FR3140675A1 - MOTOR VEHICLE INCLUDING A CORRECTOR FOR RANGE ESTIMATION ERRORS LINKED TO TEMPERATURE, SYSTEM AND METHOD BASED ON SUCH A VEHICLE - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un véhicule automobile comprenant :- une batterie de traction ; et - un système de contrôle de batterie déterminant un état de d’énergie initial (SOEi) et/ou un état d’énergie initial de la batterie de traction, et pour afficher un état de charge final (SOCf) et/ou un état d’énergie final de la batterie de traction,l’état de charge final (SOCf) et/ou l’état d’énergie final étant erroné en raison d’effets de la température (ErrTemp), caractérisé par au moins un coefficient correcteur pour l’état de charge initial (SOCi), ledit coefficient correcteur prenant en compte lesdits effets de la température (ErrTemp) sur l'électrochimie des cellules de la batterie. L’invention concerne également un système de contrôle et un procédé sur la base d’un tel véhicule. Figure 1The invention relates to a motor vehicle comprising: - a traction battery; and - a battery monitoring system determining an initial energy state (SOEi) and/or an initial energy state of the traction battery, and for displaying a final state of charge (SOCf) and/or a state final energy of the traction battery, the final state of charge (SOCf) and/or the final energy state being erroneous due to temperature effects (ErrTemp), characterized by at least one correction coefficient for the initial state of charge (SOCi), said correction coefficient taking into account said effects of temperature (ErrTemp) on the electrochemistry of the battery cells. The invention also relates to a control system and a method based on such a vehicle. Figure 1
Description
L'invention se rapporte au domaine de la gestion de l'affichage autonomie des véhicules électriques.The invention relates to the field of management of the autonomy display of electric vehicles.
Dans l’art antérieur, un protocole d'affichage autonomie des véhicules à batterie de traction a été proposé. Malheureusement, le demandeur a noté une recrudescence de plaintes d’utilisateurs de véhicules à batterie de traction qui, par température d’environ 25°C, à un état de charge à 100% (ou SOC pour « state of charge » en langue anglaise), affichent au combiné une autonomie de 320 Km, tandis qu’à température froide à 0°, les utilisateurs constatent une autonomie de 290 Km affichée.In the prior art, a protocol for displaying the autonomy of traction battery vehicles has been proposed. Unfortunately, the applicant has noted an increase in complaints from users of traction battery vehicles which, at a temperature of around 25°C, have a 100% state of charge (or SOC for "state of charge" in English). ), display a combined range of 320 km, while at a cold temperature of 0°, users see a range of 290 km displayed.
Ainsi, les utilisateurs pensent que la batterie a un problème technique, s'en plaignent au service de maintenance, et demandent le changement de la batterie de traction.Thus, users think that the battery has a technical problem, complain to the maintenance department, and request a change of the traction battery.
Cependant, la batterie de traction est tout à fait fonctionnelle et le seul problème est l'effet du froid qui fait diminuer la tension des cellules électrochimiques du pack batterie de traction.However, the traction battery is fully functional and the only problem is the effect of the cold which reduces the voltage of the electrochemical cells of the traction battery pack.
En outre, le calculateur du pack batterie en relevant la tension des cellules pour calculer le niveau de l'énergie (ou SOE pour " State of Energy " en langue anglaise) donne un niveau de SOE plus faible à faible température qu'à 25°C. On peut aussi parler d’état d’énergie.In addition, the battery pack calculator by reading the cell voltage to calculate the energy level (or SOE for "State of Energy" in English) gives a lower SOE level at low temperature than at 25°. vs. We can also talk about a state of energy.
Or la plupart des utilisateurs ignorent l'effet de la température sur l'électrochimie des cellules du pack batterie.However, most users are unaware of the effect of temperature on the electrochemistry of battery pack cells.
Aussi, le demandeur a voulu remédier à cette problématique et a développé un fonctionnel pour pallier l'effet négatif de la température sur l'électrochimie des cellules du pack batterie, et sur les estimations d’autonomie de véhicule à batterie de traction.Also, the applicant wanted to remedy this problem and developed a functionality to compensate for the negative effect of temperature on the electrochemistry of the battery pack cells, and on the range estimates of a traction battery vehicle.
Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile comprenant :
- une batterie de traction ; et
- un système de contrôle de batterie configuré pour déterminer un état de charge initial et/ou un état d’énergie initial de la batterie de traction, et pour afficher une autonomie sur la base d’un état de charge final et/ou un état d’énergie final de la batterie de traction,
l’état de charge final et/ou l’état d’énergie final étant erroné par rapport à l’état de charge initial et/ou à l’état d’énergie initial en raison d’effets de la température sur l'électrochimie des cellules de la batterie,
caractérisé en ce que le système de contrôle applique au moins un coefficient correcteur à l’état de charge initial et/ou à l’état d’énergie initial pour obtenir un état de charge final et/ou un étant d’énergie final n’étant pas erroné, ledit coefficient correcteur prenant en compte lesdits effets de la température sur l'électrochimie des cellules de la batterie.To achieve this objective, the invention proposes a motor vehicle comprising:
- a traction battery; And
- a battery monitoring system configured to determine an initial state of charge and/or an initial energy state of the traction battery, and to display autonomy based on a final state of charge and/or a state final energy of the traction battery,
the final charge state and/or final energy state being erroneous relative to the initial charge state and/or initial energy state due to temperature effects on electrochemistry battery cells,
characterized in that the control system applies at least one correction coefficient to the initial state of charge and/or the initial energy state to obtain a final state of charge and/or a final energy being not being erroneous, said correction coefficient taking into account said effects of temperature on the electrochemistry of the battery cells.
Avantageusement, l’invention permet d’avoir un fonctionnel qui corrige l’affichage autonomie pour faire abstraction de l’impact de la température du pack batterie sur la chimie des cellules du pack batterie.Advantageously, the invention makes it possible to have a functional which corrects the autonomy display to ignore the impact of the temperature of the battery pack on the chemistry of the cells of the battery pack.
Selon une variante, l’état de charge final et/ou l’état d’énergie final est en outre erroné en raison d’un échauffement de la batterie lorsqu’elle fournit de l’énergie au véhicule en roulage, caractérisé en ce que ledit coefficient correcteur prend en outre en compte de ledit échauffement de la batterie de traction.According to a variant, the final state of charge and/or the final energy state is also incorrect due to heating of the battery when it supplies energy to the vehicle while driving, characterized in that said correction coefficient also takes into account said heating of the traction battery.
Cela permet d’améliorer la précision du coefficient correcteur, notamment au démarrage de véhicule lorsque la température initiale des cellules de batterie est sensiblement faible.This makes it possible to improve the precision of the correction coefficient, particularly when starting the vehicle when the initial temperature of the battery cells is significantly low.
Selon une variante, ledit coefficient correcteur est déterminé pour des couples de température et d’état de charge initiaux.According to a variant, said correction coefficient is determined for initial temperature and state of charge pairs.
Cela permet d’avoir des valeurs précises expérimentales, et limiter les besoins de calculs du coefficient correcteur.This makes it possible to have precise experimental values, and limit the need for calculations of the correction coefficient.
Selon une variante, le système de contrôle comprend un contrôleur de batterie contrôlant la batterie, au moins un calculateur de contrôle du véhicule, et un superviseur supervisant le contrôleur de batterie et ledit calculateur de contrôle du véhicule, le contrôleur de batterie transmettant l’état de charge initial et/ou l’état d’énergie initial au superviseur, et le superviseur applique le coefficient correcteur et commande un affichage de l’autonomie sur la base de l’état de charge final et/ou l’état d’énergie final.According to a variant, the control system comprises a battery controller controlling the battery, at least one vehicle control computer, and a supervisor supervising the battery controller and said vehicle control computer, the battery controller transmitting the status initial charge state and/or initial energy state to the supervisor, and the supervisor applies the correction coefficient and controls a display of autonomy based on the final charge state and/or energy state final.
Cela permet d’effectuer la correction uniquement pour l’autonomie affichée ; et de ne pas modifier les calculs des calculateurs de contrôle du véhicule basés sur l’état de charge initial.This allows the correction to be carried out only for the autonomy displayed; and not to modify the calculations of the vehicle control computers based on the initial state of charge.
L’invention porte en outre sur un système de contrôle pour un véhicule automobile selon l’invention, caractérisé en ce qu’il est configuré pour déterminer un état de charge initial et/ou un état d’énergie initial de la batterie de traction, et pour afficher un état de charge final et/ou un état d’énergie final de la batterie de traction,
l’état de charge final et/ou l’état d’énergie final étant erroné par rapport à l’état de charge initial et/ou à l’état d’énergie initial en raison d’effets de la température sur l'électrochimie des cellules de la batterie,
caractérisé en ce que le système de contrôle applique au moins un coefficient correcteur à l’état de charge initial et/ou à l’état d’énergie initial pour obtenir un état de charge final et/ou un état d’énergie final n’étant pas erroné, ledit coefficient correcteur prenant en compte lesdits effets de la température sur l'électrochimie des cellules de la batterie.The invention further relates to a control system for a motor vehicle according to the invention, characterized in that it is configured to determine an initial state of charge and/or an initial energy state of the traction battery, and to display a final state of charge and/or a final energy state of the traction battery,
the final charge state and/or final energy state being erroneous relative to the initial charge state and/or initial energy state due to temperature effects on electrochemistry battery cells,
characterized in that the control system applies at least one correction coefficient to the initial state of charge and/or the initial energy state to obtain a final state of charge and/or a final energy state n' not being erroneous, said correction coefficient taking into account said effects of temperature on the electrochemistry of the battery cells.
