JP2014523729A - 電気アクセサリが連結された電気バッテリを含む自動車の電気アクセサリに給電する方法 - Google Patents

電気アクセサリが連結された電気バッテリを含む自動車の電気アクセサリに給電する方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、電気アクセサリが連結された電気バッテリ(10)を含む自動車の電気アクセサリ(50)の給電のための方法であって、前記アクセサリ及び前記バッテリが、同様に外部発電機(20)に電気接続される方法において、a)車両のバッテリによって前記アクセサリに給電するステップと、b)外部発電機によって前記アクセサリ及び前記バッテリに給電するステップとを交互に実行する方法に関する。本発明は、自動車の電気バッテリに接続された電気アクセサリを含む自動車であって、バッテリが充電され、外部発電機に接続されるとき、前記アクセサリの給電が、この方法によって制御される、自動車にも関する。

Description

本発明は、電気アクセサリが連結された電気バッテリを含む自動車の電気アクセサリに給電する方法に関し、前記アクセサリ及び前記バッテリは、外部発電機にも電気接続される。
本発明は、かかる方法によって給電が実行されるアクセサリを含む車両にも関する。
充電の際に、電気自動車又はハイブリッド車を駆動する電気バッテリは、外部発電機、例えば「コンセント」タイプの標準電気ネットワークに接続される。
このバッテリの充電が終了すると、運転者は、電気エネルギーを消費する車両のある種のアクセサリ、例えば暖房、空調又はラジオチューナを使用することを要求できる。
その上、バッテリの再加熱を抑えながら、バッテリの性能、充電時間及び寿命を最適化するために、バッテリを冷却する装置もまた、このバッテリの充電後に起動され得る。
これらのアクセサリ及びこの冷却装置は従来、車両を駆動するバッテリによってのみ給電されている。
そのことは、新たに再充電されたバッテリを部分的に放電させるという欠点を示し、すなわち車両を次に使用するための自律性を減少させる。
従来技術の前述の欠点を改善するために、本発明は、車両のバッテリの自律性を保つことができ、バッテリの充電終了時の車両の電気アクセサリの給電のための新規方法を提案する。
特には、次のステップ:
a)車両のバッテリによって前記アクセサリに給電するステップと、
b)外部発電機によって前記アクセサリ及び前記バッテリに給電するステップとを交互に実行する、序文に記載したような方法を本発明により提案する。
このようにして、車両のバッテリ(ステップa))及び外部発電機(ステップb))によってアクセサリを交互に給電する。同時にバッテリは、ステップa)のときは放電され、ステップb)のときは充電される。
これらのステップは、バッテリを定期的に再充電しながら、アクセサリに給電するために必要な回数、繰り返され得る。
バッテリの充電及び放電の交互の繰り返しによって、運転者が車両を再始動する瞬間の車両の自律性の減少が抑えられる。
本発明による方法の非限定的かつ有利な他の特性は、次の通りである。
− 方法は、次のステップ:
− バッテリの第1充電特性の低閾値を測定するステップと、
− 前記第1充電特性が前記低閾値よりも高いときはステップa)を実行するステップと、
− バッテリの前記第1充電特性が前記低閾値よりも低いときはステップb)を実行するステップとを含み、
− 前記第1充電特性の初期値を測定し、かつ前記低閾値は、前記第1充電特性のこの初期値に応じて測定され、
− 前記低閾値は、所定の固定値である。
そのことにより、バッテリの不足電圧の危険を抑えられるようになる。
従ってステップa)の際のバッテリの充電減少は、バッテリの充電特性、すなわちバッテリの充電を表す特性が低閾値よりも高い状態に留まる間しか、このステップが実施されないので、抑えられる。
本発明の特に有利な実施形態によれば、
− 方法は、さらに次のステップ:
− バッテリの少なくとも1つの第2充電特性の高閾値を測定するステップと、
− バッテリの前記第2充電特性が前記高閾値よりも低い間はステップb)を実行するステップと、
− バッテリの前記第2充電特性が前記高閾値よりも高くなるときはステップa)を実行するステップとを含み、
− 前記第2充電特性の初期値を測定し、前記高閾値は前記第2充電特性のこの第2初期値に応じて測定され、
− 前記高閾値は、所定の固定値である。
そのことにより有利には、バッテリがアクセサリと同時に外部発電機によって給電されるとき、このバッテリの過充電又は過電圧の危険を抑えられるようになる。
本発明による方法の非限定的かつ有利な他の特性は、次の通りである。
− 前記第1充電特性が前記低閾値に達するときはステップa)からステップb)に移行し、かつ第2充電特性が前記高閾値に達するときはステップb)からステップa)に移行して、ステップa)及びb)の実行を交互に行い、
− 前記第1及び第2充電特性が、同一であり、
− 前記第1及び第2充電特性が、バッテリの充電状態に対応し、
− 前記第1及び第2充電特性が、2つの異なる物理的な大きさに対応し、
− 車両の前記バッテリが、セルと呼ばれる複数の蓄電池を含み、前記第1充電特性が、バッテリの最も充電されないセルの端子での電圧に対応し、前記第2充電特性が、バッテリの最も充電されたセルの端子での電圧に対応し、
− 実施される第1ステップが、ステップb)であり、
− 実施される第1ステップが、ステップa)であり、
− スーパバイザが、バッテリ内の入力電流設定点を測定し、この電流設定点は、ステップa)の際にゼロであり、
− 前記電流設定点は、充電器によって供給可能な最大電力に応じて、かつ/又はバッテリによって受信可能な最大電力に応じて測定される。
