WO2023084165A1 - Supervision avec anticipation du groupe d'alimentation électrique d'un véhicule - Google Patents

Supervision avec anticipation du groupe d'alimentation électrique d'un véhicule Download PDF

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WO2023084165A1
WO2023084165A1 PCT/FR2022/051858 FR2022051858W WO2023084165A1 WO 2023084165 A1 WO2023084165 A1 WO 2023084165A1 FR 2022051858 W FR2022051858 W FR 2022051858W WO 2023084165 A1 WO2023084165 A1 WO 2023084165A1
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Yannick BOTCHON
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    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle

Definitions

  • the invention relates to vehicles comprising an on-board network supplied with electrical energy by a power supply group comprising an electric power generator and a service battery, and more specifically the supervision of the power supply group of such vehicles.
  • Some vehicles include an on-board network supplied with electrical energy5 by a power supply unit comprising an electrical energy generator and a service battery (generally rechargeable, possibly via the electrical energy generator).
  • the electrical energy generator can, for example, be an alternator or an alternator-starter when the vehicle comprises a powertrain (or GMP) comprising at least one thermal engine, or else a converter associated with a main battery (or " traction") of the low, medium or high voltage type, when the GMP includes at least one electric motor machine.
  • on-board network is understood to mean a power supply network to which are coupled electrical (or electronic) equipment (or 5 organs) consuming electrical energy and being “non-priority (s) )” or “safe(s)” (and therefore priority(s)).
  • service battery is understood to mean a battery of the very low voltage type (typically 12 V, 24 V or 48 V) and possibly rechargeable by at least one electrical energy generator. .
  • equipment or organ
  • safety means at least one so-called “safe” function because it concerns the safety of the passengers of a vehicle, and therefore having to be supplied with electrical energy as a priority. This is the case, for example, of the electric power steering or a
  • the on-board network is mainly supplied with electrical energy by the electrical energy generator, in particular when the GMP is in operation, and the service battery is present to supply the on-board network when the energy generator electric GMP cannot do this or in addition to what the electric power generator supplies, in particular when it is necessary to guarantee a minimum level of voltage to the safety devices.
  • the service battery supplies the on-board network, it discharges, which can cause a drop in voltage at the terminals of the on-board network (phenomenon known as "collapse"), and when it is subjected to an operating problem, possibly due to its aging, the voltage at its terminals may prove to be unsuitable for the on-board network.
  • the nominal operation of the electrical equipment coupled to the on-board network and in particular those which are secure, can be impacted.
  • a supervision method intended to be implemented in a vehicle comprising an on-board network supplied with electrical energy by a power supply group comprising an electrical energy generator and a service battery.
  • a state representative of a level of energy shortage of the power supply group is determined as a function of this determined information, of a possible determined problem and of a possible next determined energy requirement.
  • the supervision method according to the invention may comprise other characteristics which may be taken separately or in combination, and in particular: - in its step I state can be chosen from among N predefined states, with N >2;
  • the N predefined states can be chosen from a group comprising, on the one hand, a non-critical state representative of a capacity of the electrical energy generator at
  • the information can be chosen from among M predefined information, with M > 3;
  • the M pieces of information can be chosen from a group comprising, on the one hand, a first predefined piece of information representative of a first interval of remaining electrical energy production capacities of the generator d electrical energy, on a second part, a second predefined information representative of a second interval of remaining electrical energy production capacities of the electrical energy generator lower than the first interval, on a third part, a third predefined information representative of a third interval of remaining electrical energy production capacities of the electrical energy generator less than the second interval, on a fourth part, a fourth predefined piece of information representative of a fourth interval of remaining electrical energy production capacities of the electrical energy generator less than the third interval, and, on the fifth hand, a fifth piece of information representative of an inability to supply electrical energy from the generator d 'energy
  • the problem of the supply group can be chosen from a group comprising a problem of operation of the electric energy generator, a problem of operation of the house battery, a problem of overvoltage at the terminals of the house battery with respect to a second threshold, and an undervoltage problem at the terminals of the service battery with respect to a third threshold;
  • the overvoltage problem in its stage the overvoltage problem may correspond to a voltage greater than the second threshold for a duration greater than a first predefined duration, and the undervoltage problem may correspond to a voltage less than or equal to at the third threshold for a duration greater than a second predefined duration.
  • the invention also proposes a computer program product comprising a set of instructions which, when it is executed by processing means, is suitable for implementing a supervision method of the type of that presented above for supervising a power supply group comprising an electric power generator and a service battery and supplying electric power to an on-board network of a vehicle.
  • the invention also proposes a supervision device intended to equip a vehicle comprising an on-board network supplied with electrical energy by a power supply group comprising an electrical energy generator and a service battery.
  • This supervision device is characterized in that it comprises at least one processor and at least one memory arranged to perform the operations consisting of: 0 - determining whether the power supply unit has at least one problem, whether the on-board network will have a next energy requirement, and information representative of an electrical energy production capacity of the electrical energy generator, then - to determine a state representative of a level of energy penalty of the power supply group according to this determined information, of a possible determined problem and of a possible next determined energy requirement.
  • the invention also proposes a vehicle, optionally of the automobile type, and comprising an on-board network supplied with electrical energy by a power supply group comprising an electrical energy generator and a service battery, as well as a supervision device of the type presented above.
  • FIG. 1 schematically and functionally illustrates an exemplary embodiment of a vehicle comprising a distribution box comprising a supervision device according to the invention
  • FIG. 2 schematically and functionally illustrates an exemplary embodiment of an electrical power distribution supervision computer comprising an exemplary embodiment of a supervision device0 according to the invention
  • FIG. 3 schematically illustrates an example of an algorithm implementing a supervision method according to the invention.
  • the object of the invention is in particular to propose a method of supervision, and an associated supervision device DS, intended to allow the anticipated supervision in a vehicle V of a power supply group comprising a generator of electrical energy GE and a service battery BS and responsible for supplying electrical energy to an on-board network RB to which electrical equipment is coupled.
  • the vehicle V is of the automobile type. This is, for example, a car, as shown in figure 1 . But the invention is not limited to this type of vehicle. It relates in fact to any type of vehicle comprising an on-board network supplied with electrical energy by a power supply group comprising an electrical energy generator and a service battery. Thus, it concerns, by way of non-limiting example, that the vehicle V is of the automobile type. This is, for example, a car, as shown in figure 1 . But the invention is not limited to this type of vehicle. It relates in fact to any type of vehicle comprising an on-board network supplied with electrical energy by a power supply group comprising an electrical energy generator and a service battery. Thus, it concerns, by a power supply group comprising an electrical energy generator and a service battery.
  • land vehicles commercial vehicles, motorhomes, minibuses, coaches, trucks, motorcycles, road construction machinery, construction machinery, agricultural machinery, leisure machinery (snowmobile, kart), and caterpillar machinery), example), boats and aircraft.
  • the vehicle V comprises a powertrain (or GMP) of the all-electric type (and therefore whose traction is ensured exclusively by at least one electric motor machine ).
  • GMP powertrain
  • the GMP could be of the hybrid type (thermal and electric) or of the purely thermal type.
  • FIG. 1 There is schematically represented in FIG. 1 a vehicle V comprising an electric GMP transmission chain, an on-board network RB, a supply group comprising a service battery BS and an electric power generator GE, and a DS supervision according to the invention.