Un autre objet de l’invention concerne un procédé de contrôle de batterie pour un véhicule automobile selon l’invention, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- déterminer un état de charge initial et/ou un état d’énergie initial de la batterie de traction, en vue d’afficher une autonomie sur la base d’un état de charge final et/ou un état d’énergie final de la batterie de traction,
l’état de charge final et/ou l’état d’énergie final étant erroné par rapport à l’état de charge initial et/ou à l’état d’énergie initial en raison d’effets de la température sur l'électrochimie des cellules de la batterie,
- appliquer au moins un coefficient correcteur à l’état de charge initial et/ou à l’état d’énergie initial pour obtenir un état de charge final et/ou un étant d’énergie final n’étant pas erroné, ledit coefficient correcteur prenant en compte lesdits effets de la température sur l'électrochimie des cellules de la batterieAnother object of the invention relates to a battery control method for a motor vehicle according to the invention, characterized in that it comprises the following steps:
- determine an initial state of charge and/or an initial energy state of the traction battery, with a view to displaying autonomy on the basis of a final state of charge and/or a final energy state of the traction battery,
the final charge state and/or final energy state being erroneous relative to the initial charge state and/or initial energy state due to temperature effects on electrochemistry battery cells,
- apply at least one correction coefficient to the initial state of charge and/or the initial energy state to obtain a final state of charge and/or a final energy being not being erroneous, said correction coefficient taking into account said effects of temperature on the electrochemistry of the battery cells
Un autre objet de l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de contrôle selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.Another object of the invention relates to a computer program comprising program code instructions for executing the steps of the control method according to the invention, when said program operates on a computer.
L'invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base de la
Cette invention propose un fonctionnel qui corrige l’affichage autonomie pour faire abstraction de l’impact de la température du pack batterie sur la chimie des cellules du pack batterie.This invention proposes a functionality which corrects the autonomy display to ignore the impact of the temperature of the battery pack on the chemistry of the cells of the battery pack.
Le but est que, quelle que soit la température des cellules du pack batterie, les utilisateurs retrouvent l’affichage autonomie du véhicule toujours au même niveau en fonction de l’état de charge du pack batterie.The goal is that, whatever the temperature of the battery pack cells, users find the vehicle's autonomy display always at the same level depending on the battery pack's state of charge.
En outre, le but est d’inhiber l’effet de la température des cellules du pack batterie sur l’affichage de l’autonomie du véhicule.In addition, the aim is to inhibit the effect of battery pack cell temperature on the vehicle range display.
Ainsi, le demandeur a développé une fonction de correction de la valeur d’état d’énergie du pack batterie en fonction de la température des cellules du pack batterie, afin de supprimer l’incidence négative de la température sur la chimie des cellules électrochimiques du pack batterie.Thus, the applicant has developed a function for correcting the energy state value of the battery pack as a function of the temperature of the cells of the battery pack, in order to eliminate the negative impact of the temperature on the chemistry of the electrochemical cells of the battery pack. battery pack.
L'utilisation de l'énergie de la batterie de puissance dans le véhicule se fait comme suit. L'énergie consommée de plusieurs façons.The use of energy from the power battery in the vehicle is done as follows. Energy consumed in several ways.
Premièrement, une partie de l'énergie de la batterie de puissance est transformée en courant 12V pour alimenter la batterie 12V de servitude, qui alimente elle-même :
- les différents calculateurs du véhicule ;
- les différents éclairages du véhicule ;
- les différents accessoires d'aide à la conduite (direction assistée, assistance au freinage, etc…) ;
- les différents accessoires divers (la radio, les lèves vitres, la lunette chauffante, les sièges chauffants, la climatisation, etc…) ;
- etc.First, part of the energy from the power battery is transformed into 12V current to power the 12V utility battery, which itself powers:
- the various vehicle computers;
- the different lighting of the vehicle;
- the various driving assistance accessories (power steering, braking assistance, etc.);
- the various miscellaneous accessories (radio, window regulators, heated rear window, heated seats, air conditioning, etc.);
- etc.
Deuxièmement, une autre partie de l'énergie de la batterie de puissance est utilisée pour réguler la température du circuit caloporteur du véhicule qui permet aussi de réguler la température de la batterie de puissance et de l'habitacle.Secondly, another part of the energy from the power battery is used to regulate the temperature of the vehicle's heat transfer circuit which also makes it possible to regulate the temperature of the power battery and the passenger compartment.
Troisièmement, le reste de l'énergie de la batterie de puissance est utilisée pour la traction du véhicule.Third, the remaining energy from the power battery is used for vehicle traction.