本発明は、更に前記車両の電気バッテリに接続された電気アクセサリを含む自動車であって、バッテリが充電され、外部発電機に接続されるとき、前記アクセサリの給電が前述のような方法によって制御される、自動車に関する。
非限定的な例として与えられる、添付図面を参照して以下に続く記載は、本発明が何から構成されるか、かついかにして実行され得るかを良く理解させるであろう。
本発明による方法の実施において介在する要素、及び方法のステップa)の際に車両のアクセサリに給電する(実線の矢印によって表される)電気エネルギーの流れを概略的に表す図である。 図1の要素、及び方法のステップb)の際に車両のアクセサリに給電する(実線の矢印によって表される)電気エネルギーの流れを概略的に表す図である。 図1及び図2に表される方法の様々なステップの継続的な実施の際に車両のバッテリの充電状態Pct_UserSocの変化を示す図である。 本発明による方法の実施のためにプログラムされた車両の電子制御ユニットの関数の略図である。 第1の実施形態によるバッテリの充電状態の変化の略図である。 第2の実施形態による最も充電されたバッテリのセルの端子、及び最も充電されないバッテリのセルの端子での電圧変化の略図である。 図1及び図2のスーパバイザ40の可能な実施形態の略図である。
装置
図1及び図2に、方法の実施において介在する自動車(図示せず)の要素を表した。
この自動車は、車両の車輪を回転させるためのエネルギーを供給するように構成された電気駆動バッテリ10を含む電気自動車又はハイブリッド車である。
バッテリ10は、このために車両を連動させる電動機に給電する。特に高電圧バッテリであり得る。
このバッテリ10は、再充電可能であり、かつ一般に「セル」と呼ばれる複数の蓄電池を含む。
車両の幾つもの要素が、バッテリの充電において介在するが、特には、充電器30、及び以下で「スーパバイザ」と呼ばれる充電の管理計算機40である。この充電器30及びこのスーパバイザ40は、バッテリ10の充電回路60に属する。
充電のために、バッテリ10は、バッテリ10とは別の、かつ独立した発電機20、例えばコンセントに電気接続される。ここで、バッテリは、充電器30を介してこの発電機20に連結される。この発電機20は、バッテリ10の外部にあり、かつ一般的に車両の外部にある。例えば電気差し込み口又は充電端子である。
バッテリ10及び充電器30は、各々が計算機を含む。バッテリ10、充電器30、及びスーパバイザ40の計算機は、互いに連絡するように構成される。スーパバイザ40によって受信された情報は、スーパバイザ40が、バッテリの充電に適したバッテリの入力電流設定点を測定することを可能にする。
この電流設定点は、スーパバイザ40によって充電器30に伝達され、従って充電器30は、発電機20から来て、かつバッテリ10に向かって送信される電流を適合させる。
図1及び図2に表されるように、アクセサリ50は、バッテリ10及び発電機20に同時に電気接続される。
ここで、アクセサリ50は、バッテリ10及び充電器30の間で充電回路60に接続される。
例えば、車室の暖房若しくは空調、ラジオチューナ、車両のヘッドライト、又は車室の光源のことである。
同様に、特に充電中に、かつ充電直後にバッテリの温度上昇を抑えるバッテリの冷却装置のことであっても良い。バッテリの充電は、このようにして最適な条件において実行され、かつ充電後のバッテリの温度の再下降が、促進され、それにより運転者が、バッテリ10の最適な動作条件において車両を再始動できるようになる。バッテリの寿命及びその性能は、同様に改善される。
以下で更に詳細に説明するように、スーパバイザ40は、好ましくは、バッテリ10の充電中に、かつ本発明による方法により、バッテリ10の充電終了時に、車両のアクセサリ50の起動を考慮に入れるためにプログラムされる。このアクセサリは、実際に充電器30によりバッテリ10に向けて送信される電流の一部を消費し、そのことはバッテリの充電を妨害する危険がある。その上、バッテリ10の充電が終了するとき、アクセサリは、このバッテリ10を放電することができる。
バッテリ10の充電中、スーパバイザ40は、必要な場合前記アクセサリ50の給電を可能にしながら、バッテリの充電が最適に実行されることを確実にする。このアクセサリは、その場合発電機20によって給電される。
以下で更に詳細に説明するように、本発明による方法により、スーパバイザ40は、バッテリの充電終了時に、アクセサリ50が、バッテリ10の放電を抑えながら給電されることを確実にする。
車両は、本発明による方法を実施するためにプログラムされた電子制御ユニット(図示せず)を更に含む。この電子制御ユニットは、スーパバイザ40、充電器30、及びバッテリ10の計算機と連絡を取る。電子制御ユニットは、一般的に車両の、及び特にはエンジンの様々なセンサによって伝達される情報を更に受信する。
方法
本発明は、電子制御ユニットが、次のステップ:
a)車両のバッテリ10によるアクセサリ50の給電、及び
b)アクセサリ50及びバッテリ10に接続された外部発電機20によるこれら2つの要素の給電、の実行を交互に制御する、車両のアクセサリの給電方法に関する。
ステップa)は、図1に概略的に表され、他方でステップb)は、図2に表される。これら2つの図に表された矢印は、前述の電気回路を循環するエネルギーの流れを示す。
この方法は、バッテリ10の満充電後のアクセサリ50の給電に特に有利に応用される一方で、バッテリ10は、充電器30を介して発電機20に常に接続される。
実際に、この状況において、バッテリ10のみによってアクセサリ50に給電することは、バッテリ10が放電し、かつ次回の始動のための車両の自律性が減少するので、特に不利である。
