FR3010238A1 - Procede de regeneration electrique d'un accumulateur d'energie - Google Patents

Abstract

Procédé de régénération électrique d'un accumulateur électrique avec une installation de récupération consistant à déterminer en fonction d'informations relatives à un trajet en amont s'il y a une opportunité de régénération électrique sur le trajet et si cela est le cas : - déterminer une première perte d'énergie lors de la régénération électrique , - déterminer une seconde perte d'énergie sur un ensemble de trajets prédéfinis et fixés du fait de l'effet de vieillissement réversible de la régénération de l'accumulateur, et - comparer la première et la seconde perte d'énergie et régénérer seulement si la seconde perte d'énergie est supérieure à la première.

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de régé- nération d'un accumulateur d'énergie électrique équipant un véhicule automobile.

L'invention se rapporte également à un programme d'ordinateur exécutant toutes les étapes du procédé de l'invention, à un calculateur et à un support de données contenant l'enregistrement de ce programme d'ordinateur. Enfin, l'invention se rapporte à un appareil de commande mettant en oeuvre le procédé de l'invention. Etat de la technique Pour économiser du carburant, les véhicules actuels sont souvent équipés d'installations de récupération de l'énergie cinétique pour charger un accumulateur électrique du véhicule par exemple un accumulateur au plomb. La récupération se fait de préférence au cours des phases de freinage et/ou de poussée du moteur. L'économie d'énergie souhaitée est d'autant plus grande que l'on accumule de l'énergie électrique dans ces phases de récupération dans l'accumulateur au plomb installé dans le véhicule.

On connaît aussi des véhicules souvent équipés d'installations d'économie d'énergie, par exemple des systèmes marche/arrêt qui arrêtent le moteur du véhicule par exemple devant un feu rouge ou au cours d'autres phases d'arrêt, pour économiser du carburant. Ces systèmes seront appelés par convention et de façon géné- rale, des installations d'économie d'énergie. Une opération d'accumulation d'énergie selon l'invention désigne par exemple des installations d'économie d'énergie telles que les systèmes marche/arrêt, avec coupure du moteur thermique au cours de phases d'arrêt, par exemple devant un feu rouge.

Si l'on dispose, de façon caractéristique d'un générateur suffisamment puissant, la capacité de réception encore appelée dans la suite, acceptance de charge, dans le cas d'un accumulateur au plomb appelé ci-après en abrégé simplement batterie, constitue un facteur limitant principalement la quantité d'énergie que l'on peut accumuler au cours de phases de récupération qui sont en général brèves. Pour amé- liorer l'acceptance de charge de la batterie, on maintient celle-ci, en dehors des phases de récupération, à un état de charge SOC en général relativement faible qui représente, de façon caractéristique entre 70 et 80 `)/0. Cet état de charge partielle est également désigné par l'abréviation pSOC. Le fonctionnement permanent de la batterie en mode pSOC produit, au niveau des plaques des électrodes, la formation de cristaux de sulfate de plomb, difficilement solubles, occupant un grand volume pour une faible surface. Cet effet est appelé sulfatation. Du fait de la réduction de la surface active des plaques d'électrodes, la capacité utile de la batterie au plomb diminue et par conséquent l'acceptance de charge diminue considérablement. La capacité d'utiliser le potentiel de récupération diminue également avec l'acceptance de charge et le risque de développement d'un bilan de charge négatif pour de brefs cycles de conduite avec une charge utile importante qui peut conduire à long terme, à une panne prématurée à cause de l'incapacité de démarrer qui est un effet augmentant également. Ces effets négatifs du mode pSOC et de la sulfatation qu'elle provoque peuvent être évités par des cycles réguliers de rafraichissement.

On connaît un procédé selon lequel dans un tel cycle de rafraichissement sous une tension élevée du réseau embarqué, on charge la batterie au plomb à un état SOC proche de 100% ou même légèrement supérieur à celui-ci (surcharge) et on maintient cet état de charge pendant une durée définie. Au cours de ce temps, avec un état de charge élevé, les cristaux de sulfate de plomb de grande dimension et qui sont difficilement solubles, peuvent se détacher de sorte que les molécules ainsi que l'électrode bloqué par celles-ci sera de nouveau disponible pour des opérations de charge/décharge. La réduction de la sulfatation que l'on réalise ainsi, augmente de nouveau la capacité utile et l'acceptance de charge. Le document DE 10 2011 006 433 Al décrit un procédé qui ne demande certes pas la charge totale de la batterie (état SOC proche de 100%) mais toutefois, il faut relever la tension de charge pendant une durée définie. Or même pendant cette durée, du fait de la charge, on quitte l'état de charge de la batterie, nécessaire au fonctionnement optimum. Dans les deux procédés on rencontre un problème d'optimisation pour les cycles de rafraîchissement. Comme d'une part, l'acceptance de charge de la batterie au plomb diminue d'autant plus fortement que l'on se rapproche de l'état de charge maximum de 100% SOC et que, d'autre part, pour des raisons de protection des composants du réseau embarqué on ne peut augmenter la tension, de façon quelconque, il en résulte que pour un état SOC, élevé, on n'aura plus qu'un faible courant de charge et ainsi il faudra un temps important pour atteindre la charge totale de la batterie au plomb. Ce temps s'allonge en outre si la sulfatation réduit l'acceptance de charge. A cause de la durée de l'opération de charge complète et du temps de séjour supplémentaire, nécessaire dans l'état de charge élevé, le véhicule risque d'être arrêté entretemps pour le stationnement avant d'atteindre la charge complète et le temps de séjour. Si pendant la durée de stationnement consécutive, l'état de charge ne chute pas de nouveau fortement à cause de la fin du fonctionnement et du courant de repos, jusqu'au déplacement suivant, cela peut nécessiter une durée très longue jusqu'à la fin de la phase de rafraîchissement. Pendant toute la durée de la phase de rafraîchissement, la possibilité de récupération par un état SOC élevé et de la faible acceptance de charge, est fortement limitée ou même reste impossible. De plus, si la durée de rafraichissement a été allongée en plus à cause de la décharge qui se produit pendant les phases de marche/arrêt et/ou des phases de roue libre, au cours desquelles l'entraînement est découplé, cette durée est allongée d'autant, de sorte que souvent il faut même neutraliser de tels modes de fonctionnement. De plus, aux basses températures, la phase de charge comme partie du rafraichissement de la batterie au plomb est plus longue car à basse température l'acceptance de charge est réduite puisque la batterie prend moins de courant pour une même tension de charge. En outre, plus, la sulfatation aura progressé et plus long sera le cycle de rafraichissement. Le cas échéant il peut également arriver qu'une sulfatation trop développée ne puisse plus être éliminée complètement. Si à cause de sa durée, le rafraichissement se fait sur plusieurs trajets, on a un retard supplémentaire à cause du temps nécessaire à chaque phase pour compenser les pertes de charge intermédiaires au cours des phases d'arrêt. Une sulfatation développée se traduit par une réduction de l'acceptance de charge et ainsi une récupération de faible utilité. En conclusion, on a un problème d'optimisation de l'économie d'énergie non utilisée ou non utilisable dans les phases de récupération à cause de la sulfatation et de l'économie d'énergie non utilisable dans les phases de récupération et/ou de roues libres et/ou de marche/arrêt du moteur au cours des opérations de rafraichissement. On connait différents procédés (US 2008/0027639 A1, US 8.229.666 B2, US 7. 418. 342 B1) selon lesquels la destination choisie au préalable par le conducteur et le trajet correspondant seront définis à partir des trajets passés, y compris une probabilité de réussite.

