EP2753493A2 - Procédé et dispositif de recharge optimisée de batterie électrique - Google Patents

Procédé et dispositif de recharge optimisée de batterie électrique

Info

Publication number
EP2753493A2
EP2753493A2 EP12767033.9A EP12767033A EP2753493A2 EP 2753493 A2 EP2753493 A2 EP 2753493A2 EP 12767033 A EP12767033 A EP 12767033A EP 2753493 A2 EP2753493 A2 EP 2753493A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
charging
time
electric
charge
period
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12767033.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Mélaine ROUSSELLE
Gaizka ALBERDI
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.)
Electricite de France SA
Enedis SA
Original Assignee
Electricite de France SA
Electricite Reseau Distribution France SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electricite de France SA, Electricite Reseau Distribution France SA filed Critical Electricite de France SA
Publication of EP2753493A2 publication Critical patent/EP2753493A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/63—Monitoring or controlling charging stations in response to network capacity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/525—Temperature of converter or components thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/70—Interactions with external data bases, e.g. traffic centres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B60L2260/58—Departure time prediction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/126—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV], i.e. power aggregation of EV or HEV, vehicle to grid arrangements [V2G]

Definitions

  • the invention relates to the field of management of the charging of electric batteries, and in particular the charging of batteries of electric vehicles.
  • electric vehicles with an electrical energy storage system that can be connected to the power supply terminals with a charging plug.
  • the power supply terminals are each connected to the electrical distribution network.
  • the charging of the electric battery of such electrical systems starts as soon as this electric battery is connected to the electrical distribution network and ends when this electric battery is disconnected from the electrical distribution network.
  • this charging starts as soon as the charging plug of the electric vehicle is connected to the power supply terminal and continues as long as the electric vehicle is not disconnected. that is to say until the user of the vehicle wants to pick up his vehicle or until the battery is full.
  • the constraints of the electrical network to which the power supply terminal is connected can in particular result in a load curve of a transformer or a delivery point, which is not uniform over time.
  • a transformer is under stress when its load exceeds its rated power.
  • the latter can have very varied charge levels when it is connected to a power supply terminal, which determines the amount of electrical energy required to obtain from the power supply terminal. electric, and therefore the recharge time required to complete a full charge.
  • the object of the present invention is to remedy the aforementioned drawbacks, by proposing an optimized charging method making it possible to take into account both the constraints related to the electrical network and those related to the user of the electrical system to be recharged, as well as the constraints related to the electric battery to recharge, and allowing a better preservation of the network charging devices.
  • an optimized charging method of the electric battery of at least one electric system by an electric charging device in which the electric battery is recharged during a period of charging time belonging to a period of recharge time. available initiated by the connection of the charging system of the electric battery to the electric charging device, this charging time period beginning at a start of charge determined according to a load curve associated with the electric charging device, d a load limit power level and the level of residual electrical energy contained in the electric battery when connecting the charging system of the electric battery to the electric charging device.
  • the determination of the start of charging time comprises the calculation, for each instant of a plurality of consecutive potential start times of charge, of a potential charge parameter depending on the difference between the load curve and the load limit power level and the selecting the load start time corresponding to the potential start time of the load associated with the maximum value load parameter among the set of calculated potential load parameters.
  • the calculation is an iterative calculation comprising the following steps, for a potential start time of charge:
  • the iterative calculation being implemented for each instant of the plurality of consecutive start times of charge, in chronological order, until the duration of the time interval between this potential start time of charge and the end of the available recharge time period is less than the duration of the charge time period.
  • the determination of the charge start time further comprises sampling the charge curve, over the available recharge time period, to obtain a set of n power values.
  • charge curve respectively associated with n time intervals starting respectively at n consecutive potential start times of charge
  • the load parameter associated with a potential start time of charge being equal to the sum of the respective differences, for each time interval a plurality of consecutive time intervals beginning at the potential start time of charging, between the limit power level and the load curve power value associated with the time interval.
  • the determination furthermore comprises the sampling of a load limit power curve over the available recharge time period in order to obtain a set of n limit power level values respectively associated with the n time intervals starting respectively during the n consecutive potential start times of charge, the load parameter associated with a potential start time of charge being equal to the sum of the respective differences, for each time interval of a plurality of consecutive time intervals starting during the potential start time of the charge, between the limit power level value and the load curve power value associated with the time interval.
  • the period of available recharging time is determined according to the time of connection of the charging system of the electric battery to the electric charging device and an indication relating to a provided end of recharging time by the user of the electric vehicle.
  • the duration of the charging time period is determined according to the level of residual electrical energy contained in the electric battery when connecting the charging system of the electric battery to the electric charging device .
  • the duration of the charging time period is equal to the difference between a charging time, corresponding to the time required to charge the electric battery to a desired electrical energy level, and a corresponding partial charging time. the time required to charge the electric battery to the level of residual electrical energy.
  • the desired electrical energy level is a maximum charge level of the electric battery.
  • the method comprises a prior check of the period of available charging time as a function of the duration of the charging time period, the determination of the charging start time of the electric battery n ' occurring only if the duration of the available recharge period is greater than the duration of the charging period.
  • the electric battery belongs to a category of electric batteries having a certain level of memory effect, in particular the category of NiCd or lead acid type electric batteries.
  • the present invention further provides a computer program comprising instructions for carrying out the steps of the above method when executed by a processing unit of an electric charging system. Such a program must be considered as a product within the framework of the protection sought by the present patent application.
  • the present invention also proposes an optimized charging device for at least one electric vehicle, connected to a power supply network and comprising at least one connection port that can be connected to the electric battery of an electric vehicle, the device being configured to implement the steps of the above method following the connection of the electric battery of an electric vehicle to the connection port of the optimized charging device.
  • the present invention finally proposes an optimized charging system for electrically recharging a fleet composed of at least one electric vehicle, the system comprising a power supply network and at least one electric charging device as described above, connected to said power supply network.
  • This system may advantageously furthermore comprise a remote computer system connected to the electric charging device and comprising a processing unit capable of implementing the steps of the above method.
  • FIG. 2 illustrates the steps of an optimized charging method of an electric vehicle according to the present invention
  • FIG. 3 illustrates an embodiment of a prior verification step of the optimized charging method according to the present invention
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of the step of determining the instant of the charge start time of the method according to the present invention.
  • FIG. 5 represents a graph illustrating the positive effect obtained by using the optimized electric charging method according to the present invention.
  • Figure 1 which shows an optimized charging system of electric vehicles according to the present invention.
  • This optimized charging system comprises at least one electric recharging device T E , able to be connected to the charging system of the electric battery BAT of one or more electrical systems V E in order to recharge it electrically.
  • a single electric charging device T E and a single electrical system V E are shown in this figure 1, for illustrative purposes only, but the optimized charging system S E can comprise any number of charging devices. electrical power to electrically recharge any number of electrical systems.
  • This electric charging device T E is itself connected to an electrical power supply network ENET in order to obtain the electrical energy necessary for this recharging and can consist of an electrical transformer, for example.
  • This device T E thus has one or more pi connection ports, ... apt pi (s) to be connected (s) to the electric battery BAT of an electrical system to proceed with its recharging by means of the electrical energy supplied by the electrical power supply network ENET-
  • the electrical system V E comprises one or more electric batteries BAT associated with a charging system of this battery. This electrical system V E is used by a user U which plugs, and disconnects, the charging system of the battery BAT to the electric charging device T E according to its use of time.
