EP2293954A2 - Procede et systeme de stockage d'une charge electrique - Google Patents

Procede et systeme de stockage d'une charge electrique

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EP2293954A2
EP2293954A2 EP09772757A EP09772757A EP2293954A2 EP 2293954 A2 EP2293954 A2 EP 2293954A2 EP 09772757 A EP09772757 A EP 09772757A EP 09772757 A EP09772757 A EP 09772757A EP 2293954 A2 EP2293954 A2 EP 2293954A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
storer
type
rolling
urban
useful range
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09772757A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Nicolas Dollinger
Nicolas Robart
Fabien Mercier-Calvairac
Melaine Migaud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an electrical charge in a hybrid vehicle system which is intended for at least two types of taxiing comprising an urban-type taxi and a suburban-type taxi and which comprises an electric storage and a machine. electric.
  • the invention also relates to a storage system arranged to implement the control method and a sizing method of the storage system.
  • the load of an electric storage is useful for involving an electric machine in the propulsion of the vehicle.
  • the load must be in a range of values, called useful.
  • a low value of the range generally corresponds to the minimum load to supply to power accessories without completely emptying the storer, which would have the effect of putting it out of service.
  • a high value of the range generally corresponds to a security against the risk of overloading the storer, which would result in premature aging or even destruction of the storer.
  • WO2002 / 058209 discloses a method in which a cycle frequency is related to a battery size and other parameters. The process is based on an increase in robustness by increasing the size of the battery.
  • the document US7173396 discloses a hybrid vehicle with battery control which determines variable charge and discharge authorizations according to the operational operating conditions.
  • the document US2005 / 0228553 discloses a hybrid vehicle energy management system that seeks to remedy the behavioral differences of the vehicle by switching from one type of running to another, by means of a device for predicting the types of driving on the vehicle. a predetermined route.
  • the prior art seeks to recover as much energy as possible on the types of rolling that are conducive to the recovery of electrical energy, as is the case with suburban-type haulage, hoping to offer a large amount of energy. stored on the types of rolling more energy consumers as it is the case of urban-type taxiing.
  • This approach tends towards the use of high-capacity energy storages which pose weight and space problems whose repercussions in terms of kinetic energy are unfavorable to urban-type taxiing.
  • the recoverable energy in suburban-type taxiing is in fact only available at the beginning of urban-type taxiing and, correlatively, the energy in suburban taxiing is essentially recoverable when leaving an urban-type taxiing which empties the battery.
  • An object of the invention is to make the rolling service and the consumption on each type of running robustly independent from each other.
  • Another object of the invention is to minimize the useful energy of the electrical storage unit.
  • an object of the invention is a method of controlling an electric charge in a hybrid vehicle system which is intended for at least two types of rolling comprising a type of rolling.
  • urban and suburban-type haulage and includes an electrical storage and an electric machine.
  • the process comprises
  • the low threshold and the high threshold define a useful range of use of the storer for any type of rolling of the vehicle, the amplitude of the useful range being determined to ensure a rolling urban permanent type.
  • the low threshold and the high threshold are independent of the type of rolling in progress.
  • An object of the invention is also a system for storing an electric charge in a hybrid vehicle which is intended for at least two types of taxiing comprising an urban-type taxi and a suburban-type taxi and which comprises an electric storage and an electric machine.
  • the system comprises a module arranged to receive a load level of the storer, to authorize loading the storer and prohibit unloading the storer when a low threshold is reached, to allow the storer to be unloaded and to forbid loading the storer. storer when a high threshold is achieved, and wherein said low threshold and said high threshold delimit a useful range of use of the storer for any type of running of the vehicle, the amplitude of said useful range being determined to ensure rolling of permanent urban type.
  • the storer is sized to store a maximum electric charge equal to the sum of the high threshold and a minimum safety margin.
  • An object of the invention is still a method of dimensioning a system for storing an electric charge in a hybrid vehicle which is intended for at least two types of taxiing comprising an urban-type taxi and a suburban type taxi and which includes an electrical storage and an electric machine. The method comprises:
  • a security load of the storer is determined for supplying the electrical components of the vehicle, so as to determine a low threshold to allow the electric machine to charge the storer and prevent the electric machine from discharging the storer when the low threshold is reached
  • the method comprises a fourth step in which a second useful range of utilization of the storer is determined to ensure a permanent suburban type rolling so as to determine said high threshold also from said second useful range.