更に、外部発電機のみによってアクセサリに給電することは、外部発電機が、常にバッテリに接続され、電流がバッテリにも送信され、かつバッテリ10を過充電する危険があるので、不可能である。
バッテリは、ステップb)の際に体系的に再充電されるので、ステップa)及びb)を交互に実行して、バッテリの放電を抑えながら、アクセサリに給電する。更に、バッテリの過充電の危険を抑えることが可能である。
ステップa)か、ステップb)を初めに実行することを検討可能である。
ステップa)が初めに実行されるとき、バッテリ10は、最初に放電され、次に外部発電機20によって再充電される。これら2つのステップの結果、バッテリ10の放電は、従って抑えられ、更にはゼロでさえある。
ステップb)を初めに実行することは、バッテリ10の緩和現象によるバッテリ10の充電損失を補償できるようにするので有利である。
実際に、一旦バッテリ10が満充電されると、バッテリ10の充電状態は、バッテリ10が、電動機又はアクセサリ50に給電するために使用されないときでも時間が経過するにつれ、規則正しく減少する。
バッテリ10のこの固有の充電減少は、バッテリ10の「緩和」と呼ばれる。
アクセサリ50が作動するときに、バッテリ10を最初に再充電することは、バッテリ10の充電終了からのバッテリ10の緩和による充電損失を補償することを可能にする。
実際には、ステップa)の間、スーパバイザ40は、停止され、かつゼロのバッテリ内の入力電流設定点を、ここでは充電器30に伝達する。このようにして、発電機20は、このステップの間、バッテリ10にもアクセサリ50にもエネルギーを供給せず、アクセサリ50は、バッテリ10によって給電される。
ステップb)の間、スーパバイザ40は、当業者に知られたあらゆる方法により計算された電流設定点を充電器30に伝達する。従ってこの設定点は、好ましくはバッテリ10の通常の充電中に充電器30に送られる設定点と同一である。
後段で説明するように、この設定点は、アクセサリが、まるでバッテリの通常の充電中に作動されるように、好ましくはアクセサリの作動を考慮する。
車両の電子制御ユニットは、図4のブロックによって表される3つの関数により、本発明による方法を実施するためにプログラムされる。
初期化関数と呼ばれ、かつ図4でブロック100によって表される第1関数は、方法の実施が開始又は中断されるべき瞬間を測定する。
起動関数と呼ばれ、かつ図4でブロック200によって表される第2関数は、ゼロの、又はスーパバイザ40によって測定される電流設定点の充電器30への伝達を引き起こすように、スーパバイザ40の停止又は起動を制御する。
調節関数と呼ばれ、かつ図4でブロック300によって表される第3関数は、スーパバイザ40によって実施され、かつスーパバイザ40が起動されるときにスーパバイザ40による電流設定点の測定に対応する。
初期化関数に対応するブロック100は、例えば方法が実施されるべきであるなら1に等しく、かつそうでない場合は0に等しい論理信号B_InProgress_za_statusを出力で発する。
このブロック100は、バッテリ10の計算機によって伝達される次の信号:
− バッテリの動作不良が、バッテリの計算機によって検出されたかを示す、論理信号B_Failure_Batterie、
− バッテリの動作モード、すなわちバッテリが充電モードにあるか否かを示す信号K_Battery_State、
− バッテリの充電が終了したかを示す論理信号B_Charge_Finishedを入力で受け入れる。
ブロック100は、充電器30の計算機によって伝達される次の信号:
− 充電器30の動作不良が、充電器30の計算機によって検出されたかを示す、論理信号B_Failure_Chargeur、
− 充電器の動作モード、すなわち充電器が充電モードにあるか否かを示す信号K_Chargeur_State、
− 充電器30が外部発電機20に電気接続されているか否かを示す論理信号B_Mains_Detectedを入力で受け入れる。
最後に、ブロック100は、アクセサリ50が、作動しており、かつ給電されねばならないかをブロック100に示す信号K_ZA_Authorizationを受信する。この信号は、例えば車両の電子制御ユニット自体によって発生する。
実際には、次の条件:
− 信号K_Battery_State及びK_Chargeur_Stateは、バッテリ10及び充電器30が、両者とも充電モードにあることを示し、かつ
− 信号B_Charge_Finishedは、バッテリの充電が、終了したことを示し、かつ
− 信号B_Mains_Detectedは、充電器30が、外部発電機20に電気接続されることを示し、かつ
− 信号K_ZA_Authorizationは、アクセサリ50が作動し、かつ給電されねばならないことを示す、が同時に満たされる場合、ブロック100の出力信号は、1に等しく、かつ方法が、始まらねばならないか、又は実施され続けねばならないことを示す。
次の場合:
− 論理信号B_Failure_Batterieは、バッテリ10の動作不良が検出されたことを示すか、又は
− 論理信号B_Failure_Chargeurは、充電器30の動作不良が検出されたことを示すか、又は
− 信号K_Battery_State及びK_Chargeur_Stateの少なくとも一方は、バッテリ10又は充電器30が、充電モードにないことを示すか、又は
− 信号B_Charge_Finishedは、バッテリの充電が終了していないことを示すか、又は
− 信号B_Mains_Detectedは、充電器30が、外部発電機20に電気接続されていないことを示すか、又は
− 信号K_ZA_Authorizationは、アクセサリが起動されず、かつ給電されるべきでないことを示す場合に、ブロック100の出力信号は、0に等しく、かつ方法が、実施されていないか、その実施が中断されていることを示す。
