobile à la suite d'un stationnement prolongé de ce véhicule. L'invention appartient au domaine de l'alimentation en énergie électrique d'un véhicule automobile. 10 Ce procédé de gestion de l'énergie électrique s'applique à un véhicule automobile disposant de deux batteries de stockage d'énergie, par exemple, dans le cas d'un véhicule hybride ou électrique, une première batterie dite de traction pour l'alimentation d'une machine électrique participant à la traction du véhicule et une deuxième batterie dite auxiliaire pour l'alimentation du 15 réseau de bord. L'un des problèmes posé par la batterie auxiliaire d'un véhicule automobile est sa décharge progressive causée par la consommation en veille des composants du véhicule alimentés par cette batterie ainsi que par l'effet de son autodécharge en cas de stationnement prolongé du véhicule. 20 Cette situation de vie intervient par exemple sur parc en sortie d'usine d'assemblage ou lors de l'usage par un client. A l'issue de ce stationnement prolongé, il arrive fréquemment que la batterie auxiliaire se trouve dans un état de charge (SOC, de l'anglais « State of Charge ») trop bas ne lui permettant plus d'assurer les fonctions 25 d'alimentation du réseau de bord attendues, notamment pour la réalisation de la fonction de premier démarrage du véhicule. Au-delà d'une certaine durée de stockage, fonction des capacités de stockage de la batterie auxiliaire, il peut également arriver que l'état de charge de cette batterie auxiliaire soit tel que les propriétés de stockage 30 d'énergie de cette batterie s'en trouvent dégradées de manière irréversible. La solution habituellement apportée à ce type de problème consiste à utiliser des pinces pour recharger la batterie auxiliaire, via une alimentation externe disposée dans un autre véhicule ou via une alimentation de type « booster ». Cela permet d'assurer le premier démarrage du véhicule en 35 utilisant la puissance fournie par l'alimentation externe, ou de recharger la batterie auxiliaire jusqu'à un état de charge suffisant pour assurer la fonction de premier démarrage du véhicule.
Cependant cette solution présente l'inconvénient de nécessiter l'intervention d'un opérateur ou de l'utilisateur du véhicule avec des moyens externes au véhicule. Par ailleurs, on connaît par le document EP-B1-1 786 648 un procédé de contrôle d'un véhicule hybride comportant une batterie de traction hybride et une batterie auxiliaire. Ce procédé permet de recharger la batterie auxiliaire du véhicule lorsque son état de charge se trouve en dessous d'un niveau prédéterminé, au moyen d'un transfert d'énergie électrique de la batterie de traction hybride vers la batterie auxiliaire.
Cependant, le procédé n'est pas adapté à la situation de vie d'un véhicule stationné dont les calculateurs se trouvent en veille, puisque dans cette situation aucune surveillance de l'évolution de l'état de charge de la batterie auxiliaire ne peut être réalisée et que par conséquent aucune action de correction n'est enclenchée.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités. Dans ce but, la présente invention propose un procédé de gestion de l'énergie électrique d'un véhicule comportant des première et deuxième batteries, remarquable en ce qu'il comporte des étapes consistant à: - détecter que le véhicule est en état de veille, - surveiller le temps qui s'écoule dans cet état de veille, - lorsque la durée dans l'état de veille est supérieure à un premier seuil prédéterminé, effectuer un transfert d'énergie de la première batterie vers la deuxième batterie.
Ainsi, l'invention permet d'assurer, de manière autonome et sans intervention d'un opérateur ou d'un utilisateur du véhicule, la recharge de la deuxième batterie. L'invention permet en outre de réduire le dimensionnement de la deuxième batterie en adaptant la valeur du premier seuil précité.
Selon une caractéristique particulière, le procédé comporte des étapes consistant à: - surveiller un état de charge de la deuxième batterie, - lorsque l'état de charge de la deuxième batterie est supérieur à un second seuil prédéfini, arrêter le transfert précité d'énergie de la première batterie vers la deuxième batterie.