  • FIG. 2 a load control diagram of an electrical storage according to the level of load
  • Figure 3 a diagram of evolution of the usual level of charge according to the type of rolling
  • FIG. 4 a method of dimensioning an electrical storage device according to the invention
  • FIG. 5 a diagram of the evolution of the level of charge as a function of the type of running according to the invention.
  • a hybrid vehicle comprises an electrical storage unit 11 consisting of a battery, super capacitors or any other element capable of reversibly storing electrical energy.
  • Various electrical consumers 21 such as the lighting headlights, the heating and air conditioning elements of the vehicle, the control members of the gearbox, are connected to the terminals of the electrical storer.
  • a reversible converter 50 of electrical energy into mechanical energy consumes electrical energy supplied by the electrical storer in different life situations. If the vehicle operates without a heat engine (not shown), it is the electric storage only that provide the energy required for traction. When the vehicle is running with the heat engine, the electric storage sometimes brings additional energy to improve performance, for example.
  • the reversible converter 50 provides energy to the electrical storer especially when the vehicle is decelerating or downhill, but this is not necessarily sufficient to ensure a zero energy balance.
  • the reversible converter 50 must also provide electrical energy to recharge the electric storage 11 at other times by using the engine.
  • the reversible converter 50 comprises a terminal 51 connected to the positive pole of the electrical storage unit 11 and a terminal 52 connected to the negative pole of the electrical storage unit 11. Between the terminals 51 and 52, the reversible converter 50 comprises for example an electric machine 53 which provides the mechanical energy in motor mode when the reversible converter 50 is controlled by a signal element 41 and absorbs mechanical energy in generator mode to charge the electric storage unit 11 when the reversible converter 50 is controlled by a signal element 42.
  • the signal elements 41 and 42 are generated by a generally electronic module 40.
  • the module 40 establishes the values of the signal elements 41 and 42 as a function of a torque setpoint to be supplied or absorbed by the electric machine 53.
  • the module 40 receives various commands, for example brake units or acceleration units of the vehicle.
  • the module 40 also receives a particular command from a generally electronic module 30.
  • the module 30 is arranged to receive a charge level of the storage device 11 from a sensor 31 which, in a known manner, measures the voltage across the electrical storage unit 11 and its impedance is estimated from an electric current passing through the electric storage unit 11.
  • the module 30 sends control and load control signals. discharge to the module 40 as shown for example in Figure 2.
  • a step 500 represents an initial state or a sleep state, activated for example at different clock cycles of a processor of the module 30, not shown.
  • the module 30 validates a transition 501 when it detects a low load threshold threshold Sb of the storer 11 and validates a transition 502 when it detects a high threshold threshold Sh of the storer load.
  • a validation of the transition 501 activates a step 503 in which the load of the storer is authorized and the unloader of the storer is prohibited for driving the vehicle.
  • this step only the actions of other regulating elements that attempt to recharge the storer, such as electric braking or an increase in engine speed to reload the storer, are allowed. The elements that decide these actions are outside the scope of the invention.
  • a validation of the transition 502 activates a step 504 in which the load of the storer is prohibited and the discharge of the storer is authorized for driving the vehicle.
  • this step only the actions of other regulating elements that tend to unload the storer, such as those that control the electric motor to provide a pulling torque, are allowed. The elements that decide these actions are outside the scope of the invention.
  • the abscissa axis carries the time t and the y axis carries the load of the storer.
  • the low threshold Sb and the high threshold Sh delimit a useful range Plu in which we note in the illustrated example a consistent discharge at the beginning of urban rolling and a consequent load at the beginning of suburban rolling.
  • the Zu zone of the diagram shows the load evolution of the storer, which can occur in urban traffic.
  • Zone Zs of the diagram shows the load evolution of the storer, which can occur in suburban rolling.
  • the left part of the Zu zone is typical of a transition from a suburban taxi to an urban taxi.
  • the left-hand part of the Zs zone is typical of a changeover from an urban taxi to a suburban taxi.
  • the invention proposes a strategy which consists of having as useful energy only the energy necessary to carry out each of the types of rolling independently of each other.