Définitions Selon l'invention on appelle perte d'énergie, la perte qui se produit lors de la régénération de l'accumulateur d'énergie. Dans la mesure où l'invention ne définit pas expressément une autre limitation, cette première perte d'énergie correspond à une ou plusieurs des quan- tités d'énergies suivantes : - Les quantités d'énergie à fournir directement par le rafraichissement et qui ne sont pas récupérées (les quantités d'énergie qu'il faut stocker pendant la phase de rafraichissement et qui sont ensuite prélevées en totalité sans détériorer les rendements, ne sont pas concernées), - l'énergie utile perdue résultant de la conversion/génération d'énergie pendant la phase de rafraichissement pour de plus mauvais rendements, - des pertes supplémentaires d'énergie utile résultant de ce qu'au cours de la phase de rafraîchissement, les fonctions de stockage d'énergie (par exemple marche/arrêt, récupération) n'ont pu être exécutées ou ne l'ont pas été totalement, - les pertes supplémentaires d'énergie utile résultant de ce que pendant la phase de rafraichissement on peut avoir des effets de vieillissement non réversibles, - toutes les pertes supplémentaires d'énergie utile ou de possibilité d'économie d'énergie non réalisée et qui résultent d'une phase de rafraichissement en cours. Dans la présente invention, il est en outre question de seconde perte d'énergie qui est une perte liée à un effet de vieillissement réversible. Dans la mesure où dans la description en citant cette seconde perte d'énergie il n'y a pas d'autre limitation expressément désignée, cette perte d'énergie correspond à une ou plusieurs des quantités d'énergies suivantes : - pertes d'énergie utile résultant des phases de récupération à cause d'une perte réversible de capacité et/ou d'une augmentation de la résistance interne de l'accumulateur d'énergie et qui ne peuvent pas être exploitées ou ne pas l'être complètement du point de vue énergétique, - perte d'énergie utile résultant de ce que les fonctions d'économie d'énergie (par exemple le mode marche-arrêt) n'ont pu être appliquées ou ne l'être qu'incomplètement à cause de la perte réversible de capacité et/ou l'augmentation de la résistance interne de l'accumulateur d'énergie pour le potentiel, propre d'accumulation d'énergie, - perte d'énergie utile résultant de la détérioration du rendement à cause d'un effet de vieillissement réversible de l'accumulateur d'énergie, - toutes les pertes d'énergie utile résultant de l'effet de vieillisse- ment réversible de l'accumulateur d'énergie. Les pertes d'énergie à cause des effets de vieillissement non réversible ne sont pas prises en compte dans ce bilan de perte d'énergie. Exposé et avantages de l'invention Le procédé selon l'invention de régénération électrique d'un accumulateur d'énergie électrique permet d'optimiser la régénération électrique de l'accumulateur d'énergie, notamment d'une batterie au plomb en tenant compte des opérations de récupération utilisables et/ou en tenant compte des opérations d'économie d'énergie utilisable et/ou en tenant compte d'opérations d'économie d'énergie qui peuvent s'éviter, c'est-à-dire par exemple, la coupure du moteur thermique à un arrêt par le système marche/arrêt. Cela permet une planification prévisionnelle et l'exécution de cycles de rafraichissement dans le cas d'une limitation aussi réduite que possible des stratégies de fonctionnement optimal du point de vue énergétique du véhicule ; en se fondant sur les informations déterminées pour un trajet prévu, pour savoir s'il y a une possibilité de régénération électrique sur le trajet prévu. On détermine une première perte d'énergie pour laquelle il y a régénération électrique. En même temps, on détermine une seconde perte d'énergie pour un grand nombre de tra- jets déterminés et fixés au préalable, du fait des effets de vieillissement réversible, de rafraîchissement de l'accumulateur d'énergie. Ces effets de vieillissement réversible sont par exemple, une diminution de la capacité d'accumulation et/ou une augmentation de la résistance interne électrique de charge. La résistance interne de charge est appelée égale- ment ci-après « acceptance de charge ». Cette expression s'applique notamment aux accumula- teurs au plomb. La première et la seconde perte d'énergie sont comparées et une régénération se fera si la seconde perte d'énergie est supérieure à la première perte d'énergie. En d'autres termes, on effectue une comparaison d'énergies ou un bilan des énergies entre la première perte d'énergie générée si une opportunité appropriée de régénération électrique est possible sur le trajet prévu et la perte d'énergie du fait de la diminution de l'acceptance de charge de la batterie d'énergie de récu- pération non accumulable, fondée sur plusieurs trajets déterminés et fixés au préalable. L'acceptance de charge est réduite dans le cas où le degré de sulfatation de la batterie au plomb est avancé. Si une comparaison entre la seconde perte d'énergie et la première perte d'énergie montre que la seconde perte d'énergie est plus grande que la première perte d'énergie, on régénère la batterie au plomb c'est-à-dire on effectue un rafraîchissement ; dans le cas inverse on ne le fait pas. Sur le strict plan des principes, il faut évaluer si sur un trajet possible, une régénération seulement partielle est envisageable. De façon avantageuse, une possibilité appropriée de régénération élec- trique est un trajet sur lequel on peut régénérer électriquement en tota- lité l'accumulateur d'énergie électrique. Un trajet qui permet une circulation pratiquement sans interruption est un trajet particulièrement préférentiel. Mais les trajets avec des interruptions sont possibles. Dans ce cas, la phase de régénération de l'accumulateur d'énergie électrique est certes interrompue, mais elle est reprise lors de la poursuite du tra- jet et elle continue alors. Selon un développement avantageux du procédé, des in- formations concernant un trajet en amont comprennent les données prévisionnelles, notamment des données concernant le trajet planifié et/ou des données adaptatives notamment la reconnaissance de trajet parcouru antérieurement et/ou des données spéculatives notamment de trajets probablement parcourus du fait du type de route, le comportement du conducteur ou des éléments analogues. Ces informations électroniques peuvent être fournies par exemple par des systèmes d'horizon électronique, de données flottantes de véhicules, de données flottantes étendues de véhicules ou de cartes routières dynamiques ainsi que de systèmes de navigation avec des données cartographiques prévisionnelles jusqu'à des données internet. L'horizon électronique représente actuellement notam- ment les pentes de la chaussée ou les courbures des virages, les limita- tions réglementaires de vitesse mais également des attributs supplémentaires tels que les croisements, les feux rouges, le nombre de voies de circulation, les tunnels ou autres éléments. Ces données sont déterminées en fonction de la position actuelle du véhicule sous la forme d'attributs fixes le long du trajet amont. L'horizon électronique est fourni par le fournisseur d'horizon (HP) qui peut par exemple faire partie du système de navigation. Le choix futur du trajet du conducteur peut se faire à partir des données pour la conduite jusqu'à la destination par le système de navigation. Sans conduite vers une destination, en général on transmet le « chemin » le plus probable MPP qui se déter- mine à partir des classes de chaussée de base ou de façon statistique selon les trajets parcourus. En option, le fournisseur d'horizon (HP) fournit des trajets alternatifs que le conducteur pourrait également sélectionner. L'expression MPP selon la présente description représente le trajet le plus probable et les éventuels trajets alternatifs.