ブロック100の出力信号B_InProgress_za_statusは、図4のブロック200に伝達される。
ブロック100の出力信号B_InProgress_za_statusは、方法が実施されるべきでないことを示す場合、ブロック200は、バッテリの入力での電流設定点がゼロであることを示す、0に等しい出力信号B_ActivationCurrentRegulationを発する。
ブロック100の出力信号B_InProgress_za_statusは、方法が、実施されるべきことを示す場合、ブロック200は、方法のステップa)及びb)のいずれが、実施されるべきであるかを示す出力信号B_ActivationCurrentRegulationを生成する。
実際には、ブロック200の出力信号B_ActivationCurrentRegulationは、スーパバイザ40に伝達される。
ブロック200の出力信号B_ActivationCurrentRegulationの生成は、以下で更に詳細に記載する。
ステップa)が実施される場合、信号B_ActivationCurrentRegulationは、スーパバイザ40を停止し、その場合にゼロの設定点が充電器に伝達される。
ステップb)が実施される場合、信号B_ActivationCurrentRegulationは、スーパバイザ40を起動し、スーパバイザ40が、電流設定点を計算し、かつ充電器に伝達すべきことを示す。
好ましくは、ブロック200は、バッテリが、ある種の閾値を超えて放電しないように、方法のステップa)及びステップb)の間の交互の繰り返しが、バッテリの充電を表す少なくとも1つの特性に応じて測定されるようにプログラムされる。このようにして、対応する車両の自律性損失が、抑えられる。
更に正確には、本発明による方法は、ここではブロック200において実行される次のステップ:
− 電子制御ユニットは、バッテリ10の第1充電特性の低閾値を測定し、
− 電子制御ユニットは、前記第1充電特性が、前記低閾値よりも高い状態に留まる間、ステップa)を実行し、かつ
− 電子制御ユニットは、バッテリ10の第1充電特性が、前記低閾値よりも低いときは、ステップb)を実行すること、を含む。
好ましくは、電子制御ユニットは、前記第1充電特性が、前記低閾値よりも厳密に高い状態に留まる間、ステップa)を実行し、かつ電子制御ユニットは、バッテリ10の第1充電特性が、前記低閾値以下であるときは、ステップb)を実行する。
前記低閾値は、好ましくは方法が実施されるべきことを、ブロック100の出力信号が初めて示す瞬間に測定される、前記第1充電特性の初期値に応じて測定される。
変形形態において、前記低閾値は、所定の固定値である。
更に、電子制御ユニットは、次のステップ:
− バッテリ10の少なくとも1つの第2充電特性の高閾値を測定する。
− バッテリ10の前記第2充電特性が前記高閾値よりも低い間はステップb)を実行する、を実行するためにプログラムされ得る。
好ましくは、電子制御ユニットは、バッテリ10の前記第2充電特性が、前記高閾値よりも厳密に低い間は、ステップb)を実行するためにプログラムされる。
このようにして、バッテリ10の過充電又は過電圧を回避するように、このバッテリ10の第2充電特性が達し得る最大値を抑える。
次に、バッテリの前記第2充電特性が、前記高閾値よりも高くなるときは、電子制御ユニットは、ステップa)を実行する。
好ましくは、バッテリの前記第2充電特性が、前記高閾値以上になるときは、電子制御ユニットは、ステップa)を実行する。
前記高閾値は、方法が実施されるべきことを、ブロック100の出力信号が初めて示す瞬間に測定される、前記第2充電特性の第2初期値に応じて例えば測定される。
変形形態において、前記低閾値は、所定の固定値である。
電子制御ユニットは、ブロック100の出力信号が、方法を実施しなければならないことを示す限り、前記第1充電特性が低閾値に達するときはステップa)からステップb)に移行し、かつ第2充電特性が高閾値に達するときはステップb)からステップa)に移行して、ステップa)及びb)の実行を好ましくは交互に制御する。
その場合、図3に表すように、バッテリ10の充電状態Pct_User_Socが、増減する、バッテリの充電(ステップb))及び放電(ステップa))サイクルを繰り返す。
実際には、ブロック200の起動関数を実行する幾つもの方法が、可能である。
図5に表す第1の実施形態によれば、前記第1及び第2充電特性は、同一であり、かつバッテリ10の充電状態Pct_User_Socに対応する。
バッテリ10の充電状態Pct_User_Socは、バッテリの可能な最大充電状態の百分率で従来のように表現される。従って、最大充電状態は、100%に等しく、他方で最小充電状態は、0%に等しい。
バッテリの充電状態Pct_User_Socは、バッテリ10の計算機によって推定される。
バッテリ10の充電状態Pct_User_Socの初期値SOC_initは、方法が、実施され始める瞬間に車両の電子制御ユニット内でメモリに記憶される。
電子制御ユニットは、更に次のパラメータ:
− バッテリの充電終了から実施される方法の場合に到達可能な充電状態Pct_User_Socの最大値Lmax、及び
− バッテリの充電終了からの方法の実施の際に許可される充電状態Pct_User_Socの最小値Lmin、をメモリに有する。
充電状態の前記最大値Lmaxは、例えばバッテリの可能な最大充電である100%の理論値に対応する。
充電状態の前記最小値Lminは、車両の自律性損失を抑えることを可能にする試験又は較正によって測定される値である。この最小値は、1.5キロメートル未満の自律性損失に対応するように、例えば99%より高い。最小値は、例えば99.7%に等しい。