  • Figure 4 shows steps of a method of sizing the electrical energy storage system to implement the invention.
  • the low load threshold Sb of the storer is determined below which the load of the storer can no longer be used for the traction of the vehicle. This approach helps to safeguard a safety load useful for feeding other organs or functions of the vehicle.
  • the low threshold is determined from the knowledge of the different electrical consumptions of the vehicle apart from traction.
  • a useful range Plu (cU) of state of charge of the storer in urban cycle is determined.
  • the useful range can be determined by the calculation knowing that its amplitude is strongly related to the kinetic energy recoverable during slowdowns of the vehicle at limited speed and that in urban environment it is avoided to use the engine as far as possible. . It is also possible to experiment the vehicle in urban environment with a storer as dimensioned before the invention and to note the evolutions of load of which an envelope will give the useful range Plu (cU).
  • a useful range Plu (cS) of state of charge of the storer in suburban cycle is determined.
  • the useful range can be determined by the calculation knowing that its amplitude is strongly linked to the kinetic energy recoverable during slowdowns of the vehicle at high speed and that in suburban environment, it is easy to use the engine to bring a complement charge.
  • the high threshold is determined to be equal to the upper limit of the useful range.
  • the amplitude of the useful range is then lower because the useful range in suburban rolling whose average low value was originally higher than that of the useful range in urban running, is reduced to a low value at low threshold of charge. This is achieved by lowering the high load threshold Sh to the upper limit of the useful range in urban running or which covers the useful range in urban running.

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Abstract

Dans un système de véhicule hybride qui est destiné à au moins deux types de roulage comprenant un roulage de type urbain et un roulage de type suburbain et qui comporte un stockeur électrique (11) et une machine électrique (53), le procédé de contrôle d'une charge électrique comprend une première étape pour autoriser de charger le stockeur (11) et interdire de décharger le stockeur (11) lorsqu'un seuil bas est atteint et une deuxième étape pour autoriser de décharger le stockeur (11) et interdire de charger le stockeur (11) lorsqu'un seuil haut est atteint. Dans ce procédé, le seuil bas et le seuil haut délimitent une plage utile d'utilisation du stockeur (11) pour tout type de roulage du véhicule, l'amplitude de la plage utile étant déterminée pour assurer un roulage de type urbain permanent.

Description

" Procédé et système de stockage d'une charge électrique " .
L'invention concerne un procédé de contrôle d'une charge électrique dans un système de véhicule hybride qui est destiné à au moins deux types de roulage comprenant un roulage de type urbain et un roulage de type suburbain et qui comporte un stockeur électrique et une machine électrique. L'invention concerne aussi un système de stockage agencé pour mettre en œuvre le procédé de contrôle et un procédé de dimensionnement du système de stockage .
Dans un véhicule hybride, la charge d'un stockeur électrique est utile pour faire participer une machine électrique à la propulsion du véhicule. Pour être utilisable sans risque de détérioration du stockeur, la charge doit être dans une plage de valeurs, dite utile. Une valeur basse de la plage correspond généralement à la charge minimale à assurer pour alimenter des accessoires sans vider totalement le stockeur, ce qui aurait pour effet de le mettre hors service. Une valeur haute de la plage correspond généralement à une sécurité contre les risques de surcharge du stockeur, ce qui aurait pour effet un vieillissement prématuré, voire une destruction du stockeur.
Tant que le véhicule est en état de marche, on contrôle généralement la charge de façon à ne pas descendre en dessous de la valeur basse et à ne pas monter au dessus de la valeur haute de la plage. La charge évolue entre la valeur basse et la valeur haute en fonction du mouvement du véhicule. Il est en particulier possible de recharger le stockeur lorsque la charge baisse en mettant à contribution un moteur thermique ou une énergie cinétique du véhicule. Lorsque le véhicule est à l'arrêt, la charge du stockeur diminue en fonction de la consommation d' accessoires . Dans le domaine technique du contrôle de charge, le document WO2002/058209, divulgue un procédé dans lequel une fréquence de cycle est liée à une taille de batterie et à d'autres paramètres. Le procédé se base sur une augmentation de robustesse par augmentation de la taille de la batterie.
Le document US7173396 divulgue un véhicule hybride avec contrôle de batterie qui détermine des autorisations de charge et de décharge variables selon les conditions opérationnelles de fonctionnement.
