FR3140711A1 - Method for estimating a remaining charge time for an electrified motor vehicle - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé d’estimation d’une durée de charge restant (dtprojected) pour une batterie électrique d’un véhicule automobile (13) électrifié. Le procédé est mis en œuvre de manière déportée et distante du véhicule automobile (13), indépendamment des capacités de communication du véhicule automobile (13) ou de la station de recharge (12) à laquelle il est connecté. En particulier, le procédé comporte une étape de transmission de paramètres (PARAM) fonctionnels caractéristiques de la batterie électrique de traction (16), nécessaires au calcul de la durée de charge restant (dtprojected), avant endormissement du véhicule automobile (13). une étape de calcul de la durée de charge restant (dtprojected) est ainsi réalisée sur le serveur distant (11) – où se trouvent les paramètres (PARAM) nécessaire à son calcul – ou sur un dispositif mobile (18) connecté au serveur distant (11). Figure 1The invention relates to a method for estimating a remaining charge time (dtprojected) for an electric battery of an electrified motor vehicle (13). The method is implemented remotely and remotely from the motor vehicle (13), independently of the communication capabilities of the motor vehicle (13) or the charging station (12) to which it is connected. In particular, the method comprises a step of transmitting functional parameters (PARAM) characteristic of the electric traction battery (16), necessary for calculating the remaining charge duration (dtprojected), before the motor vehicle (13) falls asleep. a step of calculating the remaining charge duration (dtprojected) is thus carried out on the remote server (11) – where the parameters (PARAM) necessary for its calculation are located – or on a mobile device (18) connected to the remote server ( 11). Figure 1
Description
Le contexte technique de la présente invention est celui des batteries électriques de traction pour véhicule automobile, et plus particulièrement celui des procédés de contrôle d’une recharge électrique par l’intermédiaire d’une station de recharge. Plus particulièrement, l’invention a trait à un procédé d’estimation d’une durée de charge restant, pour des véhicules automobiles électriques ou hybrides rechargeables.The technical context of the present invention is that of electric traction batteries for motor vehicles, and more particularly that of methods for controlling electric recharging via a recharging station. More particularly, the invention relates to a method for estimating a remaining charge duration, for electric or rechargeable hybrid motor vehicles.
Dans le domaine des véhicules automobiles électrifiés, l'un des principaux enjeux des systèmes de gestion des batteries de traction est l'estimation d’un état de charge de la batterie électrique de traction, connu sous l’acronyme anglo-saxon SOC signifiant « State of Charge ».In the field of electrified motor vehicles, one of the main challenges of traction battery management systems is the estimation of the state of charge of the electric traction battery, known by the Anglo-Saxon acronym SOC meaning " State of Charge.”
En effet, l'état de charge est un paramètre essentiel dans la gestion électronique d'une batterie électrique de traction, puisqu’il représente la quantité d'énergie électrique que peut fournir la batterie électrique de traction, exprimé en pourcentage de sa capacité nominale. Aussi, plus l'état de charge est estimé précisément, plus la batterie électrique de traction peut être exploitée au mieux de ses performances tout en maximisant sa durée de vie.Indeed, the state of charge is an essential parameter in the electronic management of an electric traction battery, since it represents the quantity of electrical energy that the electric traction battery can provide, expressed as a percentage of its nominal capacity . Also, the more precisely the state of charge is estimated, the more the electric traction battery can be used to its best performance while maximizing its lifespan.
Lors d’une recharge électrique de la batterie électrique de traction par une station de recharge, au travers d’une charge lente ou d’une charge rapide, on connait le calcul et l’affichage, dans le véhicule automobile ainsi rechargé, d’un estimateur d’une durée de charge restant. Cette durée de charge restant indique ainsi à un utilisateur du véhicule automobile – par exemple sur un tableau de bord dudit véhicule automobile – le temps nécessaire avant un état de charge à 100 %.During an electrical recharge of the electric traction battery by a charging station, through slow charging or rapid charging, we know the calculation and display, in the motor vehicle thus recharged, of an estimator of a remaining charge duration. This remaining charge time thus indicates to a user of the motor vehicle – for example on a dashboard of said motor vehicle – the time required before a 100% state of charge.
Bien entendu, cette durée de charge restante dépend de l’état de charge de la batterie électrique de traction, de son énergie, d’une puissance électrique de la station de recharge et notamment du type de recharge considéré. Aussi, dans le cas d’une charge rapide, la durée de charge restante n’est jamais vraiment trop longue, et le véhicule automobile électrique peut demeurer dans un état allumé rendant possible le calcul et le rafraichissement en temps réel de la durée de charge restant affichée pour l’utilisateur.Of course, this remaining charging time depends on the state of charge of the electric traction battery, its energy, the electrical power of the charging station and in particular the type of charging considered. Also, in the case of rapid charging, the remaining charging time is never really too long, and the electric motor vehicle can remain in an on state making it possible to calculate and refresh the charging time in real time. remaining displayed for the user.
En revanche, en cas de charge lente, le véhicule automobile électrique s’endort, c’est-à-dire totalement éteint de sorte qu’un tel calcul ne peut être maintenu. Consécutivement, en cas de charge lente, l’utilisateur du véhicule automobile en cours de recharge ne peut pas connaître la durée de charge restant.On the other hand, in the event of slow charging, the electric motor vehicle falls asleep, that is to say completely switched off, so that such a calculation cannot be maintained. Consequently, in the event of slow charging, the user of the motor vehicle being recharged cannot know the remaining charge time.
La présente invention a pour objet de proposer un nouveau procédé d’estimation de la durée de charge restant afin de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d’autres avantages.The object of the present invention is to propose a new method for estimating the remaining charge duration in order to at least largely respond to the previous problems and also lead to other advantages.
Un autre but de l’invention est de pouvoir disposer d’un estimateur de la durée de charge restant en temps réel quelle que soit la durée de charge du véhicule automobile.Another aim of the invention is to be able to have an estimator of the remaining charging duration in real time whatever the charging duration of the motor vehicle.