電子制御ユニットは、同様に次のパラメータ:
− 較正ステップの際に測定され、かつバッテリの緩和現象を考慮に入れる定数Delta1、
− 較正により測定され、かつ本発明による方法の実施の際に、バッテリの許可される最大充電損失に対応する定数Delta2、をメモリに有する。
これらの記憶されたパラメータ及び充電状態の推定初期値SOCJnitから、電子制御ユニットは、次式:
SeuiM=Min(SOC_Init+Delta1−Delta2,Lmin)
Seuil2=Min(SOC_Init+Delta1,Lmax)
(式中、Minは、最小関数を表す)により、バッテリの充電状態Pct_User_Socの低閾値SeuiM及び高閾値Seuil2を測定するためにプログラムされる。
電子制御ユニットは、次に各時点tで、バッテリの充電状態Pct_User_Soc(t)の、この時点で測定された値及びこれら2つの閾値を比較する。
充電状態Pct_User_Socの初期値SOCJnitが、高閾値Seuil2よりも高い場合、ブロック200の出力信号B_Activation CurrentRegulationは、スーパバイザ40が、停止され、かつ電流設定点が、ゼロに等しいことを示す。このようにして、初めに実施されるのは、ステップa)である。
充電状態Pct_User_Socの初期値SOCJnitが、低閾値SeuiMよりも低い場合、ブロック200の出力信号B_Activation CurrentRegulationは、スーパバイザ40が、起動され、かつゼロでない電流設定点が、充電器に伝達されることを示す。この場合において、電流設定点は、ブロック300によって生成される。初めに実施されるのは、その場合ステップb)である。
充電状態Pct_User_Socの初期値SOCJnitが、高閾値Seuil2よりも低く、かつ低閾値SeuiMよりも高い場合、電子制御ユニットは有利には、初めにステップa)又はステップb)を実行するためにプログラムされ得る。
好ましくは、電子制御ユニットは、初めにステップb)を実行するためにプログラムされる。
バッテリの充電ステップから開始すると、前述の緩和現象に結び付くバッテリの充電損失は、補償される。方法の実施終了時のバッテリの充電状態は、その場合最適化される。
次に、時点tでの充電状態の値Pct_User_Soc(t)が、高閾値Seuil2以上になるとき、ブロック200の出力信号B_Activation CurrentRegulationは、ステップa)の実行に移行するように、スーパバイザ40が、停止され、かつ電流設定点が、ゼロに等しいことを示す。このようにして、バッテリの過充電は回避される。
次に、時点tでの充電状態の値Pct_User_Soc(t)が、低閾値SeuiM以下になるとき、ブロック200の出力信号B_Activation CurrentRegulationは、スーパバイザ40が、起動され、かつステップb)が、再び実行されることを示す。
ステップa)及びb)は、このようにして交互に行われ、かつバッテリの充電状態の値は、最小閾値Seuil 1と最大閾値Seuil2の間にある状態に留まる。
図6に表される本発明の第2の実施形態によれば、前記第1及び第2充電特性は、2つの異なる物理的な大きさに対応する。
例えば、前記第1充電特性は、バッテリの最も充電されないセルの端子での電圧V_CellVoltMinに対応し、前記第2充電特性は、バッテリの最も充電されたセルの端子での電圧V_CellVoltMaxに対応する。
これらの電圧は、バッテリの充電状態と同じように変化するので、バッテリの充電を表す特性である。
バッテリの最も充電されないセルの端子での電圧V_CellVoltMin、及びバッテリの最も充電されたセルの端子での電圧V_CellVoltMaxの各々の初期値V_CellVoltMin_Init、V_CellVoltMax_Initは、方法が、実施され始める瞬間に車両の電子制御ユニット内でメモリに記憶される。
これらの電圧は、ここでは好ましくは測定される。
時点tでのバッテリの最も充電されないセルの端子での電圧V_CellVoltMinは、このセルがいかなるものであれ、この時点で最も充電されないセルの端子での電圧である。同様に、バッテリの最も充電されたセルの端子での電圧V_CellVoltMaxは、このセルがいかなるものであれ、時点tで最も充電されたセルの端子での電圧である。
電子制御ユニットは、更に次のパラメータ:
− 超過すると、セルの過電圧の危険が存在する、バッテリの任意のセルの電圧の最大値Cmax、
− 下回ると、セルの不足電圧の危険が存在する、バッテリの任意のセルの電圧の最小値Cmin、をメモリに有する。
これらの最小及び最大値は、較正によって測定される。
電子制御ユニットは、同様に較正によって測定され、かつ本発明による方法の実施の際に、許可されるバッテリの最大充電損失に対応する定数Delta3をメモリに有する。
これらの記憶されたパラメータ、並びに最も充電された、及び最も充電されないセルの端子での電圧の測定された初期値V_CellVoltMin_Init、V_CellVoltMax_Initから、電子制御ユニットは、次式:
Smin=Max(Cmin,V_CellVoltMin_Init−Delta3)
Smax=Min(Cmax,V_CellVoltMax_Init)
(式中、Maxは、最大関数を表し、かつMinは、最小関数を表す)により、バッテリの最も充電されないセルの端子での電圧の低閾値Smin、及びバッテリの最も充電されたセルの端子での電圧の高閾値Smaxを測定するためにプログラムされる。
Cmin及びCmaxは、公称動作で到達しない安全閾値である。従って更に単純には、公称動作で、