  • the electrical system V E is shown as an electric vehicle, the present application finding a particularly advantageous application to this particular type of electrical system.
  • the electric vehicle V E is driven by a user U which connects and disconnects the charging system of the electric battery BAT to the electric charging device T E according to its use of time.
  • Such an electric vehicle can be an automobile, a moped, or any other equipment having an electric battery that can be recharged from the power grid.
  • the constraints related to the electric battery to be recharged such as the charging profile of the electric battery BAT, or the electrical energy still stored in this battery when the user U connects this battery BAT to the electric charging device T E ;
  • the electric battery BAT of the electrical system V E is thus recharged during at least one load time interval AT C h g (i) belonging to a period of available charging time Td, which is initiated by the connection from the recharging system of this BAT electric battery to the electric recharging device T E , which makes it possible to optimize the charging of this battery according to certain constraints related to the user in terms of the use of time.
  • the charging time interval AT C h g (i) is determined as a function of a charge curve TLC associated with the electric charging device T E , which also makes it possible to optimize charging of the electric battery BAT according to constraints related to the electric charging device T E , and therefore to the optimized charging system S E.
  • Such a charge curve TLC can be estimated at a given moment, for example on the basis of an expected load variation, or updated during charging, so as to ensure a continuous optimization of the load with respect to the load. instantaneous state of the electric charging device T E.
  • the estimation of the TLC load curve can be performed on the basis of predefined models of load curves or load curve models calculated from a history of loads recorded at the of the electric charging device T E.
  • updating during charging is particularly interesting in the case where a large number of batteries connect and recharge at the same time, which can induce significant variations in the TLC charge curve.
  • FIG 2 illustrates the steps of an optimized charging method of the electric battery of an electrical system according to the present invention.
  • This method relates to the optimized electric charging of the electric battery of one or more electrical systems V E by an electric charging device T E , the electrical system V E comprising an electric battery BAT associated with a charging system that can be connected to it. electric charging device T E in order to carry out this recharge. Subsequently, the optimized recharge of a single electrical system V E is described for illustrative purposes, but the method can be applied to the recharge of any number of electrical systems.
  • This method can firstly comprise the determination (step 100) of an available charging time period Td, performed to take account of the constraints of the user, in particular in terms of time use, which influences the time available to recharge the BAT electric battery.
  • the user U can thus provide an indication of this instant ÎD end recharge, for example via a dedicated web interface for this purpose on a smartphone or on the dashboard of the electric vehicle used.
  • step 200 the method continues with the determination (step 200) of the duration T-mo of charge to be applied to the electric battery BAT, as a function of the residual electrical energy E in contained. in the BAT electric battery when connected to the charging device T E.
  • this charging duration T 0 o is determined to enable charging of the electric battery up to a desired electric energy E, of a predefined value, which can be typically the maximum energy E max that can be stored in this battery.
  • E electric energy
  • BAT electric battery corresponding to a complete recharge of this battery.
  • FIG. 3 illustrates an embodiment of such a step 200 of determining the duration T 0 o of the period of charging time to be applied to the electric battery.
  • a first partial charging time Tx corresponding to the level of residual electrical energy E in contained in the battery BAT when it is connected to the charging device T E , is firstly calculated (step 210 ).
  • this partial charging time Tx corresponds to the time required to charge the battery BAT, from a state where it is empty of energy (i.e. from a zero SoC charge state) to the residual electrical energy level E in .
  • this level of residual electrical energy E in is calculated beforehand by means of the following equation (1):
  • the partial charging time Tx is then determined by the following equation:
  • - T BAT is the efficiency parameter of the electric battery BAT, between 0 and 100%;
  • - PFL (t) is the load profile of the BAT electric battery taken from the power supply network.
  • a second charging time Tcomp corresponding to the time required to recharge the electric battery BAT up to a level E of desired electrical energy from a state where it is empty of energy (that is to say in starting from a zero SoC charge state), is then determined (step 220) as a function of the charging profile PFL (t) of the electric battery BAT.
  • this second charge duration Tcomp corresponds to a complete charge duration, that is to say to time required to fully charge the BAT electric battery from a state where it is empty of energy.
  • Tx and the second charge duration Tcomp are not necessarily performed in the order indicated above, but can very well be performed in reverse order, that is to say with a determination of the second charge duration Tcomp preceding the determination of the first partial charging time Tx.
  • the duration T-ioo of charge corresponding to the time necessary to charge the electric battery BAT of a state where it contains the residual electrical energy E in a state where it contains the energy desired electric E (typically a complete state of charge at a level E max ), can then be determined (step 230) by means of the following equation (5):
  • T 100 Tcomp - Tx
  • step 300 This is done by comparing (step 300) between the duration of the period of available charging time Td and the charging time T 0 o, to determine whether there is sufficient time to perform a full charge.
  • this duration T 0 o is greater than the period of available charging time Td, then a complete and optimized recharging of the electric battery BAT is not possible.
  • it is possible to perform a traditional electric recharging (step 350) during which the charge profile PFL (t), truncated by the duration Tx, is applied during the entire period of available charging time Td, c that is to say, where the load plan during this period Td is based on a load power having a profile corresponding to P (t) PFLITx + 1).
  • a charging start time designated t dc
  • im a charging start time, designated by P
  • the electric battery BAT is then recharged (step 500) during a period of charge time Te, included in the available charging time period Td and starting at the instant of charge start time tdc and whose duration corresponds to the charging time T 0 o-
  • the charging time period Te can be defined according to the following formula (6):
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of step 400 for determining the instant of the start of charge moment t dc , according to the present invention.
  • this determination comprises the calculation (step 420), for each instant t pdc (k) (where the index k is an integer) of a plurality of consecutive potential start times of charge t pdc (1) , ..., t P d C (n) (where the index n is an integer greater than or equal to 1) included in the available recharge time period Td, of a potential charge parameter A k depending on the difference between the TLC load curve and the load limit power level P
  • the charging start time t dc is then selected (step 430) as being the potential start time of charge associated with the parameter A kmax of maximum potential load presenting the maximum value among the set of parameters Ai, ... , A n potential load calculated.
  • This parameter A kmax of maximum potential load being associated with the potential start time of index load k max , that is to say at t pdc (k max ), the start time of charge t dc is therefore determined as the potential start time of charge t pdc (k max ).
  • Load parameters A k are thus first calculated for a plurality of potential start times of charge t pdc (k), before then selecting the potential start time of charge t pdc (k max ) corresponding to the parameter of maximum load among calculated load parameters A k .
  • the calculation step 420 is advantageously implemented in the form of an iterative calculation comprising the following steps, for a k-th potential start time of charge t pdc (k), starting with the first potential start time t pdc (1), which can correspond to the time t A for connecting the charging system of the electric battery to the electric charging device T E :
  • the potential charge parameter A k associated with the kth potential instant t P d C (k) is calculated (step 421) as a function of the difference between the charge curve TLC and the charge limit power level Pum;
  • step 423 compare (step 423) the duration of the time interval [t P d C (k); ÎD], between the k-th potential charge start time t P d C (k) and the end-of-time instant of the available recharge time period Td, with the duration T-mo of the time period of Te load.
  • steps 421 and 423 are symbolized, in FIG. 4, by an incrementation iteration loop (step 425) of index k, of initial value equal to 1.
  • This operation graphically returns to evaluating an area between the limit power value P
  • the moment chosen to start charging the BAT electric battery is then the one that maximizes this area during the sliding of this sliding window of time over the period of available recharge time Td.
