FR3043873A1 - Vehicule electrique muni d'un reseau de communication. - Google Patents

Vehicule electrique muni d'un reseau de communication. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un véhicule électrique muni d'un réseau de communication (100) comprenant : - au moins un bus de communication (102), dit principal ; et - au moins deux sous-réseaux (104-110), chaque sous-réseau (104-110) réalisant une communication avec au moins deux organes dudit véhicule ; chaque sous-réseau (104-110) comprenant un nœud de communication reliant ledit sous-réseau (104-110) audit bus principal (102).

Description

« Véhicule électrique muni d'un réseau de communication »
La présente invention concerne un véhicule électrique muni d'un réseau de communication.
Le domaine de l'invention est le domaine des réseaux de communication pour les véhicules électriques.
Etat de la technique
Les véhicules, et en particulier les véhicules électriques rechargeables depuis une source d'énergie électrique extérieure, comprennent de nombreux organes qui doivent communiquer entre eux ou avec des stations de rechargement externes, en vue d'assurer un bon fonctionnement dudit véhicule.
De plus, le nombre de capteurs équipant les véhicules actuels ne cesse d'augmenter. Ces capteurs communiquent avec les organes du véhicule et/ou avec le conducteur du véhicule pour assurer le bon fonctionnement et la sécurité du véhicule.
Pour ces raisons, la quantité de données croissantes échangées au sein du véhicule, mais également entre le véhicule et des dispositifs externes au véhicule, augmente sans cesse. Pour assurer ces échanges de données, les véhicules actuels sont munis d'un réseau de communication, qui devient de plus en plus complexe.
Cependant, les réseaux de communication actuels équipant les véhicules sont peu modulables, de sorte que leur adaptation aux différentes applications d'un même véhicule est complexe. De plus, les réseaux de communication actuels équipant les véhicules sont peu évolutifs. Ainsi, lorsque l'architecture électrique d'un véhicule évolue dans le temps, il est parfois nécessaire de modifier en grande partie, voire en totalité, l'architecture du réseau de communication équipant ledit véhicule. Ces inconvénients sont amplifiés dans le cadre des véhicules électriques rechargeables qui nécessitent une plus grande communication entre les différents organes du véhicule, due par exemple à la gestion de l'énergie électrique au sein du véhicule.
Un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients.
Un autre but de l'invention est de proposer un véhicule électrique muni d'un réseau de communication plus modulable que les réseaux de communication des véhicules actuels.
Encore un but de l'invention est de proposer un véhicule électrique muni d'un réseau de communication plus évolutif que les réseaux de communication des véhicules actuels.
Exposé de l'invention L'invention permet d'atteindre au moins l'un de ces buts par un véhicule électrique muni d'un réseau de communication comprenant : - au moins un bus de communication, dit principal ; et - au moins deux sous-réseaux, chaque sous-réseau réalisant une communication avec au moins deux organes dudit véhicule ; chaque sous-réseau comprenant un nœud de communication reliant ledit sous-réseau audit bus principal.
Ainsi, l'invention propose d'utiliser, dans un véhicule électrique, un réseau de communication organisé en sous-réseau, par rapport à un bus de communication principal transportant des données vers/depuis ces sous-réseaux. Cette architecture du réseau de communication permet de modifier ou de faire évoluer un des sous-réseaux en fonction de l'application souhaitée dans le véhicule ou en fonction de l'évolution du véhicule sans avoir à modifier le reste du réseau de communication. Par exemple, un sous-réseau de communication peut être associé à la communication de données vers/depuis les organes d'un poste de pilotage. Lorsque le poste de pilotage est modifié, pour s'adapter à une application spécifique ou suite à une évolution, seul ce sous-réseau est modifié sans avoir à intervenir sur le reste du réseau de communication. Ainsi, le réseau de communication du véhicule selon l'invention est plus modulable et plus évolutif que les réseaux de communication des véhicules actuels.
Selon l'invention, chaque sous-réseau fonctionne de manière indépendante des autres sous-réseaux.
Avantageusement, au moins un sous-réseau peut comprendre au moins un bus de communication, dit secondaire, reliant plusieurs organes dudit véhicule au nœud de communication dudit sous-réseau.