  • the on-board network RB is a power supply network to which are coupled (or connected) electrical (or electronic) equipment (or organs) which consume electrical energy and which for some of them are “non-priority” and for some others are “safe” (and therefore priority).
  • safety equipment or component
  • safety equipment may be electric power steering, or an electric braking device5 (service brake, emergency brake, braking assistance or anti-skid system, for example), or even a trajectory control device.
  • a non-priority item of equipment (or member) can be a heating/air conditioning installation or a seat heating device or a seat massager device.
  • the service battery BS is responsible for supplying electric power to the on-board network RB, in addition to that supplied by the electric power generator GE and sometimes instead of the latter (GE).
  • this service battery BS can be arranged in the form of a battery of the type very low voltage (typically 12 V, 24 V or 48 V). It is for example rechargeable by at least the electrical energy generator GE. It is considered in what follows, by way of non-limiting example, that the service battery BS is of the 12 V Lithium-ion type.
  • the service battery BS is associated with a first battery box BB1 responsible for determining, estimating or measuring voltages/currents, state of charge and temperature, and coupled to the distribution box BD.
  • the transmission chain has a GMP which is, here, purely electrical, and therefore which comprises, in particular, an electric driving machine MM1, a motor shaft AM, and a transmission shaft AT.
  • the term “electric drive machine” means an electric machine arranged so as to supply or recover torque to move the vehicle V.
  • the operation of the GMP is supervised by a first supervision computer CS1.
  • the driving machine MM1 (here an electric motor) is coupled to a main (or traction) battery BP, in order to be supplied with electrical energy, as well as possibly to supply this main battery BP with electrical energy during a phase regenerative braking. It is coupled to the motor shaft AM, to provide it with torque by rotational drive.
  • This motor shaft0 AM is here coupled to a reducer RD which is also coupled to the transmission shaft AT, itself coupled to a first train T1 (here of wheels), preferably via a differential D1.
  • This first train T1 is here located in the front part PW of the vehicle V. But in a variant this first train T 1 could be the one which is here referenced T25 and which is located in the rear part PRV of the vehicle V.
  • the prime mover MM1 is, here, also coupled to the electrical energy generator GE which is also indirectly coupled to the service battery BS, in particular to recharge it with electrical energy from the main battery BP and converted.
  • This GE electric power generator is an example power converter. It is here responsible during the driving phases of the vehicle V to convert part of the electric current stored in the main battery BP to supply converted electric current, on the one hand, the on-board network RB, and, on the other hand, the service battery BS (when it needs to be recharged).
  • the main battery BP When the main battery BP is suitable for recharging in mode 2 or 3, it can be recharged in direct current by the energy generator
  • the main battery BP can comprise electrochemical cells for storing electrical energy, possibly of the lithium-ion (or Li-ion) or Ni-Mh or Ni-Cd type.
  • the main battery BP can be of the low voltage type (typically 450 V by way of illustration). But it could be medium voltage or high voltage.
  • the main battery BP is associated with a second battery box BB2 which comprises, for example, an isolation device, means for measuring voltage/current/temperature and a battery calculator.
  • the isolation device is arranged so as to isolate the main battery BP from the electrical energy generator GE and/or from the charging connector and/or from the prime mover MM 1 , when the battery computer from the second battery box BB2 the request.
  • the battery computer of the second battery box BB2 centralizes the voltage, current and temperature measurements, and determines the parameters of the main battery BP according to these measurements, and in particular its internal resistance, its minimum voltage and its state of charge ( or SOC (“State Of Charge”).
  • SOC State Of Charge
  • the battery computer of the second battery box BB2 exchanges information in particular with the first supervision computer CS1 of the GMP and the second supervision computer CS2.
  • the vehicle V also comprises a distribution box BD to which the service battery BS, the electric power generator GE and the on-board network RB are coupled.
  • This distribution box BD is responsible for distributing in the on-board network RB the electrical energy produced by the electrical energy generator GE or stored in the service battery BS, for power supply electrical components (or equipment) coupled to the on-board network RB, depending on power supply requests received (in particular from the first supervision computer CS1 of the GMP).
  • the second supervision computer CS2 is part of the distribution box BD. But in a variant embodiment (not shown) the second supervision computer CS2 could not be part of the distribution box BD.
  • the invention proposes in particular a supervision method intended to allow the supervision of the power supply group of the vehicle V in advance.
  • This (supervision) method can be implemented at least in part by a supervision device DS of the type illustrated in FIG. 2 and 5 comprising at least one processor PR1 and at least one memory MD which are arranged to perform operations when it has been woken up, for example by the first supervision computer CS1 when the latter (CS1) wants to obtain a state eg of the supply group, or possibly as soon as the on-board electronics are woken up by a master computer of the vehicle V
  • the supervision device DS forms part of the second supervision computer CS2. But it could be equipment coupled to the second CS2 supervision computer.
  • the DS supervision device is made in the form of a combination of electrical5 or electronic circuits or components (or “hardware”) and software modules (or “software”).
  • the processor PR1 can, for example, be a digital signal processor (or DSP (“Digital Signal Processor”)).
  • This processor PR1 can comprise integrated (or printed) circuits, or else several integrated (or printed) circuits connected by wired or wireless connections.
  • integrated (or printed) circuit means any type of device capable of performing at least one electrical or electronic operation. Thus, it can, for example, be a microcontroller.
  • the MD memory is RAM in order to store instructions for the implementation by the processor PR1 of at least part of the supervision process described below (and therefore of its functionalities).
  • the method (of supervision), according to the invention comprises a step 10-30.
  • This step 10-30 first of all comprises a sub-step 10 in which it is (the supervision device DS) determines whether the supply group has at least one problem, whether the on-board network RB is going to have a next need energy-intensive, and information ic representative of the production capacity (or supply) of electrical energy of the electrical energy generator GE.
  • the determination of a problem at the power group level can be done, for example, at the first BB1 and second BB2 battery boxes and the electrical energy generator GE.
  • a problem of the supply group can be a problem of operation of the electrical energy generator GE, a problem of operation of the service battery BS, a problem of overvoltage at the terminals of the service battery BS in relation to a (second) threshold s2, or an undervoltage problem at the service battery terminals BS in relation to a (third) threshold s3. It should be noted that in the presence of a main battery BP supplying the electrical energy generator GE,0 another problem of the supply group can be a problem of operation of the main battery BP.
  • the value of the second threshold s2 can be chosen during the development phase of the vehicle V. This value depends mainly on the nominal average value of the voltage of the on-board network RB and on the electrical architecture of the vehicle V. For example, when the nominal average value of the voltage of the on-board network RB is equal to 12 V, the value of the second threshold s2 can be between 15 V and 17 V. By way of illustrative example, the value of the second threshold s2 can be equal to 16 V. But other values of second threshold s2 can be used. 0 Similarly, the value of the third threshold s3 can be chosen during the development phase of the vehicle V.
  • This value depends mainly on the nominal average value of the voltage of the on-board network RB and on the electrical architecture of the vehicle V For example, when the mean value nominal voltage of the on-board network RB is equal to 12 V, the value of the third threshold s3 can be between 10 V and 12 V. By way of illustrative example, the value of the third threshold s3 can be equal to 12 V But other third threshold values s3 can be used.
  • the overvoltage problem corresponds to a voltage which is greater than the second threshold s2 for a duration greater than a first predefined duration d1
  • the undervoltage problem corresponds to a voltage which is less than or equal to the third threshold s3 for a duration greater than a second predefined duration d2.
  • the value of the first duration d1 can be chosen during the development phase of the vehicle V.