Un estimateur de l'autonomie restante du véhicule est généralement prévu. Dans le cadre de l’invention, nous avons créé une fonction qui estime le nombre de kilomètres restant à parcourir en fonction du niveau de charge batterie du moment et en fonction du niveau de consommation électrique du véhicule du moment.An estimator of the remaining range of the vehicle is generally provided. As part of the invention, we have created a function which estimates the number of kilometers remaining to be traveled depending on the current battery charge level and depending on the current level of electrical consumption of the vehicle.
Concernant maintenant l’autonomie, tous les constructeurs de véhicules électriques doivent faire homologuer l'autonomie de sorte à mettre un véhicule électrique chargé à 100% sur un banc à rouleaux et de faire suivre au véhicule une succession de vitesses. Quand le véhicule ne parvient plus à suivre les vitesses imposées sur le cycle, l'essai est arrêté et l'on regarde le nombre de kilomètres parcourus.Now regarding autonomy, all manufacturers of electric vehicles must have autonomy approved so as to place a 100% charged electric vehicle on a dynamometer and make the vehicle follow a succession of speeds. When the vehicle is no longer able to follow the speeds imposed on the cycle, the test is stopped and we look at the number of kilometers traveled.
Différents calculateurs qui interviennent sur ce sujet :
- le calculateur de la batterie HV de traction : s'appelle généralement « BMS » pour « battery management system » (ou « BMU » pour « battery management unit » en langue anglaise) et il gère la batterie HV de traction du véhicule. C'est le calculateur de batterie qui estime l’état d’énergie du pack batterie et qui envoie l'information à un superviseur du groupe motopropulseur (généralement appelé « eVCU » pour « electric vehicule calculating unit » en langue anglaise) ;
- le calculateur du chargeur en courant continu embarqué (ou « OBCDC »), qui gère le pilotage dudit chargeur ;
- le superviseur du groupe motopropulseur (eVCU), qui coordonne, pilote, commande, supervise les autres calculateurs du véhicule, y compris le calculateur de batterie.Different calculators that intervene on this subject:
- the HV traction battery computer: is generally called “BMS” for “battery management system” (or “BMU” for “battery management unit” in English) and it manages the HV traction battery of the vehicle. It is the battery calculator which estimates the energy state of the battery pack and which sends the information to a powertrain supervisor (generally called “eVCU” for “electric vehicle calculating unit” in English);
- the on-board direct current charger computer (or “OBCDC”), which manages the control of said charger;
- the powertrain supervisor (eVCU), which coordinates, controls, controls and supervises the other vehicle computers, including the battery computer.
Pour mémoire, l’état de charge représente le niveau de charge de la batterie. Son unité est le pourcentage. Quand l’état de charge est à 100%, la batterie est dite complétement chargée et quand l’état de charge est à 0%, la batterie est dite complétement déchargée.As a reminder, the state of charge represents the charge level of the battery. Its unit is percentage. When the state of charge is 100%, the battery is said to be fully charged and when the state of charge is to 0%, the battery is said to be completely discharged.
Il existe un état de charge réel et un état de charge utile (ou utilisateur) : Une batterie de 50kWh, contiendra à 100% de son état de charge réel, les 50kWh d’énergie. A 0% de son état de charge réel, la batterie contiendra 0kWh d’énergie.There is a real state of charge and a useful (or user) state of charge: A 50kWh battery will contain 100% of its real state of charge, the 50kWh of energy. At 0% of its actual state of charge, the battery will contain 0kWh of energy.
Concernant l’état de charge utile, il s’agit de l'énergie électrique utilisable par l’utilisateur. L’état de charge utile maximal à neuf est souvent à 97% d’état de charge réel. En effet, pour des questions de durabilité, quand un utilisateur fait le plein d'énergie à une borne de recharge, la charge s'arrête à 100% d’état de charge utile, soit à 97% d’état de charge réel du pack batterie. Ainsi, l'énergie emmagasinée est plus proche des 48kWh que des 50kWh sur un véhicule neuf.Regarding the payload state, this is the electrical energy usable by the user. The maximum payload state when new is often at 97% actual state of charge. In fact, for sustainability reasons, when a user fills up with energy at a charging station, the charge stops at 100% of the payload state, or at 97% of the actual charge state of the charging station. battery pack. Thus, the stored energy is closer to 48kWh than 50kWh on a new vehicle.
L’état de charge utile minimal à neuf est autour de 1 à 2% de l’état de charge réel (cela dépend du fournisseur de cellules de puissance). Ainsi, un utilisateur qui roulera jusqu'à la panne sèche, aura encore une énergie de 0,5kWh minimum dans son pack batterie et pourtant, il ne pourra plus faire avancer son véhicule.The minimum payload state when new is around 1-2% of the actual state of charge (this depends on the power cell supplier). Thus, a user who drives until they run out of fuel will still have a minimum of 0.5kWh of energy in their battery pack and yet they will no longer be able to move their vehicle forward.
