WO2022229523A1 - Supervision d'une batterie électrique pour véhicule automobile - Google Patents

Supervision d'une batterie électrique pour véhicule automobile Download PDF

Info

Publication number
WO2022229523A1
WO2022229523A1 PCT/FR2022/050402 FR2022050402W WO2022229523A1 WO 2022229523 A1 WO2022229523 A1 WO 2022229523A1 FR 2022050402 W FR2022050402 W FR 2022050402W WO 2022229523 A1 WO2022229523 A1 WO 2022229523A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electric battery
diagnostic
characteristic parameters
motor vehicle
electrical
Prior art date
Application number
PCT/FR2022/050402
Other languages
English (en)
Inventor
Yannick BOTCHON
Original Assignee
Psa Automobiles Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Psa Automobiles Sa filed Critical Psa Automobiles Sa
Publication of WO2022229523A1 publication Critical patent/WO2022229523A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]

Definitions

  • the technical context of the present invention is that of the management and control of an electric battery of a motor vehicle.
  • the present invention finds a particularly advantageous application in the management and control of an electric battery, for example a rechargeable electric battery such as an electric storage device of the lithium-ion type configured to restore a direct electric current at a voltage of 12 Volt , used in electric vehicles.
  • the purpose of the present invention is to propose a new solution for controlling and supervising an electric battery as it has just been mentioned.
  • the subject of the invention is a method for supervising an electric battery of a low-voltage network of a motor vehicle, the method comprising the following steps:
  • [7] - a step of determining a need for electrical diagnostics of the low voltage electrical network as a function of at least one condition tested on one or more components of the motor vehicle and powered by the low voltage network, the step of determining the diagnostic requirement leading to the updating of an electrical diagnostic requirement variable as a function of the at least one condition tested,
  • step of specific control of the electric battery comprising a step of applying a predetermined voltage to the terminals of said battery electricity for an initial period
  • [11] - a step of determining at least one diagnostic state of the electric battery according to the characteristic parameters and the status relating to the level of reliability of said characteristic parameters
  • [12] - a step of counting the diagnostic states, a number of each of the previously determined diagnostic states being recorded in a memory.
  • the step of applying a predetermined voltage to the terminals of said electric battery for an initial duration modifies the voltage at the terminals of the battery, so as to prepare the battery for the test step via a safety device described below. This preparation makes it possible to ensure that the test stage, via the safety device, begins each time with the same voltage applied to the terminals of the electric battery.
  • the status relating to the level of reliability is, for example, a function of the capacity of the electric battery computer to guarantee, through internal reliability tests, that the information it provides is correlated with an absence of failure of the sensors allowing it to measure the voltage, the current, the temperature of the battery, or processors allowing it to calculate the internal resistance or the state of charge of the battery. In the absence of an internal failure detected by the battery computer, the status relating to the level of reliability of said characteristic parameters of the battery will be considered as reliable, and if not, unreliable.
  • the invention applies more particularly to electric batteries of the low-voltage battery type, that is to say configured to deliver a direct current at a voltage of the order of 12 Volt, for example batteries lead.
  • the step of determining the need for diagnosis of the method according to the invention comprises at least one of the following tests on the components of the motor vehicle:
  • the objective of the availability test here is to determine whether this component is operating nominally or whether the component tested is in a functional or non-functional configuration with regard to the electrical needs of the vehicle.
  • Such an availability test therefore implements one or more measurements of one or more quantities characteristic of the operation of such a member and a comparison, for example by a computer of the vehicle, of the quantities measured with one or more reference quantities.
  • the electrical diagnostic need variable is equal to a first value representative of a presence of electrical diagnostic need
  • the electrical diagnostic need variable is equal to a second value representative of an absence of electrical diagnostic need.
  • the step of determining an electrical diagnostic requirement is carried out when the vehicle is started, that is to say during a driving phase.
  • the step of determining a need for electrical diagnostics can be carried out during a driving phase and/or during several successive driving phases.
  • the first duration is much less than the second duration, that is to say that there is at least one or two orders of magnitude of difference between these two durations.
  • the first duration is advantageously less than or equal to one second, for example of the order of a few hundredths to a few tenths of a second, and the second duration is advantageously of the order of a few minutes.
  • the first duration is, for example, of the order of 100 milliseconds, while the second duration is of the order of 5 to 6 minutes.
  • step of determining an electrical diagnostic need is, according to the invention, implemented periodically, with a period equal to the aforementioned second duration.
  • the step of specific control of the electric battery is carried out each time that, at the end of the step of determining the need for electrical diagnostics, the electrical diagnostics requirement variable changes from the second value to the first value.
  • the step of specific control of the electric battery includes the step of applying the predetermined voltage to the terminals of said electric battery for the initial duration
  • the invention provides that, during this specific control step of the electric battery, the predetermined voltage is higher than the nominal voltage of the electric battery.
  • the predetermined voltage is greater than 12 Volt, for example 13.2 Volt.
  • the predetermined voltage is between 13V and 14V.
  • the initial duration is advantageously of the order of a few seconds, for example 3 seconds.
  • the voltage applied to the terminals of the electric battery is the voltage that was applied to its terminals just before starting the specific control step of the electric battery.
  • the specific control step of the electric battery includes a step of testing by a security device during which:
  • the safety device is configured to electrically isolate the electric battery from the DC-DC voltage converter
  • the safety device switches the test resistor of the electric battery according to a characteristic profile.
  • the characteristic switching profile of the electric battery test resistor by the safety device is defined beforehand in such a way that it makes it possible to produce at least one variation in the discharge current at the terminals of the electric battery. .
  • the test step via the security device takes place for a duration less than the initial duration.
  • the duration of the test step via security device can be of the order of 1 to 2 seconds, for example 1.5 seconds.
  • the test step via the security device is triggered after a time delay counted from the triggering of the electric battery control step.
  • the timeout period is preferably slightly lower or slightly higher than the initial duration.
  • slightly lower or slightly higher it is understood that the test step via the security device starts just before or just after the end of the initial duration, that is to say a few tenths of a second before or a few tenths of a second after.
  • the initial duration, including the delay time can be between 2.5 and 3.5 seconds.
  • the method according to the invention also provides, according to another characteristic, that the step of specific control of the battery includes a step of updating characteristic parameters of the electric battery chosen from an internal resistance value, and /or a minimum voltage of the electric battery resulting from the discharge induced by the switching of the test resistor, and/or a status relating to a level of reliability of said characteristic parameters, the step of updating the characteristic parameters being subsequent at the stage of testing the security device.
  • the minimum voltage of the electric battery is the minimum voltage reached by the battery resulting from the discharge induced by the switching of the test resistor.
  • the method according to the invention provides that, during the step of diagnosing the electric battery, the determined characteristic parameters are chosen from among a temperature of the electric battery, and/or a state of charge of the battery voltage, and/or the minimum voltage of the electric battery, and/or a current across the terminals of the electric battery, and/or an internal resistance of the electric battery.
  • the step of diagnosing the electric battery is carried out consecutively to the step of specific control of the electric battery and, more precisely, at the end of the latter.
  • the duration of the diagnostic step determined beforehand, for example within a computer of the vehicle, is advantageously of the order of a few seconds, preferably less than 5 seconds. According to one example, the duration of the diagnostic step is of the order of 1 second.
  • the method according to the invention also provides that, during the step of analyzing the characteristic parameters:
  • the characteristic parameters must have values available for data transfers and for the implementation of the subsequent steps of the method according to the invention.
  • the value of the corresponding characteristic parameters is that supplied by the electric heater computer.
  • the method according to the invention also provides that, during the step of analyzing the characteristic parameters, if a value of the status relating to the level of reliability of the characteristic parameters passes from a reliable state to a different state of the reliable state for said characteristic parameters, then the characteristic parameters relating to the internal resistance and to the minimum voltage used during the step for determining the diagnostic state of the electric battery are the characteristic parameters which had been determined during from a previous iteration of the analysis step.
  • the diagnostic status of the electric battery is defined according to a characteristic map of the electric battery established from the characteristic parameters relating to the internal resistance and to the minimum voltage of said electric battery, the diagnostic status that can take one of the values chosen from:
  • the security needs of the vehicle are to be understood as technical devices of the vehicle which call, in the first place or as a last resort, on an electrical supply from the electric battery for the performance of a security function of the vehicle such as , by way of non-limiting examples, an electric braking system, an electronic trajectory correction system or an electronic power steering system.
  • the capacity of the electric battery to meet safety needs is the capacity to supply electrical power and/or to maintain a minimum voltage required at the terminals of the device ensuring this or these safety needs.
  • the diagnostic state can also take a third value associated with a compliant diagnostic state corresponding to a diagnostic state for which the electric battery is clearly identified as being capable of meeting all the needs electrical components of the vehicle, including its security needs.
  • the step of determining the diagnostic status of the electric battery includes a step of updating the functional statuses of the vehicle relating to:
  • the method according to the invention thus offers a simple, reliable and complete solution for supervising an electric battery in order to guarantee that the latter can operate optimally, in particular for the implementation of vehicle safety requirements.
  • the method according to the invention comprises a subsequent step of displaying a warning light on a dashboard of the motor vehicle according to the diagnostic status of the electric battery and the functional statuses set updated, in order to warn the user of the vehicle in particular in cases where the diagnostic status takes the first value or the second value previously defined, in which, the diagnostic being, respectively, uncertain or non-compliant, the setting implementation of the vehicle's security needs may be compromised.
  • the method comprises a subsequent step of updating an electric energy saving command of the motor vehicle according to the diagnostic state of the electric battery and the updated functional statuses , in order to preserve the capacity of said electric battery to respond primarily to the safety needs of the vehicle.
  • the subject of the invention is a control unit for an electric motor vehicle battery, the control unit being configured to implement the method as it has just been described.
  • the electric battery can be of the type of a 12 Volt storage device or it can be of the type of a lead-acid battery.
  • FIG.1 schematically illustrates the method according to the invention.
  • FIG.2 schematically illustrates an example of mapping of the battery produced at the end of the method according to the invention.
  • Figure 1 schematically illustrates the different steps of the method according to the invention as well as the input data necessary for carrying out each step of this method and the information obtained or updated at the end of each of these steps.