  • the value of the first duration d1 can be between 20 s and 40 s.
  • the value of the first duration d1 can be equal to 30 s. But other values of first duration d1 can be used.
  • the value of the second duration d2 can be chosen during the vehicle fine-tuning phase V.
  • the value of second duration d2 can be between 20 s and 40 s.
  • the value of the second duration d2 can be equal to 30 s.
  • other values of second duration d2 can be used. 5
  • the determination of a next energy-consuming need of the on-board network RB can be made, for example, with the first supervision computer CS1 or with another on-board computer and responsible for controlling the security functions within the vehicle V.
  • next energy-intensive need a need for a (very) large quantity of electrical energy 0 which must very soon arise because at least one energy-intensive safety function has just been required in the vehicle V.
  • a energy-intensive safety function may concern an emergency maneuver (it may thus be an emergency braking or an avoidance).
  • the determination of the information ic can be done, for example, with the electrical energy generator GE. By way of example, it can be determined according to the electrical power which is being
  • Step 10-30 also comprises a sub-step 20 in which one (the supervision device DS) determines a state eg which is representative of the level of energy shortage of the power supply group according to the determined information ic, d a possible problem of the determined power group and a possible next determined energy requirement.
  • the supervision device DS determines a state eg which is representative of the level of energy shortage of the power supply group according to the determined information ic, d a possible problem of the determined power group and a possible next determined energy requirement.
  • this state eg represents the anticipated level of energy shortage of the supply group since it takes into account not only5 a possible problem of the supply group likely to prevent the supply to the on-board network RB (including in the absence of a next energy-consuming need) of a sufficient quantity of electrical energy, but also of a possible next energy-consuming need possibly impossible to satisfy.
  • the second supervision computer CS2 can in particular decide to perform power cuts for certain non5 priority electrical equipment in order to prevent in advance any collapse of the on-board network RB.
  • processor PR1 and memory MD which are arranged to perform the operations consisting in determining whether the power supply unit has at least one problem, whether the on-board network RB is going to have a next energy-intensive need, and the information ic, then to determine the state eg.
  • step 10-30 can comprise a sub-step 30 in which it is possible to perform (the supervision device DS can trigger) in the vehicle V at least one action depending on the state eg determined.
  • each action can be chosen from:
  • an alert message may result in:
  • one (the supervision device DS) can choose the state eg from among N predefined states, with N>2. But in a variant embodiment the state eg could be determined by calculation by means of at least one mathematical formula (or equation).
  • the N predefined states can, for example, be chosen from a group comprising:
  • predefined states are not exhaustive and above all not limiting because it is given by way of illustrative example. Furthermore, all of these predefined states can be used, or only some of them (at least two) can be used5.
  • one can choose the information ic from among M predefined information, with M>3.
  • the information ic could be determined by calculation using at least one mathematical formula (or equation).
  • the M predefined information can, for example, be chosen from a group comprising:
  • the first interval can be between 60% and 100% of the maximum instantaneous capacity that the GE electrical energy generator can provide at the time in question, which corresponds to a low supplied capacity
  • the second interval i2 can be between 30% and 59% of the maximum instantaneous capacity5 that the GE electrical energy generator can supply at the moment in question, which corresponds to a moderate supplied capacity
  • the third interval i3 can be between 1% and 29% of the maximum instantaneous capacity that the electric power generator GE can supply at the moment in question, which corresponds to a high supplied capacity
  • 0 - the fourth interval i4 can be equal to 0% of the maximum instantaneous capacity that the electric power generator GE can supply at the moment in question, which corresponds to a supplied capacity which is totally saturated.
  • Non-limiting examples of implementation of the method are given below.
  • the information ic is the first or second predefined information (the GE electric power generator is therefore able to satisfy
  • the state eg is the state partially critical.
  • the state eg is the very critical state, whatever the information here.
  • the state eg is the safe state, regardless of the information ic and whether or not there is at least one problem in the power group .
  • the state eg is the stabilized state.
  • the second supervision computer CS2 (or the possible computer of the DS supervision device0) can also comprise, in addition to the random access memory MD and processor PR1, a mass memory MM2, in particular for the storage of electrical power during production by the generator of GE electrical energy and of the maximum electrical power that the GE electrical energy generator could produce at the time in question, and of intermediate data involved in all its calculations and processing.
  • this second CS2 supervision computer (or any combination thereof)
  • 5 calculator of the DS supervision device may also comprise an IE input interface for receiving the electrical power being produced by the electrical power generator GE, the maximum electrical power that the electrical power generator GE could produce, at the time in question, information representative of a problem in the power supply group, information representative of an upcoming energy-intensive need, and of a possible request to obtain the status, eg , possibly after having shaped and/or demodulated and/or amplified them, in a manner known per se, by means of a digital signal processor PR2.
  • this second supervision computer CS2 (or5 the possible computer of the supervision device DS) can also comprise an output interface IS, in particular for delivering at least the messages containing the determined state eg (as well as each possible determined action ) and the requests for obtaining the electric power being produced by the electric power generator GE, the maximum electric power0 that the electric power generator GE could produce at the moment in question, representative information a possible problem in the supply group, and information representative of a possible next energy-consuming need.
  • the invention also proposes a computer program product (or computer program) comprising a set of instructions which, when it is executed by processing means of the electronic circuit (or hardware) type, such as for example the processor PR1 is able to implement the supervision method described above to supervise in advance the power supply group of the vehicle V. 0

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Abstract

Un procédé de supervision est mis en œuvre dans un véhicule comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d'alimentation comprenant un générateur d'énergie électrique et une batterie de servitude. Ce procédé comprend une étape (10-30) dans laquelle on détermine si le groupe d'alimentation a au moins un problème, si le réseau de bord va avoir un prochain besoin énergivore, et une information représentative d'une capacité de production d'énergie électrique du générateur d'énergie électrique, puis on détermine un état représentatif d'un niveau de pénurie énergétique du groupe d'alimentation en fonction de cette information déterminée, d'un éventuel problème déterminé et d'un éventuel prochain besoin énergivore déterminé.

Description

DESCRIPTION
TITRE : SUPERVISION AVEC ANTICIPATION DU GROUPE D’ALIMENTATION ÉLECTRIQUE D’UN VÉHICULE
La présente invention revendique la priorité de la demande française
5 N°2111915 déposée le 10.11.2021 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne les véhicules comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et une batterie de servitude, et plus précisément la supervision du groupe d’alimentation de tels véhicules.
Etat de la technique
Certains véhicules comprennent un réseau de bord alimenté en énergie5 électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et une batterie de servitude (généralement rechargeable, possiblement via le générateur d’énergie électrique). Le générateur d’énergie électrique peut, par exemple, être un alternateur ou un alterno-démarreur lorsque le véhicule comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant0 au moins une machine motrice thermique, ou bien un convertisseur associé à une batterie principale (ou « de traction ») de type basse, moyenne ou haute tension, lorsque le GMP comprend au moins une machine motrice électrique. Dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « réseau de bord » un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou5 organes) électriques (ou électroniques) consommant de l’énergie électrique et étant « non prioritaire(s) » ou « sécuritaire(s) » (et donc prioritaire(s)).
Par ailleurs, dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « batterie de servitude » une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V) et éventuellement rechargeable par au moins un générateur0 d’énergie électrique.