Les données flottantes de véhicules (données FCD) sont des données qui sont dans une certaine mesure générées par le véhicule actuellement en circulation. Ces données comprennent à la fois l'état de conduite et aussi l'immobilisation par exemple dans un bouchon, de- vant un feu rouge ou sur un emplacement d'attente. Un jeu de données contient au moins le tampon de temps et les coordonnées actuelles. Avec le procédé FCD, les véhicules sont transformés en capteur mobile. Actuellement, en particulier toutes les flottes de taxis sont utilisées pour générer des données FCD car elles disposent des indications de gestion de flotte et de l'équipement nécessaire, y compris la centrale. Les données flottantes étendues de véhicule (données XFCD) constituent une extension des données FCD. Dans ce cas, les données sont fournies par des systèmes d'assistance de conduite tels que les systèmes ABS, ASR, ESP, les capteurs de pluie ou autre pour reconnaître par la fusion de données de capteurs, des situations de conduite séparée, concernant la circulation et de les traiter comme données FCD. C'est ainsi que par exemple à l'aide des systèmes ABS et ESP on pourra déceler un segment de trajet avec du verglas. Dans ce cas le terminal utilisé fournit ces indications de façon commandée, se- lon la situation, à la centrale FCD. Celle-ci contrôle la plausibilité des données en comparant différents participants FCD et ensuite après le contrôle de plausibilité, elle réunit ces données en un message relatif au segment de trajet concerné, pour avertir les véhicules suiveurs. Le développement des cartes routières dynamiques com- prend la reconnaissance de signaux de circulation, par exemple de si- gnaux de circulation régulant la vitesse des véhicules, à l'aide de caméras installées dans le véhicule et la transmission des données vers le fournisseur de l'application. Il s'agit notamment des limitations de vitesse (panneaux de signalisation avec des limitations de vitesse) des suppressions de limitation de vitesse (suppression des limitations de vitesse) des entrées de localité (c'est-à-dire des vitesses limitées par exemple à 50 km/h) des sorties de localité (c'est-à-dire la suppression des limitations de vitesse) et des virages, informations qui sont saisies et exploitées. La carte routière est enregistrée électroniquement sur un support de mémoire, par exemple un serveur ou le réseau, par ordina- teur. Les conducteurs des véhicules sont reliés par leurs terminaux mobiles par une application, par exemple la navigation, la carte dynamique du serveur ou du système d'ordinateurs du réseau par une liaison en général périodique. Pour la transmission des données à partir d'un système de navigation vers d'autres composants du véhicule on dispose d'un standard industriel. Le standard ADASIS est en permanence en développement. Une première application de cette interface ADASIS est par exemple réalisée par le système « système prévisionnel intégré de commande de croisière » (IPCC) connu selon le document US 2004/0068359 Al Enfin, il existe également des systèmes de navigation avec des données cartographiques prévisionnelles notamment des informations relatives à la pente de la chaussée, des informations de vitesse, des informations d'altitude ou analogues. On peut également collecter des informations par internet qui représentent le comporte- ment utilisateur des conducteurs. De façon préférentielle, selon le développement du procé- dé de l'invention, on prélève dans une mémoire des trajets préalablement déterminés et fixés qui contiennent pendant les opérations de conduite exécutées préalablement, les données de navigation et/ou les données de trajets et/ou les données externes, notamment celles concernant les événements de circulation, les phases d'arrêt, les vitesses de circulation, les accélérations. On suppose que pour un nouveau parcours d'un tel trajet avec une certaine probabilité, on peut rencontrer des situations analogues de sorte que les trajets préalablement déter- minés et fixés constituent un excellent critère de décision pour savoir si sur les trajets on peut exécuter des opérations de récupération ou d'autres opérations d'économie d'énergie et si ces informations sont énergétiquement exploitables ou non.