Une décharge profonde jusque 0% d’état de charge réel, empêcherait le conducteur de pouvoir recharger son véhicule : le véhicule serait en panne et il faudrait changer le pack batterie si un utilisateur arrivait à atteindre les 0% d’état de charge réel.A deep discharge down to 0% real state of charge would prevent the driver from being able to recharge his vehicle: the vehicle would break down and the battery pack would have to be changed if a user managed to reach 0% real state of charge.
Concernant maintenant l’état d’énergie, il représente le niveau d'énergie contenue dans la batterie. Son unité est le Watt.Heure (Wh). Quand la batterie est 100% chargée, elle a un état d’énergie maximal.Now regarding the energy state, it represents the level of energy contained in the battery. Its unit is Watt.Hour (Wh). When the battery is 100% charged, it has a maximum energy state.
Cependant, l’état d’énergie maximal d'une batterie dépend de son état de vieillissement : En effet plus la batterie sera usagée, plus l’état d’énergie sera faible à 100% de sa charge (à 100% de SOC).However, the maximum energy state of a battery depends on its aging state: In fact, the more used the battery, the lower the energy state will be at 100% of its charge (at 100% SOC) .
Par ailleurs, l’état d’énergie d'une batterie neuve n'est pas toujours le même, il y a une petite diversité d’états d’énergie en fonction de la diversité d’états d’énergie de chaque cellule qui constitue la batterie de traction.Furthermore, the energy state of a new battery is not always the same, there is a small diversity of energy states depending on the diversity of energy states of each cell which constitutes the traction battery.
Sur les véhicules du demandeur sous les marques e208TM, eDS3TM, et e2008TM, l’état d’énergie des batteries de traction à SOC 100% est compris entre 46,33kWh et 48,5kWh.On the applicant's vehicles under the brands e208 TM , eDS3 TM , and e2008 TM , the energy state of the traction batteries at 100% SOC is between 46.33 kWh and 48.5 kWh.
Pour mémoire, une cellule du pack batterie est composée de trois éléments : une cathode (chargée positivement), une anode (chargée négativement), qui sont les électrodes, et un électrolyte. L'anode est une "barrette" de lithium, Li (qui est un métal). Les recharges et transmissions d’énergie impliquent des réactions chimiques, dans des conditions spécifiques notamment de température.As a reminder, a battery pack cell is made up of three elements: a cathode (positively charged), an anode (negatively charged), which are the electrodes, and an electrolyte. The anode is a “bar” of lithium, Li (which is a metal). Energy recharges and transmissions involve chemical reactions, under specific conditions, particularly temperature.
Lorsqu’une batterie est chargée et qu'on la sollicite (par exemple, lorsqu'on appuie sur l'accélérateur), les cathodes et les anodes de toutes les cellules sont mises en contact, et la réaction chimique s'opère, générant ainsi un courant électrique permettant d'alimenter le moteur électrique de la voiture.When a battery is charged and it is stressed (for example, when you press the accelerator), the cathodes and anodes of all the cells are brought into contact, and the chemical reaction takes place, thus generating an electric current to power the car's electric motor.
Concernant maintenant l’effet de la température des cellules sur la valeur de l’état d’énergie, nous avons calculé l'effet de la température des cellules du pack batterie sur l’état d’énergie du pack batterie.Now regarding the effect of cell temperature on the energy state value, we calculated the effect of the battery pack cell temperature on the energy state of the battery pack.
A 23°C, les 50kWh d’état d’énergie d’une batterie à 100% d’état de charge, ne sont plus vus par le calculateur de batterie qu'à 45,2kWh d’état d’énergie à 0°C (toujours à 100% d’état de charge), soit une perte artificielle de l’état d’énergie d'un coefficient de 0,904 rien que par l'effet de la température des cellules du pack batterie.At 23°C, the 50kWh energy state of a battery at 100% state of charge is no longer seen by the battery calculator until 45.2kWh energy state at 0° C (always at 100% state of charge), i.e. an artificial loss of the state of energy with a coefficient of 0.904 just due to the effect of the temperature of the battery pack cells.
A 45°C, les 50kWh d’état d’énergie d’une batterie à 100% d’état de charge, ne sont plus vus par le calculateur de batterie qu'à 40,2kWh d’état d’énergie à -15°C (toujours à 100% d’état de charge), soit une perte artificielle d’état d’énergie d'un coefficient de 0,804, rien que par l'effet de la température des cellules du pack batterie.At 45°C, the 50kWh energy state of a battery at 100% state of charge is no longer seen by the battery calculator until 40.2kWh energy state at -15 °C (always at 100% state of charge), i.e. an artificial loss of energy state with a coefficient of 0.804, just due to the effect of the temperature of the battery pack cells.