De plus, dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « équipement (ou organe) sécuritaire » un équipement (ou organe) assurant au moins une fonction dite « sécuritaire » du fait qu’elle concerne la sécurité des passagers d’un véhicule, et donc devant être alimenté en énergie électrique de façon prioritaire. C’est le cas, par exemple, de la direction assistée électrique ou d’un
5 dispositif de freinage électrique (frein de service, frein de secours, système d’aide au freinage ou anti-patinage, par exemple), ou encore d’un dispositif de contrôle de trajectoire.
Dans de nombreux véhicules le réseau de bord est principalement alimenté en énergie électrique par le générateur d’énergie électrique, en particulier lorsque le GMP est en fonctionnement, et la batterie de servitude est présente pour alimenter le réseau de bord lorsque le générateur d’énergie électrique GMP ne peut pas le faire ou en complément de ce que le générateur d’énergie électrique fournit, en particulier lorsqu’il faut garantir un niveau de tension minimum aux organes sécuritaires. 5 Lorsque la batterie de servitude alimente le réseau de bord, elle se décharge, ce qui peut provoquer une chute de tension aux bornes du réseau de bord (phénomène dit « d’écroulement »), et lorsqu’elle fait l’objet d’un problème de fonctionnement, éventuellement du fait de son vieillissement, la tension à ses bornes peut s’avérer inadaptée au réseau de bord. Dans les deux cas le0 fonctionnement nominal des équipements électriques couplés au réseau de bord, et en particulier ceux qui sont sécuritaires, peut être impacté.
De même, lorsque le générateur d’énergie électrique fait l’objet d’un problème de fonctionnement résultant d’une défaillance d’un composant interne et/ou du fait qu’il n’est pas correctement alimenté en énergie électrique par la batterie5 principale, cela peut provoquer une surtension ou une sous-tension dans le réseau de bord, ce qui peut impacter le fonctionnement nominal des équipements électriques qui sont couplés à ce dernier, voire dégrader ces équipements électriques.
Par ailleurs, certaines situations de vie d’un véhicule, comme par exemple0 certaines manœuvres dites d’urgence (telles que des freinages d’urgence ou des évitements), sont (très) énergivores (c’est-à-dire consomment une (très) importante quantité d’énergie électrique), et donc la capacité de fourniture d’énergie électrique du groupe d’alimentation peut s’avérer insuffisante pour satisfaire intégralement aux besoins en energie electnque du reseau de bord. Dans ce type de situation il y a un risque d’écroulement du réseau de bord et/ou une impossibilité de garantir le fonctionnement de certains équipements (ou organes) sécuritaires avec le niveau de performance attendu, ce qui peut
5 s’avérer dangereux.
Actuellement, il n’existe pas de dispositif de supervision permettant d’estimer de façon anticipée un risque de pénurie d’énergie électrique pour le réseau de bord, ce qui limite, voire empêche, les prises de décision anticipées de délestage d’alimentation de certains équipements électriques non prioritaires. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Présentation de l’invention
Elle propose notamment à cet effet un procédé de supervision destiné à être mis en œuvre dans un véhicule comprenant un réseau de bord alimenté en5 énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et une batterie de servitude.
Ce procédé de supervision se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle :
- on détermine si le groupe d’alimentation a au moins un problème, si le réseau0 de bord va avoir un prochain besoin énergivore, et une information représentative d’une capacité de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique, puis
- on détermine un état représentatif d’un niveau de pénurie énergétique du groupe d’alimentation en fonction de cette information déterminée, d’un5 éventuel problème déterminé et d’un éventuel prochain besoin énergivore déterminé.
Grâce à la connaissance de cet état représentatif du niveau anticipé de pénurie énergétique du groupe d’alimentation, il est désormais possible de gérer de façon anticipée, en temps réel, l’énergie électrique qui peut être fournie au0 réseau de bord.
Le procédé de supervision selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - dans son etape I état peut etre choisi parmi N états prédéfinis, avec N > 2 ;
- en présence de la première option, dans son étape les N états prédéfinis peuvent être choisis dans un groupe comprenant, d’une première part, un état non critique représentatif d’une capacité du générateur d’énergie électrique à
5 satisfaire seul au besoin en cours du réseau de bord en l’absence de prochain besoin énergivore, d’une deuxième part, un état partiellement critique représentatif d’une capacité du générateur d’énergie électrique à satisfaire partiellement au besoin en cours du réseau de bord en l’absence de prochain besoin énergivore, une partie complémentaire étant fournie par la batterie de servitude, cette dernière ayant un état de charge en cours supérieur à un premier seuil, d’une troisième part, un état très critique représentatif d’une incapacité du groupe d’alimentation à satisfaire au besoin en cours du réseau de bord en l’absence de prochain besoin énergivore, lorsque l’état de charge en cours de la batterie de servitude est inférieur ou égal au premier seuil, d’une5 quatrième part, un état dit stabilisé représentatif d’une situation dans laquelle le besoin en cours du réseau de bord a été réduit de sorte que le générateur d’énergie électrique soit en capacité de satisfaire seul à un nouveau besoin réduit en l’absence de prochain besoin énergivore, et d’une cinquième part, un état dit sécuritaire représentatif d’un prochain besoin énergivore du réseau de0 bord ;
- dans son étape l’information peut être choisie parmi M informations prédéfinies, avec M > 3 ;
- en présence de la dernière option, dans son étape les M informations peuvent être choisies dans un groupe comprenant, d’une première part, une première5 information prédéfinie représentative d’un premier intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique, d’une deuxième part, une deuxième information prédéfinie représentative d’un deuxième intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique inférieur au premier0 intervalle, d’une troisième part, une troisième information prédéfinie représentative d’un troisième intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique inférieur au deuxième intervalle, d’une quatrième part, une quatrième information prédéfinie representative d un quatrième intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique inférieur au troisième intervalle, et, d’une cinquième part, une cinquième information représentative d’une incapacité de fourniture d’énergie électrique du générateur d’énergie
5 électrique et/ou de la batterie de servitude ;
- dans son étape le problème du groupe d’alimentation peut être choisi dans un groupe comprenant un problème de fonctionnement du générateur d’énergie électrique, un problème de fonctionnement de la batterie de servitude, un problème de surtension aux bornes de la batterie de servitude par rapport à un deuxième seuil, et un problème de sous-tension aux bornes de la batterie de servitude par rapport à un troisième seuil ;
- en présence de la dernière option, dans son étape le problème de surtension peut correspondre à une tension supérieure au deuxième seuil pendant une durée supérieure à une première durée prédéfinie, et le problème de sous-5 tension peut correspondre à une tension inférieure ou égal au troisième seuil pendant une durée supérieure à une deuxième durée prédéfinie.
L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre un procédé de supervision du type de celui0 présenté ci-avant pour superviser un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et une batterie de servitude et alimentant en énergie électrique un réseau de bord d’un véhicule.
L’invention propose également un dispositif de supervision destiné à équiper un véhicule comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par5 un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et une batterie de servitude.
Ce dispositif de supervision se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant : 0 - à déterminer si le groupe d’alimentation a au moins un problème, si le réseau de bord va avoir un prochain besoin énergivore, et une information représentative d’une capacité de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique, puis - a determiner un état représentatif d un niveau de penune energetique du groupe d’alimentation en fonction de cette information déterminée, d’un éventuel problème déterminé et d’un éventuel prochain besoin énergivore déterminé.