− Smin=V_CellVoltMin_Init−Delta3
− Smax=V_CellVoltMax_Init、を有する。
図6に、方法の開始時に最も充電されないセルの電圧V_CellVoltMin_Initが、最小値Cminよりも高く、従ってSmin=V_CellVoltMin_Init−Delta3である実施例を表した。
この実施例において、方法の開始時に最も充電されたセルの電圧V_CellVoltMax_Initは、最大値Cmaxよりも低く、従ってSmax=V_CellVoltMax_Initである。
電子制御ユニットは、次に各時点tで:
− 最も充電されたセルの端子での電圧のこの時点tで測定された値V_CellVoltMax(t)を、最も充電されたセルの端子での電圧の高閾値Smaxと、かつ
− バッテリの最も充電されないセルの端子での電圧のこの時点tで測定された値V_CellVoltMin(t)を、最も充電されないセルの端子での電圧の低閾値Sminと比較する。
最も充電されたセルの端子での電圧のこの時点tで測定された値V_CellVoltMax(t)が、高閾値Smax以上である場合、ブロック200の出力信号B_ActivationCurrentRegulationは、スーパバイザ40が、停止され、かつ電流設定点が、ゼロに等しいことを示す。このようにして、バッテリの過電圧が回避され、かつアクセサリは、バッテリ10によって給電され、そのことは、ステップa)の実行に対応する。
方法の開始時に、電圧V_CellVoltMaxが、ここではSmaxに等しいので、この第2の実施形態において初めに実行されるのは、ステップa)である(図6参照)。
バッテリの放電ステップa)の間、セルの端子での電圧は、減少する。
次に、時点tでの最も充電されないセルの端子での電圧値V_CellVoltMin(t)が、低閾値Smin以下になるとき、ブロック200の出力信号B_ActivationCurrentRegulationは、ステップb)を実行するために、スーパバイザ40が、起動され、かつゼロでない電流設定点が、充電器に伝達されることを示す。
変形形態において、ステップa)からステップb)への移行のために、時間条件を更に加えることができる。すなわち、ステップb)に移行する前に、放電ステップa)を実行する最小期間を課すことである。そのことにより、車室の暖房装置の点火の際に、例えば冷えたままの状態での場合のように、バッテリのセルの端子での電圧の急激な降下を誘発する多大な電流の要請の際に特に、ステップa)及びステップb)の間を揺れ動くことを回避できるようになる。
しかしながらステップa)からステップb)への移行は、先に表明した条件が満たされる場合、すなわち前記第1充電特性が、低閾値に達した場合にしか行われない。
図6に表したように、このステップb)の際に、バッテリのセルの端子での電圧は、増加する。
時点tで最も充電されたセルの端子での電圧値V_CellVoltMax(t)が、高閾値Smax以上になるとき、ブロック200の出力信号B_ActivationCurrentRegulationは、スーパバイザ40が、停止され、かつステップa)を改めて実行するために、ゼロの電流設定点が、充電器に伝達されることを示す。
このようにして2つのステップは、交互に行われ、かつ最も充電されないセルの電圧が、低閾値Sminと等しいときは、バッテリの充電が、バッテリの充電に対応する値未満に減少しないことを確実にしながら、バッテリの過電圧及び不足電圧は、回避される。
変形形態において、この実施形態で、電子制御ユニットが、較正によって測定され、かつバッテリの緩和現象を補償することを可能にする定数Delta4を同様にメモリに有することを予測できる。
この場合において、バッテリの最も充電されたセルの端子での電圧の高閾値Smaxは、次式:
Smax=Min(Cmax,V_CellVoltMax_Init+Delta4)
により計算される。
以上から、公称動作で:
Smax=V_CellVoltMax_Init+Delta4
が与えられる。
更に、中央制御ユニットは、その場合にステップb)を初めに実行するためにプログラムされる。この変形形態は、本発明の好ましい実施形態となる。
その後に、ステップa)及びb)の交互の繰り返しが、前述した方法と同じように展開される。
この第2の実施形態は、測定された、かつバッテリの充電状態のように推定されていないセルの電圧値に立脚するという利点を有する。これらの条件において、方法は、更に正確に実施される。
実施形態がいかなるものであれ、変形形態において、高閾値及び低閾値が、較正試験の際に所定の値であることを検討できる。
先に説明したように、ブロック200の出力信号B_ActivationCurrentRegulationが0に等しいとき、スーパバイザ40が、停止され、かつゼロに等しい電流設定点が、充電器30に伝達される。
従って、充電器30は、外部発電機20からバッテリ10に向かっていかなる電流も通過させない。従ってバッテリ10が、単独でアクセサリ50に給電する。
ブロック200の出力信号B_ActivationCurrent Regulationが1に等しいとき、スーパバイザ40が、起動され、かつ充電器30に伝達される電流設定点を計算し、このようにしてブロック300に表される調節関数を実行する。この設定点は、図1、図2及び図4でECVの印を付けられる。
この設定点は、当業者に知られているあらゆる計算方法によって計算され得る。
特に、電流設定点は、アクセサリがバッテリ10に割り当てられた電流の一部を受信することを考慮に入れるためにプログラムされたスーパバイザ40によって計算され得る。このスーパバイザ40の動作は、図7に表される。
更に正確には、図7に表すように、スーパバイザ40は、充電器30及びバッテリ10の計算機に由来する信号を受信する。