  • This optimizes the start time of charging so that it is mainly at a time when the charging curve of the electric charging device T E is minimal, and early enough for the battery to be charged to a level of charge. desired energy at the end of the available charging period Td.
  • the determination step 400 comprises, prior to the calculation step 420, a sampling step 410 makes it possible to easily manipulate data relating to the TLC charge curve and / or to the power level. load limit P
  • sampling (step 41 1) of the charge curve TLC over the period of available recharge time Td to obtain a set ⁇ TLC (i) ⁇ i ⁇ i ⁇ n including n values of charge curve power TLC (1), ..., TLC (i), ... TLC (n) respectively associated with n time intervals ⁇ (1), ..., ⁇ ( ⁇ ), ..
  • This sampling is advantageously carried out with a predetermined time step corresponding to a recharge time interval duration ⁇ , a charge curve power value TLC (i) then being associated with the time index i denoting the i- time interval ⁇ ( ⁇ ) included in the available recharge time period Td.
  • the k-th load parameter A k associated with the k-th potential start time of charge t pdc (k), is equal to the sum of the respective differences, for each time interval ⁇ ( ⁇ ) d a plurality of consecutive time intervals AT (k) to AT (k + k 0 o) (where the index k 0 o is an integer counting the number of time intervals consecutive to the first interval AT (k) ) beginning at the potential start time t P d C (k), between the limit power level Pnm and the load curve power value TLC (i) associated with said time interval ⁇ ( ⁇ ).
  • the load parameter A k is obtained according to the following formula (7):
  • the sampling step 41 0 advantageously furthermore comprises sampling (step 41 3) of the load limit power curve Pnm (t) over the available recharge time period Td in order to obtain a set of n values of the limit power level Pnm. (1), ...
  • Piim (i), ⁇ , Piim (n) respectively associated with n time intervals ⁇ (1), ..., ⁇ ( ⁇ ), ..., ⁇ ( ⁇ ) beginning respectively at n potential times of charge start t P d C (1), ⁇ , t P dc (i), - - -, t P dc (n) consecutive belonging to the period of available charging time Td.
  • each potential start time t pdc (i) are associated, in addition to a time interval ⁇ ( ⁇ ) starting at this instant, a value of the limiting power level Piim (i) and a load curve power value TLC (i).
  • the load parameter A k associated with the k-th potential start time of charge t P d C (k) is equal to the sum of the respective differences, for each time interval ⁇ ( ⁇ ) of the plurality of d consecutive time intervals AT (k) to AT (k + k 0 o) beginning at the potential start time of charge t pdc (k), between the value of the limiting power level Piim (i) and the value TLC (i) charge curve power associated with said time interval ⁇ ( ⁇ ).
  • the load parameter A k is obtained here according to the following formula (8):
  • Fig. 5 is a graph illustrating the positive effect obtained using the optimized charging method according to the present invention.
  • This graph shows, on the one hand, the TLC load curve of an electrical transformer during a whole day, as well as the curve representing the time evolution of the limit power P
  • the moment of arrival ÎA of the user at 1 8 hours ie the time of connection of an electric vehicle V E to the transformer
  • the start time t D of the user to 7 hours ie the moment of disconnection of the electric vehicle V E from the power supply terminal
  • the charging power applied to the electric battery BAT is mainly maximum at times when the load curve TLC is minimal, and at least below the power limit level Pn m .
  • the charging period Te is a continuous period lying between 0 and 6 h, which makes it possible to reach a desired charge level at the time of the start time t D planned by the user.
  • TLC + VE the resulting load curve
  • the various steps of the optimized charging method described above can in particular be implemented by a program, which can be executed by a processing unit of an optimized charging system, implemented for example in the form of a computer or a computer. a data processor, this program including instructions for controlling the execution of the steps of a method as mentioned above.
  • the processing unit in question can be located in the optimized charging device T E or in the electrical system V E , in order to locally manage the charging of electric vehicles.
  • the processing unit in question can also be located remote from this optimized charging device T E , in a remote computer system belonging to the optimized charging system S E , in order to centrally manage this recharge, which is appropriate in the case of a large fleet.
  • instructions are communicated to the optimized recharging device T E or to the electrical system V E via different telecommunication networks in order to manage the optimized charging.
  • the program can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code, such as in a partially compiled form, or in any other desirable form.
  • the invention also relates to a data carrier readable by a computer or data processor, and comprising instructions of a program as mentioned above.
  • This information carrier can be any entity or device capable of storing the program.
  • the medium may comprise storage means, such as a ROM, for example a CD-ROM or a microelectronic circuit ROM, or a magnetic recording means, for example a diskette or a hard disk.
  • the information medium may be a transmissible medium such as an electrical, electromagnetic or optical signal, which may be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means.
  • the program according to the invention can be downloaded in particular on an Internet type network.
  • the information carrier may be an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method in question.
  • the optimized charging method of the present invention finds a particularly interesting application in the context of recharging electric batteries for which refills with breaks / breaks are not recommended, or for certain battery technologies undergoing a certain level of effect memory, for example NiCd type batteries or acid lead type batteries.
  • the electrical system has been previously illustrated in the form of an electric vehicle.
  • the electrical system V E can very well take the form of any electrical system having electrical energy storage capabilities, for example a mobile phone with an electric battery to recharge.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Procédé et dispositif de recharge optimisée de batterie électrique L'invention concerne un procédé de recharge optimisée de la batterie électrique (BAT) d'au moins un système électrique (VE) par un dispositif de recharge électrique (TE), dans lequel la batterie électrique est rechargée (500) durant une période de temps de charge (Tc) appartenant à une période de temps de recharge disponible (Td) initiée par le branchement du système de recharge de la batterie électrique au dispositif de recharge électrique, cette période de temps de charge débutant à un instant de début de charge (tdc) déterminé (400) en fonction d'une courbe de charge (TLC) associée audit dispositif de recharge électrique, d'un niveau de puissance limite de charge (Plim) et du niveau (Ein) d'énergie électrique résiduelle contenue dans la batterie électrique lors du branchement du système de charge de la batterie électrique au dispositif de recharge électrique. L'invention concerne également un dispositif (TE) de recharge optimisée mettant en œuvre un tel procédé, ainsi qu'un système de recharge optimisée (SE) comprenant un tel dispositif de recharge optimisée.

Description

Procédé et dispositif de recharge optimisée de batterie électrique
L'invention concerne le domaine de la gestion de la recharge de batteries électriques, et notamment la recharge de batteries de véhicules électriques.
Il existe actuellement une multitude de systèmes électriques disposant d'un système de stockage d'énergie électrique, notamment constitué d'une ou plusieurs batteries électriques et de leur système de recharge associé, pouvant ainsi être connectés à un réseau électrique afin d'être rechargé électriquement.
Parmi ces systèmes électriques, on peut notamment citer les véhicules électriques disposant d'un système de stockage d'énergie électrique pouvant être connecté sur des bornes d'alimentation électriques à l'aide d'une prise de recharge. Les bornes d'alimentation électrique sont chacune connectées au réseau de distribution électrique.
Habituellement, la recharge de la batterie électrique de tels systèmes électriques démarre dès la connexion de cette batterie électrique au réseau de distribution électrique et se termine lors de la déconnexion de cette batterie électrique du réseau de distribution électrique.
Ainsi, en ce qui concerne le cas particulier des véhicules électriques, cette recharge démarre dès le branchement de la prise de recharge du véhicule électrique sur la borne d'alimentation électrique et se poursuit tant que le véhicule électrique n'est pas débranché, c'est-à-dire jusqu'au moment où l'utilisateur du véhicule souhaite reprendre son véhicule ou tant que la batterie n'est pas pleine.