Un autre but de l’invention est de pouvoir disposer d’un tel estimateur même lorsque le véhicule automobile électrifié est endormi et qu’il n’émet plus de données.Another aim of the invention is to be able to have such an estimator even when the electrified motor vehicle is asleep and no longer transmits data.
Un autre but de l’invention est de pouvoir disposer d’un tel estimateur de manière déportée et accessible en dehors du véhicule automobile en cours de recharge.Another aim of the invention is to be able to have such an estimator remotely and accessible outside the motor vehicle being recharged.
Selon un premier aspect de l’invention, on atteint au moins l’un des objectifs précités avec un procédé d’estimation d’une durée de charge restant d’une batterie de traction d’un véhicule automobile électrifié rechargée par une station de recharge, le véhicule automobile et la station de recharge comportant un module de communication configuré pour transmettre des paramètres relatifs à la batterie de traction vers un serveur distant, le procédé comportant les étapes suivantes :According to a first aspect of the invention, at least one of the aforementioned objectives is achieved with a method for estimating a remaining charge time of a traction battery of an electrified motor vehicle recharged by a charging station , the motor vehicle and the charging station comprising a communication module configured to transmit parameters relating to the traction battery to a remote server, the method comprising the following steps:
- une étape de transmission des paramètres nécessaires au calcul de la durée de charge restant de la batterie de traction vers le serveur distant ;- a step of transmitting the parameters necessary for calculating the remaining charge time of the traction battery to the remote server;
- une étape d’enregistrement des paramètres sur le serveur distant, dits paramètres distants ;- a step of recording the parameters on the remote server, called remote parameters;
- une étape de calcul de la durée de charge restant à partir des paramètres distants, par une unité de contrôle.- a step of calculating the remaining charge duration from the remote parameters, by a control unit.
Dans le contexte de la présente invention, le véhicule automobile électrifié est du type d’un véhicule automobile électrique ou hybride rechargeable. D’une manière générale, dans un tel véhicule automobile électrifié, une chaîne de traction est mise en rotation par une machine électrique, alimentée électriquement par la batterie électrique de traction, afin de générer un couple moteur servant à la mise en mouvement du véhicule automobile. Complémentairement ou alternativement, la machine électrique est configurée pour récupérer une énergie mécanique sur la chaîne de traction et la convertir en énergie électrique, produisant ainsi un couple de freinage sur ladite chaîne de traction.In the context of the present invention, the electrified motor vehicle is of the type of an electric or plug-in hybrid motor vehicle. Generally speaking, in such an electrified motor vehicle, a traction chain is rotated by an electric machine, electrically powered by the electric traction battery, in order to generate a motor torque used to set the motor vehicle in motion. . Complementarily or alternatively, the electrical machine is configured to recover mechanical energy from the traction chain and convert it into electrical energy, thus producing a braking torque on said traction chain.
Dans le contexte de la présente invention, la batterie électrique de traction est une batterie électrique haute tension permettant de générer une tension continue d’au moins 300 V, par exemple égale à 400V ou 800V. D’une manière générale, la batterie électrique de traction est configurée pour fournir une énergie électrique à la machine électrique générant un couple moteur sur la chaîne de traction du véhicule automobile.In the context of the present invention, the electric traction battery is a high voltage electric battery making it possible to generate a direct voltage of at least 300 V, for example equal to 400V or 800V. Generally speaking, the electric traction battery is configured to supply electrical energy to the electric machine generating motor torque on the traction chain of the motor vehicle.
Dans le contexte de la présente invention, la station de recharge est un système électrique qui permet d’établir un raccordement électrique entre la batterie électrique de traction, par l’intermédiaire d’un chargeur embarqué permettant d’interfacer la batterie électrique de traction avec ladite station de recharge. La station de recharge est par ailleurs couplée électriquement à un réseau électrique et à une source d’énergie électrique qui servira à la recharge de la batterie électrique, par transfert d’énergie électrique en direction de la batterie électrique de traction. De manière connue, plusieurs types de recharge sont possible, dont notamment :In the context of the present invention, the charging station is an electrical system which makes it possible to establish an electrical connection between the electric traction battery, via an on-board charger making it possible to interface the electric traction battery with said charging station. The charging station is also electrically coupled to an electrical network and to a source of electrical energy which will be used to recharge the electric battery, by transferring electrical energy towards the electric traction battery. As is known, several types of recharge are possible, including in particular:
– une charge dite lente qui met en œuvre le réseau alternatif polyphasé et des redresseurs de tension afin convertir une tension alternative d’entrée, fournie par le réseau alternatif polyphasé, en une tension continue appliquée au borne de la batterie électrique de traction. Une telle charge lente peut prendre plusieurs heures, voire plusieurs dizaines d’heures pour recharger complètement une batterie électrique de traction dont un état de charge était minimal ;– a so-called slow charge which uses the polyphase alternating network and voltage rectifiers to convert an alternating input voltage, supplied by the polyphase alternating network, into a direct voltage applied to the terminal of the electric traction battery. Such slow charging can take several hours, or even several dozen hours, to completely recharge an electric traction battery whose state of charge was minimal;
– une charge dite rapide, qui met en œuvre une tension continue haute tension fournie par la station de recharge, redressée dans ladite station de recharge et qui peut être appliquée quasi-directement aux bornes de la batterie électrique de traction. Une telle charge rapide prend plusieurs dizaines de minutes, voire quelques heures pour recharger complètement une batterie électrique de traction dont un état de charge était minimal.– so-called rapid charging, which uses a high voltage direct voltage supplied by the charging station, rectified in said charging station and which can be applied almost directly to the terminals of the electric traction battery. Such rapid charging takes several tens of minutes, or even a few hours, to completely recharge an electric traction battery whose state of charge was minimal.
Dans le contexte de la présente invention, les modules de communication, respectivement du véhicule automobile et de la station de recharge, permettent de communiquer à distance, de manière filaire ou non filaire, avec le serveur distant pour transmettre un certain nombre de paramètres servant au calcul, hors ligne, de la durée de charge restant. Les modules de communication peuvent prendre par exemple la forme d’une antenne de télécommunication de type 3G, 4G ou 5G, ou encore d’un module de communication de type WIFI ou Bluetooth.In the context of the present invention, the communication modules, respectively of the motor vehicle and the charging station, make it possible to communicate remotely, in a wired or non-wired manner, with the remote server to transmit a certain number of parameters used for offline calculation of the remaining charge time. The communication modules can for example take the form of a 3G, 4G or 5G type telecommunications antenna, or even a WIFI or Bluetooth type communication module.