Le document US2005/0228553 divulgue un système de gestion d'énergie pour véhicule hybride qui cherche à remédier aux différences comportementales du véhicule en passant d'un type de roulage à un autre, au moyen d'un dispositif de prédiction des types de roulage sur un itinéraire prédéterminé.
L'état antérieur de la technique cherche à récupérer un maximum d'énergie possible sur les types de roulage propices à la récupération d'énergie électrique tel que c'est le cas du roulage de type suburbain en espérant offrir une grande quantité d'énergie stockée sur les types de roulage plus fortement consommateurs d'énergie électrique tel que c'est le cas du roulage de type urbain. Cette approche tend vers un emploi de stockeurs d'énergie à forte capacité qui posent des problèmes de poids et d'encombrement dont les répercutions en termes d'énergie cinétique sont défavorables au roulage de type urbain. L'énergie récupérable en roulage de type suburbain n'est en fait disponible qu'en début de roulage de type urbain et corrélativement, l'énergie en roulage suburbain est essentiellement récupérable en sortant d'un roulage de type urbain qui vide la batterie. Le comportement variable du véhicule en roulage de type urbain selon le fait d'entrer dans ce type de roulage ou d'y être de façon prolongée, pose un problème de robustesse. Un but de l'invention est de rendre robuste la prestation de roulage et la consommation sur chaque type de roulage indépendamment les uns des autres.
Un but de l'invention est encore de minimiser l'énergie utile du stockeur électrique.
Pour remédier aux problèmes de l'état antérieur de la technique, un objet de l'invention est un procédé de contrôle d'une charge électrique dans un système de véhicule hybride qui est destiné à au moins deux types de roulages comprenant un roulage de type urbain et un roulage de type suburbain et qui comporte un stockeur électrique et une machine électrique. Le procédé comprend
- une première étape pour autoriser de charger le stockeur et interdire de décharger le stockeur lorsqu'un seuil bas est atteint ; et
- une deuxième étape pour autoriser de décharger le stockeur et interdire de charger le stockeur lorsqu'un seuil haut est atteint; de façon à ce que : - le seuil bas et le seuil haut délimitent une plage utile d'utilisation du stockeur pour tout type de roulage du véhicule, l'amplitude de la plage utile étant déterminée pour assurer un roulage de type urbain permanent . Avantageusement, le seuil bas et le seuil haut sont indépendants du type de roulage en cours.
Un objet de l'invention est aussi un système de stockage d'une charge électrique dans un véhicule hybride qui est destiné à au moins deux types de roulages comprenant un roulage de type urbain et un roulage de type suburbain et qui comporte un stockeur électrique et une machine électrique. De façon remarquable, le système comprend un module agencé pour recevoir un niveau de charge du stockeur, pour autoriser de charger le stockeur et interdire de décharger le stockeur lorsqu'un seuil bas est atteint, pour autoriser de décharger le stockeur et interdire de charger le stockeur lorsqu'un seuil haut est atteint, et dans lequel ledit seuil bas et ledit seuil haut délimitent une plage utile d'utilisation du stockeur pour tout type de roulage du véhicule, l'amplitude de ladite plage utile étant déterminée pour assurer un roulage de type urbain permanent.
Avantageusement le stockeur est dimensionné pour stocker une charge électrique maximale de valeur égale à la somme du seuil haut et d'une marge minimale de sécurité . Un objet de l'invention est encore un procédé de dimensionnement d'un système de stockage d'une charge électrique dans un véhicule hybride qui est destiné à au moins deux types de roulage comprenant un roulage de type urbain et un roulage de type suburbain et qui comporte un stockeur électrique et une machine électrique. Le procédé comprend :
- une première étape dans laquelle on détermine une charge de sécurité du stockeur destinée à une alimentation d'organes électriques du véhicule, de façon à déterminer un seuil bas pour autoriser la machine électrique à charger le stockeur et interdire à la machine électrique de décharger le stockeur lorsque le seuil bas est atteint
- une deuxième étape dans laquelle on détermine une première plage utile d'utilisation du stockeur pour assurer un roulage de type urbain permanent ;
- une troisième étape dans laquelle on détermine à partir de ladite première plage utile, un seuil haut pour autoriser la machine électrique à décharger le stockeur et interdire à la machine électrique de charger le stockeur lorsque le seuil haut est atteint.