  • the first step 100 of the method according to the invention leads to the determination of a need for electrical diagnosis of a low network voltage of a motor vehicle and, more particularly, a need for electrical diagnosis of an electric battery 1 of the vehicle, not shown in Figure 1. More specifically, the first step 100 of the method according to the invention leads to the determination and updating of an electrical diagnostic requirement variable 10 determined within a control unit 2 of the vehicle, not shown in Figure 1.
  • the electrical diagnostic need variable 10 is determined during a sub-step 101 of the first step 100 of the method according to the invention, on the basis of the result of tests carried out, for example by an integrated test unit to the control unit 2, on a plurality of vehicle components. According to the example more particularly illustrated by Figure 1, these tests include in particular:
  • the diagnostic need variable 10 takes, for example, a value 10a.
  • the diagnostic need variable 10 mentioned above is updated according to the result of the tests carried out during the first sub-step 101 .
  • the method according to the invention provides that, on the one hand, if the member 11 and the securing device 12 previously defined operate nominally, if, on the other hand, the aforementioned voltage 14 is greater than a previously defined threshold value, and if, finally, the vehicle is started, the diagnostic need variable 10 is updated in such a way that it authorizes the performance of a second step 200 of the method according to the invention.
  • the variable of diagnostic need 10 then takes a value 10b different from the value 10a previously defined.
  • the control unit 2 commands, on the one hand, the performance of the second step 200 and, on the other hand, the return of the diagnostic need variable 10 to its previously defined value 10a.
  • the value 10a of the diagnostic need variable 10, determined at the end of the first sub-step 101 is therefore the second value of this variable
  • the value 10b, determined at the resulting from the second sub-step 102 is the first value, previously defined, of the diagnostic need variable 10.
  • a first duration t1 during which the diagnostic need variable 10 takes on the first value 10b, representative of a diagnostic need for the electric battery 1 is of the order of a few fractions of a second, for example of the order of 100 milliseconds
  • a second duration t2 during which the diagnostic need variable 10 assumes the second value 10a is of the order of a few minutes, for example 5 to 6 minutes.
  • the second substep 102 previously mentioned, during which the diagnostic need variable 10 is updated to take the first value 10b is carried out approximately every 5 to 6 minutes.
  • the diagnostic requirement variable 10 is maintained at this first value 10b by the control unit 2 for approximately 100 milliseconds, that is to say a time required for the command, by said control unit 2, of the performance of the second step 200 of the method according to the invention, and the control, by the control unit, of the return of the diagnostic need variable 10 to its value 10a defined at the end of the first sub- step 101.
  • the method according to the invention provides, in a first sub-step 201, the application of a predetermined voltage 20 to the electric battery 1, for an initial duration t3 previously defined.
  • the aforementioned initial duration t3 is of the order of a few seconds, for example 3 seconds
  • the predetermined voltage 20 applied to electric battery 1 is chosen to be greater than a nominal operating voltage of said electric battery 1.
  • the predetermined voltage 20 is advantageously chosen in the order of 13 to 14 volts, so as to recharge the battery.
  • the method according to the invention provides, in a second sub-step 202, that the control unit 2 commands the security device 12 mentioned above to, on the one hand, isolate electrically the electric battery 1 and the previously defined member 11 and, on the other hand, to apply a predetermined switching profile to the test resistor 13 of the electric battery 1.
  • the second sub-step 202 is carried out consecutively to the first sub-step 201, for example with a time delay t4 of the order of a few tenths of a second, and it extends over a duration t5 of the order of 1 to 2 seconds, for example 1.5 seconds.
  • the predetermined switching profile of the test resistor 13, to generate inrush currents discharging the battery in the test resistor is established in such a way that its application leads to at least a variation of a current of discharge 15 at the terminals of electric battery 1.
  • the second step 200 of the method according to the invention also comprises a third sub-step 203 during which the control unit 2 receives, for example from a device 3 for managing the electric battery 1, not represented on the Figure 1, an update of a plurality of characteristic parameters of the electric battery 1, among which, for example, a value of an internal resistance 130 of the electric battery 1, and/or a value of a minimum voltage 140 at the terminals of the electric battery 1 reached during the discharge through the test resistor, and/or a temperature 16 of the electric battery 1, and/or a state of charge 17 and/or a discharge current at the terminals of the latter.
  • a third sub-step 203 during which the control unit 2 receives, for example from a device 3 for managing the electric battery 1, not represented on the Figure 1, an update of a plurality of characteristic parameters of the electric battery 1, among which, for example, a value of an internal resistance 130 of the electric battery 1, and/or a value of a minimum voltage 140 at the terminals of the electric battery 1 reached during the discharge through the test resistor, and
  • the third sub-step 203 is carried out consecutively to the second sub-step 202 previously described.
  • the method according to the invention also comprises a third step 300 during which the electrical diagnosis of the electric battery 1 is carried out.
  • the third step 300 is carried out consecutively to the second step 200, for a diagnostic duration t6, predefined, of the order of a few seconds, for example less than 5 seconds, for example of the order of a second.
  • the control unit chooses one or more characteristic parameters from among those evaluated during the third sub-step 203 of the second step 200.
  • control unit 2 performs an analysis to define a reliability of the characteristic parameters chosen during the third step 300, and associates these with a reliable status 40 or not. reliable 41.
  • the control unit 2 defines a diagnostic state 150 of the electric battery 1, as a function, on the one hand, of the values of the characteristic parameters chosen during the third step 300 and, on the other hand, of the reliable 40 or unreliable 41 status of the latter, determined during the fourth step 400 of the method according to the invention.
  • the method according to the invention can provide that a previous value of these characteristic parameters, for example obtained during a previous iteration of the method, will be chosen.
  • the diagnostic state 150 of the battery is defined according to a previously established map of the aforementioned characteristic parameters, in which sets of values of these different characteristic parameters correspond to different diagnostic states 150:
  • the diagnostic state 150 of the electric battery is defined according to the mapping exclusively when the values of the characteristic parameters, that is to say the internal resistance and the minimum voltage of the electric battery 1 are known and associated with a reliable status 40.
  • the state of the electric battery 1 depends on the positioning of the values of the characteristic parameters in the map. Conversely, when the characteristic parameters are associated with an unreliable status 41, then the mapping is not used and the diagnosis is declared unavailable.
  • the method according to the invention provides for a counting of the successive diagnostic states 150, obtained at the end of a predetermined number of iterations of the method according to the invention. More specifically, the method according to the invention provides, in this sixth step 600, for counting and recording, within the control unit 2, of identical successive diagnostic states 150, in order to control, in a seventh step 700 of the method according to the invention, the possible display of a visual and/or audible warning signal within the vehicle, intended for the users of the vehicle.
  • the control unit 2 can also command a central computer of the vehicle to save energy in order to devote the capacities of the electric battery 1 as a priority to security needs. of the vehicle.
  • Figure 2 schematically illustrates an example of mapping of the diagnostic state of an electric battery as previously mentioned.
  • the characteristic parameters chosen are the minimum voltage 14 at the terminals of the electric battery 1 and the internal resistance 130 of the latter.
  • the minimum voltage 14 taken at the terminal of the electric battery 1 as a characteristic parameter is a minimum voltage measured at the terminals of the electric battery during each stressing of the electric battery through the test resistor.
  • control unit 2 being able to be configured to simultaneously place a plurality of values of different characteristic parameters on a plurality of maps in order to obtain a plurality of information relating to the diagnostic state of the electric battery 1 and, thus, an image as complete and precise as possible of the real state of the electric battery 1.
  • a first region A of the map is defined, corresponding to pairs of values (130, 14) of the aforementioned parameters for which:
  • the minimum voltage 14 at the terminals of the electric battery is greater than a first threshold value 145 as long as the internal resistance 130 of the electric battery 1 is less than or equal to a first threshold value 135,
  • the minimum voltage 14 measured at the terminals of the electric battery is advantageously a minimum voltage measured at the terminals of the electric battery during each request of the electric battery.
  • This first region A of the map corresponds to diagnostic states 150 of the electric battery 1 previously defined as certain, that is to say that if the pair of values (130, 14) chosen during the fifth step 500 of the method according to the invention is located in this first region A of the map, the electric battery 1 is, in a safe and reliable manner, capable of guaranteeing all the electrical needs of the vehicle, in particular its security needs.
  • a second region B of the map is defined, corresponding to pairs of values (130, 14) of the aforementioned parameters for which:
  • the internal resistance 130 of the electric battery 1 is greater than a second threshold value 136 when the minimum voltage 14 across the terminals of the electric battery 1 is greater than the first threshold value 145 aforementioned.
  • This second region B of the map corresponds to diagnostic states 150 of the electric battery 1 previously defined as non-compliant, that is to say that if the pair of values (130, 14) chosen during the fifth step 500 of the method according to the invention is located in this second region B of the map, the electric battery 1 is not, in a safe and reliable manner, capable of guaranteeing all of the electrical needs of the vehicle.
  • the display of an alert signal, on the one hand, and, on the other hand, a reconfiguration of the use of the capacities of the electric battery 1 to ensure priority of the electrical security needs, are necessary. .
  • a third region C of the map is finally defined, between the first region A and the second region B, corresponding to pairs of values (130, 14) of the aforementioned parameters for which:
  • the internal resistance 130 of the electric battery 1 is less than or equal to the second threshold value 136 previously mentioned when the minimum voltage 14 at the terminals of the electric battery 1 is between the first value threshold 145 and the second threshold value 146 previously described,
  • the internal resistance 130 of the electric battery 1 is between the first threshold value 135 and the second threshold value 136 when the voltage minimum 14 at the terminals of electric battery 1 is between the second threshold value 146 and a third threshold value 147,
  • the internal resistance 130 of the electric battery 1 is between the first threshold value 135 and the second threshold value 136 when the minimum voltage 14 at the terminals of the electric battery 1 is greater than the third threshold value 147.
  • This third region C of the map corresponds to diagnostic states 150 of the electric battery 1 previously defined as uncertain, that is to say that if the pair of values (130, 14) chosen during the fifth step 500 of the method according to the invention is located in this third region C of the map, it is not possible to determine in a safe and reliable manner whether or not the electric battery 1 is capable of guaranteeing all of the electrical needs of the vehicle, including security needs. In this case, new iterations of the method according to the invention, as well as the counting and the recording of the identical diagnostic states can prove to be important for determining whether such an uncertainty persists or for removing the latter.
  • the invention proposes a simple method for monitoring the state of an electric battery in order to guarantee that the latter is able to meet the electrical needs, in particular safety requirements, of a vehicle in which it is is placed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de supervision d'une batterie électrique de véhicule automobile, le procédé comportant les étapes suivantes : - une étape (100) de détermination d'un besoin en diagnostic électrique d'un réseau basse tension conduisant à la mise à jour d'une variable de besoin en diagnostic électrique (10, 10a, 10b) en fonction de l'au moins une condition testée, - une étape (200) de pilotage spécifique de la batterie électrique en fonction de la variable de besoin en diagnostic électrique(10, 10a, 10b), - une étape (300) de diagnostic de la batterie électrique durant laquelle plusieurs paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18) sont déterminés, - une étape (400) d'analyse des paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18) déterminés durant l'étape de diagnostic (300), - une étape (500) de détermination d'au moins un état de diagnostic (150) de la batterie électrique.