Ainsi, des coefficients correcteurs CCoront été identifiés expérimentalement pour définir l'effet de la température sur la chimie des cellules utilisées du pack batterie sur la valeur de l’état d’énergie.Thus, C Cor correction coefficients were identified experimentally to define the effect of the temperature on the chemistry of the cells used in the battery pack on the value of the energy state.
Dans le tableau 1 ci-dessous, en abscisse, les états de charge sont affichés, et en ordonnée, la température (T°) des cellules sont affichées. Les différents coefficients de réduction sont présentés pour chaque couple (SOC/T°).In table 1 below, on the abscissa, the charge states are displayed, and on the ordinate, the temperature (T°) of the cells are displayed. The different reduction coefficients are presented for each pair (SOC/T°).
Tableau 1 : Coefficients correcteurs prenant en compte les effets de la température (ErrTemp) sur l'électrochimie des cellules utilisées dans ce type de batterie.
Par ailleurs, ce qu’il faut savoir est que quand la batterie de traction fournit de l’énergie au véhicule, le pack batterie se met à chauffer. Ainsi, actuellement, quand l’utilisateur prend son véhicule à 100% de charge à 0°C, il s’attend à avoir 50kWh d’énergie dans son pack batterie, mais en fait, il n’a que 45,2kWh d’énergie à cause de l’effet de la température.Furthermore, what you need to know is that when the traction battery supplies energy to the vehicle, the battery pack starts to heat up. So, currently, when the user takes their vehicle to 100% charge at 0°C, they expect to have 50kWh of energy in their battery pack, but in fact, they only have 45.2kWh of energy. energy due to the effect of temperature.
Cependant, au bout de quelques minutes sa batterie de traction a chauffé et s’approche des 20°C, donc l’utilisateur voit sur son tableau de bord, une autonomie faussée à cause de la température initiale des cellules, mais sans que le conducteur s’en rende compte, l’énergie contenue dans son pack batterie remonte avec la température. Il ne s’en rend pas compte car au fur et à mesure que la température des cellules augmente, une partie de l’énergie du pack batterie part alimenter le moteur électrique pour entrainer le véhicule.However, after a few minutes its traction battery has heated up and is approaching 20°C, so the user sees on their dashboard a distorted autonomy due to the initial temperature of the cells, but without the driver realizes this, the energy contained in its battery pack rises with the temperature. He does not realize this because as the temperature of the cells increases, part of the energy from the battery pack goes to power the electric motor to drive the vehicle.
Aussi, l’autonomie affichée au tableau de bord est faussée par la température des cellules électro-chimiques au démarrage du véhicule.Also, the autonomy displayed on the dashboard is distorted by the temperature of the electrochemical cells when the vehicle is started.
Ainsi, sur la base du tableau 1 ci-dessus qui représente les coefficients de dégradation de l’état d’énergie en fonction de la température des cellules électrochimique du pack batterie, nous avons calculé les coefficients correctifs à considérer pour que le conducteur ne subisse plus l’effet de la température sur l’affichage de l’autonomie de son véhicule (effet de la température sur la chimie des cellules électrochimiques du pack batterie).Thus, on the basis of Table 1 above which represents the coefficients of degradation of the energy state as a function of the temperature of the electrochemical cells of the battery pack, we have calculated the corrective coefficients to be considered so that the driver does not suffer plus the effect of temperature on the vehicle's range display (effect of temperature on the chemistry of the electrochemical cells of the battery pack).
Tableau 2 : Coefficients correcteur prenant en compte à la fois les effets de la température (ErrTemp) sur l'électrochimie des cellules de la batterie, et l’échauffement (ErrCh) de la batterie de traction.
Donc le calculateur de batterie calcule l’état d’énergie toujours de la même façon qu’avant l’invention, c’est-à-dire en mesurant la tension du pack batterie et le calculateur de batterie a un tableau de conversion qui indique le niveau d’état d’énergie du pack batterie en fonction de la tension du pack batterie.So the battery calculator always calculates the energy state in the same way as before the invention, that is to say by measuring the voltage of the battery pack and the battery calculator has a conversion table which indicates the battery pack energy status level based on the battery pack voltage.
Cette valeur d’état d’énergie n’est pas corrigée par le calculateur de batterie, car la valeur d’état d’énergie est utilisée par d’autres fonctions du calculateur de batterie et cela pourrait perturber ou fausser les autres fonctions qui utilisent la valeur d’état d’énergie initial actuellement.This energy status value is not corrected by the battery calculator, because the energy status value is used by other functions of the battery calculator and this could disrupt or distort other functions that use the current initial energy state value.
Mais nous avons rajouté une fonction correctrice dans le superviseur du groupe motopropulseur.But we added a corrective function in the powertrain supervisor.