Optionnellement, le procédé comprend une quatrième étape dans laquelle on détermine une deuxième plage utile d'utilisation du stockeur pour assurer un roulage de type suburbain permanent de façon à déterminer ledit seuil haut aussi à partir de ladite deuxième plage utile. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif et nullement limitatif de l'invention. Elles montrent : figure 1 : une représentation schématique des éléments essentiels d'un véhicule hybride pour mettre en œuvre 1 ' invention ;
- figure 2 : un diagramme de contrôle de charge d'un stockeur électrique selon le niveau de charge ; figure 3 : un schéma d'évolution du niveau de charge habituel en fonction du type de roulage; figure 4 : un procédé de dimensionnement de stockeur électrique selon l'invention ; - figure 5 : un schéma d'évolution du niveau de charge en fonction du type de roulage selon l'invention.
Les éléments identiques conservent la même référence d'une figure à l'autre.
En référence à la figure 1, un véhicule hybride comprend un stockeur électrique 11 constitué d'une batterie, de super capacités ou de tout autre élément apte à stocker de façon réversible de l'énergie électrique.
Divers consommateurs électriques 21 tels que les phares d'éclairage, les éléments de chauffage et de climatisation du véhicule, les organes de pilotage de la boîte de vitesses, sont branchés aux bornes du stockeur électrique
11 et consomment l'énergie électrique dont ils ont besoin au moment opportun. Un convertisseur 50 réversible d'énergie électrique en énergie mécanique consomme de l'énergie électrique fournie par le stockeur électrique dans différents cas de vie. Si le véhicule fonctionne sans moteur thermique (non représenté), c'est le stockeur électrique seul qui fournir l'énergie nécessaire à la traction. Lorsque le véhicule fonctionne avec le moteur thermique, le stockeur électrique apporte parfois un complément d'énergie pour améliorer les performances, par exemple. Le convertisseur réversible 50 fournit de l'énergie au stockeur électrique notamment lorsque le véhicule est en décélération ou en pente descendante, mais cela ne suffit pas nécessairement à assurer un bilan énergétique nul. Le convertisseur réversible 50 doit aussi fournir de l'énergie électrique pour recharger le stockeur électrique 11 à d'autres moments en mettant à contribution le moteur thermique.
Le convertisseur réversible 50 comprend une borne 51 reliée au pôle positif du stockeur électrique 11 et une borne 52 reliée au pôle négatif du stockeur électrique 11. Entre les bornes 51 et 52, le convertisseur réversible 50 comprend par exemple une machine électrique 53 qui fournit de l'énergie mécanique en mode moteur lorsque le convertisseur réversible 50 est commandé par un élément de signal 41 et absorbe de l'énergie mécanique en mode génératrice pour charger le stockeur électrique 11 lorsque le convertisseur réversible 50 est commandé par un élément de signal 42. Les éléments de signaux 41 et 42 sont générés par un module généralement électronique 40. Le module 40 établit les valeurs des éléments de signaux 41 et 42 en fonction d'une consigne de couple à fournir ou à absorber par la machine électrique 53. Pour ce faire, le module 40 reçoit diverses commandes, par exemple des unités de freinage ou des unités d'accélération du véhicule. Le module 40 reçoit aussi une commande particulière d'un module généralement électronique 30. Le module 30 est agencé pour recevoir un niveau de charge du stockeur 11 depuis un capteur 31 qui, de façon connue, mesure la tension aux bornes du stockeur électrique 11 et estime son impédance à partir d'un courant électrique traversant le stockeur électrique 11. En fonction du niveau de charge du stockeur électrique 11, susceptible d'évoluer de 0 à 100%, le module 30 envoie des signaux de contrôle commande de charge et de décharge au module 40 tel que représenté par exemple sur la figure 2.
En référence à la figure 2, une étape 500 représente un état initial ou un état de veille, activé par exemple à différents cycles d'horloge d'un processeur du module 30, non représenté.
A partir de l'étape 500, le module 30 valide une transition 501 lorsqu'il détecte une atteinte de seuil bas Sb de charge du stockeur 11 et valide une transition 502 lorsqu' il détecte une atteinte de seuil haut Sh de charge du stockeur.