Dans le contexte de la présente invention, le serveur distant comporte une unité de traitement prenant la forme notamment d’un microcontrôleur ou d’un processeur. D’une manière générale, le serveur distant comporte des moyens de calcul et des moyens de mémorisation. Le serveur distant est ainsi configuré pour pouvoir d’une part recevoir les paramètres nécessaires au calcul de la durée de charge restant, et d’autre part pour pouvoir les transmettre à une unité de traitement – déportée ou non par rapport au serveur distant – qui utilisera lesdits paramètres pour calculer ladite durée de charge restant.In the context of the present invention, the remote server comprises a processing unit taking the form in particular of a microcontroller or a processor. Generally speaking, the remote server includes calculation means and storage means. The remote server is thus configured to be able on the one hand to receive the parameters necessary for calculating the remaining charge duration, and on the other hand to be able to transmit them to a processing unit – remote or not in relation to the remote server – which will use said parameters to calculate said remaining charge time.
Dans le contexte de la présente invention, la durée de charge restant représente la durée entre un instant initial et l’instant auquel la batterie électrique de traction est ou sera complétement chargée, c’est-à-dire lorsque l’état de charge de la batterie électrique de traction est égal ou sensiblement égal à 100%. Dans le contexte de la présente invention, l’instant initial considéré est celui de la transmission des paramètres par le module de commande du véhicule automobile.In the context of the present invention, the remaining charge time represents the duration between an initial instant and the instant at which the electric traction battery is or will be completely charged, that is to say when the state of charge of the electric traction battery is equal to or substantially equal to 100%. In the context of the present invention, the initial moment considered is that of the transmission of the parameters by the control module of the motor vehicle.
Ainsi, l’invention permet de manière astucieuse de calculer une durée de charge restant de manière déportée par rapport à d’éventuels moyens de calculs embarqués sur le véhicule automobile. Le calcul de la durée de charge restant utilise les paramètres transmis au moins par le véhicule automobile, et préférentiellement par la station de recharge et le véhicule automobile. ainsi, selon l’invention, le calcul de la durée de charge restant est consécutif de la transmission de ces paramètres sur le serveur. Le calcul peut être réalisé sur le serveur distant ou par n'importe quel dispositif couplé numériquement avec le serveur disant, c’est-à-dire configuré pour pouvoir communiquer avec le serveur distant de sorte à pouvoir échanger des données.Thus, the invention cleverly makes it possible to calculate a remaining charge duration in a remote manner in relation to any calculation means on-board the motor vehicle. The calculation of the remaining charging time uses the parameters transmitted at least by the motor vehicle, and preferably by the charging station and the motor vehicle. thus, according to the invention, the calculation of the remaining charge duration is consecutive to the transmission of these parameters to the server. The calculation can be carried out on the remote server or by any device digitally coupled with the said server, that is to say configured to be able to communicate with the remote server so as to be able to exchange data.
Consécutivement, le procédé de calcul de la durée de charge restant conforme au premier aspect de l’invention permet de proposer un estimateur plus robuste, notamment du fait de la prise en compte d’un plus grand nombre de paramètres associés à la batterie électrique de traction. En outre, le procédé de calcul de la durée de charge restant conforme au premier aspect de l’invention permet aussi de proposer un estimateur mis à jour en temps réel et potentiellement disponible même durant des phases d’endormissement du véhicule automobile.Consecutively, the method of calculating the charging duration remaining in accordance with the first aspect of the invention makes it possible to propose a more robust estimator, in particular due to the taking into account of a greater number of parameters associated with the electric battery of traction. In addition, the method of calculating the charging duration remaining in conformity with the first aspect of the invention also makes it possible to propose an estimator updated in real time and potentially available even during phases of falling asleep of the motor vehicle.
Complémentairement, dans le contexte de la présente invention, on définit les termes suivants :Additionally, in the context of the present invention, the following terms are defined:
- un état de santé de la batterie électrique de traction permettant de déterminer un niveau de dégradation de la batterie électrique de traction. Plus particulièrement, l’état de santé correspond à un pourcentage exprimant un rapport entre une capacité de la batterie électrique de traction à un instant t et la capacité maximale de ladite batterie électrique de traction lorsqu’elle était neuve. Ainsi, lorsque la batterie électrique de traction est neuve, son état de santé est égal à 100%, alors que lorsque la batterie électrique est usagée, son état de santé est inférieur à 100% ;- a state of health of the electric traction battery making it possible to determine a level of degradation of the electric traction battery. More particularly, the state of health corresponds to a percentage expressing a ratio between a capacity of the electric traction battery at a time t and the maximum capacity of said electric traction battery when it was new. Thus, when the electric traction battery is new, its state of health is equal to 100%, whereas when the electric battery is used, its state of health is less than 100%;
- une énergie électrique totale de la batterie électrique de traction correspondant à l’énergie électrique stockée dans la batterie électrique de traction. L’énergie électrique totale est exprimée en Joules ou en kilowattheure. L’énergie électrique totale de la batterie électrique correspond à l’énergie stockée pour une charge pleine et un état de santé optimal. A titre d’exemple non limitatif, une batterie électrique de traction peut présenter une énergie électrique totale de 50 kWh ;- a total electrical energy of the electric traction battery corresponding to the electrical energy stored in the electric traction battery. Total electrical energy is expressed in Joules or kilowatt hours. The total electrical energy of the electric battery corresponds to the energy stored for a full charge and an optimal state of health. As a non-limiting example, an electric traction battery can have a total electrical energy of 50 kWh;