5 L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et une batterie de servitude, ainsi qu’un dispositif de supervision du type de celui présenté ci-avant.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
[Fig. 1] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de5 réalisation d’un véhicule comprenant un boîtier de distribution comportant un dispositif de supervision selon l’invention,
[Fig. 2] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un calculateur de supervision de la distribution d’énergie électrique comprenant un exemple de réalisation d’un dispositif de supervision0 selon l’invention, et
[Fig. 3] illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en œuvre un procédé de supervision selon l’invention.
Description détaillée de l’invention 5 L’invention a notamment pour but de proposer un procédé de supervision, et un dispositif de supervision DS associé, destinés à permettre la supervision anticipée dans un véhicule V d’un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique GE et une batterie de servitude BS et chargé d’alimenter en énergie électrique un réseau de bord RB auquel sont couplés0 des équipements électriques.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré sur la figure 1 . Mais I invention n est pas limitée a ce type de véhiculé. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et une batterie de servitude. Ainsi, elle concerne, par
5 exemple, les véhicules terrestres (véhicules utilitaires, camping-cars, minibus, cars, camions, motocyclettes, engins de voirie, engins de chantier, engins agricoles, engins de loisir (motoneige, kart), et engins à chenille(s), par exemple), les bateaux et les aéronefs.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) de type tout électrique (et donc dont la motricité est assurée exclusivement par au moins une machine motrice électrique). Mais le GMP pourrait être de type hybride (thermique et électrique) ou de type purement thermique.
On a schématiquement représenté sur la figure 1 un véhicule V comprenant5 une chaîne de transmission à GMP électrique, un réseau de bord RB, un groupe d’alimentation comprenant une batterie de servitude BS et un générateur d’énergie électrique GE, et un dispositif de supervision DS selon l’invention.
Le réseau de bord RB est un réseau d’alimentation électrique auquel sont0 couplés (ou connectés) des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) qui consomment de l’énergie électrique et qui pour certains d’entre eux sont « non prioritaires » et pour certains autres sont « sécuritaires » (et donc prioritaires). Par exemple, un équipement (ou organe) sécuritaire peut être une direction assistée électrique, ou un dispositif de freinage électrique5 (frein de service, frein de secours, système d’aide au freinage ou anti-patinage, par exemple), ou encore un dispositif de contrôle de trajectoire. Egalement par exemple, un équipement (ou organe) non prioritaire peut être une installation de chauffage/climatisation ou un dispositif de chauffage de siège ou un dispositif de massage de siège. 0 La batterie de servitude BS est chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord RB, en complément de celle fournie par le générateur d’énergie électrique GE et parfois à la place de ce dernier (GE). Par exemple, cette batterie de servitude BS peut être agencée sous la forme d’une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V). Elle est par exemple rechargeable par au moins le générateur d’énergie électrique GE. On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la batterie de servitude BS est de type Lithium-ion 12 V.
5 Par ailleurs, la batterie de servitude BS est associée à un premier boîtier de batterie BB1 chargé de déterminer, estimer ou mesurer des tensions/courants, état de charge et température, et couplé au boîtier de distribution BD.
La chaîne de transmission a un GMP qui est, ici, purement électrique, et donc qui comprend, notamment, une machine motrice MM1 électrique, un arbre moteur AM, et un arbre de transmission AT. On entend ici par « machine motrice électrique » une machine électrique agencée de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer le véhicule V.
Le fonctionnement du GMP est supervisé par un premier calculateur de supervision CS1 . 5 La machine motrice MM1 (ici un moteur électrique) est couplée à une batterie principale (ou de traction) BP, afin d’être alimentée en énergie électrique, ainsi qu’éventuellement d’alimenter cette batterie principale BP en énergie électrique pendant une phase de freinage récupératif. Elle est couplée à l’arbre moteur AM, pour lui fournir du couple par entraînement en rotation. Cet arbre0 moteur AM est ici couplé à un réducteur RD qui est aussi couplé à l’arbre de transmission AT, lui-même couplé à un premier train T1 (ici de roues), de préférence via un différentiel D1 .
Ce premier train T1 est ici situé dans la partie avant PW du véhicule V. Mais dans une variante ce premier train T 1 pourrait être celui qui est ici référencé T25 et qui est situé dans la partie arrière PRV du véhicule V.
La machine motrice MM1 est, ici, aussi couplée au générateur d’énergie électrique GE qui est aussi couplé indirectement à la batterie de servitude BS, notamment pour la recharger avec de l’énergie électrique issue de la batterie principale BP et convertie. 0 Ce générateur d’énergie électrique GE est un convertisseur de courant, à titre d’exemple. Il est ici chargé pendant les phases de roulage du véhicule V de convertir une partie du courant électrique stocké dans la batterie principale BP pour alimenter en courant electnque converti, d une part, le reseau de bord RB, et, d’autre part, la batterie de servitude BS (lorsqu’il faut la recharger).
Lorsque la batterie principale BP est adaptée aux recharges en mode 2 ou 3, elle peut être rechargée en courant continu par le générateur d’énergie
5 électrique GE lorsque ce dernier (GE) a été temporairement couplé à une source d’alimentation externe, via un câble de recharge préalablement connecté à un connecteur de recharge du véhicule V.
Par exemple, la batterie principale BP peut comprendre des cellules électrochimiques de stockage d’énergie électrique, éventuellement de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd.
Egalement par exemple, la batterie principale BP peut être de type basse tension (typiquement 450 V à titre illustratif). Mais elle pourrait être de type moyenne tension ou haute tension.
Par ailleurs, la batterie principale BP est associée à un second boîtier de5 batterie BB2 qui comprend, par exemple, un dispositif d’isolement, des moyens de mesure de tension/courant/température et un calculateur de batterie. Le dispositif d’isolement est agencé de manière à isoler la batterie principale BP du générateur d’énergie électrique GE et/ou du connecteur de recharge et/ou de là machine motrice MM 1 , lorsque le calculateur de batterie du second boîtier0 de batterie BB2 le demande. Le calculateur de batterie du second boîtier de batterie BB2 centralise les mesures de tension, courant et température, et détermine des paramètres de la batterie principale BP en fonction de ces mesures, et notamment sa résistance interne, sa tension minimale et son état de charge (ou SOC (« State Of Charge »)). Par ailleurs, le calculateur de5 batterie du second boîtier de batterie BB2 échange des informations notamment avec le premier calculateur de supervision CS1 du GMP et le second calculateur de supervision CS2.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 le véhicule V comprend aussi un boîtier de distribution BD auquel sont couplés la0 batterie de servitude BS, le générateur d’énergie électrique GE et le réseau de bord RB. Ce boîtier de distribution BD est chargé de distribuer dans le réseau de bord RB l’énergie électrique produite par le générateur d’énergie électrique GE ou stockée dans la batterie de servitude BS, pour l’alimentation des organes (ou équipements) electnques couples au reseau de bord RB, en fonction de demandes d’alimentation reçues (notamment du premier calculateur de supervision CS1 du GMP).
La supervision de la distribution de cette énergie électrique peut être assurée
5 par un second calculateur de supervision CS2. Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 , le second calculateur de supervision CS2 fait partie du boîtier de distribution BD. Mais dans une variante de réalisation (non illustrée) le second calculateur de supervision CS2 pourrait ne pas faire partie du boîtier de distribution BD.
Comme évoqué plus haut, l’invention propose notamment un procédé de supervision destiné à permettre la supervision du groupe d’alimentation du véhicule V de façon anticipée.