Un tel sous-réseau est modulable et évolutif de sorte que toute modification, telle qu'un ajout ou une suppression ou encore une évolution, d'au moins un organe relié audit bus de communication secondaire peut être réalisée de manière simple, rapide, peu complexe et indépendamment des autres organes reliés audit bus secondaire.
Avantageusement, au moins un bus de communication, à savoir le bus principal et/ou au moins un bus secondaire, peut être un bus de communication multiplexé, préférentiellement de type CAN (pour « Controller Area Network » en anglais).
Avantageusement, pour au moins un sous-réseau, le nœud de communication peut être relié à au moins organe dudit véhicule via une ligne de communication dédiée audit organe, c'est-à-dire via une connexion point-à-point.
Une telle connexion point-à-point avec le nœud de communication peut par exemple être utilisée pour les organes d'une plus grande importance par rapport aux autres organes.
De plus, dans au moins un sous-réseau, au moins organe dudit véhicule peut être relié au nœud de communication dudit sous-réseau via un autre organe dudit véhicule.
Un tel autre organe réalise alors une passerelle de communication entre ledit organe et le nœud de communication.
Bien entendu, dans au moins un sous-réseau, le nœud de communication peut être relié : - à plusieurs organes du véhicule par l'intermédiaire d'un bus de communication, - à au moins un organe du véhicule via une connexion point-à-point, et/ou - à au moins un organe du véhicule via un autre organe du véhicule.
De plus, le bus de communication principal peut être agencé de sorte qu'au moins un organe dudit véhicule peut être relié directement audit bus de communication principal, tel qu'un organe de télémétrie et/ou un organe de conversion de puissance électrique.
Suivant un mode de réalisation, au moins un, en particulier chaque, nœud de communication peut être réalisé par module/appareil dédié. Cette architecture permet de rendre le réseau de communication encore plus modulable et évolutif.
Alternativement ou en plus, au moins un, en particulier chaque, nœud de communication peut être intégré dans un organe dudit véhicule. Cette architecture permet de diminuer le nombre d'organes formant le réseau de communication, et donc son coût et son encombrement.
Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré, au moins un, en particulier chaque, sous-réseau peut réaliser une communication avec des organes du véhicule dédiés à une fonction prédéterminée, ou formant un groupe fonctionnel prédéterminé.
Par exemple, le réseau de communication peut comprendre : - un sous-réseau dédié à la communication avec des modules de stockage d'énergie électriques rechargeables, - un sous-réseau dédié à la communication avec des organes composant une chaîne de traction, - un sous-réseau dédié à la communication avec des organes d'interface utilisateurs, et/ou - un sous-réseau dédié à la communication avec des organes auxiliaires fonctionnels dudit véhicule, tels que des ouvrants, un ou des compresseurs, etc.
Le véhicule selon l'invention peut par exemple être un véhicule électrique terrestre de transport en commun, du type bus, car ou tram-bus.
Dans la présente demande, un « tram-bus » désigne un véhicule électrique de transport en commun terrestre monté sur roues et qui se recharge à chaque station, afin de ne pas nécessiter des infrastructures lourdes de type rails, caténaires, sur la voirie. Un tel véhicule électrique se recharge à chaque station au moyen d'éléments de charge de la station et d'un connecteur reliant ledit véhicule à ladite station.
Selon l'invention, le véhicule peut comprendre un ou plusieurs modules de stockage d'énergie électrique rechargeables. Chaque module peut comprendre une ou plusieurs batteries. Chacune des batteries peut avantageusement être ou comprendre au moins une batterie Lithium-métal-polymère, également appelée batterie « LMP® », ou une supercapacité.
Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : - la FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple non limitatif d'un réseau de communication d'un véhicule selon l'invention ; et - les FIGURES 2-5 sont des représentations schématiques de sous-réseaux faisant partie du réseau de communication de la FIGURE 1.
Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite, isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à de l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie est uniquement suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
Sur les figures les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un réseau de communication d'un véhicule électrique, selon l'invention.
Le réseau de communication 100, représenté sur la FIGURE 1, comprend un bus de communication principal 102.
Le réseau de communication 100 comprend également quatre sous-réseaux, respectivement 104-110, reliés au bus principal 102 par l'intermédiaire d'un nœud de communication. Chaque sous-réseau 104-110 permet de communiquer avec plusieurs organes du véhicule, suivant une communication mono- ou bidirectionnelle.