- un état d’énergie de la batterie électrique de traction correspondant à la quantité d’énergie électrique – exprimée en kilowattheures ou en Joules par exemple – stockée dans la batterie électrique de traction en fonction de son état de charge. L’état d’énergie de la batterie électrique de traction est égal à son énergie électrique totale si ladite batterie électrique de traction est neuve et totalement chargée. En revanche, en fonction de son utilisation, de sa charge et de son usure, l’état d’énergie prend des valeurs inférieures à l’énergie électrique totale de la batterie électrique de traction. En fonction des états de charge, l’état d’énergie augmente – durant la charge de la batterie électrique de traction – ou diminue, durant l’utilisation de la batterie électrique de traction. Par suite, on définit aussi un état d’énergie à atteindre de la batterie électrique de traction correspondant à une valeur qu’on cherche à atteindre lors de la recharge de la batterie électrique de traction. L’état d’énergie à atteindre est ainsi une cible, un objectif de recharge pour la batterie électrique de traction. Enfin, on définit aussi un état d’énergie estimé de la batterie électrique de traction qui correspond à un estimateur calculé et rendant compte de l’état d’énergie à un instant t de la batterie électrique de traction, durant sa recharge ;- an energy state of the electric traction battery corresponding to the quantity of electrical energy – expressed in kilowatt hours or Joules for example – stored in the electric traction battery as a function of its state of charge. The energy state of the electric traction battery is equal to its total electric energy if said electric traction battery is new and fully charged. On the other hand, depending on its use, its charge and its wear, the state of energy takes values lower than the total electrical energy of the electric traction battery. Depending on the charge states, the energy state increases – during charging of the electric traction battery – or decreases during use of the electric traction battery. Subsequently, we also define an energy state to be achieved for the electric traction battery corresponding to a value that we seek to achieve when recharging the electric traction battery. The energy state to be achieved is thus a target, a recharge objective for the electric traction battery. Finally, we also define an estimated energy state of the electric traction battery which corresponds to an estimator calculated and accounting for the energy state at a time t of the electric traction battery, during its recharge;
- un état de charge pour la batterie électrique de traction permettant de déterminer un niveau d’utilisation de la batterie électrique de traction. Plus particulièrement, l’état de charge correspond à un pourcentage exprimant un rapport entre un niveau de charge de la batterie électrique de traction prise à un instant t et un niveau de charge maximal de ladite batterie électrique de traction. Ainsi, lorsque la batterie électrique de traction est pleinement chargée, son état de charge est égal à 100%, alors que lorsque la batterie électrique est en cours d’utilisation, son état de charge est inférieur à 100%. Par suite, on définit aussi un état de charge cible de la batterie électrique de traction correspondant à une valeur qu’on cherche à atteindre lors de la recharge de la batterie électrique de traction. L’état de charge cible est ainsi un objectif de recharge pour la batterie électrique de traction, qu’on souhaite généralement proche de 100% mais qui peut être inférieur en fonction de la durée de charge disponible. Enfin, on définit aussi un état de charge estimé de la batterie électrique de traction qui correspond à un estimateur calculé et rendant compte de l’état de charge à un instant t de la batterie électrique de traction, durant sa recharge ou durant son utilisation ;- a state of charge for the electric traction battery making it possible to determine a level of use of the electric traction battery. More particularly, the state of charge corresponds to a percentage expressing a ratio between a charge level of the electric traction battery taken at a time t and a maximum charge level of said electric traction battery. Thus, when the electric traction battery is fully charged, its state of charge is equal to 100%, whereas when the electric battery is in use, its state of charge is less than 100%. Subsequently, we also define a target state of charge of the electric traction battery corresponding to a value that we seek to achieve when recharging the electric traction battery. The target state of charge is therefore a recharge objective for the electric traction battery, which is generally desired to be close to 100% but which may be lower depending on the available charging time. Finally, we also define an estimated state of charge of the electric traction battery which corresponds to an estimator calculated and accounting for the state of charge at a time t of the electric traction battery, during its recharge or during its use;
- une puissance électrique fournie par la station de recharge mise en œuvre pour la recharge de la batterie électrique de traction ;- electrical power supplied by the charging station used for recharging the electric traction battery;
- une tension en circuit ouvert de la batterie électrique de traction correspondant à la valeur de la tension électrique mesurée aux bornes de la batterie électrique de traction après un temps de récupération suffisant – dit période de relaxation ;- an open circuit voltage of the electric traction battery corresponding to the value of the electric voltage measured across the terminals of the electric traction battery after a sufficient recovery time – known as the relaxation period;
- un taux de charge- a charging rate
- une autonomie résiduelle- residual autonomy
Le procédé conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :The process according to the first aspect of the invention advantageously comprises at least one of the improvements below, the technical characteristics forming these improvements being able to be taken alone or in combination:
– selon une première variante de réalisation, l’unité de contrôle est située sur le serveur distant. Dans cette premier variante de réalisation, les opérations relatives à l’estimation de la durée de charge restant sont réalisées au niveau du serveur distant. Selon une deuxième variante de réalisation, l’unité de contrôle est déportée et communique avec le serveur distant par des moyens de communication. Dans cette deuxième variante de réalisation, l’unité de contrôle est située à distance du serveur distant, et le serveur distant transfert vers l’unité de contrôle les paramètres nécessaires à l’évaluation de la durée de charge restant ;– according to a first embodiment, the control unit is located on the remote server. In this first alternative embodiment, the operations relating to the estimation of the remaining charge duration are carried out at the remote server. According to a second alternative embodiment, the control unit is remote and communicates with the remote server by means of communication. In this second alternative embodiment, the control unit is located remotely from the remote server, and the remote server transfers to the control unit the parameters necessary for evaluating the remaining charge duration;