Le procédé sera démarré si la capacité de l'accumulateur au plomb descend au-dessous d'un seuil prédéfini. Le procédé dépend en outre de la température ambiante saisie et/ou de la température dans l'accumulateur d'énergie. Suivant une autre caractéristique, le procédé est démarré en fonction de la variation prévisible de la température ambiante et/ou des développements prévisibles du temps et/ou de la température prévisible de l'accumulateur d'énergie. Les hypothèses nécessaires au bilan énergétique, et qui ont été prises ci-dessus, sont adaptées de préférence en cas d'écart constaté de la variante pendant le mode de fonctionnement par une adaptation automatique. Le procédé peut se réaliser très avantageusement sous la forme d'un programme d'ordinateur implémenté dans un appareil de commande du véhicule. Pour cela il n'est pas nécessaire de modifier la construction. Le support de données selon l'invention accumule le pro- gramme d'ordinateur selon l'invention. L'exécution du programme d'ordinateur sur un appareil de commande est avantageux en ce que l'appareil de commande exécute le procédé de l'invention. Dessin La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à un procédé de régénération électrique d'un accumulateur d'énergie électrique et d'un support de données d'un appareil de commande pour la mise en oeuvre de ce procédé représenté dans le dessin annexé dans lequel l'unique figure est un schéma d'ensemble du procédé. Description de modes de réalisation de l'invention Une fois le contrôle réussi pour différentes conditions préalables dans les étapes 20-100, on reconnaît tout d'abord dans l'étape 102 s'il est nécessaire de rafraichir la batterie c'est-à-dire si la capacité de la batterie descend sous un premier seuil. Ce premier seuil est applicable. Le premier seuil pour activer le rafraichissement peut également se faire en dépendance de l'état SOH (état de santé) pour tenir compte du vieillissement de la batterie. Si le vieillissement diminue, la capacité de la batterie elle-même continue toujours de diminuer même après un rafraichissement de sorte que le seuil de capacité pour reconnaître une batterie sulfatée est sans influence. Après avoir détecté la nécessité d'un rafraichissement de la batterie en fonction du type de batterie, de la capacité de la batterie et de l'état SOH, on détermine le temps nécessaire de rafraichissement.

Ces données sont déterminées par des essais hors ligne et sont enregis- trés par des données d'application d'un appareil de commande. Puis on planifie le rafraichissement de la batterie avec prévision. A l'aide des données prévisionnelles, par exemple du trajet planifié et/ou de données adaptatives, par exemple la reconnaissance de trajet parcouru au préalable et/ou de données spéculatives, par exemple de trajets proba- blement parcourus en fonction du type de chaussée, du comportement du conducteur et autre, on peut conclure à la possibilité d'une opération de rafraichissement complète ou avec interruption pendant le trajet futur.

Dans l'étape 104 on détermine la probabilité P de la pos- sibilité d'un rafraichissement sur le trajet prévisionnel le cas échéant avec des interruptions à cause du stationnement. Si cette probabilité P dépasse une probabilité minimale prédéfinie, alors dans l'étape 106 on détermine la longueur du trajet nécessaire à un rafraichissement complet. Dans l'étape 108 on évalue l'énergie récupérable le long du trajet de rafraichissement et dans l'étape 110 on détermine la perte d'énergie produite pendant le rafraichissement. Cette perte d'énergie contient également toutes les économies d'énergie non réalisables à cause des fonctions d'économie d'énergie qui ont été neutralisées pen- dant le rafraichissement ou ont dû être dégradées. Cette perte totale d'énergie est définie dans l'étape 112 comme perte d'énergie 1. Si, en revanche, la probabilité P de la possibilité de ra- fraichissement est inférieure à une probabilité minimale prédéfinie, on n'exécute pas de rafraichissement et on passe à l'étape 134. Simulta- nément aux étapes 104-112 au cas où la capacité est inférieure au premier seuil (étape 102) on détermine (étape 122) l'acceptance de charge dépendant du degré de sulfatation de la batterie au plomb. Dans les étapes 124 et 126 on évalue l'énergie de récupé- ration dépendant du conducteur ainsi que la possibilité d'utilisation d'autres moyens d'économie d'énergie dépendant de l'état de la batterie (par exemple le mode marche/arrêt, fonctionnement en roue libre...) sur des trajets futurs caractéristiques qui ont été préalablement déterminés et enregistrés dans une mémoire. Pour cela on peut utiliser également des données statistiques.