Cependant, ce type de recharge n'est pas optimal, car cette recharge ne tient aucunement compte des contraintes liées au réseau électrique, à la batterie électrique à recharger ou à l'utilisateur du système électrique à recharger.
D'une part, les contraintes du réseau électrique auquel est raccordée la borne d'alimentation électrique peuvent notamment se traduire par une courbe de charge d'un transformateur ou d'un point de livraison, qui n'est pas uniforme dans le temps. Par exemple, un transformateur est sous contrainte quand sa charge dépasse sa puissance nominale.
En effet, plus le niveau de charge du transformateur est élevé, et plus ce transformateur s'échauffe, ce qui accélère son vieillissement. En outre, de grandes variations de charge peuvent induire des dilatations et des contraintes mécaniques assez brutales. A terme, ce transformateur peut devenir plus bruyant par augmentation des jeux.
En ce qui concerne la batterie électrique à recharger, cette dernière peut présenter des niveaux de charge très variés lors de son branchement à une borne d'alimentation électrique, ce qui conditionne la quantité d'énergie électrique nécessaire à obtenir de la borne d'alimentation électrique, et donc la durée de recharge nécessaire pour aboutir à une recharge complète.
Enfin, en ce qui concerne les contraintes de l'utilisateur du système électrique à recharger, ce dernier branche et débranche le système à des instants très variables, dépendant de son emploi du temps. Ainsi, lorsque le système électrique est une voiture électrique, le conducteur de ce véhicule gare et reprend son véhicule à des instants dépendant de son emploi du temps, ce qui conditionne le temps de charge disponible de la borne d'alimentation électrique. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités, en proposant un procédé de recharge optimisée permettant la prise en compte aussi bien des contraintes liées au réseau électrique que de celles liées à l'utilisateur du système électrique à recharger, ainsi que des contraintes liées à la batterie électrique à recharger, et permettant une meilleure préservation des dispositifs de recharge du réseau électrique.
Elle propose à cet effet un procédé de recharge optimisée de la batterie électrique d'au moins un système électrique par un dispositif de recharge électrique, dans lequel la batterie électrique est rechargée durant une période de temps de charge appartenant à une période de temps de recharge disponible initiée par le branchement du système de recharge de la batterie électrique au dispositif de recharge électrique, cette période de temps de charge débutant à un instant de début de charge déterminé en fonction d'une courbe de charge associée au dispositif de recharge électrique, d'un niveau de puissance limite de charge et du niveau d'énergie électrique résiduelle contenue dans la batterie électrique lors du branchement du système de charge de la batterie électrique au dispositif de recharge électrique.
Selon un mode de réalisation particulier, la détermination de l'instant de début de charge comprend le calcul, pour chaque instant d'une pluralité d'instants potentiels de début de charge consécutifs, d'un paramètre de charge potentielle dépendant de la différence entre la courbe de charge et le niveau de puissance limite de charge et la sélection de l'instant de début de charge correspondant à l'instant potentiel de début de charge associé au paramètre de charge de valeur maximale parmi l'ensemble des paramètres de charge potentielle calculés.
De manière avantageuse, le calcul est un calcul itératif comprenant les étapes suivantes, pour un instant potentiel de début de charge :
calculer le paramètre de charge potentielle associé à l'instant potentiel en fonction de la différence entre la courbe de charge et le niveau de puissance limite de charge ; et comparer la durée de l'intervalle de temps compris entre l'instant potentiel de début de charge et l'instant de fin de période de temps de recharge disponible avec la durée de la période de temps de charge ;
le calcul itératif étant mis en œuvre pour chaque instant de la pluralité d'instants potentiels de début de charge consécutifs, dans l'ordre chronologique, jusqu'à ce que la durée de l'intervalle de temps compris entre cet instant potentiel de début de charge et l'instant de fin de période de temps de recharge disponible soit inférieure à la durée de la période de temps de charge.
Dans un mode de réalisation avantageux, la détermination de l'instant de début de charge comprend en outre l'échantillonnage de la courbe de charge, sur la période de temps de recharge disponible, afin d'obtenir un ensemble de n valeurs de puissance de courbe de charge associées respectivement à n intervalles de temps débutant respectivement lors de n instants potentiels de début de charge consécutifs, le paramètre de charge associé à un instant potentiel de début de charge étant égal à la somme des différences respectives, pour chaque intervalle de temps d'une pluralité d'intervalles de temps consécutifs débutant lors de l'instant potentiel de début de charge, entre le niveau de puissance limite et la valeur de puissance de courbe de charge associé à l'intervalle de temps.
Avantageusement, la détermination comprend en outre l'échantillonnage d'une courbe de puissance limite de charge sur la période de temps de recharge disponible afin d'obtenir un ensemble de n valeurs de niveau de puissance limite associées respectivement aux n intervalles de temps débutant respectivement lors des n instants potentiels de début de charge consécutifs, le paramètre de charge associé à un instant potentiel de début de charge étant égal à la somme des différences respectives, pour chaque intervalle de temps d'une pluralité d'intervalles de temps consécutifs débutant lors de l'instant potentiel de début de charge, entre la valeur de niveau de puissance limite et la valeur de puissance de courbe de charge associées à l'intervalle de temps. Selon un mode de réalisation, la période de temps de recharge disponible est déterminée en fonction de l'instant de branchement du système de recharge de la batterie électrique au dispositif de recharge électrique et d'une indication relative à un instant de fin de recharge fournie par l'utilisateur du véhicule électrique.
Selon un autre mode de réalisation, dans lequel la durée de la période de temps de charge est déterminée en fonction du niveau d'énergie électrique résiduelle contenue dans la batterie électrique lors du branchement du système de charge de la batterie électrique au dispositif de recharge électrique.
Avantageusement, la durée de la période de temps de charge est égale à la différence entre une durée de charge, correspondant au temps nécessaire pour charger la batterie électrique jusqu'à un niveau d'énergie électrique souhaitée, et une durée de charge partielle, correspondant au temps nécessaire pour charger la batterie électrique jusqu'au niveau d'énergie électrique résiduelle. Dans un mode de réalisation particulier, le niveau d'énergie électrique souhaitée est un niveau de charge maximal de la batterie électrique.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé comprend une vérification préalable de la période de temps de recharge disponible en fonction de la durée de la période de temps de charge, la détermination de l'instant de début de charge de la batterie électrique n'ayant lieu que si la durée de la période de temps de recharge disponible est supérieure à la durée de la période de temps de charge.
Dans un mode de réalisation, la batterie électrique appartient à une catégorie de batteries électriques présentant un certain niveau d'effet de mémoire, en particulier la catégorie des batteries électriques de type NiCd ou de type plomb acide. La présente invention propose en outre un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour mettre en œuvre les étapes du procédé ci-avant lorsqu'il est exécuté par une unité de traitement d'un système de recharge électrique. Un tel programme doit être considéré comme un produit dans le cadre de la protection qui est recherchée par la présente demande de brevet.
La présente invention propose également un dispositif de recharge optimisée d'au moins un véhicule électrique, connecté à un réseau d'alimentation électrique et comprenant au moins un port de branchement apte à être connecté à la batterie électrique d'un véhicule électrique, le dispositif étant configuré pour mettre en œuvre les étapes du procédé ci-avant suite au branchement de la batterie électrique d'un véhicule électrique sur le port de branchement du dispositif de recharge optimisée.