- le procédé d’estimation comporte une étape d’endormissement du véhicule automobile, l’étape d’endormissement étant préalable à l’étape de calcul et postérieure à l’étape de transmission. Dans le contexte de la présente invention, l’étape d’endormissement signifie que le véhicule automobile, une fois endormi, ne peut plus transmettre de paramètres vers le serveur distant. Il peut s’agir par exemple d’une mise en veille du véhicule automobile, ou encore d’un arrêt complet dudit véhicule automobile. Ainsi, l’invention permet avantageusement de transférer vers les serveur distant les paramètres nécessaires à l’évaluation du temps de charge juste avant l’endormissement du véhicule automobile, afin de pouvoir réaliser l’estimation de la durée de charge restant même lorsque le véhicule automobile est endormi, de sorte à pouvoir rendre disponible cette information dans toutes circonstances et quelle que soit la durée de recharge et le type de recharge mis en œuvre ;- the estimation method comprises a step of putting the motor vehicle to sleep, the falling asleep step being prior to the calculation step and subsequent to the transmission step. In the context of the present invention, the falling asleep step means that the motor vehicle, once asleep, can no longer transmit parameters to the remote server. This may involve, for example, putting the motor vehicle on standby, or even a complete stop of said motor vehicle. Thus, the invention advantageously makes it possible to transfer to remote servers the parameters necessary for evaluating the charging time just before the motor vehicle falls asleep, in order to be able to estimate the remaining charging time even when the vehicle automobile is asleep, so as to be able to make this information available in all circumstances and regardless of the charging duration and the type of charging implemented;
- l’étape de transmission comporte (i) une étape d’envoi de premiers paramètres par le module de communication du véhicule automobile vers le serveur distant, et (ii) une étape de transfert de seconds paramètres par le module de communication de la station de recharge vers le serveur distant. Ainsi, pour pouvoir réaliser l’évaluation de la durée de charge restant, le véhicule automobile transfert vers le serveur distant une première partie des paramètres nécessaire à son calcul – les premiers paramètres, et la station de recharge transfert vers le serveur distant une deuxième partie des paramètres nécessaire au calcul de ladite durée de charge restant – les seconds paramètres ;- the transmission step comprises (i) a step of sending first parameters by the communication module of the motor vehicle to the remote server, and (ii) a step of transferring second parameters by the communication module of the station charging to the remote server. Thus, to be able to evaluate the remaining charging time, the motor vehicle transfers to the remote server a first part of the parameters necessary for its calculation – the first parameters, and the charging station transfers a second part to the remote server parameters necessary for calculating said remaining charge duration – the second parameters;
- les premiers paramètres comportent au moins (i) un état de santé pour la batterie électrique de traction, (ii) une énergie électrique totale de la batterie électrique de traction, et (iii) une valeur de tension en circuit ouvert de la batterie électrique de traction. Comme évoqué précédemment, ces premiers paramètres sont transmis au serveur distant par le véhicule automobile, éventuellement avant son endormissement ;- the first parameters comprise at least (i) a state of health for the electric traction battery, (ii) a total electrical energy of the electric traction battery, and (iii) an open circuit voltage value of the electric battery traction. As mentioned previously, these first parameters are transmitted to the remote server by the motor vehicle, possibly before it falls asleep;
- les seconds paramètres comportent au moins (i) un état de charge cible désiré pour la batterie électrique de traction, et (ii) une puissance électrique fournie par la station de recharge. Comme évoqué précédemment, ces seconds paramètres sont transmis au serveur distant par la station de recharge ;- the second parameters include at least (i) a desired target state of charge for the electric traction battery, and (ii) an electrical power supplied by the charging station. As mentioned previously, these second parameters are transmitted to the remote server by the charging station;
- l’étape de calcul comporte une étape de détermination d’un état d’énergie à atteindre de la batterie électrique de traction à partir d’un état d’énergie estimé de la batterie électrique de traction, de la puissance électrique fournie par la station de recharge, de l’état de santé et l’énergie électrique totale de la batterie électrique de traction, et de la durée de charge restant, l’état d’énergie à atteindre étant calculé de la façon suivante :
- l’étape de calcul comporte une étape de conversion de l’état de charge cible en l’état d’énergie estimée de la batterie électrique de traction à l’aide d’une abaque caractéristique de la batterie électrique de traction et disponible sur le serveur distant. L’abaque caractéristique de la batterie électrique de traction est une donnée d’étalonnage établie lors d’une phase préalable de caractérisation de la batterie électrique de traction, voire fournie par un fabriquant de la batterie électrique de traction ;- the calculation step includes a step of converting the target state of charge into the estimated energy state of the electric traction battery using a chart characteristic of the electric traction battery and available on the remote server. The characteristic chart of the electric traction battery is calibration data established during a preliminary phase of characterization of the electric traction battery, or even provided by a manufacturer of the electric traction battery;
- l’étape de calcul comporte une étape d’estimation d’un état de charge estimé de la batterie électrique de traction, à partir d’un état de charge réel de la batterie électrique de traction transmis au plus tard lors de l’étape de transmission, un coefficient, un taux de recharge, une autonomie résiduelle, l’état de charge estimé étant calculé de la façon suivante :
- l’étape de calcul comporte une étape d’approximation de la durée de charge restant à partir de la puissance électrique de la station de recharge, de l’état de charge cible, de l’état de charge estimé, de l’état de santé et de l’énergie électrique totale de la batterie électrique de traction, la durée de charge restant étant calculée de la façon suivante :
Le procédé comporte (i) une étape de communication de la durée de charge restant calculé vers un dispositif d’affichage, et (ii) une étape d’affichage de la durée de charge restant sur le dispositif d’affichage. L’étape de communication de la durée de charge restant est postérieure à l’étape de calcul. Le dispositif d’affichage est par exemple du type d’un dispositif d’affichage portatif, tel que par exemple un téléphone mobile. Eventuellement, le dispositif d’affichage peut comporter plusieurs dispositifs d’affichage vers lesquels sont envoyés en parallèle la durée de charge restant ainsi calculée, ladite durée de charge restant étant affichée simultanément et en parallèle sur chacun des dispositifs d’affichage. A titre d’exemple non limitatif, les dispositifs d’affichage peuvent comporter un téléphone mobile comme évoqué précédemment et/ou un écran d’affichage d’un tableau de bord du véhicule automobile et/ou un écran d’affichage de la station de recharge.The method comprises (i) a step of communicating the calculated remaining charge time to a display device, and (ii) a step of displaying the remaining charge time on the display device. The step of communicating the remaining charge duration is subsequent to the calculation step. The display device is for example of the type of a portable display device, such as for example a mobile telephone. Optionally, the display device may comprise several display devices to which the remaining charge time thus calculated is sent in parallel, said remaining charge time being displayed simultaneously and in parallel on each of the display devices. By way of non-limiting example, the display devices may include a mobile telephone as mentioned previously and/or a display screen of a dashboard of the motor vehicle and/or a display screen of the radio station. recharge.