Description

DESCRIPTION
TITRE DE L'INVENTION : SUPERVISION D'UNE BATTERIE ÉLECTRIQUE POUR VÉHICULE AUTOMOBILE
[1] |La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2104479 déposée le 29.04.2021 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
[2] Le contexte technique de la présente invention est celui de la gestion et du contrôle d'une batterie électrique d'un véhicule automobile. La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse à la gestion et au contrôle d'une batterie électrique, par exemple une batterie électrique rechargeable telle qu'un stockeur électrique du type lithium-ion configuré pour restituer un courant électrique continu sous une tension de 12 Volt, utilisée dans des véhicules électriques.
[3] L'utilisation grandissante d'organes sécuritaires électriques tels que les organes de freinage dans les véhicules électriques, impose des contraintes croissantes sur la fiabilité de l'alimentation électrique de ces organes, notamment par un réseau électrique du véhicule tel qu'un réseau basse tension fonctionnant sous une tension de 12 Volt. La nécessité de garantir l'alimentation électrique de ces organes sécuritaires dans toutes les conditions de fonctionnement du véhicule s'impose donc. Cette nécessité induit à la fois le besoin de vérifications régulières et fiables de l'état de fonctionnement de batteries électriques telles qu'un stockeur 12 Volt, ainsi qu'un besoin d'alerte en cas de dysfonctionnement de telles batteries, afin de ne mettre en danger ni les utilisateurs du véhicule ni les autres usagers de la route.
[4] La présente invention a pour but de proposer une nouvelle solution de contrôle et de supervision d'une batterie électrique telle qu'elle vient d'être évoquée.
[5] Un autre but de l’invention est de renforcer la sécurité électrique d’un véhicule automobile. [6] Selon un premier aspect, l'invention a pour objet un procédé de supervision d’une batterie électrique d’un réseau basse tension d’un véhicule automobile, le procédé comportant les étapes suivantes :
[7] - une étape de détermination d’un besoin en diagnostic électrique du réseau électrique basse tension en fonction d’au moins une condition testée sur un ou plusieurs organes du véhicule automobile et alimentés par le réseau basse tension, l’étape de détermination du besoin en diagnostic conduisant à la mise à jour d’une variable de besoin en diagnostic électrique en fonction de l’au moins une condition testée,
[8] - une étape de pilotage spécifique de la batterie électrique en fonction de la variable de besoin en diagnostic électrique, l’étape de pilotage spécifique de la batterie électrique comportant une étape d’application d’une tension prédéterminée aux bornes de ladite batterie électrique pendant une durée initiale,
[9] - une étape de diagnostic de la batterie électrique durant laquelle plusieurs paramètres caractéristiques de la batterie électrique sont déterminés par un calculateur de la batterie électrique,
[10] - une étape d’analyse des paramètres caractéristiques déterminés durant l’étape de diagnostic, l’étape d’analyse des paramètres caractéristiques conduisant à définir un statut relatif au niveau de fiabilité des paramètres caractéristiques,
[11] - une étape de détermination d’au moins un état de diagnostic de la batterie électrique en fonction des paramètres caractéristiques et du statut relatif au niveau de fiabilité desdits paramètres caractéristiques,
[12] - une étape de comptage des états de diagnostic, un nombre de chacun des états de diagnostic déterminés précédemment étant enregistré dans une mémoire.
[13] L’étape d’application d’une tension prédéterminée aux bornes de ladite batterie électrique pendant une durée initiale modifie la tension aux bornes de la batterie, de façon à préparer la batterie à l’étape de test via un dispositif de sécurisation décrit ci-après. Cette préparation permet de s’assurer que l’étape de test, via le dispositif de sécurisation, débute à chaque fois avec une même tension appliquée aux bornes de la batterie électrique. [14] En outre, le statut relatif au niveau de fiabilité est par exemple fonction de la capacité du calculateur de la batterie électrique à garantir par des tests de fiabilité interne, que les informations qu’il fournit sont corrélées à une absence de défaillance des capteurs lui permettant de mesurer la tension, le courant, la température de la batterie, ou des processeurs lui permettant de calculer la résistance interne ou encore l’état de charge de la batterie. En l’absence de défaillance interne détectée par le calculateur de la batterie, le statut relatif au niveau de fiabilité des dits paramètres caractéristiques de la batterie sera considéré comme fiable, et si non, non fiable.
[15] L'invention s'applique plus particulièrement à des batteries électriques du type de batteries basse tension, c'est-à-dire configurées pour délivrer un courant continu sous une tension de l'ordre de 12 Volt, par exemple des batteries au plomb.
[16] Avantageusement, l’étape de détermination du besoin en diagnostic du procédé selon l'invention comporte au moins un des tests suivants sur les organes du véhicule automobile :
- un test de disponibilité d’un organe du type d’un convertisseur de tension DC- DC, et/ou
- un test de disponibilité d’un organe du type du dispositif de sécurisation permettant de sécuriser le réseau basse tension du véhicule automobile et de connecter par commutation une résistance de test aux bornes la batterie électrique, et/ou
- un test d’une différence de potentiel électrique aux bornes de la batterie électrique.
[17] L'objectif du test de disponibilité est ici de déterminer si cet organe fonctionne de manière nominale ou si l'organe testé se trouve dans une configuration fonctionnelle ou non fonctionnelle au regard des besoins électriques du véhicule. Un tel test de disponibilité met donc en œuvre une ou plusieurs mesures d'une ou plusieurs grandeurs caractéristiques du fonctionnement d'un tel organe et une comparaison, par exemple par un calculateur du véhicule, des grandeurs mesurées avec une ou plusieurs grandeurs de référence.
[18] Avantageusement, durant l’étape de mise à jour de la variable de besoin en diagnostic électrique en fonction de l’au moins une condition testée, si : [19] - le véhicule automobile est démarré, et
[20] - le convertisseur de tension DC-DC est disponible, et
[21] - le dispositif permettant de commuter la résistance de test de la batterie électrique et de la sécuriser est disponible,
[22] - et si la tension aux bornes de la batterie électrique est supérieure à une tension de seuil,
[23] alors :
[24] - pendant une première durée, la variable de besoin en diagnostic électrique est égale à une première valeur représentative d’une présence de besoin en diagnostic électrique,
[25] - pendant une deuxième durée, la variable de besoin en diagnostic électrique est égale à une deuxième valeur représentative d’une absence de besoin en diagnostic électrique.
[26] Il faut donc comprendre ici que l'étape de détermination d'un besoin en diagnostic électrique est réalisée lorsque le véhicule est démarré, c'est-à-dire lors d'une phase de roulage. Avantageusement, l'étape de détermination d'un besoin en diagnostic électrique peut être réalisée lors d'une phase de roulage et/ou lors de plusieurs phases successives de roulage.
[27] Par ailleurs, il faut également comprendre que la première durée est largement inférieure à la deuxième durée, c'est-à-dire qu'il existe au moins un ou deux ordres de grandeur de différence entre ces deux durées. A titre d'exemple non limitatif, la première durée est avantageusement inférieure ou égale à une seconde, par exemple de l'ordre de quelques centièmes à quelques dixièmes de seconde, et la deuxième durée est avantageusement de l'ordre de quelques minutes. La première durée est, par exemple, de l'ordre de 100 millisecondes, tandis que la deuxième durée est de l'ordre de 5 à 6 minutes.
[28] Il résulte de ce qui précède que l'étape de détermination d'un besoin en diagnostic électrique est, selon l'invention, mise en œuvre de manière périodique, avec une période égale à la deuxième durée précitée.
[29] Selon l'invention, l’étape de pilotage spécifique de la batterie électrique est réalisée à chaque fois que, à l’issue de l’étape de détermination du besoin en diagnostic électrique, la variable de besoin en diagnostic électrique passe de la deuxième valeur à la première valeur.
[30] Comme indiqué précédemment, l'étape de pilotage spécifique de la batterie électrique comporte l’étape d’application de la tension prédéterminée aux bornes de ladite batterie électrique pendant la durée initiale
[31] Avantageusement, l'invention prévoit que, durant cette étape de pilotage spécifique de la batterie électrique, la tension prédéterminée est supérieure à la tension nominale de la batterie électrique. Par exemple, dans le cas d’une batterie électrique configurée pour délivrer un courant continu sous une tension de 12 Volt, la tension prédéterminée est supérieure à 12 Volt, par exemple 13.2 Volt. D’une manière générale, la tension prédéterminée est comprise entre 13V et 14V.
[32] Durant l’étape de pilotage spécifique de la batterie électrique, la durée initiale est avantageusement de l’ordre de quelques secondes, par exemple 3 secondes. A l’issue de l’étape de pilotage spécifique de la batterie électrique, la tension appliquée aux bornes de la batterie électrique est la tension qui était appliquée à ses bornes juste avant de démarrer l’étape de pilotage spécifique de la batterie électrique.
[33] Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, l’étape de pilotage spécifique de la batterie électrique comporte une étape de test par un dispositif de sécurisation durant laquelle :