Une validation de la transition 501, active une étape 503 dans laquelle la charge du stockeur est autorisée et la décharge du stockeur est interdite pour l'entraînement du véhicule. Dans cette étape, seules les actions d' autres éléments de régulation qui tentent à recharger le stockeur, telles que le freinage électrique ou une augmentation de régime du moteur thermique pour recharger le stockeur, sont autorisés. Les éléments qui décident ces actions, sont hors du cadre de l'invention.
Une validation de la transition 502, active une étape 504 dans laquelle la charge du stockeur est interdite et la décharge du stockeur est autorisée pour l'entraînement du véhicule. Dans cette étape, seules les actions d' autres éléments de régulation qui tendent à décharger le stockeur, telles que celles qui commandent au moteur électrique de fournir un couple de traction, sont autorisées. Les éléments qui décident ces actions, sont hors du cadre de l'invention.
En référence à la figure 3, on distingue trois types de roulages, les roulages urbains pour lesquels la vitesse est généralement inférieure à 50 km/h, les roulages suburbains sur route ou autoroute où les vitesses sont plus élevées et les alternances de roulages différents .
L'axe des abscisses porte le temps t et l'axe des ordonnées porte la charge du stockeur. Le seuil bas Sb et le seuil haut Sh délimitent une plage utile Plu dans laquelle on note sur l'exemple illustré une décharge conséquente en début de roulage urbain et une charge conséquente en début de roulage suburbain. La zone Zu du schéma montre les évolutions de charge du stockeur qui peuvent se présenter en roulage urbain. La zone Zs du schéma montre les évolutions de charge du stockeur qui peuvent se présenter en roulage suburbain. La partie gauche de la zone Zu est typique d'une alternance de passage d'un roulage suburbain à un roulage urbain. La partie gauche de la zone Zs est typique d'une alternance de passage d'un roulage urbain à un roulage suburbain.
La réalisation successive de roulages uniquement urbains montre que l'énergie utile pour les réaliser n'excède pas quelques centaines de kJ. Il en va de même lorsque se succèdent les roulages suburbains.
Par contre, avec toutes les stratégies connues, lorsqu'un roulage suburbain suit un roulage urbain, le niveau de charge du stockeur augmente fortement.
Réciproquement, lorsqu'un roulage urbain suit un roulage suburbain, le niveau de charge du stockeur baisse. L'énergie dépensée permet en effet de réaliser plus de roulage électrique en ville qu'il n'en aurait été fait à bilan batterie nul qui est le cas moyen lors d'une succession de roulages urbains. Cette façon de procéder permet de réaliser un gain de consommation supplémentaire dû au transfert d'énergie des roulages suburbains vers les roulages urbains où le moteur thermique peut être arrêté. Ce gain n'est effectif que si le stockeur n'a pas été saturé dans l'opération.
Il s'avère que la consommation et le roulage électrique en ville dépendent du type de roulage qui a précédé. Le cycle d'homologation européen est un excellent exemple de ce phénomène. Les 780 premières secondes du cycle sont de type urbain et tous les véhicules hybrides y déchargent le stockeur électrique, la recharge se faisant durant les 400 s suivantes où le véhicule roule au-delà de 50 km/h. Un roulage qui ne serait constitué que de la succession de roulages du type des 780 premières secondes, aboutirait à une consommation plus élevée et un roulage électrique plus faible qu' ils ne le sont lors de l'homologation. Réciproquement, un roulage qui ne serait constitué que de la succession de roulages du type des 400 dernières secondes aboutirait à une consommation plus basse car le moteur thermique n'aurait pas eu à recharger autant le stockeur électrique.
L' invention propose une stratégie qui consiste à ne disposer comme énergie utile que de l'énergie nécessaire à la réalisation de chacun des types de roulages indépendamment les uns des autres.
De cette façon, le comportement du véhicule devient quasi indépendant du type de roulage antérieur sans pour autant modifier la consommation et le roulage électrique pour un type de roulage donné. La figure 4 montre des étapes d'un procédé de dimensionnement du système de stockage d'énergie électrique pour mettre en œuvre l'invention.