Ainsi l’invention conforme à son premier aspect permet ainsi de calculer et mettre à disposition un estimateur de la durée de charge restant. Cet estimateur, calculé de manière différente aux autres estimateurs de durée de charge restant déjà connus, permet de rendre plus robuste les calculs précédents car le calcul de la durée de charge restant mise en œuvre dans le procédé conforme au premier aspect de l’invention utilise notamment et de manière astucieuse l’état de santé de la batterie électrique de traction ainsi que son état d’énergie électrique.Thus the invention conforming to its first aspect thus makes it possible to calculate and make available an estimator of the remaining charge duration. This estimator, calculated differently from the other remaining charge duration estimators already known, makes it possible to make the previous calculations more robust because the calculation of the remaining charge duration implemented in the method conforming to the first aspect of the invention uses in particular and in a clever manner the state of health of the electric traction battery as well as its state of electrical energy.
En outre, le procédé conforme au premier aspect de l’invention permet de calculer, mettre à jour et mettre à disposition un tel indicateur de la durée de charge restant de manière continue sur le serveur distant, que le véhicule automobile soit réveillé ou endormi. Consécutivement, il est possible de calculer, mettre à jour et mettre à disposition un tel indicateur sans avoir à réveiller le véhicule automobile, quelle que soit le type de recharge et la durée de la recharge, notamment dans le cas d’une charge lente dont une durée de charge peut atteindre plus de 30h.Furthermore, the method according to the first aspect of the invention makes it possible to calculate, update and make available such an indicator of the charging time remaining continuously on the remote server, whether the motor vehicle is awake or asleep. Consecutively, it is possible to calculate, update and make available such an indicator without having to wake up the motor vehicle, whatever the type of charging and the duration of the charging, particularly in the case of slow charging including a charging time can reach more than 30 hours.
La mise à disposition d’un tel estimateur, indépendamment de l’état de fonctionnement du véhicule automobile, permettra de proposer de nouvelles fonctionnalités et de nouveaux services pour des applications distantes, rendant le contrôle de la recharge des véhicules automobiles électrifiés plus ergonomique.The provision of such an estimator, independently of the operating state of the motor vehicle, will make it possible to offer new functionalities and new services for remote applications, making the control of the charging of electrified motor vehicles more ergonomic.
Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un ensemble de recharge comportant un véhicule automobile électrifié et une station de recharge reliée électriquement d’une part à un réseau électrique et, d’autre part, à un module de gestion d’une batterie électrique de traction, l’ensemble de recharge étant configuré pour mettre en œuvre le procédé conforme au premier aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements.According to a second aspect of the invention, a charging assembly is proposed comprising an electrified motor vehicle and a charging station electrically connected on the one hand to an electrical network and, on the other hand, to a management module an electric traction battery, the charging assembly being configured to implement the method according to the first aspect of the invention or according to any of its improvements.
Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.Various embodiments of the invention are planned, integrating according to all of their possible combinations the different optional characteristics exposed here.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear further through the description which follows on the one hand, and several examples of embodiment given for informational and non-limiting purposes with reference to the appended schematic drawings on the other hand, in which :
Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière 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 l’état de la technique antérieur.Of course, the characteristics, variants and different embodiments of the invention can be associated with each other, in various combinations, to the extent that they are not incompatible or exclusive of each other. In particular, it will be possible to imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described subsequently in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from to the prior art.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.In particular, all the variants and all the embodiments described can be combined with each other if nothing opposes this combination on a technical level.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.In the figures, elements common to several figures retain the same reference.
En référence aux FIGURES 1 et 2, l’invention adresse un ensemble de recharge 1 comportant un véhicule automobile 13 électrifié et une station de recharge 12 reliée électriquement d’une part à un réseau électrique et, d’autre part, à un module de gestion 15 d’une batterie électrique de traction 16. La batterie électrique de traction 16 du véhicule automobile 13 est reliée électriquement à la station de recharge 12 par le biais d’un câble de recharge 17. L’ensemble de recharge 1 est configuré pour mettre en œuvre le procédé 2 d’estimation d’une durée de charge restant dtprojected de la batterie de traction du véhicule automobile 13, lorsque la batterie électrique de traction 16 est en cours de recharge par la station de recharge 12.With reference to FIGURES 1 and 2, the invention addresses a charging assembly 1 comprising an electrified motor vehicle 13 and a charging station 12 electrically connected on the one hand to an electrical network and, on the other hand, to a charging module management 15 of an electric traction battery 16. The electric traction battery 16 of the motor vehicle 13 is electrically connected to the charging station 12 via a charging cable 17. The charging assembly 1 is configured to implement method 2 for estimating a remaining charge duration dtprojected of the traction battery of the motor vehicle 13, when the electric traction battery 16 is being recharged by the charging station 12.
Le véhicule automobile 13 et la station de recharge 12 comportent chacun un module de communication 14 configuré pour transmettre au moins des paramètres PARAM relatifs à la batterie de traction vers un serveur distant 11.The motor vehicle 13 and the charging station 12 each include a communication module 14 configured to transmit at least PARAM parameters relating to the traction battery to a remote server 11.
Plus particulièrement, le module de gestion 15, par l’intermédiaire du module de communication 14, transfert vers le serveur distant 11 des premiers paramètres PARAM1 relatifs à la batterie de traction. En particulier, les premiers paramètres PARAM1 comportent :More particularly, the management module 15, via the communication module 14, transfers to the remote server 11 the first PARAM1 parameters relating to the traction battery. In particular, the first PARAM1 parameters include:
- un état de santé pour la batterie électrique de traction 16 ;- a state of health for the electric traction battery 16;
- une énergie électrique totale de la batterie électrique de traction 16 ; et- a total electrical energy of the electric traction battery 16; And
- une valeur de tension en circuit ouvert de la batterie électrique de traction 16.- an open circuit voltage value of the electric traction battery 16.