La présente invention propose enfin un système de recharge optimisée pour recharger électriquement une flotte composée d'au moins un véhicule électrique, le système comprenant un réseau d'alimentation électrique et au moins un dispositif de recharge électrique tel que décrit ci-avant, connecté audit réseau d'alimentation électrique. Ce système peut avantageusement comprendre, en outre, un système informatique distant, connecté au dispositif de recharge électrique et comprenant une unité de traitement apte à mettre œuvre les étapes du procédé ci-avant.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre un système de recharge optimisée de véhicules électriques selon la présente invention ;
- la figure 2 illustre les étapes d'un procédé de recharge optimisée d'un véhicule électrique selon la présente invention ;
- la figure 3 illustre un mode de réalisation d'u4ne étape de vérification préalable du procédé de recharge optimisée selon la présente invention ;
- la figure 4 illustre un mode de réalisation de l'étape de détermination de l'instant de l'instant de début de charge du procédé selon la présente invention ; et
- la figure 5 représente un graphique illustrant l'effet positif obtenu en employant le procédé de recharge électrique optimisée selon la présente invention. On se réfère tout d'abord à la figure 1 sur laquelle est illustré un système de recharge optimisée de véhicules électriques selon la présente invention.
Ce système de recharge optimisée, désigné par SE sur la figure 1 , comprend au moins un dispositif de recharge électrique TE, apte à être connecté au système de recharge de la batterie électrique BAT d'un ou plusieurs systèmes électriques VE afin de la recharger électriquement.
Un seul dispositif de recharge électrique TE et un seul système électrique VE sont représentés sur cette figure 1 , à titre purement illustratif, mais le système de recharge optimisée SE peut comprendre un nombre quelconque de dispositifs de recharge électrique afin de pouvoir recharger électriquement un nombre quelconque de systèmes électriques.
Ce dispositif de recharge électrique TE est lui-même connecté à un réseau d'alimentation électrique ENET afin d'obtenir l'énergie électrique nécessaire à cette recharge et peut consister en un transformateur électrique, par exemple. Ce dispositif TE dispose ainsi d'un ou plusieurs ports de branchement pi ,...,pi apte(s) à être connecté(s) à la batterie électrique BAT d'un système électrique pour procéder à sa recharge au moyen de l'énergie électrique fourni par le réseau d'alimentation électrique ENET- Le système électrique VE comprend une, voire plusieurs, batterie électrique BAT associée à un système de charge de cette batterie. Ce système électrique VE est utilisé par un utilisateur U qui branche, et débranche, le système de charge de cette batterie électrique BAT au dispositif de recharge électrique TE en fonction de son emploi de temps.
Sur la figure 1 , à titre purement illustratif, le système électrique VE est représenté comme étant un véhicule électrique, la présente demande trouvant une application particulièrement avantageuse à ce type particulier de système électrique. Dans cet exemple illustratif, le véhicule électrique VE est conduit par un utilisateur U qui branche et débranche le système de recharge de la batterie électrique BAT au dispositif de recharge électrique TE en fonction de son emploi de temps. Un tel véhicule électrique peut être une automobile, un vélomoteur, ou tout autre équipement disposant d'une batterie électrique pouvant être rechargée depuis le réseau électrique.
Ainsi, lors de l'optimisation de la recharge du système électrique VE, différentes contraintes s'appliquent au système de recharge optimisée décrit à la figure 1 :
- les contraintes liées au réseau de recharge électrique, telle que la courbe de charge associée au dispositif de recharge électrique TE ;
- les contraintes liées à la batterie électrique à recharger, telles que le profil de charge de la batterie électrique BAT, ou l'énergie électrique encore stockée dans cette batterie lorsque l'utilisateur U branche cette batterie BAT au dispositif de recharge électrique TE ; et
- les contraintes liées à l'utilisateur U lui-même, notamment au niveau de son emploi de temps, qui influencent les instants de branchement et de débranchement du système électrique sur le dispositif de recharge électrique TE, et donc la durée disponible de recharge de la batterie BAT. Dans la présente invention, la batterie électrique BAT du système électrique VE est ainsi rechargée durant au moins un intervalle de temps de charge ATChg(i) appartenant à une période de temps de recharge disponible Td, qui est initiée par le branchement du système de recharge de cette batterie électrique BAT au dispositif de recharge électrique TE, ce qui permet d'optimiser la recharge de cette batterie en fonction de certaines contraintes liées à l'utilisateur en matière d'emploi du temps.
Par ailleurs, l'intervalle de temps de charge ATChg(i) est déterminé en fonction d'une courbe de charge TLC associée au dispositif de recharge électrique TE, ce qui permet également d'optimiser la recharge de la batterie électrique BAT en fonction de contraintes liées au dispositif de recharge électrique TE, et donc au système de recharge optimisée SE.
Une telle courbe de charge TLC peut être estimée à un moment donné, par exemple sur la base d'une variation de charge attendue, ou mise à jour en cours de charge, de manière à assurer une optimisation continue de la charge par rapport à l'état instantané du dispositif de recharge électrique TE. D'une part, à titre illustratif, l'estimation de la courbe de charge TLC peut être effectuée sur la base de modèles prédéfinis de courbe de charge ou de modèles de courbe de charge calculés à partir d'un historique de charges relevées au niveau du dispositif de recharge électrique TE. D'autre part, la mise à jour en cours de charge est particulièrement intéressante dans le cas où un grand nombre de batteries se connectent et se rechargent en même temps, ce qui peut induire des variations importantes de la courbe de charge TLC.
On se réfère maintenant à la figure 2, sur laquelle sont illustrées les étapes d'un procédé de recharge optimisée de la batterie électrique d'un système électrique selon la présente invention.
Ce procédé concerne la recharge électrique optimisée de la batterie électrique d'un ou plusieurs systèmes électriques VE par un dispositif de recharge électrique TE, le système électrique VE comprenant une batterie électrique BAT associée à un système de recharge pouvant être connecté à ce dispositif de recharge électrique TE afin de procéder à cette recharge. Par la suite, la recharge optimisée d'un seul système électrique VE est décrite à titre illustratif, mais le procédé peut s'appliquer à la recharge d'un nombre quelconque de systèmes électriques. Ce procédé peut tout d'abord comprendre la détermination (étape 100) d'une période de temps de recharge disponible Td, effectuée pour tenir compte des contraintes de l'utilisateur, en particulier en termes d'emploi du temps, ce qui influence le temps disponible pour procéder à la recharge de la batterie électrique BAT.
Ainsi, l'instant tA de branchement du système de recharge de la batterie électrique
BAT au dispositif de recharge électrique TE permet de déterminer le début de la période de temps de recharge disponible Td. En d'autres termes, cet instant ÎA de branchement de la batterie électrique initie la période de temps de recharge disponible Td.
Pour déterminer l'instant tD correspondant à la fin la période de temps de recharge disponible Td, il est avantageux de demander à l'utilisateur d'indiquer l'heure à laquelle il prévoit de déconnecter le système électrique VE (par exemple l'heure à laquelle il prévoit de reprendre son véhicule électrique), par exemple son heure de départ le matin avant de partir au travail. L'utilisateur U peut ainsi fournir une indication relative à cet instant ÎD de fin de recharge, par exemple via une interface web spécifiquement dédiée à cet effet sur un smartphone ou sur le tableau de bord du véhicule électrique employé.