Selon une caractéristique particulière, l'étape de transfert d'énergie de la première batterie vers la deuxième batterie comporte une étape consistant à commander un convertisseur de puissance. Selon une caractéristique particulière, l'étape de transfert d'énergie de la première batterie vers la deuxième batterie comporte une étape consistant à connecter électriquement la première batterie au reste des composants électriques du véhicule et en particulier au convertisseur de puissance. Selon une caractéristique particulière, dans un mode de fonctionnement prédéterminé du véhicule dans lequel la consommation est réduite en état de veille, le procédé comporte une étape consistant à modifier le premier seuil mentionné plus haut. Dans le cas particulier de la situation de vie en sortie d'usine d'assemblage, il est courant d'avoir un mode « avant commercialisation », dans lequel un certain nombre d'éléments consommateurs d'énergie électrique alimentés par la batterie auxiliaire du véhicule sont désactivés pour ralentir la vitesse de décharge de la batterie auxiliaire. Or le procédé conforme à l'invention permet de définir une durée dans l'état de veille plus longue avant la recharge de la deuxième batterie lorsque le véhicule se trouve dans un tel mode « avant commercialisation ».
Selon une caractéristique particulière, le procédé comporte en outre une étape consistant, lors d'une intervention d'un opérateur sur le véhicule, à arrêter de transférer de l'énergie de la première batterie vers la deuxième batterie. Selon une caractéristique particulière, la première batterie est un élément de stockage d'énergie alimentant une machine électrique participant à la traction du véhicule (c'est par exemple une batterie dite de traction pour l'alimentation d'une machine électrique qui contribue à la traction du véhicule). Dans le même but que celui indiqué plus haut, la présente invention propose aussi une batterie remarquable en ce qu'elle comporte des moyens adaptés à mettre en oeuvre des étapes d'un procédé de gestion de l'énergie électrique tel que succinctement décrit ci-dessus. Toujours dans le même but, la présente invention propose également un véhicule remarquable en ce qu'il comporte des moyens adaptés à mettre en oeuvre des étapes d'un procédé de gestion de l'énergie électrique tel que succinctement décrit ci-dessus.
D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples nullement limitatifs et en référence aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement des composants électriques d'un véhicule automobile mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention, dans un mode particulier de réalisation ; - la figure 2A est un organigramme illustrant des étapes d'une stratégie de gestion de l'énergie électrique conforme à l'invention, dans un premier mode particulier de réalisation ; et - la figure 2B est un organigramme illustrant des étapes d'une stratégie de gestion de l'énergie électrique conforme à l'invention, dans un deuxième mode particulier de réalisation. Comme le montre la figure 1, un véhicule automobile mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention comporte une première batterie 1 et une deuxième batterie 2. Un composant 4 de connexion/déconnexion, par exemple du type discontacteur, permet de connecter/déconnecter électriquement la première batterie 1 au/du reste des composants électriques du véhicule, de manière à réduire les risques d'électrocution. La première batterie 1 peut par exemple être une batterie de traction pour l'alimentation d'une machine électrique 6 de traction du véhicule via une unité 5 de conversion courant alternatif-courant continu (AC/DC) qui est par exemple du type onduleur.
La deuxième batterie 2 peut par exemple être une batterie auxiliaire pour l'alimentation d'un réseau de bord du véhicule. Une unité 3 de conversion courant continu-courant continu (DC/DC), qui, dans le mode particulier de réalisation décrit ici, est un convertisseur de puissance, permet de commander un transfert d'énergie de la première batterie 1 vers la deuxième batterie 2. En variante, le convertisseur de puissance 3 peut être remplacé par tout autre moyen connu de l'homme du métier pour effectuer ce transfert d'énergie. L'organigramme de la figure 2A illustre un premier mode particulier de réalisation d'un procédé 200 de gestion de l'énergie électrique d'un véhicule automobile conforme à la présente invention. Une première étape 102 consiste à détecter un état de veille du véhicule. Par état de veille, on entend un état dans lequel le véhicule présente une consommation électrique inférieure à un seuil prédéterminé. Cet état de veille peut être consécutif à une action du conducteur sur une clé de contact ou un bouton (par exemple du type « push »). Cette détection est effectuée de façon connue en soi et n'est donc pas décrite davantage ici.