Ce procédé (de supervision) peut être mis en œuvre au moins en partie par un dispositif de supervision DS du type de celui illustré sur la figure 2 et5 comprenant au moins un processeur PR1 et au moins une mémoire MD qui sont agencés pour effectuer des opérations lorsqu’il a été réveillé, par exemple par le premier calculateur de supervision CS1 lorsque ce dernier (CS1 ) veut obtenir un état eg du groupe d’alimentation, ou éventuellement dès que l’électronique embarquée est réveillée par un calculateur maître du véhicule V. 0 On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 , le dispositif de supervision DS fait partie du second calculateur de supervision CS2. Mais il pourrait s’agir d’un équipement couplé au second calculateur de supervision CS2. D’une manière générale, le dispositif de supervision DS est réalisé sous la forme d’une combinaison de circuits ou composants électriques5 ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou « software »).
Le processeur PR1 peut, par exemple, être un processeur de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)). Ce processeur PR1 peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par0 circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique. Ainsi, il peut, par exemple, s’agir d’un microcontrôleur.
La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en œuvre par le processeur PR1 d une partie au moins du procédé de supervision décrit ci-dessous (et donc de ses fonctionnalités).
Comme illustré non limitativement sur la figure 3, le procédé (de supervision), selon l’invention, comprend une étape 10-30.
5 Cette étape 10-30 comprend tout d’abord une sous-étape 10 dans laquelle on (le dispositif de supervision DS) détermine si le groupe d’alimentation a au moins un problème, si le réseau de bord RB va avoir un prochain besoin énergivore, et une information ic représentative de la capacité de production (ou fourniture) d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique GE.
La détermination d’un problème au niveau du groupe d’alimentation peut se faire, par exemple, auprès des premier BB1 et second BB2 boîtiers de batterie et du générateur d’énergie électrique GE.
Par exemple et non-limitativement, un problème du groupe d’alimentation peut être un problème de fonctionnement du générateur d’énergie électrique GE, un5 problème de fonctionnement de la batterie de servitude BS, un problème de surtension aux bornes de la batterie de servitude BS par rapport à un (deuxième) seuil s2, ou un problème de sous-tension aux bornes de la batterie de servitude BS par rapport à un (troisième) seuil s3. On notera qu’en présence d’une batterie principale BP alimentant le générateur d’énergie électrique GE,0 un autre problème du groupe d’alimentation peut être un problème de fonctionnement de la batterie principale BP.
La valeur du deuxième seuil s2 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V. Cette valeur dépend principalement de la valeur moyenne nominale de la tension du réseau de bord RB et de l’architecture électrique du5 véhicule V. Par exemple, lorsque la valeur moyenne nominale de la tension du réseau de bord RB est égale à 12 V, la valeur du deuxième seuil s2 peut être comprise entre 15 V et 17 V. A titre d’exemple illustratif, la valeur du deuxième seuil s2 peut être égale à 16 V. Mais d’autres valeurs de deuxième seuil s2 peuvent être utilisées. 0 De même, la valeur du troisième seuil s3 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V. Cette valeur dépend principalement de la valeur moyenne nominale de la tension du réseau de bord RB et de l’architecture électrique du véhicule V. Par exemple, lorsque la valeur moyenne nominale de la tension du reseau de bord RB est égalé a 12 V, la valeur du troisième seuil s3 peut être comprise entre 10 V et 12 V. A titre d’exemple illustratif, la valeur du troisième seuil s3 peut être égale à 12 V. Mais d’autres valeurs de troisième seuil s3 peuvent être utilisées.
5 De préférence, dans la sous-étape 10 de l’étape 10-30 on prend en compte une notion de durée pendant laquelle la surtension ou la sous-tension doit être présente sans interruption pour être considérée comme telle. Dans ce cas, le problème de surtension correspond à une tension qui est supérieure au deuxième seuil s2 pendant une durée supérieure à une première durée d1 prédéfinie, et le problème de sous-tension correspond à une tension qui est inférieure ou égal au troisième seuil s3 pendant une durée supérieure à une deuxième durée d2 prédéfinie.
La valeur de la première durée d1 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V. Par exemple, lorsque la valeur moyenne nominale de5 la tension du réseau de bord RB est égale à 12 V, la valeur de la première durée d1 peut être comprise entre 20 s et 40 s. A titre d’exemple illustratif, la valeur de la première durée d1 peut être égale à 30 s. Mais d’autres valeurs de première durée d1 peuvent être utilisées.
De même, la valeur de la deuxième durée d2 peut être choisie pendant la0 phase de mise au point du véhicule V. Par exemple, lorsque la valeur moyenne nominale de la tension du réseau de bord RB est égale à 12 V, la valeur de la deuxième durée d2 peut être comprise entre 20 s et 40 s. A titre d’exemple illustratif, la valeur de la deuxième durée d2 peut être égale à 30 s. Mais d’autres valeurs de deuxième durée d2 peuvent être utilisées. 5 La détermination d’un prochain besoin énergivore du réseau de bord RB peut se faire, par exemple, auprès du premier calculateur de supervision CS1 ou d’un autre calculateur embarqué et chargé de contrôler les fonctions sécuritaires au sein du véhicule V. On entend ici par « prochain besoin énergivore » un besoin d’une (très) importante quantité d’énergie électrique0 devant très prochainement survenir du fait qu’au moins une fonction sécuritaire énergivore vient d’être requise dans le véhicule V. Par exemple, une telle fonction sécuritaire énergivore peut concerner une manœuvre d’urgence (il peut ainsi s’agir d’un freinage d’urgence ou d’un évitement). La determination de I information ic (representative de la capacité de fourniture d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique GE) peut se faire, par exemple, auprès du générateur d’énergie électrique GE. A titre d’exemple, elle peut être déterminée en fonction de la puissance électrique qui est en cours de
5 production par le générateur d’énergie électrique GE et de la puissance électrique maximale que le générateur d’énergie électrique GE pourrait produire à l’instant considéré.
L’étape 10-30 comprend également une sous-étape 20 dans laquelle on (le dispositif de supervision DS) détermine un état eg qui est représentatif du niveau de pénurie énergétique du groupe d’alimentation en fonction de l’information ic déterminée, d’un éventuel problème du groupe d’alimentation déterminé et d’un éventuel prochain besoin énergivore déterminé.
On comprendra que cet état eg représente le niveau anticipé de pénurie énergétique du groupe d’alimentation puisqu’il tient compte non seulement5 d’un éventuel problème du groupe d’alimentation de nature à empêcher la fourniture au réseau de bord RB (y compris en l’absence d’un prochain besoin énergivore) d’une quantité d’énergie électrique suffisante, mais aussi d’un éventuel prochain besoin énergivore possiblement impossible à satisfaire.
Grâce à la connaissance de cet état eg, il est désormais possible de gérer de0 façon anticipée et possiblement optimale, en temps réel, l’énergie électrique qui peut être fournie au réseau de bord RB (et donc aux équipements électriques qui sont couplés à ce dernier). Ainsi, connaissant cet état eg le second calculateur de supervision CS2 peut notamment décider de réaliser des délestages d’alimentation de certains équipements électriques non5 prioritaires afin d’éviter de façon anticipée tout effondrement du réseau de bord RB.
On comprendra que ce sont les processeur PR1 et mémoire MD qui sont agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer si le groupe d’alimentation a au moins un problème, si le réseau de bord RB va avoir un0 prochain besoin énergivore, et l’information ic, puis à déterminer l’état eg.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 3, l’étape 10-30 peut comprendre une sous-étape 30 dans laquelle on peut effectuer (le dispositif de supervision DS peut déclencher) dans le véhicule V au moins une action en fonction de I état eg determine.