Donc le calculateur de batterie envoie au superviseur, la valeur d’état d’énergie du pack batterie calculée au moyen de la mesure de la tension du pack batterie (comme expliqué ci-dessus) ; et envoie au superviseur, la valeur de l’état de charge du pack batterie. En fait, le calculateur de batterie a des tableaux d’équivalence qui lui donnent, en fonction de l’état d’énergie et de la température des cellules, l’état de charge du pack batterie.So the battery calculator sends to the supervisor the battery pack energy state value calculated by measuring the battery pack voltage (as explained above); and sends the value of the battery pack’s state of charge to the supervisor. In fact, the battery calculator has equivalence tables which give it, depending on the energy state and the temperature of the cells, the state of charge of the battery pack.
En outre, le calculateur de batterie envoie la température moyenne des cellules du pack batterie, au superviseur. Chaque module du pack batterie a des capteurs de température qui permettent de calculer la température moyenne des cellules du pack batterie.In addition, the battery calculator sends the average temperature of the battery pack cells to the supervisor. Each battery pack module has temperature sensors that allow the average temperature of the battery pack cells to be calculated.
Grâce au moyen de l’information de l’état de charge reçue du calculateur de batterie et l’information de température moyenne reçue du calculateur de batterie, le superviseur au moyen du tableau 2 est capable de déterminer le coefficient correcteur à utiliser (que l’on nommera CCor) pour corriger l’état d’énergie du calculateur de batterie pour l’affichage de l’autonomie.By means of the state of charge information received from the battery calculator and the average temperature information received from the battery calculator, the supervisor, by means of Table 2, is able to determine the correction coefficient to use (that we will call it C Cor ) to correct the energy state of the battery calculator for the autonomy display.
Par exemple, si la température moyenne est à 0°C et l’état de charge est à 60%, le superviseur sait qu’il doit utiliser 1,1905 comme coefficient correcteur de l’information de l’état d’énergie venant du calculateur de batterie.For example, if the average temperature is at 0°C and the state of charge is at 60%, the supervisor knows that he must use 1.1905 as a correction coefficient for the energy state information coming from the battery calculator.
Donc le superviseur récupère l’information de l’état d’énergie venant du calculateur de batterie et multiplie tout simplement la valeur de l’état d’énergie par le coefficient CCorpour avoir la vraie valeur d’état d’énergie destinée à indiquer au tableau de bord la vraie autonomie restante :So the supervisor retrieves the energy state information coming from the battery calculator and simply multiplies the energy state value by the coefficient C Cor to have the true energy state value intended for indicate the true remaining autonomy on the dashboard:
Donc SOECorr= SOE x CCor So SOE Corr = SOE x C Cor
Ainsi, le superviseur peut recalculer l’état d’énergie théorique à 23°C et donc gomme l’effet de la température sur la chimie des cellules.Thus, the supervisor can recalculate the theoretical energy state at 23°C and therefore erase the effect of temperature on cell chemistry.
En conséquence, que ce soit en été ou en hiver, l’utilisateur pourra toujours constater après une recharge complète de sa batterie de traction une autonomie à peu près toujours identique, c’est-à-dire que ce fonctionnel permet de gommer l’effet de la température sur la chimie des cellules électrochimiques du pack batterie.Consequently, whether in summer or in winter, the user will always be able to see, after a complete recharge of their traction battery, an autonomy that is almost always identical, that is to say that this functionality makes it possible to eliminate the effect of temperature on the chemistry of the electrochemical cells of the battery pack.
Pour calculer l’autonomie à afficher, le superviseur n’a plus qu’à diviser la valeur SOECorpar la consommation moyenne du véhicule. Ce calcul donne l’autonomie exprimée en kilomètres, qui est affichée au tableau de bord.To calculate the autonomy to display, the supervisor only has to divide the SOE Cor value by the average consumption of the vehicle. This calculation gives the range expressed in kilometers, which is displayed on the dashboard.
L’invention porte en outre sur un procédé de contrôle et un programme de contrôle correspondants. Le procédé et le programme correspondants peuvent être mis en œuvre dans un système de contrôle de type ordinateur.The invention further relates to a corresponding control method and control program. The corresponding method and program can be implemented in a computer-type control system.