Une fois cette période de temps de recharge disponible Td déterminée, le procédé se poursuit par la détermination (étape 200) de la durée T-mo de charge à appliquer à la batterie électrique BAT, en fonction de l'énergie électrique résiduelle Ein contenue dans la batterie électrique BAT lors de son branchement au dispositif de recharge TE.
En particulier, cette durée T 0o de charge est déterminée pour permettre le rechargement de la batterie électrique jusqu'à une énergie électrique E souhaitée, d'une valeur prédéfinie, qui peut être typiquement l'énergie Emax maximale pouvant être stockée dans cette batterie électrique BAT correspondant à une recharge complète de cette batterie.
La figure 3 illustre un mode de réalisation d'une telle étape 200 de détermination de la durée T 0o de la période de temps de charge à appliquer à la batterie électrique.
Dans ce mode de réalisation, une première durée de charge partielle Tx, correspondant au niveau d'énergie électrique résiduelle Ein contenue dans la batterie électrique BAT lors de son branchement au dispositif de recharge TE, est tout d'abord calculée (étape 210).
En d'autres termes, cette durée de charge partielle Tx correspond au temps nécessaire pour charger la batterie électrique BAT, à partir d'un état où elle est vide d'énergie (c'est-à-dire en partant d'un état de charge SoC nul), jusqu'au niveau d'énergie électrique résiduelle Ein.
Dans le cas particulier où l'information disponible au moment du branchement consiste en un état de charge SoC0 de la batterie BAT, ce niveau d'énergie électrique résiduelle Ein est calculé au préalable au moyen de l'équation (1 ) suivante :
C ) Ei„ = E^ SoC0
où :
- Eexpi est la capacité exploitable de cette batterie BAT ; et
- SoCo est l'état de charge de la batterie électrique BAT au moment de branchement au dispositif de recharge TE (i.e. à l'instant ÎA illustré sur la figure 4).
La durée de charge partielle Tx est alors déterminée grâce à l'équation suivante :
(2) Ein = BAT - chrgr \ PFL{t)dt ,
0
où :
- T BAT est le paramètre d'efficacité de la batterie électrique BAT, compris entre 0 et 100% ;
- \c rgr est le paramètre d'efficacité du chargeur de cette batterie BAT, compris également entre 0 et 100% ; et
- PFL(t) est le profil de la charge de la batterie électrique BAT prélevée du réseau d'alimentation électrique.
Une deuxième durée de charge Tcomp, correspondant au temps nécessaire pour recharger la batterie électrique BAT jusqu'à un niveau E d'énergie électrique souhaitée à partir d'un état où elle est vide d'énergie (c'est-à-dire en partant d'un état de charge SoC nul), est ensuite déterminée (étape 220) en fonction du le profil PFL(t) de charge de la batterie électrique BAT.
Cette deuxième durée de charge Tcomp peut être calculée grâce à l'équation (3) suivante : Tcomp
(3) E = ηΒΑΤ · ηΑ¾Γ j PFL(t)dt
En particulier, lorsque le niveau E d'énergie électrique souhaitée correspond à au niveau de charge maximal Emax de la batterie électrique BAT, alors cette deuxième durée de charge Tcomp correspond à une durée de charge complète, c'est-à-dire au temps nécessaire pour recharger complètement la batterie électrique BAT à partir d'un état où elle est vide d'énergie.
Dans ce cas particulier, cette durée de charge complète Tcomp est obtenue grâce à l'équation (4) suivante :
Tcomp
(4) ^max = VBAT - Vchrgr \ PFL(t)dt
0
où Emax est le niveau de charge maximal de la batterie électrique BAT. Les étapes 21 0 et 220 de détermination de la première durée de charge partielle
Tx et de la deuxième durée de charge Tcomp ne sont pas nécessairement réalisées dans l'ordre indiqué précédemment, mais peuvent très bien être réalisées dans l'ordre inverse, c'est-à-dire avec une détermination de la deuxième durée de charge Tcomp précédant la détermination de la première durée de charge partielle Tx.
Une fois les durées Tx et Tcomp déterminées, la durée T-ioo de charge, correspondant au temps nécessaire pour charger la batterie électrique BAT d'un état où elle contient l'énergie électrique résiduelle Ein à un état où elle contient l'énergie électrique E souhaitée (typiquement un état de charge complète à un niveau Emax), peut alors être déterminée (étape 230) au moyen de l'équation (5) suivante :
(5) T100 = Tcomp - Tx
Pour revenir au procédé de recharge optimisée illustré à la figure 2, après avoir déterminé la période de temps de recharge disponible Td et la durée T 0o de charge à appliquer à la batterie électrique BAT, il est avantageux de vérifier que la période de temps de recharge disponible Td est suffisante, afin de n'engager le processus de recharge optimisée que lorsque c'est le cas. Dans le cas contraire, un processus de recharge électrique classique peut être mis en œuvre durant toute la durée de la période de temps de recharge disponible Td.
On procède pour cela à la comparaison (étape 300) entre la durée de la période de temps de recharge disponible Td et la durée de charge T 0o, afin de déterminer si l'on dispose de suffisamment de temps pour effectuer une recharge complète.
Si cette durée T-mo est inférieure ou égale à la durée de la période de temps de recharge disponible Td, alors il est possible de mettre en œuvre avantageusement le procédé de recharge optimisé selon la présente invention.
Si, par contre, cette durée T 0o est supérieure à la période de temps de recharge disponible Td, alors une recharge complète et optimisée de la batterie électrique BAT n'est pas possible. Dans ce dernier cas, on peut procéder à une recharge électrique traditionnelle (étape 350) au cours de laquelle le profil de charge PFL(t), tronqué par la durée Tx, est appliqué durant toute la période de temps de recharge disponible Td, c'est-à-dire où le plan de charge durant cette période Td se base sur une puissance de charge ayant un profil correspondant à P(t) = PFLITx + 1) .
Après avoir déterminé la période de temps de recharge disponible Td et la durée de charge T-mo, et éventuellement vérifié que la durée T-mo est bien inférieure ou égale à la durée de cette période de temps de recharge disponible Td, on détermine (étape 400) un instant de début de charge, désigné par tdc, dans la période de temps de recharge disponible Td en fonction d'une courbe de charge TLC associée au dispositif de recharge électrique et d'un niveau de puissance limite de charge, désigné par P|im et pouvant être avantageusement fixé par exemple à 50-60 % de la puissance de charge nominale du dispositif de recharge électrique TE, afin de tenir compte des contraintes du réseau électrique (reflétées par cette courbe de charge TLC du dispositif de recharge électrique TE).
La batterie électrique BAT est alors rechargée (étape 500) durant une période de temps de charge Te, incluse dans la période de temps de recharge disponible Td et débutant à l'instant de instant de début de charge tdc et dont la durée correspond à la durée de charge T 0o- En d'autres termes, la période de temps de charge Te peut être définie selon la formule (6) suivante :
(6) Tc = [tdc; tdc + T100 ] Ainsi, la recharge de la batterie électrique BAT se fait en tenant compte des contraintes de l'utilisateur (reflétées par la période de temps de recharge disponible Td), du réseau électrique (reflétées par la courbe de charge TLC du dispositif de recharge électrique TE et la valeur de puissance limite P|im) et du véhicule électrique (reflétées par l'énergie électrique résiduelle Ein encore contenue dans la batterie électrique BAT au moment de son branchement sur le dispositif de recharge électrique TE).
La figure 4 illustre un mode de réalisation de l'étape 400 de détermination de l'instant de l'instant de début de charge tdc, selon la présente invention.