A titre d’exemple, dans la sous-étape 30 chaque action peut être choisie parmi :
- une priorisation de fourniture d’énergie électrique à des équipements électriques couplés au réseau de bord RB, en fonction du niveau de priorité
5 associé (typiquement les équipements sécuritaires qui sont en cours d’utilisation seront servis en premier en cas de besoin),
- la signalisation d’une défaillance du générateur d’énergie électrique GE et/ou de la batterie de servitude BS et/ou de la batterie principale BP, et
- une configuration d’au moins un équipement électrique couplé au réseau de bord RB pour qu’il consomme une énergie électrique qui est compatible avec l’état eg déterminé.
On notera que les actions mentionnées ci-dessus ne sont que des exemples non limitatifs, et donc d’autres actions peuvent être envisagées, et notamment la génération d’au moins un message d’alerte à destination d’un usager du5 véhicule V, ou l’enregistrement d’au moins un code défaut dans une mémoire d’un calculateur du véhicule V.
Par exemple, un message d’alerte peut aboutir à :
- l’activation d’un voyant (ou analogue) dédié au groupe d’alimentation, et/ou
- la diffusion par au moins un haut-parleur (éventuellement du véhicule V) et/ou0 l’affichage sur au moins un écran (éventuellement du véhicule V, comme par exemple le combiné central ou le tableau de bord) d’un message textuel signalant un problème au niveau du groupe d’alimentation et nécessitant éventuellement un contrôle (ou une vérification) du véhicule V (dans un service après-vente) ou un arrêt immédiat du véhicule V. 5 Egalement par exemple, dans la sous-étape 20 de l’étape 10-30 on (le dispositif de supervision DS) peut choisir l’état eg parmi N états prédéfinis, avec N > 2. Mais dans une variante de réalisation l’état eg pourrait être déterminé par le calcul au moyen d’au moins une formule (ou équation) mathématique.
Dans le cas d’un choix, les N états prédéfinis peuvent, par exemple, être choisis0 dans un groupe comprenant :
- un état non critique représentatif de la capacité du générateur d’énergie électrique GE à satisfaire seul au besoin en cours du réseau de bord RB, en l’absence d’un prochain besoin énergivore, - un état partiellement critique représentatif de la capacité du générateur d’énergie électrique GE à satisfaire partiellement au besoin en cours du réseau de bord RB en l’absence d’un prochain besoin énergivore. Dans cette situation, la partie complémentaire de l’énergie électrique est fournie par la batterie de
5 servitude BS, et cette dernière BS doit avoir un état de charge en cours supérieur à un premier seuil s1 ,
- un état très critique représentatif d’une incapacité du groupe d’alimentation à satisfaire au besoin en cours du réseau de bord RB en l’absence de prochain besoin énergivore, lorsque l’état de charge en cours de la batterie de servitude BS est inférieur ou égal au premier seuil s1 ,
- un état dit stabilisé représentatif d’une situation dans laquelle le besoin en cours du réseau de bord RB a été réduit de sorte que le générateur d’énergie électrique GE soit en capacité de satisfaire seul à un nouveau besoin réduit en l’absence d’un prochain besoin énergivore, et 5 - un état dit sécuritaire représentatif d’un prochain besoin énergivore du réseau de bord RB.
On notera que dans l’état stabilisé on n’est pas dans un état nominal (non critique), car on interdit la consommation d’énergie électrique par au moins un équipement électrique couplé au réseau de bord RB pour définir un nouveau0 besoin réduit que le générateur d’énergie électrique GE peut satisfaire tout seul.
On notera que la liste d’états prédéfinis donnée ci-dessus n’est pas exhaustive et surtout pas limitative car elle est donnée à titre d’exemple illustratif. Par ailleurs, tous ces états prédéfinis peuvent être utilisés, ou bien on peut utiliser5 seulement certains d’entre eux (au moins deux).
Egalement par exemple, dans la sous-étape 10 de l’étape 10-30 on (le dispositif de supervision DS) peut choisir l’information ic parmi M informations prédéfinies, avec M > 3. Mais dans une variante de réalisation l’information ic pourrait être déterminée par le calcul au moyen d’au moins une formule (ou0 équation) mathématique.
Dans le cas d’un choix, les M informations prédéfinies peuvent, par exemple, être choisies dans un groupe comprenant :
- une première information prédéfinie représentative d’un premier intervalle il de capacités restantes de production d energie electnque du générateur d’énergie électrique GE,
- une deuxième information prédéfinie représentative d’un deuxième intervalle
12 de capacités restantes de production d’énergie électrique du générateur
5 d’énergie électrique GE inférieur au premier intervalle il ,
- une troisième information prédéfinie représentative d’un troisième intervalle
13 de capacités restantes de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique GE inférieur au deuxième intervalle i2,
- une quatrième information prédéfinie représentative d’un quatrième intervalle
14 de capacités restantes de production d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique GE inférieur au troisième intervalle i3, et
- une cinquième information représentative d’une incapacité de fourniture d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique GE et/ou de la batterie de servitude BS. 5 On notera que la liste d’informations prédéfinies donnée ci-dessus n’est pas exhaustive et surtout pas limitative car elle est donnée à titre d’exemple illustratif. Par ailleurs, toutes ces informations prédéfinies peuvent être utilisées, ou bien on peut utiliser seulement certaines d’entre elles (au moins trois). 0 A titre d’exemple :
- le premier intervalle il peut être compris entre 60% et 100% de la capacité instantanée maximale que peut fournir le générateur d’énergie électrique GE à l’instant considéré, ce qui correspond à une capacité fournie faible,
- le deuxième intervalle i2 peut être compris entre 30% et 59% de la capacité5 instantanée maximale que peut fournir le générateur d’énergie électrique GE à l’instant considéré, ce qui correspond à une capacité fournie modérée,
- le troisième intervalle i3 peut être compris entre 1 % et 29% de la capacité instantanée maximale que peut fournir le générateur d’énergie électrique GE à l’instant considéré, ce qui correspond à une capacité fournie forte, et 0 - le quatrième intervalle i4 peut être égal à 0% de la capacité instantanée maximale que peut fournir le générateur d’énergie électrique GE à l’instant considéré, ce qui correspond à une capacité fournie totalement saturée. Des exemples non limitatifs de mise en œuvre du procédé sont donnes ci- après.
Par exemple, si l’information ic est la première ou deuxième information prédéfinie (le générateur d’énergie électrique GE est donc capable de satisfaire
5 tout seul aux besoins du réseau de bord RB), qu’il n’y a pas de problème dans le groupe d’alimentation et qu’il n’y a pas de prochain besoin énergivore, alors l’état eg est l’état non critique.
Egalement par exemple, si l’information ic est la troisième ou quatrième information prédéfinie (la batterie de servitude BS a donc un état de charge supérieur au premier seuil s1 qui lui permet en cas de besoin de compléter le générateur d’énergie électrique GE pour satisfaire ensemble aux besoins du réseau de bord RB), qu’il n’y a pas de problème dans le groupe d’alimentation et qu’il n’y a pas de prochain besoin énergivore, alors l’état eg est l’état partiellement critique. 5 Egalement par exemple, s’il y a au moins un problème dans le groupe d’alimentation (par exemple la batterie de servitude BS a un état de charge inférieur ou égal au premier seuil s1 qui ne lui permet pas en cas de besoin de compléter le générateur d’énergie électrique GE pour satisfaire ensemble aux besoins du réseau de bord RB), mais qu’il n’y a pas de prochain besoin0 énergivore, alors l’état eg est l’état très critique, quelle que soit l’information ic.