Dans une étape 601, on détermine le seuil bas Sb de charge du stockeur en dessous duquel la charge du stockeur ne peut plus être utilisée pour la traction du véhicule. Cette démarche contribue à sauvegarder une charge de sécurité utile à l'alimentation d'autres organes ou fonctions du véhicule. Le seuil bas est déterminé à partir de la connaissance des différentes consommations électriques du véhicule en dehors de la traction.
Dans une étape 602, on détermine une plage utile Plu(cU) d'état de charge du stockeur en cycle urbain. La plage utile peut être déterminée par le calcul sachant que son amplitude est fortement liée à l'énergie cinétique récupérable lors des ralentissements du véhicule à vitesse limitée et qu'on évite en environnement urbain de mettre à contribution le moteur thermique autant que faire se peut. On peut aussi expérimenter le véhicule en environnement urbain avec un stockeur tel que dimensionné avant l'invention et noter les évolutions de charge dont une enveloppe donnera la plage utile Plu(cU). Dans une étape 603, on détermine une plage utile Plu(cS) d'état de charge du stockeur en cycle suburbain. La plage utile peut être déterminée par le calcul sachant que son amplitude est fortement liée à l'énergie cinétique récupérable lors des ralentissements du véhicule à grande vitesse et qu'en environnement suburbain, on peut aisément mettre à contribution le moteur thermique pour amener un complément de charge . On peut aussi expérimenter le véhicule sur route et autoroute avec un stockeur surdimensionné et noter les évolutions de charge dont une enveloppe donnera la plage utile Plu(cS).
Dans une étape 604, on détermine le seuil haut comme étant égal à la limite haute de la plage utile. On peut se contenter de la plage utile en roulage urbain, notamment pour un véhicule plus orienté vers une utilisation urbaine, et dans ce cas il n'est pas nécessaire d'exécuter l'étape 603. On peut se contenter de la plage utile en roulage suburbain, notamment pour un véhicule plus orienté vers une utilisation suburbaine, et dans ce cas il n'est pas nécessaire d'exécuter l'étape 602. On peut enfin tenir compte des deux types de plage utiles, finalement assez proches en amplitude l'une de l'autre.
En référence à la figure 5, l'amplitude de la plage utile est alors plus faible car la plage utile en roulage suburbain dont la valeur moyenne basse était originellement plus haute que celle de la plage utile en roulage urbain, est ramenée en valeur basse au seuil bas de charge. Ceci est obtenu en baissant le seuil haut de charge Sh à la limite haute de la plage utile en roulage urbain ou qui enveloppe la plage utile en roulage urbain.
On peut noter que ce type de stratégie se traduit par une perte de consommation plus importante en homologation où l'effet du couplage entre les types de roulage est amplifié. Par contre, l'énergie utile peut, quant à elle, être réduite considérablement, jusqu'à un facteur 3 sur les réalisations expérimentées. Ceci permet par exemple d'utiliser un stockeur de plus faible capacité et par conséquent plus léger.
Il s'avère qu'à l'usage, lorsque les types de roulages se succèdent, le véhicule gagne en robustesse de comportement et ne subit qu'une faible augmentation de la consommation. On rappelle qu'un comportement est robuste lorsqu' il se répète de façon semblable pour des conditions identiques .

Claims

REVENDI CATIONS
1. Procédé de contrôle d'une charge électrique dans un système de véhicule hybride qui est destiné à au moins deux types de roulage comprenant un roulage de type urbain et un roulage de type suburbain et qui comporte un stockeur électrique et une machine électrique, comprenant
- une première étape (503) pour autoriser de charger le stockeur et interdire de décharger le stockeur lorsqu'un seuil bas (Sb) est atteint ; une deuxième étape (504) pour autoriser de décharger le stockeur et interdire de charger le stockeur lorsqu'un seuil haut (Sh) est atteint; - dans lequel ledit seuil bas et ledit seuil haut délimitent une plage utile (Plu) d'utilisation du stockeur pour tout type de roulage du véhicule, l'amplitude de ladite plage utile étant déterminée pour assurer un roulage de type urbain permanent, caractérisé en ce que ledit seuil bas et ledit seuil haut sont indépendants du type de roulage.