[34] - le dispositif de sécurisation est configuré pour isoler électriquement la batterie électrique du convertisseur de tension DC-DC,
[35] - le dispositif de sécurisation commute la résistance de test de la batterie électrique selon un profil caractéristique.
[36] Avantageusement, le profil caractéristique de commutation de la résistance de test de la batterie électrique par le dispositif de sécurisation est préalablement défini de telle manière qu’il permet de réaliser au moins une variation de courant de décharge aux bornes de la batterie électrique.
[37] Selon l'invention, l’étape de test via le dispositif de sécurisation se déroule pendant une durée inférieure à la durée initiale. A titre d'exemple non limitatif, une durée initiale de l'ordre de quelques secondes, par exemple 3 secondes, la durée de l'étape de test via dispositif de sécurisation peut être de l'ordre de 1 à 2 secondes, par exemple 1 ,5 secondes.
[38] Avantageusement, l’étape de test via le dispositif de sécurisation est déclenchée après une durée de temporisation décomptée à partir du déclenchement de l’étape de pilotage de la batterie électrique. La durée de temporisation est préférentiellement légèrement inférieure ou légèrement supérieure à la durée initiale. Par légèrement inférieur ou légèrement supérieur, on comprend que l’étape de test via le dispositif de sécurisation démarre juste avant ou juste après la fin de la durée initiale, c’est-à-dire quelques dixièmes de secondes avant ou quelques dixièmes de secondes après. A titre d’exemple non limitatif, la durée initiale, incluant le temps de temporisation, peut être comprise entre 2.5 et 3.5 secondes.
[39] Le procédé selon l'invention prévoit également, selon une autre caractéristique, que l’étape de pilotage spécifique de la batterie comporte une étape de mise à jour de paramètres caractéristiques de la batterie électrique choisis parmi une valeur de résistance interne, et/ou une tension minimale de la batterie électrique résultant de la décharge induite par la commutation de la résistance de test, et/ou un statut relatif à un niveau de fiabilité desdits paramètres caractéristiques, l’étape de mise à jour des paramètres caractéristiques étant postérieure à l’étape de test du dispositif de sécurisation.
[40] La une tension minimale de la batterie électrique est la tension minimale atteinte par la batterie résultant de la décharge induite par la commutation de la résistance de test.
[41] Plus précisément, le procédé selon l'invention prévoit que, durant l’étape de diagnostic de la batterie électrique, les paramètres caractéristiques déterminés sont choisis parmi une température de la batterie électrique, et/ou un état de charge de la batterie électrique, et/ou la tension minimale de la batterie électrique, et/ou un courant aux bornes de la batterie électrique, et/ou une résistance interne de la batterie électrique.
[42] Il faut comprendre ici que l'étape de diagnostic de la batterie électrique est réalisée consécutivement à l'étape de pilotage spécifique de la batterie électrique et, plus précisément, à l'issue de cette dernière. [43] La durée de l'étape de diagnostic, préalablement déterminée, par exemple au sein d'un calculateur du véhicule, est avantageusement de l'ordre de quelques secondes, préférentiellement inférieure à 5 secondes. Selon un exemple, la durée de l'étape de diagnostic est de l'ordre 1 seconde.
[44] Le procédé selon l'invention prévoit également que, durant l'étape d'analyse des paramètres caractéristiques :
[45] - si une valeur du statut relatif au niveau de fiabilité des paramètres caractéristiques est associée à un état non fiable desdits paramètres caractéristiques, alors ces paramètres caractéristiques ne sont pas exploités durant l’étape de détermination de l’état de diagnostic de la batterie électrique,
[46] - si une valeur du statut relatif au niveau de fiabilité des paramètres caractéristiques est associée à un état fiable desdits paramètres caractéristiques, alors ces paramètres caractéristiques sont exploités durant l’étape de détermination de l’état de diagnostic de la batterie électrique.
[47] Plus précisément, pour être exploités, les paramètres caractéristiques doivent présenter des valeurs disponibles pour les transferts des données et pour la mise en œuvre des étapes ultérieures du procédé selon l’invention. Dans ce cas, la valeur des paramètres caractéristiques correspondants est celle qui est fournie par le calculateur de la batterie électrique.
[48] Complémentairement, les paramètres caractéristiques non exploités sont ceux qui présentent des valeurs indisponibles pour les transferts de données et pour la mise en œuvre des étapes ultérieures du procédé selon l’invention.
[49] Par ailleurs, le procédé selon l'invention prévoit également que, durant l’étape d’analyse des paramètres caractéristiques, si une valeur du statut relatif au niveau de fiabilité des paramètres caractéristiques passe d’un état fiable à un état différent de l’état fiable pour lesdits paramètres caractéristiques, alors les paramètres caractéristiques relatifs à la résistance interne et à la tension minimale exploités durant l’étape de détermination de l’état de diagnostic de la batterie électrique sont les paramètres caractéristiques qui avaient été déterminés lors d’une itération précédente de l’étape d’analyse. [50] Avantageusement, l’état de diagnostic de la batterie électrique est défini en fonction d’une cartographie caractéristique de la batterie électrique établie à partir des paramètres caractéristiques relatifs à la résistance interne et à la tension minimale de ladite batterie électrique, l’état de diagnostic pouvant prendre l’une des valeurs choisies parmi :
[51] - une première valeur associée à un état de diagnostic incertain correspondant à un état de diagnostic pour lequel une capacité de la batterie électrique à répondre à des besoins sécuritaires du véhicule automobile n’est pas clairement identifiée,
[52] - une deuxième valeur associée à un état de diagnostic non conforme correspondant à un état de diagnostic pour lequel la batterie électrique est clairement identifiée comme étant incapable de répondre à des besoins sécuritaires du véhicule automobile.
[53] Les besoins sécuritaires du véhicule sont à comprendre comme des dispositifs techniques du véhicule qui font appel, en premier lieu ou en dernier recours, à une alimentation électrique depuis la batterie électrique pour la réalisation d'une fonction de sécurité du véhicule telle que, à titre d'exemples non limitatifs, un système de freinage électrique, un système de correction électronique de trajectoire ou un système de direction assistée électronique. La capacité de la batterie électrique à répondre à des besoins sécuritaires est la capacité à fournir une puissance électrique e/ou à maintenir une tension minimale requise aux bornes de l’organe assurant ce ou ces besoins sécuritaires.
[54] Selon un exemple, l’état de diagnostic peut également prendre une troisième valeur associée à un état de diagnostic conforme correspondant à un état de diagnostic pour lequel la batterie électrique est clairement identifiée comme étant capable de répondre à l'ensemble des besoins électriques du véhicule, y compris les besoins sécuritaires de celui-ci.
[55] Avantageusement, l’étape de détermination de l’état de diagnostic de la batterie électrique comporte une étape de mise à jour de statuts fonctionnels du véhicule portant sur :
[56] - une indisponibilité de l’état de diagnostic, le statut fonctionnel relatif à l’indisponibilité de l’état de diagnostic prenant une première valeur si un état de diagnostic a été déterminé, et une deuxième valeur s’il est impossible de déterminer un état de diagnostic,
[57] - une défaillance du calculateur de la batterie électrique lors de la détermination des paramètres caractéristiques de cette dernière, le statut fonctionnel relatif à la défaillance du calculateur prenant une première valeur si le calculateur est en mesure de déterminer les paramètres caractéristiques, et une deuxième valeur s’il est défaillant dans la détermination desdits paramètres caractéristiques.
[58] Le procédé selon l'invention offre ainsi une solution simple, fiable et complète de supervision d'une batterie électrique afin de garantir que cette dernière peut opérer de manière optimale, notamment pour la mise en œuvre de besoins sécuritaires du véhicule.
[59] Avantageusement, le procédé selon l'invention comporte une étape ultérieure d’affichage d’un témoin d’alerte sur un tableau de bord du véhicule automobile en fonction de l’état de diagnostic de la batterie électrique et des statuts fonctionnels mis à jour, afin d'avertir l'utilisateur du véhicule notamment dans des cas où l'état de diagnostic prend la première valeur ou la deuxième valeur précédemment définies, dans lesquelles, le diagnostic étant, respectivement, incertain ou non conforme, la mise en œuvre de besoins sécuritaires du véhicule peut se trouver compromise. Avantageusement, dans un tel cas, le procédé comporte une étape ultérieure de mise à jour d’une commande d’économie d’énergie électrique du véhicule automobile en fonction de l’état de diagnostic de la batterie électrique et des statuts fonctionnels mis à jour, afin de préserver la capacité de ladite batterie électrique à répondre prioritairement aux besoins sécuritaires du véhicule.
[60] Selon un deuxième aspect, l'invention a pour objet une unité de contrôle d’une batterie électrique de véhicule automobile, l’unité de contrôle étant configurée pour mettre en œuvre le procédé tel qu'il vient d'être décrit.
[61] Enfin, l'invention s'étend à un véhicule automobile comportant :