スーパバイザ40は、特にバッテリ10から:
− 車両内の高電圧ネットワークの電圧を示す信号Volt_HVNet_cons、及び− バッテリが受信し得る最大充電電力をキロワットで示す信号P_ChargeMax_bhv_est、を受信する。
信号P_ChargeMax_bhv_estは、バッテリの計算機によって同様に推定される。
信号Volt_HVNet_consは、バッテリ、充電器及び電動機の計算機によって行われる3つの電圧測定の三角測量によって例えば測定される。
スーパバイザ40は、充電器が供給し得る最大充電電力をキロワットで示す、充電器の計算機によって推定された、信号P_ChargeAvailable_bcb_estを充電器30から受信する。
アクセサリ50が作動されるときに、バッテリの充電電流設定点を調整するために、スーパバイザ40は、電流設定点生成器41、レギュレータ42、及び信号減算ブロック43をここでは含む。レギュレータは、好ましくは比例積分タイプである。
スーパバイザ40は、その場合に、バッテリ内の入力電流の強度の閉ループ調節を実行する。
スーパバイザ40によって発生した電流設定点ECVは、好ましくは充電器によって供給可能な最大電力、及び/又はバッテリによって受信可能な最大電力によって決まる。
更に正確には、設定点生成器41は、信号Volt_HVNet_cons、P_ChargeMax_bhv_est、及びP_ChargeAvailable_bcb_estを受信し、かつ電流の中間設定点I_Setpointを生成する。
この中間設定点I_Setpointは、例えば次式:
I_Setpoint=Min(P_ChargeAvailable_bcb_est,P_ChargeMax_bhv_est)A/olt_HVNet_cons
により計算される。
設定点生成器41によって測定された中間設定点I_Setpointは、減算器43によってバッテリ内の入力電流の実強度I_bhv_mesと比較される。
この減算器43は、この中間設定点I_Setpoint、及びアクセサリが電気回路に接続される場所と、バッテリの入力との間で、バッテリの入力に配置された電流センサ44によって測定されたバッテリの入力での電流強度値I_bhv_mesを入力で受信する。
減算器43の出力信号は、その場合中間設定点I_Setpointと、電流の実強度値I_bhv_mesとの間の差Ecに対応し、すなわちEc=I_Setpoint−I_bhv_mesである。
アクセサリ50が、作動されるとき、バッテリ10に割り当てられた電流の一部は、アクセサリ50によって使用される。バッテリ10の入力で測定された電流I_bhv_mesは、減少する。
レギュレータ41によって計算された電流設定点ECVは、その場合、バッテリ10の充電電流に対するアクセサリ50の通電の効果を補償するために、中間設定点I_Setpointと、測定電流I_bhv_mesとの間の差Ecを考慮するために補正される。バッテリ内の入力電流設定点は、その場合中間設定点I_Setpointと、測定電流I_bhv_mesとの間の差Ecによって同様に決まる。
このようにしてアクセサリ50が給電され、かつバッテリ10は、最適に充電される。
使用されるレギュレータ42は、例えば、パラメータが比例利得係数及び積分利得係数である、比例積分タイプの補正器である。かかる補正器は有利には、アンチワインドアップ装置、すなわち設定点ECVの発生における飽和を考慮に入れることを可能にする反飽和装置を含む。
比例及び積分利得係数は、開ループでの充電器30の伝達関数からの較正によって測定される。
例えば、比例利得は、前記伝達関数のボード線図上で45°の位相余裕を確保する最大利得として測定される。
積分利得は、例えば、積分作用の頻度が、位相が開ループで135°に値する頻度を下回る、10日間に等しい頻度であることを課して測定される。劣化モードにおいて、2つのステップa)及びb)の間の交互の繰り返しが、例えば各ステップを実施する固定期間を定義して、予め定められることを検討できるであろう。本発明は、電気バッテリ10、及び前記バッテリに接続された電気アクセサリ50を含む自動車であって、前記アクセサリ50の給電が、前述の方法によって制御される自動車にも関する。この方法は、好ましくはバッテリ10が充電されるとき、すなわちバッテリの充電終了が検出された後、かつバッテリ10が外部発電機20になおも接続される間、実施される。
本発明による方法は、次の利点を有する:
− バッテリ充電の開始又は中断条件がいかなるものであれ、すなわち例えば充電状態、公称充電、充電プログラマ、充電リターダがいかなるものであれ適用される、
− 方法実施の開始又は中断条件がいかなるものであれ、すなわち例えば方法が充電の終了直後に、又は数時間後に実施されようと適用される、
− 方法は、バッテリ充電中に通常使用される電流調節と同じものにより、従来のスーパバイザによって実施され得る、
− 調節パラメータが、少数であり、かつ調整が容易である、
− あらゆるタイプのバッテリ、充電器及び電流センサに適用される。
特に、この方法は、バッテリ10の入力電流を測定する電流センサ44が、精密が低い、例えば±3アンペアの単位で正確な場合でも実施され得る。

Claims (19)

  1. 電気アクセサリ(50)が連結された電気バッテリ(10)を含む自動車の前記電気アクセサリ(50)に給電するための方法であって、前記アクセサリ(50)及び前記バッテリ(10)が、同様に外部発電機(20)に電気接続される方法において、
    a)車両の前記バッテリ(10)によって前記アクセサリ(50)に給電するステップと、
    b)前記外部発電機(20)によって前記アクセサリ(50)及び前記バッテリ(10)に給電するステップとを交互に実行する方法。