Si à cause des effets de vieillissement réversibles, les pertes d'énergies occasionnées (par exemple à cause d'une réduction de l'acceptance de charge et/ou de la capacité de la batterie, de l'énergie de récupération non acumulable ou d'opération d'économie d'énergie qui n'ont pu être exécutées) on détermine sur de tels trajets caractéristiques (étape 26) et on définie ainsi l'énergie perdue 2 (étape 128). Cette perte d'énergie 2 est comparée à la perte d'énergie 1 dans l'étape 130 et ensuite, si la perte d'énergie 1 n'est pas supérieure à la perte d'énergie 2 et si inversement la perte d'énergie 2 est supérieure à la perte d'énergie 1, on effectue un rafraichissement de la batterie (étape 132). Ainsi, en d'autres termes, on planifie un rafraichissement prévisionnel de la batterie. A l'aide des données prévisionnelles (par exemple un trajet planifié) et/ou des données adaptatives, par exemple la reconnaissance de trajets parcourus précédemment et/ou de données spéculatives par exemple des trajets probablement parcourus à cause du type de chaus- sée, le comportement du conducteur et autres, on peut déterminer la possibilité d'une opération de rafraichissement complète ou sans interruption sur le trajet futur suivant. Le sens des données prévisionnelles, les données adapta- tives ou les données spéculatives selon la présente invention sera décrit ci-après. Si à partir du comportement de l'utilisateur ou de la destination, par exemple par un enregistrement calendaire et/ou de trajet préalablement parcouru on conclut à un trajet imminent ou un trajet dans la direction inverse, par exemple un retour, alors on pourra faire la phase de rafraichissement sur le trajet aller et la poursuite du trajet ou le trajet de retour. La durée de l'interruption de l'opération de rafraichissement entre les parcours est ainsi prise en compte. L'influence de la durée de l'interruption de l'opération de charge et de la durée de l'interruption du temps de séjour peuvent se déterminer hors ligne. Si la capacité de la batterie descend en dessous d'un second seuil applicable prédéfini, inférieur au premier seuil, alors on commence directement le rafraichissement de la batterie pour éviter le risque d'une perte totale de la batterie, par exemple une impossibilité de démarrer (étape 140). On peut également échelonner sur plusieurs seuils et faire une coupure par étapes combinées d'utilisateurs électriques ou d'interdiction de fonc- tions qui déchargent la batterie ou ne la chargent pas (par exemple le mode marche/arrêt, le mode de roue libre). Si, par la prédiction on peut prévoir une durée de par- cours suffisamment longue pour un rafraichissement, il peut éventuel- lement être intéressant d'exécuter le rafraichissement au cours de ce trajet même s'il était seulement prévu ultérieurement selon l'ordre habituel des alternances. Un avantage pour son exécution au cours de ce trajet long est que le rafraichissement ne serait pas allongé par des phases d'interruption/stationnement trop nombreuses qui le tirerait en plus en longueur. Si le dernier rafraichissement est très récent, il faut vérifier si un nouveau rafraichissement est avantageux du point de vue du bilan énergétique. Le cas échéant il peut être intéressant d'utiliser l'acceptance de charge encore disponible de la batterie pour économiser sur un trajet long autant que possible d'énergie par récupération, par le mode marche/arrêt, le mode de roue libre ou autre. On peut également tenir compte de ce que l'acceptance de charge de la batterie est réduite après le rafraichissement jusqu'à ce que l'on atteigne de nouveau le niveau optimum p-SOC pour une récupération. La décision peut être prise en fonction du degré de sulfatation ou du temps parcouru depuis le dernier rafraichissement et choisir l'économie d'énergie prévisible du trajet prévisionnel qui a été enregistré comme seuil par application d'un appareil de commande. En option, on peut également décider de l'exécution d'un rafraichissement, de la perte de potentiel de récupération, marche/arrêt et de fonctionnement en roue libre pendant le rafraichissement avec un meilleur bilan de charge et ainsi un potentiel de récupération de nouveau utilisable, supplémentaire et évalué ou une économie par des arrêts prolongés et/ou des phases de roue libre. Pendant les phases de roue libre les utilisateurs sont alimentés par la batterie ce qui diminue l'état SOC et ainsi augmente la durée du rafraichissement. Il faut trouver le rapport optimum entre les cycles normaux de fonctionnement et les cycles de rafraichissement. Cet optimum dépend fortement du profil d'utilisateur caractéristique du conducteur et se fonde sur le compor- terrent actuel d'utilisation du conducteur adapté en ligne (apprentis- sage) (évaluation : perte de potentiel de récupération future, de potentiel marche/arrêt et de potentiel de roue libre pendant le rafraichissement et le bilan de charge future amélioré et ainsi le potentiel de récupération évalué en plus, de nouveau utilisable ou l'économie par des opérations d'économie d'énergie plus longues, c'est-à-dire des phases de mode ar- rêt plus longues et/ou des phases de roue libre). En outre, on peut retarder la décision de l'exécution du rafraichissement ou attendre si les effets positifs du rafraichissement sont neutralisés par d'autres effets de vieillissement, de sulfatation. De tels effets de vieillissement sont favorisés par une tension de charge éle- vée au cours de l'opération de rafraichissement et ces effets détériorent le cas échéant également la capacité de la batterie et/ou l'acceptance de charge. La décision de retarder peut être prise en fonction d'un facteur de vieillissement ou d'endommagement de la batterie. La décision de l'efficacité du rafraichissement peut en outre se faire avec la comparai- son de la capacité mesurée de la batterie avant et après un rafraichissement. La comparaison se fait sur le fondement d'un seuil applicable de la variation de la capacité. Le seuil applicable peut dépendre en option de la durée du rafraichissement (de courtes durées de rafraichis- sement permettent de faibles améliorations de capacité). Comme au rafraichissement il faut charger la batterie et brièvement rester dans cet état, la fonction respective qui décharge significativement la batterie doit être neutralisée comme par exemple les modes marche/arrêt, amplification dans le cas de véhicules hybrides ou analogues. Tous les utilisateurs électriques qui prélèvent du courant pendant le fonctionnement du moteur en « puissance/courant » seraient toutefois sans difficulté sur le plan de la tendance car le générateur tourne et assure un bilan équilibré. Les difficultés n'existent que dans quelques rares cas dans lesquels la charge de la batterie et le consom- mateur demandent en tout plus de courant que le générateur peut fournir à l'instant. C'est pourquoi le générateur est utilisé en-dessous de 100% (étape 40), qui peut conduire à l'une des conditions de base à remplir avant d'exécuter un rafraichissement. De plus, aux températures froides, l'opération de charge comme partie du rafraichissement de la batterie, est plus longue car l'acceptance de charge est réduite à froid, c'est-à-dire que pour une même tension de charge elle reçoit moins de courant. C'est pourquoi selon l'invention l'exécution d'un rafraichissement était neutralisée jusqu'à ce que le bilan de puissance du générateur du fait d'utilisateurs supplémentaires n'était pas équilibré (étape 40) et/ou que la température de la batterie était passée en- dessous d'un niveau de température applicable ou qu'en d'autres termes la batterie et la température ambiante se situent dans une plage avantageuse pour le rafraichissement (étape 60). Pour planifier la nécessité d'un rafraichissement futur on utilise pour cela également les données météorologiques (notamment la température) pour l'optimisation (étape 80). On peut par exemple avancer un rafraichissement et le permettre malgré une température défavorable si dans le proche avenir, les conditions de température se détériorent. Dans ce cas, on passe à l'étape 102. Du fait de la masse thermique élevée de la batterie, il faut une prévision grossière de la température. On peut également envisager de retarder le rafraichissement si à cause de l'amortissement thermique propre et/ou allogène de la batterie, par exemple par le moteur thermique, par exemple par la chaleur rayonnée qui dépasse un seuil de température applicable. La durée de temporisation peut être intégrée dans la prévision (étape 100) On passe alors à l'étape 102 si depuis le dernier rafraichissement, il s'est écoulé une durée minimale prédéfinie. Après un rafraichissement réussi on vérifie si l'exécution du rafraichissement répond aux hypothèses faites pendant le bilan énergétique pour améliorer les grandeurs caractéristiques de la batterie (étape 150). Si le contrôle montre un écart par rapport à l'hypothèse précédente, on adapte les valeurs prises, enregistrées dans le bilan énergétique pour augmenter la qualité des futurs bilans énergétiques (étape 152).