Le réseau de communication comprend en outre des lignes de communication reliant le bus de communication principal 102 directement à un ou plusieurs organes du véhicule, tel que : - un organe de télémétrie 112 relié par exemple à un moyen de géolocalisation de type GPS ou un moyen de communication sans fil de type GPRS ; - un organe de transformation de puissance électrique 114, tel qu'un convertisseur de tension par exemple 400V->24V ; - un organe 116 optionnel correspondant à une option souhaitée par l'utilisateur du véhicule, ou nécessitée par une application à laquelle est dédié le véhicule ; - etc.
Nous allons maintenant décrire en référence aux FIGURES 2-5 les différents sous-réseaux 104-110.
La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un exemple d'un sous-réseau pouvant faire partie d'un réseau de communication selon l'invention.
En particulier, le sous-réseau représenté sur la FIGURE 2 correspond au sous-réseau 104 de la FIGURE 1.
Le sous-réseau 104 comprend un nœud de communication 202 permettant à chacun des organes faisant partie du sous-réseau 104 de communiquer entre-eux et/ou d'accéder au bus de communication principal 102.
Le sous-réseau 104 comporte des organes 204i-2043, qui sont connectés au nœud de communication 202 grâce à une connexion point-à-point. L'organe 204i peut correspondre à un capteur de vitesse, l'organe 2042 peut correspondre au boîtier comodo regroupant les commandes relatives aux essuies-glaces, aux lumières/phares, etc., et l'organe 2043 peut correspondre aux capteurs de pluie/lumière.
Le sous-réseau 104 peut comprendre un bus de communication secondaire 206i se trouvant dans le sous-réseau 104 et reliant des organes 2062 et 2063 au nœud de communication 202. L'organe 2062 peut correspondre à la direction assistée du véhicule et l'organe 2063à un boîtier électronique SAS (pour « Steering Angle Sensor ») du véhicule pour mesurer l'angle du volant du véhicule.
Le sous-réseau 104 comporte une ligne de connexion 208i reliant un boîtier 2082 d'organes, qui peuvent être des boutons actionneurs, également appelés « switchs » prévus dans le poste conducteur pour actionner les portes du véhicule, le chauffage, la ventilation, l'éclairage, etc., au nœud de communication 202.
Le sous-réseau 104 comporte en outre un organe 210, qui peut par exemple être une manette FAE (pour « Frein à main électrique »), relié au nœud de communication 202, par l'intermédiaire du boîtier de switchs 2082.
Autrement dit, le boîtier de switchs 2082 réalise une passerelle entre l'organe 210 et le nœud de communication 202.
Tel que décrit, le sous-réseau 104 permet de communiquer avec les organes du véhicule faisant partie d'une interface conducteur du véhicule. Ainsi, lorsqu'un élément est ajouté à cette interface conducteur, ou un élément de l'interface conducteur est modifié, seul le sous-réseau de communication 104 nécessite une intervention de la part d'un opérateur. Un tel ajout ou une telle modification n'a pas d'impact sur le reste du réseau de communication 100.
La FIGURE 3 est une représentation schématique d'un autre exemple d'un sous-réseau pouvant faire partie d'un réseau de communication selon l'invention.
En particulier, le sous-réseau représenté sur la FIGURE 3 correspond au sous-réseau 106 de la FIGURE 1.
Le sous-réseau 106 comprend un nœud de communication 302 permettant à chacun des organes faisant partie du sous-réseau 106 de communiquer entre-eux et/ou d'accéder au bus de communication principal 102.
Le sous-réseau 106 comporte un organe 304 qui est connecté au nœud de communication 302 grâce à une connexion point-à-point. L'organe 304 peut correspondre à un compresseur d'air du véhicule électrique.
Le sous-réseau 106 peut comprendre un bus de communication secondaire 306i se trouvant dans le sous-réseau 106 et reliant des organes 3062-3064 au nœud de communication 302. Chacun des organes 3062-3064 peut correspondre à un ouvrant, et en particulier à une porte, du véhicule électrique.
Le sous-réseau 106 peut comprendre un deuxième bus de communication secondaire 308i se trouvant dans le sous-réseau 106, indépendant du bus de communication secondaire 306i et reliant des organes 3082-3086 au nœud de communication 302. Chacun des organes 3082-3086 peut correspondre à des organes auxiliaires assurant la ventilation, les lumières, le chauffage, etc., du véhicule.