[62] - un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comportant une batterie électrique associée à un calculateur configuré pour mesurer des paramètres caractéristiques de la batterie électrique, [63] - une unité de contrôle telle que précitée, connectée à la batterie électrique, l’unité de contrôle étant configurée pour superviser un fonctionnement de la batterie électrique via la mise en œuvre du procédé tel que décrit précédemment.
[64] Selon différents exemples de mise en œuvre, la batterie électrique peut être du type d'un stockeur 12 Volt ou elle peut être du type d'une batterie au plomb.
[65] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et des exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
[66] [Fig.1] illustre schématiquement le procédé selon l'invention.
[67] [Fig.2] illustre schématiquement un exemple de cartographie de la batterie réalisée à l'issue du procédé selon l'invention.
[68] 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.
[69] 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.
[70] Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
[71] La Figure 1 illustre schématiquement les différentes étapes du procédé selon l'invention ainsi que les données d'entrée nécessaires à la réalisation de chaque étape de ce procédé et les informations obtenues ou mises à jour à l'issue de chacune de ces étapes.
[72] En référence à cette figure, la première étape 100 du procédé selon l'invention conduit à la détermination d'un besoin en diagnostic électrique d'un réseau basse tension d'un véhicule automobile et, plus particulièrement, d'un besoin en diagnostic électrique d'une batterie électrique 1 du véhicule, non représentée sur la Figure 1. Plus précisément, la première étape 100 du procédé selon l'invention conduit à la détermination et à la mise à jour d'une variable de besoin en diagnostic électrique 10 déterminée au sein d'une unité de contrôle 2 du véhicule, non représentée sur la Figure 1.
[73] La variable de besoin en diagnostic électrique 10 est déterminée lors d'une sous-étape 101 de la première étape 100 du procédé selon l'invention, sur la base du résultat de tests conduits, par exemple par un organe de test intégré à l'unité de contrôle 2, sur une pluralité d'organes du véhicule. Selon l'exemple plus particulièrement illustré par la Figure 1, ces tests comprennent notamment :
[74] - un test de fonctionnement d'un organe tel que, par exemple, un convertisseur DC-DC 11 configuré pour recharger la batterie électrique 1 lors de phases de roulage du véhicule,
[75] - un test de fonctionnement d'un dispositif 12 de sécurisation du réseau basse tension du véhicule configuré, notamment, permettant de connecter par commutation une résistance de test aux bornes la batterie électrique pour pouvoir évaluer la batterie électrique 1 ,
[76] - une mesure d'une tension 14 aux bornes de la batterie électrique 1.
[77] A l'issue de cette première sous-étape 101 , la variable de besoin en diagnostic 10 prend, par exemple, une valeur 10a.
[78] Dans une deuxième sous-étape 102 de la première étape 100 du procédé selon l'invention, la variable de besoin en diagnostic 10 précédemment évoquée est mise à jour en fonction du résultat des tests réalisés lors de la première sous-étape 101.
[79] Plus précisément, le procédé selon l'invention prévoit que, d'une part, si, l'organe 11 et le dispositif de sécurisation 12 précédemment définis fonctionnent de manière nominale, si, d'autre part, la tension 14 précitée est supérieure à une valeur seuil préalablement définie, et si, enfin, le véhicule est démarré, la variable de besoin en diagnostic 10 est mise à jour de telle manière qu'elle autorise la réalisation d'une deuxième étape 200 du procédé selon l'invention. La variable de besoin en diagnostic 10 prend alors une valeur 10b différente de la valeur 10a précédemment définie.
[80] Selon l'invention, dès lors que la variable de besoin en diagnostic atteint la valeur 10b à l'issue de la deuxième sous-étape 102, l'unité de contrôle 2 commande, d'une part, la réalisation de la deuxième étape 200 et, d'autre part, le retour de la variable de besoin en diagnostic 10 à sa valeur 10a précédemment définie. Ceci permet notamment d'assurer une périodicité dans la réalisation de la première étape 100 du procédé et, ainsi, de garantir une périodicité de la réalisation de l'ensemble du procédé selon l'invention. En référence à ce qui précède, la valeur 10a de la variable de besoin en diagnostic 10, déterminée à l'issue de la première sous-étape 101, est donc la deuxième valeur de cette variable, et la valeur 10b, déterminée à l'issue de la deuxième sous-étape 102, est la première valeur, précédemment définie, de la variable de besoin en diagnostic 10.
[81] Selon un exemple, une première durée t1 pendant laquelle la variable de besoin en diagnostic 10 revêt la première valeur 10b, représentative d'un besoin en diagnostic de la batterie électrique 1, est de l'ordre de quelques fractions de secondes, par exemple de l'ordre de 100 millisecondes, et une deuxième durée t2 pendant laquelle la variable de besoin en diagnostic 10 revêt la deuxième valeur 10a, est de l'ordre de quelques minutes, par exemple 5 à 6 minutes. En d'autres termes, selon un tel exemple, la deuxième sous-étape 102 précédemment évoquée, lors de laquelle la variable de besoin de diagnostic 10 est mise à jour pour prendre la première valeur 10b, est réalisée environ toutes les 5 à 6 minutes, et la variable de besoin en diagnostic 10 est maintenue à cette première valeur 10b par l'unité de contrôle 2 pendant environ 100 millisecondes, c'est-à-dire une durée nécessaire à la commande, par ladite unité de contrôle 2, de la réalisation de la deuxième étape 200 du procédé selon l'invention, et à la commande, par l'unité de contrôle, du retour de la variable de besoin en diagnostic 10 à sa valeur 10a définie à l'issue de la première sous-étape 101.
[82] Lors de la deuxième étape 200, le procédé selon l'invention prévoit, dans une première sous-étape 201 , l'application d'une tension prédéterminée 20 à la batterie électrique 1 , pendant une durée initiale t3 préalablement définie. Selon un exemple, la durée initiale t3 précitée est de l'ordre de quelques secondes, par exemple 3 secondes, et la tension prédéterminée 20 appliquée à la batterie électrique 1 est choisie supérieure à une tension nominale de fonctionnement de ladite batterie électrique 1. Par exemple, si une tension nominale de fonctionnement de la batterie électrique 1 est de l'ordre de 12 Volt, la tension prédéterminée 20 est avantageusement choisie de l'ordre de 13 à 14 Volt, de sorte à recharger la batterie.
[83] Complémentairement, pendant la deuxième étape 200, le procédé selon l'invention prévoit, dans une deuxième sous-étape 202, que l'unité de contrôle 2 commande le dispositif de sécurisation 12 précédemment évoqué à, d'une part, isoler électriquement la batterie électrique 1 et l'organe 11 précédemment défini et, d'autre part, à appliquer un profil de commutation prédéterminé à la résistance de test 13 de la batterie électrique 1. Avantageusement, la deuxième sous-étape 202 est réalisée consécutivement à la première sous-étape 201, par exemple avec une temporisation t4 de l'ordre de quelques dixièmes de secondes, et elle s'étend sur une durée t5 de l'ordre de 1 à 2 secondes, par exemple 1.5 seconde. Selon un exemple, le profil prédéterminé de commutation de la résistance de test 13, pour générer des appels de courant déchargeant la batterie dans la résistance de test, est établi de telle manière que son application conduit à au moins une variation d'un courant de décharge 15 aux bornes de la batterie électrique 1.
[84] La deuxième étape 200 du procédé selon l'invention comporte également une troisième sous-étape 203 durant laquelle l'unité de contrôle 2 reçoit, par exemple d'un dispositif 3 de gestion de la batterie électrique 1, non représenté sur la Figure 1, une mise à jour d'une pluralité de paramètres caractéristiques de la batterie électrique 1, parmi lesquels, par exemple, une valeur d'une résistance interne 130 de la batterie électrique 1 , et/ou une valeur d'une tension minimale 140 aux bornes de la batterie électrique 1 atteinte pendant la décharge au travers de la résistance de test, et/ou une température 16 de la batterie électrique 1 , et/ou un état de charge 17 et/ou un courant de décharge aux bornes de cette dernière.
[85] La troisième sous-étape 203 est réalisée consécutivement à la deuxième sous- étape 202 précédemment décrite.
[86] Le procédé selon l'invention comprend également une troisième étape 300 durant laquelle le diagnostic électrique de la batterie électrique 1 est réalisé. La troisième étape 300 est réalisée consécutivement à la deuxième étape 200, pendant une durée de diagnostic t6, prédéfinie, de l'ordre de quelques secondes, par exemple inférieure à 5 secondes, par exemple de l'ordre de la seconde. Pendant la troisième étape 300 de diagnostic, l'unité de contrôle choisit un ou plusieurs paramètres caractéristiques parmi ceux évalués lors de la troisième sous-étape 203 de la deuxième étape 200.
[87] Dans une quatrième étape 400 du procédé selon l'invention, l'unité de contrôle 2 réalise une analyse pour définir une fiabilité des paramètres caractéristiques choisis lors de la troisième étape 300, et associe ces derniers à un statut fiable 40 ou non fiable 41.
[88] Dans une cinquième étape 500 du procédé selon l'invention, l'unité de contrôle 2 définit un état de diagnostic 150 de la batterie électrique 1, en fonction, d'une part, des valeurs des paramètres caractéristiques choisis lors de la troisième étape 300 et, d'autre part, du statut fiable 40 ou non fiable 41 de ces derniers, déterminé lors de la quatrième étape 400 du procédé selon l'invention.