Pour optimiser la stratégie de rafraichissement il faut de plus prendre des informations de l'horizon électronique (EH) qui ne sont pas contenues en partie dans l'horizon électronique de l'état de la technique. Les informations à prélever sont les suivantes : - un profil indiquant le potentiel de récupération le long du trajet.

Ce profil est établi par le serveur HP à l'aide des propriétés topo- logiques et géographiques du trajet. C'est ainsi que par exemple un segment de trajet avec une descente offre la possibilité de récupération ; il en est de même d'un segment de trajet sur lequel la vitesse du véhicule doit être réduite, par exemple à cause d'une limitation de vitesse. Les trajets avec de nombreux croisements ou des courbes ont un potentiel de récupération élevé car avant chaque croisement ou courbe on freine autant que possible. Les actuelles cartes numériques de navigation ont des données de pente, des informations de courbure, des limitations de vitesse et la position des intersections. Dans cette carte numérique les in- formations se rapportent chaque fois au trajet. Cela signifie que par exemple on connaît la position approximative d'un panneau avec une limitation de vitesse. On peut ainsi calculer que sur le trajet qui se trouve directement en amont de ce panneau, pour une certaine longueur on a un potentiel de récupération, limité. Pour la stratégie de rafraichissement il faut toutefois une référence de temps. Celle-ci peut être faite à l'aide du profil de vitesse qui se déduit également de la carte numérique. Connaissant la position actuelle du véhicule on peut ainsi déduire l'information indiquant que par exemple dans une minute, on a pendant cinq secondes un potentiel de récupération supérieur. Cette prévision du potentiel de récupération peut être améliorée si l'on tient compte de ce que dans le passé on a récupéré en parcourant le même trajet. Pour cela, pour chaque parcours on établit le proto- cole de l'endroit où l'énergie a été récupérée et de la quantité d'énergie récupérée par le véhicule. A l'aide de telles données on détermine combien d'énergie est récupérée en moyenne sur des segments de trajet déterminés en fonction du conducteur. Comme une phase de récupération est également occasionnée par des si- tuations de circulation imprévisible, on sépare par filtrage les événements exceptionnels avant de calculer les valeurs moyennes. Une représentation appropriée des phases de récupération est celle de la puissance récupérée en fonction du temps.