Tel que décrit, le sous-réseau 106 permet de communiquer avec les organes fonctionnels du véhicule, tels que les ouvrants, le compresseur, etc. Ainsi, lorsqu'un organe fonctionnel est ajouté au véhicule, ou un organe fonctionnel du véhicule est modifié, seul le sous-réseau de communication 106 nécessite une intervention de la part d'un opérateur. Un tel ajout ou une telle modification n'a pas d'impact sur le reste du réseau de communication 100.
La FIGURE 4 est une représentation schématique d'un autre exemple d'un sous-réseau pouvant faire partie d'un réseau de communication selon l'invention.
En particulier, le sous-réseau représenté sur la FIGURE 4 correspond au sous-réseau 108 de la FIGURE 1.
Le sous-réseau 108 comprend un nœud de communication 402 permettant à chacun des organes faisant partie du sous-réseau 108 de communiquer entre-eux et/ou d'accéder au bus de communication principal 102.
Le sous-réseau 108 comporte des organes 404i-4043, qui sont connectés au nœud de communication 402 grâce à une connexion point-à-point. Les organes 404i et 4042 peuvent correspondre à des capteurs de température de la chaîne de traction du véhicule et l'organe 4043 à une pédale d'accélération du véhicule.
Le sous-réseau 108 peut comprendre un premier bus de communication secondaire 406i, se trouvant dans le sous-réseau 108 et reliant des organes 4062 et 4063 au nœud de communication 402. Les organes 4062 et 4063 peuvent correspondre à des pompes à eau de la chaîne de traction du véhicule.
Le sous-réseau 108 peut comprendre un deuxième bus de communication secondaire 408i, se trouvant dans le sous-réseau 108 et reliant des organes 4082-408s au nœud de communication 402. Les organes 4082-4085 sont des organes du véhicule qui font partie de la chaîne de traction dudit véhicule. Par exemple, l'organe 4082 peut correspondre à un module de freinage de type EBS, l'organe 4083 peut correspondre aux suspensions, etc.
Le sous-réseau 108 comporte en outre des organes 410i-4103 reliés au nœud de communication 402 par l'intermédiaire de l'organe 4082. Autrement dit, le module de freinage EBS 4082 peut réaliser une passerelle de communication, c'est-à-dire un switch, entre les organes 410i-4103 et le nœud de communication 402. Les organes 410i-4103 peuvent être des organes qui interviennent dans la fonction de freinage du véhicule. L'un au moins des organes 410i-4103 peut uniquement communiquer avec l'organe 4082 sans communiquer avec le nœud de communication 402.
Alternativement ou en plus, l'un au moins des organes 410i-4103 peut uniquement communiquer avec l'un au moins des autres organes 410i-4103 sans communiquer avec le nœud de communication 402.
De plus, les organes 4102-4103 sont reliés à l'organe 4082 par l'intermédiaire d'un autre bus secondaire 4104, se trouvant uniquement entre les organes 4102-4103 et l'organe 4082.
Le sous-réseau 108 comporte en outre des organes 412i et 4122 reliés au nœud de communication 402 par l'intermédiaire de l'organe 4084. Autrement dit, l'organe 4084 peut réaliser une passerelle de communication entre les organes 412i et 4122 et le nœud de communication 402.
Les organes 412i et 4122 peuvent alternativement communiquer entre eux et/ou avec le module 4084 sans communiquer avec le nœud de communication 402.
Les organes 412i et 4122 sont reliés à l'organe 4084 par l'intermédiaire d'un autre bus secondaire 4123, se trouvant uniquement entre les organes 412i et 4122 et l'organe 4082.
Tel que décrit, le sous-réseau 108 permet de communiquer avec les organes intervenant dans la chaîne de traction du véhicule. Ainsi, lorsqu'un organe est ajouté à la chaîne de traction, ou un organe de la chaîne de traction est modifié, seul le sous-réseau de communication 108 nécessite une intervention de la part d'un opérateur. Un tel ajout ou une telle modification n'a pas d'impact sur le reste du réseau de communication 100.
La FIGURE 5 est une représentation schématique d'un autre exemple d'un sous-réseau pouvant faire partie d'un réseau de communication selon l'invention.