Une étape 103 consiste à surveiller, par exemple par un élément de type minuteur (en anglais et ci-après "timer"), le temps qui s'écoule dans l'état de veille. Ce temps peut être mesuré par exemple en secondes et/ou heures et/ou jours et/ou semaines etc. Lorsque la durée écoulée dans l'état de veille dépasse un seuil X prédéfini, une étape 104 consiste à effectuer un transfert d'énergie de la première batterie 1 vers la deuxième batterie 2. Dans un mode particulier de réalisation, cette étape 104 de transfert d'énergie comporte une sous-étape consistant à commander le convertisseur de puissance 3, par exemple en connectant électriquement la première batterie 1 au reste des composants et en commandant le convertisseur de puissance 3 de manière à transférer une partie de l'énergie contenue dans la première batterie 1 vers la deuxième batterie 2. Le composant 4 de connexion/déconnexion peut dans ce cas permettre de connecter électriquement la batterie 1 au reste des composants électriques du véhicule et en particulier au convertisseur de puissance 3. Avantageusement, durant l'étape 104 de transfert d'énergie, le convertisseur de puissance 3 est commandé de telle manière que le niveau de tension appliqué sur la deuxième batterie 2 soit équivalent à celui pouvant être obtenu avec des pinces par une technique classique, évoquée en introduction de la présente description. Une étape 105 permet ensuite de surveiller l'état de charge SOC de la deuxième batterie 2. Le SOC est par exemple exprimé en pourcents, la valeur 0 % correspondant à l'état de charge minimum et la valeur 100 % à l'état de charge maximum.
Lorsque le SOC de la deuxième batterie 2 dépasse un seuil SOCfin prédéfini, une étape 106 consiste à arrêter le transfert d'énergie précité. La valeur de SOCfin est choisie, d'une part, de façon à assurer la consommation, en état de veille, des composants du véhicule alimentés par la deuxième batterie 2 et d'autre part, de façon à compenser l'effet 35 d'autodécharge de la deuxième batterie 2. La valeur de SOCfin pourra par exemple être supérieure ou égale à 85 %.
Ensuite, dans une étape 108 de sortie de recharge, la première batterie 1 est déconnectée du reste des composants électriques du véhicule au moyen du composant 4 de connexion/déconnexion et le timer est remis à zéro. Puis on retourne à l'étape 102 de détection d'un état de veille du véhicule. L'organigramme de la figure 2B illustre un second mode particulier de réalisation d'un procédé de gestion de l'énergie électrique d'un véhicule automobile conforme à la présente invention. Lorsque le véhicule se trouve dans un état 202 de sortie d'usine, une première valeur du seuil X, utilisé pour surveiller la durée écoulée dans l'état de veille, est définie. A titre d'exemple nullement limitatif, pour une consommation du véhicule en état de veille en sortie d'usine estimée à 7 mA, on peut par exemple définir, pour une batterie dont la capacité maximale de charge est comprise entre 40 Ah et 70 Ah et dont l'état de charge en sortie d'usine est l'ordre de 90 %, qu'une valeur de seuil X comprise entre 45 et 69 jours permet de garantir un état de charge de cette batterie supérieur ou égal à 65 %, considéré comme suffisant pour assurer le premier démarrage du véhicule.
Lorsque le véhicule se trouve en état 202 de sortie d'usine, dans l'attente de la phase de préparation du véhicule avant sa livraison à un client, une étape 203 d'activation d'un mode de fonctionnement prédéterminé dit « avant commercialisation » est réalisée de manière à désactiver l'alimentation d'un certain nombre d'éléments consommateurs de courant jugés non indispensables. Dans ce second mode particulier de réalisation, le procédé 200 de gestion de l'énergie décrit plus haut dans le cadre du premier mode particulier de réalisation permet de gérer l'énergie électrique du véhicule lorsque le véhicule se trouve en état de veille.