Pour simplifier la transposition des phases de récupération dans EH on regroupe des plages avec des puissances de récupérations analogues. Par exemple on peut regrouper une plage dans laquelle sur une période de dix secondes on a récupéré en continu entre 5kW et 10kW. Pour cela on calcule la puissance récupérée en moyenne sur cette période (par exemple 7 kW) et on la trans- met avec la durée et la phase (ici dix secondes) et en option la variance de la puissance dans l'horizon électronique EH. - On a un profil avec les étapes conduites actif de façon prévisionnelle le long du trajet le plus probable MPP. Des exemples de tels états de conduite sont les phases de roue libre et les phases en marche-arrêt. Les états de conduite peuvent être pronostiqués en connaissant la stratégie de fonctionnement du véhicule et de la courbe prévisionnelle d'altitude et de vitesse. On améliore le pronostique si l'on utilise les états de conduite qui ont été choisis dans le passé le long du trajet parcouru. Pour cela on saisit les données correspondantes dans un module statistique. En variante, à la place des états de conduite on peut mémoriser directement les paramètres utilisés pour sélectionner l'état de conduite tel que par exemple les profils d'altitude et de vitesse (y compris les temps d'arrêt). Ces données peuvent également être collectées de façon centrale sur un serveur et être réparties sous forme agrégée par radio mobile au véhicule car contrairement aux états de conduite sélectionnée, ceux-ci sont indépendants du véhicule. Le profil de vitesse (ainsi que d'autres profils) sont indiqués dans l'horizon électronique EH, de façon caractéristique pour le trajet. Pour la prévision des situations marche/arrêt il faut une référence de temps. C'est pourquoi, à côté du profil de vitesse rapporté au trajet dans l'horizon électronique EH on transmet également un profil de temps d'attente rapporté au trajet et qui contient la position et la durée prévisionnelle des phases d'arrêt. - L'indication du temps de trajet résiduel prévisionnel y compris la probabilité (en option) que la prévision correspond. Cette information peut être prélevée dans le système de navigation du véhicule dans la mesure où l'utilisateur du système de navigation utilise une conduite vers la destination. Si l'utilisateur n'utilise pas le système de navigation, le temps résiduel est calculé comme dans l'état de la technique à l'aide d'une statistique concernant les trajets que le conducteur a parcouru dans le passé. Dans la forme la plus simple d'une telles statistique on saisit quand et à partir d'où le conducteur est arrivé à la destination. La saisie de ces informations se fait également lorsque le conducteur n'utilise pas de façon active le système de navigation. La position du départ et celle de la destination d'un trajet peuvent être mémorisées sous la forme de position GPS ou d'une autre référence géographique.

Le fait que la destination a été atteinte peut se reconnaître, par exemple en ce que le conducteur coupe le moteur et ne déplace pas le véhicule pendant un certain temps avant le démarrage suivant. Ces instants du début du trajet et de la fin du trajet sont mémorisés à la seconde près avec la date. A l'aide des données saisies on peut reconnaître des trajets parcourus régulièrement avec un départ et une destination fixes, par exemple le trajet vers le lieu de travail. La statistique permet, connaissant l'heure actuelle et la position GPS actuelle de prévoir la destination d'un trajet qui a été parcouru au moins une fois de par le passé. A l'aide de la durée de trajet moyenne parmi les trajets saisis de façon statis- tique on peut pronostiquer le temps résiduel. Suivant la fréquence selon laquelle le même trajet prévisionnel a été parcouru dans le passé pour une combinaison analogue heure/date, on aura une probabilité d'autant plus précise que le pronostique du temps résiduel correspond. Plus il y a de route avec un point de départ identique mais avec d'autres destinations dans une combinaison heure/données analogues, et plus faible sera la probabilité que le pronostique du temps résiduel soit exact. La probabilité transmise par l'horizon électronique EH est choisie de manière correspondante. Sous une forme étendue de ces statistiques on saisit non seulement le départ et la destination du trajet parcouru, mais également des points entre le départ et la destination. Pour cha- cun des points intermédiaires on mémorise à la fois une référence géographique (par exemple la position GPS) et le temps de passage du véhicule à ce point. Les positions appropriées pour de tels points intermédiaires sont les croisements car elles correspondent à la possibilité de dévier le trajet. Avec ce type de statistique on peut mieux pronosti- quer le temps résiduel car lorsqu'on atteint un point intermédiaire on peut donner le temps résiduel moyen provenant de parcours antérieurs (sur le même trajet avec la même destination) entre ce point intermédiaire et la destination comme nouveau temps résiduel. Lorsqu'on at- teint un point intermédiaire, pour cette raison, on transmet de façon caractéristique une mise à jour du temps résiduel pronostiqué par l'horizon électronique EH vers l'appareil de commande qui applique la stratégie de rafraichissement. Cet appareil de commande sera appelé ci-après de manière globale « appareil de commande du réseau embar- lo qué ». En outre, avec les statistiques étendues on pourra distinguer entre des trajets déjà saisis et qui se chevauchent. Par exemple, deux trajets qui ont le même point de départ mais des destinations différentes peuvent se correspondre. A l'aide de la position actuelle du véhicule et de la position de ce point intermédiaire on pourra reconnaître 15 que de façon prévisionnelle, la destination correspondant à ce point in- termédiaire a été atteinte et le pronostique du temps résiduel sera adapté de manière correspondante. A partir de cet instant, c'est-à-dire aussi longtemps que les deux trajets se correspondent encore et que l'on ne sait pas laquelle des deux destinations possibles le conducteur choisira, 20 on pourra indiquer soit les deux temps résiduels y compris les probabi- lités correspondantes, soit le temps résiduel minimum ou maximum pronostiqué et qui découle directement des deux destinations possibles. On procède de façon analogue pour plus de deux trajets possibles. En outre, à l'aide des points intermédiaires on pourra savoir si le conduc- 25 teur s'écarte du trajet saisi en statistiques. Si la position du véhicule après l'écart ne correspond à aucune des trajets saisis en statistique, cela est signalé à l'appareil de commande du réseau embarqué par l'horizon électronique EH de façon à permettre l'évaluation du temps de trajet résiduel. A l'aide des statistiques on peut également déterminer le 30 lieu et la durée d'interruption qui se répètent dans le trajet. La statis- tique peut également servir à évaluer le temps de trajet résiduel si le conducteur utilise le système de navigation pour se guider vers la destination car l'indication de la destination par le conducteur peut ne pas être correcte ou encore le conducteur peut poursuivre son trajet une 35 fois que la destination entrée dans le système de navigation est atteinte.