Claims (7)
- une batterie de traction ; et
- un système de contrôle de batterie configuré pour déterminer un état de charge initial et/ou un état d’énergie initial (SOEi) de la batterie de traction, et pour afficher une autonomie sur la base d’un état de charge final et/ou un état d’énergie final (SOEf) de la batterie de traction,
l’état de charge final et/ou l’état d’énergie final (SOEf) étant erroné par rapport à l’état de charge initial et/ou à l’état d’énergie initial (SOEi) en raison d’effets de la température (ErrTemp) sur l'électrochimie des cellules de la batterie, caractérisé en ce que le système de contrôle applique au moins un coefficient correcteur à l’état de charge initial et/ou à l’état d’énergie initial (SOEi) pour obtenir un état de charge final et/ou un étant d’énergie final (SOEf) n’étant pas erroné, ledit coefficient correcteur prenant en compte lesdits effets de la température (ErrTemp) sur l'électrochimie des cellules de la batterie.Motor vehicle comprising:
- a traction battery; And
- a battery monitoring system configured to determine an initial state of charge and/or an initial state of energy (SOE i ) of the traction battery, and to display autonomy based on a final state of charge and /or a final energy state (SOE f ) of the traction battery,
the final state of charge and/or the final energy state (SOE f ) being erroneous with respect to the initial state of charge and/or the initial energy state (SOE i ) due to effects of temperature (Err Temp ) on the electrochemistry of the battery cells, characterized in that the control system applies at least one correction coefficient to the initial state of charge and/or the initial energy state (SOE i ) to obtain a final state of charge and/or a final energy being (SOE f ) not being erroneous, said correction coefficient taking into account said effects of temperature (Err Temp ) on the electrochemistry of the battery cells.
caractérisé en ce que ledit coefficient correcteur (CCorr) prend en outre en compte de ledit échauffement (ErrCh) de la batterie de traction.Motor vehicle according to claim 1, in which the final state of charge and/or the final energy state (SOE f ) is additionally erroneous due to heating (Err Ch ) of the battery when it supplies energy to the vehicle while driving,
characterized in that said correction coefficient (C Corr ) further takes into account said heating (Err Ch ) of the traction battery.
l’état de charge final et/ou l’état d’énergie final (SOEf) étant erroné par rapport à l’état de charge initial et/ou à l’état d’énergie initial (SOEi) en raison d’effets de la température (ErrTemp) sur l'électrochimie des cellules de la batterie,
caractérisé en ce que le système de contrôle applique au moins un coefficient correcteur à l’état de charge initial et/ou à l’état d’énergie initial (SOEi) pour obtenir un état de charge final et/ou un étant d’énergie final (SOEf) n’étant pas erroné, ledit coefficient correcteur prenant en compte lesdits effets de la température (ErrTemp) sur l'électrochimie des cellules de la batterie.Control system for a motor vehicle according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is configured to determine an initial state of charge and/or an initial energy state (SOE i ) of the battery. traction, and to display autonomy on the basis of a final state of charge and/or a final state of energy (SOE f ) of the traction battery,
the final state of charge and/or the final energy state (SOE f ) being erroneous with respect to the initial state of charge and/or the initial energy state (SOE i ) due to effects of temperature (Err Temp ) on the electrochemistry of battery cells,
characterized in that the control system applies at least one correction coefficient to the initial state of charge and/or the initial energy state (SOE i ) to obtain a final state of charge and/or a being of final energy (SOE f ) not being erroneous, said correction coefficient taking into account said effects of temperature (Err Temp ) on the electrochemistry of the battery cells.
- déterminer un état de charge initial et/ou un état d’énergie initial (SOEi) de la batterie de traction, en vue d’afficher une autonomie sur la base d’un état de charge final et/ou un état d’énergie final (SOEf) de la batterie de traction,
l’état de charge final et/ou l’état d’énergie final (SOEf) étant erroné par rapport à l’état de charge initial et/ou à l’état d’énergie initial (SOEi) en raison d’effets de la température (ErrTemp) sur l'électrochimie des cellules de la batterie,
- appliquer au moins un coefficient correcteur (Ccorr) à l’état de charge initial et/ou à l’état d’énergie initial (SOEi) pour obtenir un état de charge final et/ou un étant d’énergie final n’étant pas erroné, ledit coefficient correcteur (Ccorr) prenant en compte lesdits effets de la température (ErrTemp) sur l'électrochimie des cellules de la batterie.Battery monitoring method for a motor vehicle according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises the following steps:
- determine an initial state of charge and/or an initial state of energy (SOE i ) of the traction battery, with a view to displaying autonomy on the basis of a final state of charge and/or a state of final energy (SOE f ) of the traction battery,
the final state of charge and/or the final energy state (SOE f ) being erroneous with respect to the initial state of charge and/or the initial energy state (SOE i ) due to effects of temperature (Err Temp ) on the electrochemistry of battery cells,
- apply at least one correction coefficient (C corr ) to the initial state of charge and/or the initial energy state (SOE i ) to obtain a final state of charge and/or a final energy being n being not erroneous, said correction coefficient (C corr ) taking into account said effects of temperature (Err Temp ) on the electrochemistry of the battery cells.
A computer program comprising program code instructions for executing the steps of the control method according to claim 6, when said program is operating on a computer.
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2022
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