Egalement par exemple, s’il y a un prochain besoin énergivore, alors l’état eg est l’état sécuritaire, quelle que soit l’information ic et qu’il y ait ou non au moins un problème dans le groupe d’alimentation.
Egalement par exemple, si le besoin en cours du réseau de bord RB a été5 réduit de sorte que le générateur d’énergie électrique GE soit en capacité de satisfaire seul à un nouveau besoin réduit en l’absence d’un prochain besoin énergivore, alors l’état eg est l’état stabilisé.
On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 2, que le second calculateur de supervision CS2 (ou l’éventuel calculateur du dispositif0 de supervision DS) peut aussi comprendre, en complément des mémoire vive MD et processeur PR1 , une mémoire de masse MM2, notamment pour le stockage de la puissance électrique en cours de production par le générateur d energie electnque GE et de la puissance electnque maximale que le générateur d’énergie électrique GE pourrait produire à l’instant considéré, et de données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements. Par ailleurs, ce second calculateur de supervision CS2 (ou l’éventuel
5 calculateur du dispositif de supervision DS) peut aussi comprendre une interface d’entrée IE pour la réception de la puissance électrique en cours de production par le générateur d’énergie électrique GE, de la puissance électrique maximale que le générateur d’énergie électrique GE pourrait produire à l’instant considéré, d’une information représentative d’un problème dans le groupe d’alimentation, d’une information représentative d’un prochain besoin énergivore, et d’une éventuelle demande d’obtention de l’état eg, éventuellement après les avoir mises en forme et/ou démodulées et/ou amplifiées, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR2. De plus, ce second calculateur de supervision CS2 (ou5 l’éventuel calculateur du dispositif de supervision DS) peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour délivrer au moins les messages contenant l’état eg déterminé (ainsi que chaque éventuelle action déterminée) et les requêtes d’obtention de la puissance électrique en cours de production par le générateur d’énergie électrique GE, de la puissance électrique maximale0 que le générateur d’énergie électrique GE pourrait produire à l’instant considéré, d’une information représentative d’un éventuel problème dans le groupe d’alimentation, et d’une information représentative d’un éventuel prochain besoin énergivore.
On notera également que l’invention propose aussi un produit programme5 d’ordinateur (ou programme informatique) comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement de type circuits électroniques (ou hardware), comme par exemple le processeur PR1 , est propre à mettre en œuvre le procédé de supervision décrit ci-avant pour superviser de façon anticipée le groupe d’alimentation du véhicule V. 0

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de supervision pour un véhicule (V) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et une batterie de
5 servitude (BS), caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-30) dans laquelle on détermine si ledit groupe d’alimentation a au moins un problème, si ledit réseau de bord (RB) va avoir un prochain besoin énergivore, et une information représentative d’une capacité de production d’énergie électrique dudit générateur d’énergie électrique (GE), puis on détermine un état représentatif d’un niveau de pénurie énergétique dudit groupe d’alimentation en fonction de ladite information déterminée, dudit éventuel problème déterminé et dudit éventuel prochain besoin énergivore déterminé.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) ledit état est choisi parmi N états prédéfinis, avec N > 2. 5
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) lesdits N états prédéfinis sont choisis dans un groupe comprenant i) un état non critique représentatif d’une capacité dudit générateur d’énergie électrique (GE) à satisfaire seul au besoin en cours dudit réseau de bord (RB) en l’absence de prochain besoin énergivore, ii) un état partiellement0 critique représentatif d’une capacité dudit générateur d’énergie électrique (GE) à satisfaire partiellement au besoin en cours dudit réseau de bord (RB) en l’absence de prochain besoin énergivore, une partie complémentaire étant fournie par ladite batterie de servitude (BS), cette dernière (BS) ayant un état de charge en cours supérieur à un premier seuil, iii) un état très critique5 représentatif d’une incapacité dudit groupe d’alimentation à satisfaire au besoin en cours dudit réseau de bord (RB) en l’absence de prochain besoin énergivore, lorsque ledit état de charge en cours de ladite batterie de servitude (BS) est inférieur ou égal audit premier seuil, iv) un état dit stabilisé représentatif d’une situation dans laquelle le besoin en cours dudit réseau de0 bord (RB) a été réduit de sorte que ledit générateur d’énergie électrique (GE) soit en capacité de satisfaire seul à un nouveau besoin réduit en l’absence de prochain besoin énergivore, et v) un état dit sécuritaire représentatif d’un prochain besoin energivore dudit reseau de bord (RB).
4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) ladite information est choisie parmi M informations prédéfinies, avec M > 3.
5 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) lesdites M informations sont choisies dans un groupe comprenant i) une première information prédéfinie représentative d’un premier intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique dudit générateur d’énergie électrique (GE), ii) une deuxième information prédéfinie représentative d’un deuxième intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique dudit générateur d’énergie électrique (GE) inférieur audit premier intervalle, iii) une troisième information prédéfinie représentative d’un troisième intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique dudit générateur d’énergie électrique (GE) inférieur audit deuxième intervalle,5 iv) une quatrième information prédéfinie représentative d’un quatrième intervalle de capacités restantes de production d’énergie électrique dudit générateur d’énergie électrique (GE) inférieur audit troisième intervalle, et v) une cinquième information représentative d’une incapacité de fourniture d’énergie électrique dudit générateur d’énergie électrique (GE) et/ou de ladite0 batterie de servitude (BS).
6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) ledit problème du groupe d’alimentation est choisi dans un groupe comprenant un problème de fonctionnement dudit générateur d’énergie électrique (GE), un problème de fonctionnement de ladite batterie de5 servitude (BS), un problème de surtension aux bornes de ladite batterie de servitude (BS) par rapport à un deuxième seuil, et un problème de sous-tension aux bornes de ladite batterie de servitude (BS) par rapport à un troisième seuil.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) ledit problème de surtension correspond à une tension0 supérieure audit deuxième seuil pendant une durée supérieure à une première durée prédéfinie, et ledit problème de sous-tension correspond à une tension inférieure ou égal audit troisième seuil pendant une durée supérieure à une deuxième durée prédéfinie.
8. Produit programme d ordinateur comprenant un jeu d instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre le procédé de supervision selon l’une des revendications 1 à 7 pour superviser un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie
5 électrique (GE) et une batterie de servitude (BS) et alimentant en énergie électrique un réseau de bord (RB) d’un véhicule (V).
9. Dispositif de supervision (DS) pour un véhicule (V) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et une batterie de servitude (BS), caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1 ) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant i) à déterminer si ledit groupe d’alimentation a au moins un problème, si ledit réseau de bord (RB) va avoir un prochain besoin énergivore, et une information représentative d’une capacité de production5 d’énergie électrique dudit générateur d’énergie électrique (GE), puis ii) à déterminer un état représentatif d’un niveau de pénurie énergétique dudit groupe d’alimentation en fonction de ladite information déterminée, dudit éventuel problème déterminé et dudit éventuel prochain besoin énergivore déterminé. 0 10. Véhicule (V) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et une batterie de servitude (BS), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de supervision (DS) selon la revendication 9.
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