  2. − 前記バッテリ(10)の第1充電特性(Pct_User_Soc、V_CellVoltMin)の低閾値(SeuiM、Smin)を測定するステップと、
    − 前記第1充電特性(Pct_User_Soc、V_CellVoltMin)が前記低閾値(SeuiM、Smin)よりも高いときは、前記ステップa)を実行するステップと、
    − 前記バッテリ(10)の前記第1充電特性(Pct_User_Soc、V_CellVoltMin)が前記低閾値(SeuiM、Smin)よりも低いときは、前記ステップb)を実行するステップと、
    を含む請求項1に記載の方法。
  3. 前記第1充電特性(Pct_User_Soc、V_CellVoltMin)の初期値(SOCJnit、V_CellVoltMin_Init)を測定し、前記低閾値(SeuiM、Smin)は、前記第1充電特性(Pct_UserSoc、V_CellVoltMin)の前記初期値(SOCJnit、V_CellVoltMin_Init)に応じて測定される請求項2に記載の方法。
  4. 前記低閾値(SeuiM、Smin)が、所定の固定値である請求項2に記載の方法。
  5. − 前記バッテリ(10)の少なくとも1つの第2充電特性(Pct_UserSoc、V_CellVoltMax)の高閾値(Seuil2、Smax)を測定し、
    − 前記バッテリ(10)の前記第2充電特性(Pct_UserSoc、V_CellVoltMax)が前記高閾値(Seuil2、Smax)よりも低い間は、前記ステップb)を実行する、請求項2から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. − 前記バッテリ(10)の前記第2充電特性(Pct_UserSoc、V_CellVoltMax)が前記高閾値(Seuil2、Smax)よりも高くなるときは、前記ステップa)を実行する請求項5に記載の方法。
  7. 前記第2充電特性(Pct_UserSoc、V_CellVoltMax)の初期値(SOCJnit、V_CellVoltMax_Init)を測定し、前記高閾値(Seuil2、Smax)は、前記第2充電特性(Pct_UserSoc、V_CellVoltMax)のこの第2初期値(SOCJnit、V_CellVoltMax_Init)に応じて測定される請求項5及び6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記高閾値(Seuil2、Smax)は、所定の固定値である請求項5及び6のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記第1充電特性(Pct_UserSoc、V_CellVoltMin)が前記低閾値(SeuiM、Smin)に達するときは前記ステップa)から前記ステップb)に移行し、前記第2充電特性(Pct_UserSoc、V_CellVoltMax)が前記高閾値(Seuil2、Smax)に達するときは前記ステップb)から前記ステップa)に移行して、前記ステップa)及びb)の実行を交互に行う請求項5から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記第1及び第2充電特性が、同一である請求項5から9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記第1及び第2充電特性が、前記バッテリ(10)の充電状態(Pct_User_Soc)に対応する請求項9に記載の方法。
  12. 前記第1及び第2充電特性が、2つの異なる物理的な大きさに対応する請求項5から9のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記車両の前記バッテリ(10)が、セルと呼ばれる複数の蓄電池を含み、前記第1充電特性が、前記バッテリ(10)の最も充電されないセルの端子での電圧(V_CellVoltMin)に対応し、前記第2充電特性が、前記バッテリ(10)の最も充電されたセルの端子での電圧(V_CellVoltMax)に対応する請求項12に記載の方法。
  14. 少なくとも1つの所定の最小期間の間に前記ステップa)を実行する請求項2から13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 実施される第1ステップが、前記ステップb)である請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 実施される第1ステップが、前記ステップa)である請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
  17. スーパバイザ(40)が、前記バッテリ(10)内の入力電流設定点(ECV)を測定し、前記電流設定点(ECV)は、前記ステップa)の際にゼロである請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記電流設定点(ECV)は、充電器によって供給可能な最大電力に応じて、かつ/又は前記バッテリ(10)によって受信可能な最大電力に応じて測定される請求項17に記載の方法。
  19. 自動車の電気バッテリ(10)に接続された電気アクセサリ(50)を含む自動車であって、前記バッテリ(10)が充電され、外部発電機(20)に接続されるとき、前記アクセサリ(50)の給電が請求項1から18のいずれか一項に記載の方法によって制御される自動車。
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