2. Système de stockage d'une charge électrique dans un véhicule hybride qui est destiné à au moins deux types de roulage comprenant un roulage de type urbain et un roulage de type suburbain et qui comporte un stockeur électrique (11) et une machine électrique (53), comprenant
- un module (30) agencé pour recevoir un niveau de charge du stockeur (11), pour autoriser de charger le stockeur et interdire de décharger le stockeur lorsqu'un seuil bas est atteint, pour autoriser de décharger le stockeur et interdire de charger le stockeur lorsqu'un seuil haut est atteint, et dans lequel ledit seuil bas et ledit seuil haut délimitent une plage utile d'utilisation du stockeur pour tout type de roulage du véhicule, l'amplitude de ladite plage utile étant déterminée pour assurer un roulage de type urbain permanent.
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit seuil bas et ledit seuil haut sont indépendants du type de roulage.
4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le stockeur (11) est dimensionné pour stocker une charge électrique maximale de valeur égale à la somme du seuil haut et d'une marge minimale de sécurité .
5. Procédé de dimensionnement d'un système de stockage d'une charge électrique dans un véhicule hybride qui est destiné à au moins deux types de roulage comprenant un roulage de type urbain et un roulage de type suburbain et qui comporte un stockeur électrique et une machine électrique, comprenant : - une première étape (601) dans laquelle on détermine une charge de sécurité du stockeur destinée à une alimentation d'organes électriques du véhicule, de façon à déterminer un seuil bas (Sb) pour autoriser la machine électrique à charger le stockeur et interdire à la machine électrique de décharger le stockeur lorsque le seuil bas (Sb) est atteint ; une deuxième étape (602) dans laquelle on détermine une première plage utile (Plu(cU)) d'utilisation du stockeur pour assurer un roulage de type urbain permanent ; une troisième étape (604) dans laquelle on détermine à partir de ladite première plage utile, un seuil haut (Sh) pour autoriser la machine électrique à décharger le stockeur et interdire à la machine électrique de charger le stockeur lorsque le seuil haut (Sh) est atteint .
6. Procédé de dimensionnement selon la revendication 5, comprenant : une quatrième étape (603) dans laquelle on détermine une deuxième plage utile (Plu(cS)) d'utilisation du stockeur pour assurer un roulage de type suburbain permanent de façon à déterminer ledit seuil haut aussi à partir de ladite deuxième plage utile.
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Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09200906A (ja) * 1996-01-17 1997-07-31 Hitachi Ltd ハイブリッドエンジン車
JP3543486B2 (ja) * 1996-05-21 2004-07-14 日産自動車株式会社 ハイブリッド車の駆動装置の運転方法およびハイブリッド車の駆動装置
JP3211699B2 (ja) * 1996-09-17 2001-09-25 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置
DE69922221T8 (de) * 1998-09-14 2006-08-24 Paice Llc Hybridfahrzeug
US6209672B1 (en) * 1998-09-14 2001-04-03 Paice Corporation Hybrid vehicle
CA2320003C (fr) * 1999-09-22 2006-03-21 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Appareil de commande destine aux vehicules hybrides
JP4470311B2 (ja) * 1999-10-15 2010-06-02 日産自動車株式会社 走行パターン生成装置
JP4006948B2 (ja) * 2001-02-14 2007-11-14 スズキ株式会社 車両用発電制御装置
JP3632634B2 (ja) * 2001-07-18 2005-03-23 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP3981067B2 (ja) * 2003-11-14 2007-09-26 株式会社エクォス・リサーチ 走行速度データ分類装置、走行速度パターン推定装置、及びハイブリッド車両の駆動制御装置
US7301304B2 (en) * 2004-02-14 2007-11-27 General Motors Corporation Energy storage system state of charge diagnostic
JP2005348524A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Nissan Motor Co Ltd ハイブリット車両の制御装置
JP4281725B2 (ja) * 2005-09-01 2009-06-17 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
JP4899576B2 (ja) * 2006-03-28 2012-03-21 アイシン精機株式会社 車両駆動システムの制御装置
JP4232789B2 (ja) * 2006-04-24 2009-03-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の停止制御装置および停止制御方法
KR100821776B1 (ko) * 2006-06-09 2008-04-11 현대자동차주식회사 하이브리드 차량에 구비된 메인 배터리의 충방전량 제어방법
FR2902705B1 (fr) * 2006-06-27 2009-04-10 Valeo Equip Electr Moteur Systeme micro-hybride pour vehicule automobile incorporant un module de strategies de pilotage

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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