La description suivante concerne la stratégie de fonctionnement pour la mise en oeuvre du rafraichissement. Pendant toute la durée de la phase de rafraichissement, selon l'invention on limite fortement la possibilité de récupération à cause du niveau élevé de SOC ou de la faible acceptance de charge ou n'autorise pas cette possibilité. De plus, la durée de rafraichissement serait plus longue à cause de la décharge pendant le mode marche-arrêt et les phases de roue libre, de sorte que le mode marche-arrêt y compris le mode de roue libre du moteur n'auront pas été autorisés. Si le rafraichissement est planifié sur le lo trajet et si l'opération nécessaire au rafraichissement est plus courte que la durée prévisionnelle du trajet, il faut exécuter la phase de rafraichissement dans le segment de trajet dans lequel il y a un potentiel de récupération aussi réduit que possible qui n'est pas utilisé ou en variante on exécute le rafraichissement pour une teneur aussi élevée que 15 possible d'énergie de récupération (utilisation de l'énergie de récupéra- tion pour le rafraichissement). Un rafraichissement complet peut prendre une durée im- portante selon la batterie. Pour évaluer s'il est possible d'effectuer un rafraichissement complet sur le trajet prévisionnel, il faut une prévision 20 de durée appropriée. La longueur maximale d'un horizon électronique est actuellement d'au moins huit kilomètres. Dans la mesure où la longueur de l'horizon électronique EH ne suffit pas pour l'évaluation, on peut transmettre cette évaluation au serveur HP (par exemple au système de navigation). Cette solution a l'avantage d'établir un horizon suf- 25 fisamment long dans la mémoire de travail du serveur HP et de pouvoir servir à l'évaluation directe sans avoir à transmettre cet horizon long par le Bus CAN. Le résultat de l'évaluation est transmis sous la forme de quelques signaux peu nombreux par le bus CAN à l'appareil de commande du réseau embarqué. En particulier, pour évaluer l'endroit 30 sur le trajet où doit se faire le rafraichissement, il est intéressant de se placer dans le serveur d'horizon électronique (HP) car pour cela il faut une prévision relativement longue. Le conducteur peut être informé par une installation de signalisation par exemple un témoin d'affichage du tableau de bord si un rafraichissement est précisément en cours. Le 35 conducteur a ainsi la possibilité d'adapter son trajet.

Le procédé décrit ci-dessus tient compte de données prédictives, notamment d'un trajet planifié et/ou de données adaptatives, notamment de la détection de trajets parcourus antérieurement et/ou de données spéculatives, notamment de trajets parcourus probablement en fonction du type de chaussée, le comportement du conducteur per- mettant très avantageusement d'être implémenté sous la forme d'un programme d'ordinateur exécuté dans un ou plusieurs appareils de commande du véhicule. Ainsi, l'invention peut également équiper des véhicules existants car elle n'a pas besoin de circuits supplémentaires.

Le programme peut être enregistré sur un support de données.

Claims (3)

1. REVENDICATIONS1°) Procédé de régénération électrique d'un accumulateur d'énergie élec- trique équipant un véhicule automobile avec une installation de récupé- ration et/ou d'autres installations d'économie d'énergie, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes consistant à: - déterminer en fonction d'informations relatives à un trajet en amont s'il y a une opportunité appropriée de régénération électrique sur le trajet prévu et si cela est le cas : - déterminer une première perte d'énergie qui se produit lors de la ré- génération électrique, déterminer une seconde perte d'énergie qui se produit sur un ensemble de trajets prédéfinis et fixés du fait de l'effet de vieillissement réversible de la régénération de l'accumulateur d'énergie, et - comparer la première et la seconde perte d'énergie et régénérer seu- lement si la seconde perte d'énergie est supérieure à la première.
2. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les informations concernant le trajet prévisionnel comprennent : les données prévisionnelles notamment le trajet planifié et/ou les don- nées adaptatives, notamment la reconnaissance de trajets parcourus antérieurement et/ou de données spéculatives, notamment de trajets parcourus probablement en fonction de type de trajet et du comporte- ment du conducteur.
3. 3°) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on prend les trajets déterminés et fixés dans une mémoire dans la- quelle on a préalablement enregistré les trajets parcourus préalable- ment, les données de navigation et/ou les données de véhicules et/ou les données externes, notamment concernant les événements de circulation, les opérations d'arrêt, les vitesses utilisées, les accélérations.354°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur d'énergie est un accumulateur au plomb. 5°) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on démarre le procédé seulement si la capacité de l'accumulateur au plomb est inférieure à un seuil prédéfini. 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on démarre le procédé en fonction de la température ambiante et/ ou de la température de l'accumulateur d'énergie. 7°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on démarre le procédé en fonction des variations prévisionnelles de la température ambiante et/ou des conditions météorologiques prévisionnelles et/ou de la température prévisionnelle de l'accumulateur d'énergie. 8°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on adapte automatiquement pendant le fonctionnement les prévisions nécessaires à la comparaison de la première perte d'énergie à la seconde perte d'énergie en cas de constatation d'écart. 9°) Programme d'ordinateur exécutant toutes les étapes d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 lorsqu'il est exécuté par un calculateur ou un appareil de commande. 10°) Support de données caractérisé en ce qu' il contient un programme d'ordinateur selon la revendication 9.3511°) Appareil de commande exécutant la régénération électrique d'un accumulateur d'énergie électrique selon l'une des revendications 1 à 9.