[89] Plus précisément, si les paramètres caractéristiques présentent un état fiable 40, ils sont pris en compte pour la détermination de l'état de diagnostic 150 de la batterie électrique 1, et si les paramètres caractéristiques présentent un état non fiable 41 , ils ne sont pas pris en compte pour la détermination de l'état de diagnostic 150 de la batterie électrique 1. Dans un tel cas, selon un exemple, le procédé selon l'invention peut prévoir qu'une valeur précédente de ces paramètres caractéristiques, par exemple obtenue lors d'une itération précédente du procédé, sera choisie.
[90] L'état de diagnostic 150 de la batterie est défini en fonction d'une cartographie préalablement établie des paramètre caractéristiques précités, dans laquelle des ensembles de valeurs de ces différents paramètres caractéristiques correspondent à différents états de diagnostic 150 :
[91] - un état de diagnostic certain, pour lequel les valeurs des paramètres caractéristiques permettent de garantir que la batterie électrique 1 peut répondre dans des conditions fiables et sûre aux besoins du véhicule et, notamment, aux besoins sécuritaires de celui-ci,
[92] - un état de diagnostic incertain, pour lequel les valeurs des paramètres caractéristiques ne permettent pas de déterminer de manière fiable si la batterie électrique 1 peut répondre dans des conditions fiables et sûre aux besoins du véhicule et, notamment, aux besoins sécuritaires de celui-ci. C'est le cas, par exemple, si quelques paramètres caractéristiques, en nombre minoritaire par rapport au nombre de paramètres caractéristiques choisis, présentent un état non fiable 41 tel que précédemment défini.
[93] - un état de diagnostic non conforme, pour lequel les valeurs des paramètres caractéristiques permettent de déterminer de manière fiable que la batterie électrique 1 ne peut pas répondre dans des conditions fiables et sûre aux besoins du véhicule et, notamment, aux besoins sécuritaires de celui-ci. C'est, par exemple, le cas lorsqu'une majorité de paramètres caractéristiques présentent l'état non fiable 41.
[94] De manière avantageuse, l’état de diagnostic 150 de la batterie électrique est défini en fonction de la cartographie exclusivement lorsque les valeurs des paramètres caractéristiques, c’est-à-dire la résistance interne et la tension minimale de la batterie électrique 1 sont connues et associés à un statut fiable 40. Dans ce cas, l’état de la batterie électrique 1 dépend du positionnement des valeurs des paramètres caractéristiques dans la cartographie. A contrario, lorsque les paramètres caractéristiques sont associés à un statut non fiable 41, alors la cartographie n’est pas utilisée et le diagnostic est déclaré indisponible.
[95] Dans une sixième étape 600, le procédé selon l'invention prévoit un comptage des états de diagnostic 150 successifs, obtenus à l'issue d'un nombre prédéterminé d'itérations du procédé selon l'invention. Plus précisément, le procédé selon l'invention prévoit, dans cette sixième étape 600, un comptage et un enregistrement, au sein de l'unité de contrôle 2, des états de diagnostic 150 successifs identiques, afin de commander, dans une septième étape 700 du procédé selon l'invention, l'affichage éventuel d'un signal visuel et/ou sonore d'alerte au sein du véhicule, à destination des utilisateurs du véhicule. Selon un exemple, durant la septième étape 700 du procédé selon l'invention, l'unité de contrôle 2 peut également commander à un calculateur central du véhicule une économie d'énergie afin de consacrer les capacités de la batterie électrique 1 prioritairement aux besoins sécuritaires du véhicule. [96] La Figure 2 illustre schématiquement un exemple de cartographie de l'état diagnostic d'une batterie électrique telle que précédemment évoquée. Selon l'exemple illustré par la Figure 2, les paramètres caractéristiques choisis sont la tension minimale 14 aux bornes de la batterie électrique 1 et la résistance interne 130 de cette dernière. En particulier, la tension minimale 14 prise au borne de la batterie électrique 1 comme paramètre caractéristique est une tension minimale mesurée aux bornes de la batterie électrique pendant chaque sollicitation de la batterie électrique au travers de la résistance de test. Selon d'autres exemples, d'autres paramètres caractéristiques peuvent être choisis pour élaborer une telle cartographie, l'unité de contrôle 2 pouvant être configurée pour placer simultanément une pluralité de valeurs de différents paramètres caractéristiques sur une pluralité de cartographies afin d'obtenir une pluralité d'informations relatives à l'état diagnostic de la batterie électrique 1 et, ainsi, une image aussi complète et précise que possible de l'état réel de la batterie électrique 1.
[97] En référence à la figure 2, on définit une première région A de la cartographie, correspondant à des couples de valeurs (130, 14) des paramètres précités pour lesquels :
[98] - d'une part, la tension minimale 14 aux bornes de la batterie électrique est supérieure à une première valeur seuil 145 tant que la résistance interne 130 de la batterie électrique 1 est inférieure ou égale à une première valeur seuil 135,
[99] - et, d'autre part, la résistance interne 130 de la batterie électrique 1 reste constante à la première valeur seuil 135 dès lors que la tension minimale 14 aux bornes de la batterie électrique 1 a atteint une deuxième valeur seuil 146.
[100] Comme évoqué précédemment, la tension minimale 14 mesurée aux bornes de la batterie électrique est avantageusement une tension minimale mesurée aux bornes de la batterie électrique pendant chaque sollicitation de la batterie électrique.
[101] Cette première région A de la cartographie correspond à des états diagnostics 150 de la batterie électrique 1 précédemment définis comme certains, c'est-à-dire que si le couple de valeurs (130, 14) choisi lors de la cinquième étape 500 du procédé selon l'invention est situé dans cette première région A de la cartographie, la batterie électrique 1 est, de manière sûre et fiable, capable de garantir la totalité des besoins électriques du véhicule, notamment les besoins sécuritaires de celui- ci.
[102] En référence à la figure 2, on définit une deuxième région B de la cartographie, correspondant à des couples de valeurs (130, 14) des paramètres précités pour lesquels :
[103] - d'une part, quelle que soit la valeur de la résistance interne 130 de la batterie électrique 1, la tension minimale 14 aux bornes de cette dernière reste inférieure à la première valeur seuil 145 précédemment définie,
[104] - et, d'autre part, la résistance interne 130 de la batterie électrique 1 est supérieure à une deuxième valeur seuil 136 dès lors que la tension minimale 14 aux bornes de la batterie électrique 1 est supérieure à la première valeur seuil 145 précitée.
[105] Cette deuxième région B de la cartographie correspond à des états diagnostics 150 de la batterie électrique 1 précédemment définis comme non conformes, c'est- à-dire que si le couple de valeurs (130, 14) choisi lors de la cinquième étape 500 du procédé selon l'invention est situé dans cette deuxième région B de la cartographie, la batterie électrique 1 n'est, de manière sûre et fiable, pas capable de garantir la totalité des besoins électriques du véhicule. Dans ce cas, l'affichage d'un signal d'alerte, d'une part, et, d'autre part, une reconfiguration de l'utilisation des capacités de la batterie électrique 1 pour assurer prioritairement les besoins électriques sécuritaires, sont nécessaires.
[106] En référence à la figure 2, on définit enfin une troisième région C de la cartographie, entre la première région A et la deuxième région B, correspondant à des couples de valeurs (130, 14) des paramètres précités pour lesquels :
[107] - d'une part, la résistance interne 130 de la batterie électrique 1 est inférieure ou égale à la deuxième valeur seuil 136 précédemment évoquée dès lors que la tension minimale 14 aux bornes de la batterie électrique 1 est comprise entre la première valeur seuil 145 et la deuxième valeur seuil 146 précédemment décrites,
[108] - d'autre part, la résistance interne 130 de la batterie électrique 1 est comprise entre la première valeur seuil 135 et la deuxième valeur seuil 136 lorsque la tension minimale 14 aux bornes de la batterie électrique 1 est comprise entre la deuxième valeur seuil 146 et une troisième valeur seuil 147,
[109] - et, enfin, la résistance interne 130 de la batterie électrique 1 est comprise entre la première valeur seuil 135 et la deuxième valeur seuil 136 dès lors que la tension minimale 14 aux bornes de la batterie électrique 1 est supérieure à la troisième valeur seuil 147.
[110] Cette troisième région C de la cartographie correspond à des états diagnostics 150 de la batterie électrique 1 précédemment définis comme incertains, c'est-à- dire que si le couple de valeurs (130, 14) choisi lors de la cinquième étape 500 du procédé selon l'invention est situé dans cette troisième région C de la cartographie, il n'est pas possible de déterminer de manière sûre et fiable si la batterie électrique 1 est ou non capable de garantir la totalité des besoins électriques du véhicule, notamment les besoins sécuritaires. Dans ce cas, de nouvelles itérations du procédé selon l'invention, ainsi que le comptage et l'enregistrement des états diagnostics identiques peut s'avérer important pour déterminer si une telle incertitude persiste ou pour lever cette dernière.
[111] En synthèse, l'invention propose un procédé simple de surveillance de l'état d'une batterie électrique afin de garantir que cette dernière est en mesure d'assurer les besoins électriques, notamment sécuritaires, d'un véhicule dans lequel elle est placée.
[112] 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 et variantes de mise en œuvre 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. j