En particulier, cette détermination comprend le calcul (étape 420), pour chaque instant tpdc(k) (où l'indice k est un nombre entier) d'une pluralité d'instants potentiels de début de charge consécutifs tpdc(1 ), ... , tPdC(n) (où l'indice n est un nombre entier supérieur ou égal à 1 ) inclus dans la période de temps de recharge disponible Td, d'un paramètre de charge potentielle Ak dépendant de la différence entre la courbe de charge TLC et le niveau de puissance limite de charge P|im. Ainsi, à chaque instant potentiel de début de charge tpdc(k) correspond un paramètre de charge potentielle Ak dépendant de la différence entre la courbe de charge TLC et le niveau de puissance limite de charge Piim.
L'instant de début de charge tdc est alors sélectionné (étape 430) comme étant l'instant potentiel de début de charge associé au paramètre Akmax de charge potentielle maximale présentant la valeur maximale parmi l'ensemble des paramètres Ai , ... ,An de charge potentielle calculés. Ce paramètre Akmax de charge potentielle maximale étant associé à l'instant potentiel de début de charge d'indice kmax, c'est-à-dire à tpdc(kmax), l'instant de début de charge tdc est donc déterminé comme étant l'instant potentiel de début de charge tpdc(kmax).
Des paramètres de charge Ak sont ainsi d'abord calculés pour une pluralité d'instants potentiel de début de charge tpdc(k), avant de sélectionner ensuite l'instant potentiel de début de charge tpdc(kmax) correspondant au paramètre de charge maximal parmi les paramètres de charge Ak calculés.
Pour obtenir ces paramètres de charge Ak, l'étape 420 de calcul est avantageusement mise en œuvre sous la forme d'un calcul itératif comprenant les étapes suivantes, pour un k-ième instant potentiel de début de charge tpdc(k), en commençant par le premier instant potentiel de début de charge tpdc(1 ), lequel peut correspondre à l'instant tA de branchement du système de recharge de la batterie électrique sur le dispositif de recharge électrique TE :
• On calcule (étape 421 ) le paramètre de charge potentielle Ak associé au k- ième instant potentiel tPdC(k), en fonction de la différence entre la courbe de charge TLC et le niveau de puissance limite de charge Pum ;
• On compare ensuite (étape 423) la durée de l'intervalle de temps [tPdC(k) ; ÎD], compris entre le k-ième instant potentiel de début de charge tPdC(k) et l'instant ÎD de fin de période de temps de recharge disponible Td, avec la durée T-mo de la période de temps de charge Te.
Ces étapes sont répétées, pour chaque instant tpdc(k) de la pluralité d'instants potentiels de début de charge consécutifs, dans l'ordre chronologique (c'est-à-dire, en incrémentant l'indice k, dans l'ordre tPdC(1 ), tPdC(2), etc.) jusqu'à ce que l'étape de comparaison révèle que la durée de l'intervalle de temps [tpdc(k) ; tD] est inférieure à la durée T 0o de la période de temps de charge Te.
La répétition des étapes 421 et 423 est symbolisée, sur la figure 4, par une boucle d'itération avec incrémentation (étape 425) de l'indice k, de valeur initiale égale à 1 .
Cette opération revient graphiquement à évaluer une aire comprise entre la valeur de puissance limite P|im et la courbe de charge TLC du dispositif de recharge électrique TE sur une fenêtre glissante de temps, de largeur correspondant à la durée de charge T-ioo, se déplaçant dans la période de temps de recharge disponible Td, à partir de l'instant tA de branchement de la batterie électrique BAT, jusqu'à ce que la fenêtre glissante atteigne la fin de la période de temps de recharge disponible Td.
L'instant choisi pour démarrer la recharge de la batterie électrique BAT est alors celui qui maximise cette aire au cours du glissement de cette fenêtre glissante de temps sur la période de temps de recharge disponible Td. On optimise ainsi l'heure de début de la recharge pour que celle-ci se situe principalement à un moment où la courbe de charge du dispositif de recharge électrique TE est minimale, et suffisamment tôt pour que la batterie soit chargée à un niveau d'énergie souhaité à la fin de la période de recharge disponible Td.
Dans un mode de réalisation avantageux, l'étape 400 de détermination comprend, préalablement à l'étape 420 de calcul, une étape 410 d'échantillonnage permet de manipuler aisément des données relatives à la courbe de charge TLC et/ou au niveau de puissance limite de charge P|im, notamment de travailler en temps discret, ce qui est plus facilement réalisable notamment avec des moyens informatiques. En particulier, on procède à l'échantillonnage (étape 41 1 ) de la courbe de charge TLC sur la période de temps de recharge disponible Td, afin d'obtenir un ensemble {TLC(i)}i≤i≤n comprenant n valeurs de puissance de courbe de charge TLC(1 ), ..., TLC(i), ...TLC(n) associées respectivement à n intervalles de temps ΔΤ(1 ), ..., ΔΤ(ί), ...,ΔΤ(η) débutant respectivement lors de n instants potentiels de début de charge tpdc(1 ), .. . , tpdc(i), - - - , tPdC(n) consécutifs appartenant à la période de temps de recharge disponible Td.
Cet échantillonnage est avantageusement réalisé avec un pas de temps prédéterminé correspondant à une durée d'intervalle de temps de recharge ΔΤ, une valeur de puissance de courbe de charge TLC(i) étant alors associée à l'indice de temps i désignant le i-ème intervalle de temps ΔΤ(ί) compris dans la période de temps de recharge disponible Td.
Dans ce cas, à l'issue de cette phase d'échantillonnage, les intervalles de temps ΔΤ(1 ), ..., ΔΤ(ί), ...,ΔΤ(η) consécutifs, débutant respectivement lors de n instants potentiels de début de charge tpdc(1 ), - - - ,tpdc(i), - - -, tpdc(n) consécutifs, et associés respectivement aux valeurs de puissance de courbe de charge TLC(1 ), ...,TLC(i), ...,TLC(n), peuvent aussi être désignées par une succession d'indice de temps 1 , ...,i, ....n, respectant la relation ΔΤ(ί)=ί*ΔΤ.
Dans ce cas, le k-ième paramètre de charge Ak, associé au k-ième instant potentiel de début de charge tpdc(k), est égal à la somme des différences respectives, pour chaque intervalle de temps ΔΤ(ί) d'une pluralité d'intervalles de temps consécutifs AT(k) à AT(k+k 0o) (où l'indice k 0o est un nombre entier dénombrant le nombre d'intervalles de temps consécutifs au premier intervalle AT(k)) débutant lors de l'instant potentiel de début de charge tPdC(k), entre le niveau de puissance limite Pnm et la valeur de puissance de courbe de charge TLC(i) associé audit intervalle de temps ΔΤ(ί).
En d'autres termes, le paramètre de charge Ak est obtenu selon la formule (7) suivante :
<7) Ak = ∑PUm - TLC(i)
k
Ce mode de réalisation s'applique particulièrement dans la cas où la valeur de puissance de limite P|im est constante sur la période de temps de recharge disponible Td. Dans un autre mode de réalisation où la valeur de puissance de limite P|im n'est pas constante sur la période de temps de recharge disponible Td, mais est une fonction Piim(t) variable sur cette période Td, représentée par une courbe de puissance de limite de charge, alors l'étape 41 0 d'échantillonnage comprend avantageusement, en outre, l'échantillonnage (étape 41 3) de la courbe de puissance limite de charge Pnm(t) sur la période de temps de recharge disponible Td afin d'obtenir un ensemble de n valeurs de niveau de puissance limite Pnm(1 ), .. . , Piim(i),■■■ , Piim(n) associées respectivement aux n intervalles de temps ΔΤ(1 ), ... , ΔΤ(ί), ... ,ΔΤ(η) débutant respectivement lors des n instants potentiels de début de charge tPdC(1 ),■■■, tPdc(i), - - - , tPdc(n) consécutifs appartenant à la période de temps de recharge disponible Td.