Ces premiers paramètres PARAM1 sont transmis au serveur distant 11 au travers d’une étape d’envoi 211 desdits premiers paramètres PARAM1, au cours d’une étape de transmission 21 du procédé 2 conforme à l’invention. De manière avantageuse, ces premiers paramètres PARAM1 sont transmis au serveur distant 11 de manière non filaire. En outre, ces premiers paramètres PARAM1 sont transmis au serveur distant 11 avant une étape d’endormissement 23 afin de pouvoir exploiter lesdits premiers paramètres PARAM1 une fois que le véhicule automobile 13 est endormi, et donc avant qu’il ne cesse toute communication avec le serveur distant 11.These first PARAM1 parameters are transmitted to the remote server 11 through a sending step 211 of said first PARAM1 parameters, during a transmission step 21 of the method 2 according to the invention. Advantageously, these first PARAM1 parameters are transmitted to the remote server 11 in a non-wired manner. In addition, these first PARAM1 parameters are transmitted to the remote server 11 before a falling asleep step 23 in order to be able to use said first PARAM1 parameters once the motor vehicle 13 is asleep, and therefore before it ceases all communication with the remote server 11.
Complémentairement, le module de communication 14 de la station de recharge 12 transfert vers le serveur distant 11 des seconds paramètres PARAM2 relatifs à la station de recharge 12. En particulier, les seconds paramètres PARAM2 comportent :Additionally, the communication module 14 of the charging station 12 transfers the second PARAM2 parameters relating to the charging station 12 to the remote server 11. In particular, the second PARAM2 parameters include:
- un état de charge cible désiré pour la batterie électrique de traction 16 ;- a desired target state of charge for the electric traction battery 16;
- une puissance électrique fournie par la station de recharge 12.- electrical power supplied by the charging station 12.
Ces seconds paramètres PARAM2 sont transmis au serveur distant 11 au travers d’une étape de transfert 212 desdits seconds paramètres PARAM2, au cours de l’étape de transmission 21 du procédé 2 conforme à l’invention. Ces seconds paramètres PARAM2 sont transmis au serveur distant 11 de manière filaire ou non filaire. En outre, ces seconds paramètres PARAM2 sont transmis au serveur distant 11 avant le début de la recharge de la batterie électrique de traction 16 par la station de recharge 12 ou une fois la recharge électrique débuté. En outre, ces seconds paramètres PARAM2 sont transmis au serveur distant 11 avant ou après l’étape d’endormissement 23 du véhicule automobile 13.These second PARAM2 parameters are transmitted to the remote server 11 through a transfer step 212 of said second PARAM2 parameters, during the transmission step 21 of the method 2 according to the invention. These second PARAM2 parameters are transmitted to the remote server 11 in a wired or wireless manner. In addition, these second PARAM2 parameters are transmitted to the remote server 11 before the start of recharging of the electric traction battery 16 by the recharging station 12 or once the electric recharging has started. In addition, these second PARAM2 parameters are transmitted to the remote server 11 before or after the sleeping step 23 of the motor vehicle 13.
Les paramètres PARAM ainsi transférés sur le serveur distant 11, les premiers paramètres PARAM1 et les seconds paramètres PARAM2 sont enregistrés sur le serveur distant 11 au travers d’une étape d’enregistrement 22. Consécutivement, les premiers paramètres PARAM1 et les seconds paramètres PARAM2 sont désormais disponibles sur le serveur distant 11 quel que soit les capacités de communication futures de la station de recharge 12 et/ou du véhicule automobile 13.The PARAM parameters thus transferred to the remote server 11, the first PARAM1 parameters and the second PARAM2 parameters are recorded on the remote server 11 through a recording step 22. Consecutively, the first PARAM1 parameters and the second PARAM2 parameters are now available on the remote server 11 regardless of the future communication capabilities of the charging station 12 and/or the motor vehicle 13.
Par suite, il est donc possible d’exploiter ces paramètres PARAM pour calculer des grandeurs caractéristiques de la recharge de la batterie électrique de traction 16.Consequently, it is therefore possible to use these PARAM parameters to calculate quantities characteristic of the recharging of the electric traction battery 16.
En particulier, le procédé 2 selon l’invention comporte une étape de calcul 24 d’une durée de charge restant dtprojected à partir des premiers paramètres PARAM1 et des seconds paramètres PARAM2.In particular, method 2 according to the invention comprises a step 24 of calculating a remaining charge duration dtprojected from the first PARAM1 parameters and the second PARAM2 parameters.
L’étape de calcul 24 peut être réalisée sur le serveur disant et par une unité de calcul du serveur distant 11, ou par un dispositif mobile 18 connecté au serveur distant 11 – par des moyens non filaires de préférence – et configuré pour lire les paramètres PARAM enregistrés sur le serveur distant 11 afin de réaliser ladite étape de calcul 24.The calculation step 24 can be carried out on the said server and by a calculation unit of the remote server 11, or by a mobile device 18 connected to the remote server 11 – preferably by non-wired means – and configured to read the parameters PARAMs recorded on the remote server 11 in order to carry out said calculation step 24.