En particulier, le sous-réseau représenté sur la FIGURE 5 correspond au sous-réseau 110 de la FIGURE 1.
Le sous-réseau 110 comprend un nœud de communication 502 permettant à chacun des organes faisant partie du sous-réseau 110 de communiquer entre-eux et/ou d'accéder au bus de communication principal 102.
Le sous-réseau 110 comporte un bus de communication secondaire 504i, se trouvant dans le sous-réseau 110 et reliant des organes 5042-504i0 au nœud de communication 502. Les organes 5042-5049 peuvent correspondre à des modules de stockage électriques rechargeables, tels que des batteries ou des supercapacités. L'organe 504i0 peut correspondre à un boîtier de gestion de chacun des modules de stockage 5042-5049.
Tel que décrit, le sous-réseau 110 permet de communiquer avec les organes de stockage d'énergie électrique dans le véhicule. Ainsi, lorsqu'un organe de stockage d'énergie électrique est ajouté, ou est modifié, seul le sous-réseau de communication 110 nécessite une intervention de la part d'un opérateur. Un tel ajout ou une telle modification n'a pas d'impact sur le reste du réseau de communication 100. L'un au moins des nœuds de communication 202, 302, 402 et 502 peut être un boîtier additionnel dédié uniquement pour la communication. Alternativement, l'un au moins des nœuds de communication 202, 302, 402 et 502 peut être intégré dans un organe/module/boîtier existant, remplissant au moins une autre fonction dans le véhicule.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples détaillés ci-dessus, le nombre et/ou l'architecture et/ou le groupe fonctionnel auquel est associé un sous-réseau des sous-réseaux peu(ven)t être différent(s). De plus, le réseau de communication peut comprendre un sous-réseau associé à un groupe fonctionnel différent de ceux indiqués à titre d'exemple.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Véhicule électrique muni d'un réseau de communication (100) comprenant : - au moins un bus de communication (102), dit principal ; et - au moins deux sous-réseaux (104-110), chaque sous-réseau (104-110) réalisant une communication avec au moins deux organes dudit véhicule ; chaque sous-réseau (104-110) comprenant un nœud de communication (202, 302, 402, 502) reliant ledit sous-réseau (104-110) audit bus principal (102).
  2. 2. Véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins un sous-réseau (104-110) comprend un bus de communication (206i, 208i, 306i, 308i, 408i, 4123, 5040 dit secondaire, reliant plusieurs organes dudit véhicule au nœud de communication (202, 302, 402, 502) dudit sous-réseau (104-110).
  3. 3. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un bus de communication (102, 206i, 2081, 306i, 308i, 408i, 4 1 23, 504i) est un bus de communication multiplexé, de type CAN (pour « Controller Area Network » en anglais).
  4. 4. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans au moins un sous-réseau (104-110), le nœud de communication (202, 302, 402, 502) est relié à au moins organe (204, 304, 404) dudit véhicule via une ligne de communication dédiée audit organe, c'est-à-dire via à une connexion point-à-point.
  5. 5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans au moins un sous-réseau (104, 108), au moins un organe (210, 410, 412) dudit véhicule est relié au nœud de communication dudit sous-réseau via un autre organe (2082/ 4082/ 4084) dudit véhicule.
  6. 6. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un organe (112-116) dudit véhicule relié directement au bus de communication principal, tel qu'un organe de télémétrie et/ou un organe de conversion de puissance électrique.
  7. 7. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un, en particulier chaque, sous-réseau (104-110) réalise une communication avec des organes du véhicule dédiés à une fonction prédéterminée.
  8. 8. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un, en particulier chaque, nœud de communication (202, 302, 402, 502) est intégré dans un organe dudit véhicule.
  9. 9. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réseau de communication comprend : - un sous-réseau (110) dédié à la communication avec des modules de stockage d'énergie électriques rechargeables, et/ou - un sous-réseau (108) dédié à la communication avec des organes composant une chaîne de traction, et/ou - un sous-réseau (104) dédié à la communication avec des organes d'interface utilisateurs, et/ou - un sous-réseau (106) dédié à la communication avec des organes auxiliaires fonctionnels dudit véhicule.
  10. 10. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est un véhicule électrique terrestre de transport en commun de type bus, car ou tram-bus.
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