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Procédé de supervision d’une batterie électrique (1 ) d’un réseau basse tension d’un véhicule automobile, le procédé comportant les étapes suivantes :
- une étape (100) de détermination d’un besoin en diagnostic électrique du réseau basse tension en fonction d’au moins une conditions testée sur un ou plusieurs organes (11, 12) du véhicule automobile et alimentés par le réseau basse tension, l’étape (100) de détermination du besoin en diagnostic conduisant à la mise à jour d’une variable de besoin en diagnostic électrique (10, 10a, 10b) en fonction de l’au moins une condition testée,
- une étape (200) de pilotage spécifique de la batterie électrique (1) en fonction de la variable de besoin en diagnostic électrique(10, 10a, 10b), l’étape (200) de pilotage spécifique de la batterie électrique (1) comportant une étape (201) d’application d’une tension prédéterminée (20) aux bornes de ladite batterie électrique (1) pendant une durée initiale (t3),
- une étape (300) de diagnostic de la batterie électrique (1) durant laquelle plusieurs paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18) de la batterie électrique (1) sont déterminés par un calculateur (3) de la batterie électrique (1),
- une étape (400) d’analyse des paramètres caractéristiques (13, 14, 130,
140, 16, 17, 18) déterminés durant l’étape de diagnostic (300), l’étape d’analyse (400) des paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18) conduisant à définir un statut (40, 41) relatif au niveau de fiabilité des paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18),
- une étape (500) de détermination d’au moins un état de diagnostic (150) de la batterie électrique (1) en fonction des paramètres caractéristiques (13, 14,
130, 140, 16, 17, 18) et du statut (40, 41 ) relatif au niveau de fiabilité desdits paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18),
- une étape (600) de comptage des états de diagnostic (150), un nombre de chacun des états de diagnostic déterminés précédemment étant enregistré dans une mémoire.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’étape (100) de détermination du besoin en diagnostic comporte au moins un des tests suivants sur les organes (11, 12) du véhicule automobile :
- un test de disponibilité d’un organe (11 ) du type d’un convertisseur de tension DC-DC, et/ou
- un test de disponibilité d’un organe du type d’un dispositif (12) permettant de sécuriser le réseau basse tension du véhicule automobile et de connecter par commutation une résistance de test (13) aux bornes la batterie électrique (1), et/ou
- un test d’une différence de potentiel électrique (14) aux bornes de la batterie électrique (1).
[Revendication 3] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel durant l'étape (102) de mise à jour de la variable de besoin en diagnostic électrique (10, 10a, 10b) en fonction de l’au moins une condition, si :
- le véhicule automobile est démarré, et
- le convertisseur de tension DC-DC (11 ) est disponible, et
- le dispositif (12) permettant de commuter la résistance de test de la batterie électrique (1 ) et de la sécuriser est disponible,
- et si la tension (14) aux bornes de la batterie électrique est supérieure à une tension de seuil, alors :
- pendant une première durée (t1), la variable de besoin en diagnostic électrique (10, 10a, 10b) est égale à une première valeur (10b) représentative d’une présence de besoin en diagnostic électrique ; puis
- pendant une deuxième durée (t2), la variable de besoin en diagnostic électrique (10, 10a, 10b) est égale à une deuxième valeur (10a) représentative d’une absence de besoin en diagnostic électrique.
[Revendication 4] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’étape de pilotage spécifique (200) de la batterie électrique comporte une étape (202) de test par le dispositif de sécurisation (12) durant laquelle :
- le dispositif de sécurisation (12) est configuré pour isoler électriquement la batterie électrique (1 ) du convertisseur de tension DC-DC (11 ), - le dispositif de sécurisation (12) commute la résistance de test (13) de la batterie électrique (1) selon un profil caractéristique.
[Revendication 5] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’étape de pilotage spécifique (200) de la batterie électrique (1) comporte une étape (203) de mise à jour de paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18) de la batterie électrique (1) choisis parmi une valeur de résistance interne (13, 130), et/ou une tension minimale (14, 140) de la batterie électrique (1) résultant de la décharge induite par la commutation de la résistance de test, et/ou un statut (40, 41) relatif à un niveau de fiabilité desdits paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18), l’étape (203) de mise à jour des paramètres caractéristiques étant postérieure à l’étape (202) de test du dispositif de sécurisation.
[Revendication 6] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, durant l’étape (300) de diagnostic de la batterie électrique (1), les paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18) déterminés sont choisi parmi une température (16) de la batterie électrique (1), et/ou un état de charge (17) de la batterie électrique (1), et/ou la tension minimale (140) de la batterie électrique (1), et/ou un courant (18) aux bornes de la batterie électrique (1).
[Revendication 7] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, durant l’étape (400) d’analyse des paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18) :
- si une valeur (41 ) du statut relatif au niveau de fiabilité des paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18) est associée à un état non fiable desdits paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18), alors ces paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18) ne sont pas exploités durant l’étape (500) de détermination de l’état de diagnostic (150) de la batterie électrique (1),
- si une valeur (40) du statut relatif au niveau de fiabilité des paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18) est associée à un état fiable desdits paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18), alors ces paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18) sont exploités durant l’étape (500) de détermination de l’état de diagnostic (150) de la batterie électrique (1).
[Revendication 8] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’état de diagnostic (150) de la batterie électrique (1) est défini en fonction d’une cartographie caractéristique de la batterie électrique (1) établie à partir des paramètres caractéristiques (13, 14, 130, 140, 16, 17, 18) relatifs à la résistance interne (13) et à la tension minimale (14) de ladite batterie électrique (1), l’état de diagnostic (150) pouvant prendre l’une des valeurs choisies parmi :
- une première valeur associée à un état de diagnostic incertain (B) correspondant à un état de diagnostic (150) pour lequel une capacité de la batterie électrique (1) à répondre à des besoins sécuritaires du véhicule automobile n’est pas clairement identifiée ;
- une deuxième valeur (C) associée à un état de diagnostic (150) non conforme correspondant à un état de diagnostic (150) pour lequel la batterie électrique (1) est clairement identifiée comme étant incapable de répondre à des besoins sécuritaires du véhicule automobile.
[Revendication 9] Unité de contrôle (2) d’une batterie électrique (1 ) de véhicule automobile, l’unité de contrôle (2) étant configurée pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes. [Revendication 10] Véhicule automobile comportant : - un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comportant une batterie électrique (1) associée à un calculateur (3) configuré pour mesurer des paramètres caractéristiques de la batterie électrique (1),
- une unité de contrôle (2) selon la revendication précédente et connectée à la batterie électrique (1 ), l’unité de contrôle (2) étant configurée pour superviser un fonctionnement de la batterie électrique (1) via la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
PCT/FR2022/050402 2021-04-29 2022-03-07 Supervision d'une batterie électrique pour véhicule automobile WO2022229523A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2104479 2021-04-29
FR2104479A FR3122499B1 (fr) 2021-04-29 2021-04-29 Supervision d'une batterie électrique pour véhicule automobile