Par ailleurs, lorsque des outils externes de diagnostic sont connectés au véhicule, on effectue une étape 204 de préparation du véhicule, par exemple avant sa livraison à un client. A l'étape 204, le transfert d'énergie de la première batterie 1 vers la deuxième batterie 2 est inhibé, de manière à éviter tout risque d'accident lié à l'intervention d'une personne au niveau du réseau électrique du véhicule. A l'issue de cette étape 204 de préparation du véhicule, une étape 206 de désactivation du mode « avant commercialisation » est réalisée et une deuxième valeur du seuil X pour surveiller la durée écoulée dans l'état de veille est définie, puis on retourne au procédé 200 de gestion de l'énergie électrique du véhicule décrit plus haut. A titre d'exemple nullement limitatif, pour une consommation du véhicule en état de veille en utilisation courante par un client estimée à 25 mA, on peut définir, pour une batterie dont la capacité maximale de charge est comprise entre 40 Ah et 70 Ah et dont l'état de charge au moment du stationnement du véhicule par l'utilisateur est de l'ordre de 95 °/0, qu'une valeur de seuil X comprise entre 20 et 33 jours permet de garantir un état de charge de cette batterie supérieur ou égal à 65%, considéré comme suffisant pour assurer le premier démarrage du véhicule. Ainsi, l'invention permet de garantir à tout moment, de manière autonome et sans intervention humaine (notamment, ni intervention d'un utilisateur dans le cadre de l'utilisation courante du véhicule, ni intervention d'un opérateur en sortie d'usine ou en garage dans le cadre d'un service après-vente, par exemple), un niveau d'état de charge de la deuxième batterie 2 supérieur à une valeur minimale de fonctionnement, notamment après un stationnement prolongé du véhicule, par exemple en sortie d'usine ou lors de l'utilisation courante par un utilisateur.
Ainsi, la durabilité de cette batterie est améliorée et le premier démarrage du véhicule peut être réalisé dans toutes sortes de circonstances.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion de l'énergie électrique d'un véhicule comportant au moins des première et deuxième batteries (1,
  2. 2), caractérisé en ce qu'il comporte des étapes consistant à: - détecter (102) un état de veille du véhicule ; - surveiller (103) la durée écoulée dans l'état de veille ; - lorsque ladite durée est supérieure à un premier seuil (X) prédéterminé, effectuer (104) un transfert d'énergie de la première batterie (1) vers la deuxième batterie (2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en qu'il comporte des étapes consistant à: - surveiller (105) un état de charge (SOC) de la deuxième batterie (2) ; - lorsque l'état de charge de la deuxième batterie (2) est supérieur à un second seuil (S0Cfin) prédéterminé, arrêter (106) ledit transfert d'énergie.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite étape (104) de transfert d'énergie comporte une étape consistant à commander un convertisseur de puissance (3).
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite 20 étape (104) de transfert d'énergie comporte une étape consistant à connecter ladite première batterie (1) au convertisseur de puissance (3).
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le véhicule, dans un mode de fonctionnement prédéterminé, présente une consommation réduite en veille, caractérisé en ce qu'il comporte une 25 étape (203) consistant à modifier ledit premier seuil (X).
  6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape (204) consistant, lors d'une intervention d'un opérateur sur le véhicule, à arrêter ledit transfert d'énergie.
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 30 caractérisé en ce que ladite première batterie (1) est une batterie alimentant une machine électrique (6) participant à la traction du véhicule.
  8. 8. Batterie, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens adaptés à mettre en oeuvre des étapes d'un procédé de gestion de l'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes. 35
  9. 9. Véhicule caractérisé en ce qu'il comporte des moyens adaptés à mettre en oeuvre des étapes d'un procédé de gestion de l'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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