L’étape de calcul 24 comporte avantageusement :Calculation step 24 advantageously includes:
- une étape de détermination 231 d’un état d’énergie à atteindre de la batterie électrique de traction 16 et calculé de la façon suivante :
- une étape de conversion 232 de l’état de charge cible en l’état d’énergie estimée de la batterie électrique de traction 16 à l’aide d’une abaque caractéristique de la batterie électrique de traction 16 et disponible sur le serveur distant 11 ;- a step of converting the target state of charge into the estimated energy state of the electric traction battery 16 using a chart characteristic of the electric traction battery 16 and available on the remote server 11;
- une étape d’estimation 233 d’un état de charge estimé de la batterie électrique de traction 16, à partir d’, , l’état de charge estimé étant calculé de la façon suivante :
- une étape d’approximation de la durée de charge restant dtprojected calculée de la façon suivante :
Avec :With :
- un état d’énergie estimé de la batterie électrique de traction 16 ;- an estimated energy state of the electric traction battery 16;
- une puissance électrique fournie par la station de recharge 12 ;- electrical power supplied by the charging station 12;
- un état de santé de la batterie électrique de traction 16 ;- a state of health of the electric traction battery 16;
- une énergie électrique totale de la batterie électrique de traction 16 ;- a total electrical energy of the electric traction battery 16;
- un état de charge réel de la batterie électrique de traction 16 transmis au plus tard lors de l’étape de transmission 21 par le module de gestion 15 du véhicule automobile 13, l’état de charge réel de la batterie électrique de traction 16 faisant partie des premiers paramètres PARAM1 ;- a real state of charge of the electric traction battery 16 transmitted at the latest during the transmission step 21 by the management module 15 of the motor vehicle 13, the real state of charge of the electric traction battery 16 making part of the first parameters PARAM1;
- un état de charge cible de la batterie électrique de traction 16 ;- a target state of charge of the electric traction battery 16;
- un coefficient ;- a coefficient;
- un taux de recharge ;- a recharge rate;
- une autonomie résiduelle.- residual autonomy.
Enfin, le procédé 2 comporte :Finally, process 2 includes:
- une étape de communication de la durée de charge restant dtprojected calculé vers un dispositif mobile 18, et- a step of communicating the remaining charge duration dtprojected calculated to a mobile device 18, and
- une étape d’affichage de la durée de charge restant dtprojected sur le dispositif mobile 18.- a step of displaying the remaining charge duration dtprojected on the mobile device 18.
En synthèse, l’invention concerne un procédé 2 d’estimation d’une durée de charge restant dtprojected pour une batterie électrique d’un véhicule automobile 13 électrifié. Le procédé 2 est mis en œuvre de manière déportée et distante du véhicule automobile 13, indépendamment des capacités de communication du véhicule automobile 13 ou de la station de recharge 12 à laquelle il est connecté. En particulier, la procédé 2 comporte une étape de transmission 21 de paramètres PARAM fonctionnels caractéristiques de la batterie électrique de traction 16, nécessaires au calcul de la durée de charge restant dtprojected, avant endormissement du véhicule automobile 13. une étape de calcul 24 de la durée de charge restant dtprojected est ainsi réalisée sur le serveur distant 11 – où se trouvent les paramètres PARAM nécessaire à son calcul – ou sur un dispositif mobile 18 connecté au serveur distant 11.In summary, the invention relates to a method 2 for estimating a remaining charge duration dtprojected for an electric battery of an electrified motor vehicle 13. Method 2 is implemented remotely and remotely from the motor vehicle 13, independently of the communication capabilities of the motor vehicle 13 or the charging station 12 to which it is connected. In particular, method 2 comprises a step 21 of transmitting functional PARAM parameters characteristic of the electric traction battery 16, necessary for calculating the remaining charge duration dtprojected, before falling asleep of the motor vehicle 13. a step 24 of calculating the remaining load duration dtprojected is thus carried out on the remote server 11 – where the PARAM parameters necessary for its calculation are located – or on a mobile device 18 connected to the remote server 11.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and numerous adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention. In particular, the different characteristics, shapes, variants and embodiments of the invention can be associated with each other in various combinations to the extent that they are not incompatible or exclusive of each other. In particular, all the variants and embodiments described above can be combined with each other.
Claims (9)
- une étape de transmission (21) des paramètres (PARAM) nécessaires au calcul de la durée de charge restant (dtprojected) de la batterie de traction vers le serveur distant (11) ;
- une étape d’enregistrement (22) des paramètres (PARAM) sur le serveur distant (11), dits paramètres (PARAM) distants ;
- une étape de calcul (24) de la durée de charge restant (dtprojected) à partir des paramètres (PARAM) distants, par une unité de contrôle.Method (2) for estimating a remaining charge duration (dtprojected) of a traction battery of an electrified motor vehicle (13) recharged by a charging station (12), the motor vehicle (13) and the charging station (12) comprising a communication module (14) configured to transmit parameters (PARAM) relating to the traction battery to a remote server (11), the method (2) comprising the following steps:
- a step of transmitting (21) the parameters (PARAM) necessary for calculating the remaining charge time (dtprojected) of the traction battery to the remote server (11);
- a step (22) of recording the parameters (PARAM) on the remote server (11), called remote parameters (PARAM);
- a step of calculating (24) the remaining charge duration (dtprojected) from the remote parameters (PARAM), by a control unit.
- une étape d’envoi (211) de premiers paramètres (PARAM1) par le module de communication (14) du véhicule automobile (13) vers le serveur distant (11) ; et
- une étape de transfert (212) de seconds paramètres (PARAM2) par le module de communication (14) de la station de recharge (12) vers le serveur distant (11).Method (2) according to the preceding claim, in which the transmission step (21) comprises:
- a step of sending (211) first parameters (PARAM1) by the communication module (14) of the motor vehicle (13) to the remote server (11); And
- a step of transferring (212) second parameters (PARAM2) by the communication module (14) from the charging station (12) to the remote server (11).
- un état de santé pour la batterie électrique de traction (16) ;
- une énergie électrique totale de la batterie électrique de traction (16) ;
- une valeur de tension en circuit ouvert de la batterie électrique de traction (16).Method (2) according to the preceding claim, in which the first parameters (PARAM1) comprise:
- a state of health for the electric traction battery (16);
- a total electrical energy of the electric traction battery (16);
- an open circuit voltage value of the electric traction battery (16).
- un état de charge cible désiré pour la batterie électrique de traction (16) ;
- une puissance électrique fournie par la station de recharge (12).Method (2) according to the preceding claim, in which the second parameters (PARAM2) comprise:
- a desired target state of charge for the electric traction battery (16);
- electrical power supplied by the charging station (12).
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|---|---|---|---|
| FR2210340A FR3140711A1 (en) | 2022-10-10 | 2022-10-10 | Method for estimating a remaining charge time for an electrified motor vehicle |
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