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022229523A1 true WO2022229523A1 (fr) 2022-11-03

Family

ID=76283993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2022/050402 WO2022229523A1 (fr) 2021-04-29 2022-03-07 Supervision d'une batterie électrique pour véhicule automobile

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3122499B1 (fr)
WO (1) WO2022229523A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2104479A5 (fr) 1970-08-19 1972-04-14 Robertshaw Controls Co
WO1990010242A2 (fr) * 1989-02-21 1990-09-07 Allied-Signal Inc. DISPOSITIF DE CONTROLE DE l'ETAT D'UNE BATTERIE D'AVION
US20150285867A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-08 Ford Global Technologies, Llc Model-based diagnosis for battery voltage
US9983267B2 (en) * 2012-09-05 2018-05-29 Robert Bosch Gmbh Low-voltage network with a DC-DC converter and method for testing a low-voltage battery by employing pulses feed to the low-voltage battery to sense either voltage or current response

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2104479A5 (fr) 1970-08-19 1972-04-14 Robertshaw Controls Co
WO1990010242A2 (fr) * 1989-02-21 1990-09-07 Allied-Signal Inc. DISPOSITIF DE CONTROLE DE l'ETAT D'UNE BATTERIE D'AVION
US9983267B2 (en) * 2012-09-05 2018-05-29 Robert Bosch Gmbh Low-voltage network with a DC-DC converter and method for testing a low-voltage battery by employing pulses feed to the low-voltage battery to sense either voltage or current response
US20150285867A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-08 Ford Global Technologies, Llc Model-based diagnosis for battery voltage

Also Published As

Publication number Publication date
FR3122499B1 (fr) 2023-04-14
FR3122499A1 (fr) 2022-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2457105B1 (fr) Procédé de diagnostic du fonctionnement d'un dispositif de coupure et de raccordement d'une batterie a un réseau de bord de véhicule automobile
EP2118953B1 (fr) Procede de diagnostic d'une batterie plomb-acide d'un vehicule automobile et systeme pour sa mise en oeuvre
EP2797157B1 (fr) Système de batterie de puissance pour la determination de l'impedance d'un etage
FR2860301A1 (fr) Appareil de surveillance de l'etat d'une batterie d'automobile
EP3308177A1 (fr) Système électrique comportant un circuit de détection d'un défaut d'isolement électrique
EP3138179B1 (fr) Procede et dispositif de surveillance d'une batterie electrique de vehicule
EP2707737B1 (fr) Procede d'estimation de l'etat de fonctionnement d'une batterie pour un systeme d'arret/relance automatique du moteur thermique d'un vehicule, capteur et systeme de gestion de batterie adaptes
EP3047290B1 (fr) Procede d'estimation du vieillissement d'une cellule de batterie d'accumulateurs
EP4111219B1 (fr) Procédé d'estimation de l'état de santé énergétique d'une batterie
EP2859636B1 (fr) Batterie d'accumulateurs protegee contre les courts-circuits externes
EP4136466A1 (fr) Procede de detection d'un defaut d'isolation electrique entre une source d'energie electrique et une masse electrique
FR2920884A1 (fr) Procede d'estimation de l'etat de sante d'une batterie embarquee dans un vehicule automobile.
WO2022229523A1 (fr) Supervision d'une batterie électrique pour véhicule automobile
WO2020200897A1 (fr) Procédé d'initialisation de l'état de charge d'une batterie
FR3009754A1 (fr) Diagnostic de la resistance interne d'une batterie electrique
FR3092434A1 (fr) Procédé de diagnostic et de décollage d’un relais de puissance
WO2012156602A1 (fr) Procédé de mesure de la résistance interne d'une batterie, et capteur et système de gestion de batterie adaptes
EP3435103B1 (fr) Methode d'estimation d'un etat d'energie d'une batterie
FR3084470A1 (fr) Procédé pour contrôler la plausibilité d’une grandeur de mesure d’un capteur de véhicule automobile
EP4392798A1 (fr) Procede de verification d'un dispositif de test de batterie auxiliaire
FR3105433A1 (fr) Procédé de diagnostic pour une batterie de véhicule
FR2976130A1 (fr) Procede et dispositif de surveillance d'une source d'energie
WO2023104472A1 (fr) Procede de determination et de recalage de l'etat de charge des batteries d'un vehicule hybride
WO2022263732A1 (fr) Procede de protection d'un circuit de batterie avec detection d'une liaison electrique vissee defectueuse
EP1432096A2 (fr) Dispositif de contrôle de l'état de charge, à tension constante, d'un ensemble de batterie à générateurs électrochimiques secondaires

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22712974

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22712974

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1