Ainsi, dans ce mode de réalisation, à chaque instant potentiel de début de charge tpdc(i) sont associées, outre un intervalle de temps ΔΤ(ί) débutant à cet instant, une valeur de niveau de puissance limite Piim(i) et une valeur de puissance de courbe de charge TLC(i).
Dans ce cas, le paramètre de charge Ak associé au k-ième instant potentiel de début de charge tPdC(k) est égal à la somme des différences respectives, pour chaque intervalle de temps ΔΤ(ί) de la pluralité d'intervalles de temps consécutifs AT(k) à AT(k+k 0o) débutant lors de l'instant potentiel de début de charge tpdc(k), entre la valeur de niveau de puissance limite Piim(i) et la valeur de puissance de courbe de charge TLC(i) associés audit intervalle de temps ΔΤ(ί).
En d'autres termes, le paramètre de charge Ak est ici obtenu selon la formule (8) suivante :
(8) Ak = ∑Plim (i) -TLC(i)
k
La figure 5 est un graphique illustrant l'effet positif obtenu au moyen du procédé de recharge optimisée selon la présente invention.
Sur ce graphique sont illustrées, d'une part, la courbe de charge TLC d'un transformateur électrique durant une journée entière, ainsi que la courbe représentant l'évolution temporelle de la puissance limite P|im au-delà de laquelle cette courbe de charge TLC induit des effets délétères.
L'instant d'arrivée ÎA de l'utilisateur à 1 8 heures (i.e. l'instant de branchement d'un véhicule électrique VE au transformateur) et l'instant de départ tD de l'utilisateur vers 7 heures (i.e. l'instant de débranchement du véhicule électrique VE de la borne d'alimentation) sont indiqués, ce qui permet de définir une période de charge disponible Td équivalent à l'intervalle [.A ; ÎD] .
En bas de ce graphique est illustrée, d'autre part, la courbe CRM représentant temporellement la modulation de la puissance de charge appliquée à la batterie électrique BAT.
On voit bien en particulier, sur cette courbe CRM, que la puissance de charge appliquée à la batterie électrique BAT est principalement maximale à des moments où la courbe de charge TLC est minimale, et tout du moins en dessous du niveau de puissance limite Pnm. Par ailleurs, la période de charge Te est une période continue se situant entre 0 et 6 h, ce qui permet d'atteindre un niveau de charge souhaité au moment de l'instant tD de départ prévu par l'utilisateur.
Enfin, la courbe de charge résultante, désignée par TLC+VE, est illustrée. On voit bien, sur cette courbe de charge résultante, que ce sont principalement les parties minimales de la courbe de charge TLC, situées en dessous du niveau de puissance limite P|im, qui sont rehaussées par la recharge optimisée du véhicule VE.
Par conséquent, l'augmentation de la courbe de charge induite par la recharge du véhicule VE se cantonne principalement à des valeurs de charge minimales de la courbe de charge TLC, ce qui limite les effets délétères engendrés pour le transformateur électrique, contrairement à ce qui serait le cas si la recharge était activée de façon permanente durant la période [tA ; tD].
Les différentes étapes du procédé de recharge optimisée décrit précédemment peuvent notamment être mises en œuvre par un programme, susceptible d'être exécuté par une unité de traitement d'un système de recharge optimisée, implémentée par exemple sous la forme d'un ordinateur ou d'un processeur de données, ce programme comportant des instructions pour commander l'exécution des étapes d'un procédé tel que mentionné ci-dessus.
En particulier, l'unité de traitement en question peut être située dans le dispositif de recharge optimisée TE ou dans le système électrique VE, afin de gérer localement la recharge des véhicules électrique.
L'unité de traitement en question peut aussi être située à distance de ce dispositif de recharge optimisée TE, dans un système informatique distant appartenant au système de recharge optimisée SE, afin de gérer de façon centralisée cette recharge, ce qui est approprié dans le cas d'une flotte de grande envergure. Dans ce dernier cas, des consignes sont communiquées au dispositif de recharge optimisée TE ou au système électrique VE via différents réseaux de télécommunication afin de gérer la recharge optimisée.
Pour sa part, le programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme d'un code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable.
L'invention vise aussi un support d'informations lisible par un ordinateur ou processeur de données, et comportant des instructions d'un programme tel que mentionné ci-dessus. Ce support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD-ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette ou un disque dur.
D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique, électromagnétique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet. Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.
Le procédé de recharge optimisée de la présente invention trouve une application particulièrement intéressante dans le cadre de la recharge de batteries électrique pour lesquelles des recharges avec pauses/coupures ne sont pas recommandées, ou encore pour certaines technologies de batteries subissant un certain niveau d'effet mémoire, par exemple les batteries de type NiCd ou les batteries de type plomb acide.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, le système électrique a été illustré précédemment sous la forme d'un véhicule électrique. Cependant, le système électrique VE peut très bien prendre la forme de n'importe quel système électrique ayant des capacités de stockage d'énergie électrique, par exemple un téléphone portable disposant d'une batterie électrique à recharger.

Claims

Revendications
1 . Procédé de recharge optimisée de la batterie électrique (BAT) d'au moins un système électrique (VE) par un dispositif de recharge électrique (TE), dans lequel la batterie électrique est rechargée (500) durant une période de temps de charge (Te) appartenant à une période de temps de recharge disponible (Td) initiée par le branchement du système de recharge de la batterie électrique au dispositif de recharge électrique, ladite période de temps de charge débutant à un instant de début de charge (tdc) déterminé (400) en fonction d'une courbe de charge (TLC) associée audit dispositif de recharge électrique, d'un niveau de puissance limite de charge (Pnm) et du niveau (Ein) d'énergie électrique résiduelle contenue dans la batterie électrique lors du branchement du système de charge de la batterie électrique au dispositif de recharge électrique.
2. Procédé de recharge optimisée selon la revendication 1 , dans lequel la détermination (400) de l'instant de début de charge (tdc) comprend :
le calcul (420), pour chaque instant (tPdC(k)) d'une pluralité d'instants potentiels de début de charge consécutifs, d'un paramètre de charge potentielle (Ak) dépendant de la différence entre la courbe de charge (TLC) et le niveau de puissance limite de charge (PNm) ; et
la sélection (430) de l'instant de début de charge (tdc) correspondant à l'instant potentiel de début de charge (tPdc(kmax)) associé au paramètre (Akmax) de charge de valeur maximale parmi l'ensemble des paramètres de charge potentielle calculés.
3. Procédé de recharge optimisée selon la revendication 2, dans lequel le calcul (420) est un calcul itératif comprenant les étapes suivantes, pour un instant potentiel de début de charge (tPdC(k)) :
calculer (421 ) le paramètre de charge potentielle (Ak) associé audit instant potentiel (tPdC(k)) en fonction de la différence entre la courbe de charge (TLC) et le niveau de puissance limite de charge (Pnm) ; et
comparer (423) la durée de l'intervalle de temps compris entre ledit instant potentiel de début de charge (tPdC(k)) et l'instant (tD) de fin de période de temps de recharge disponible (Td) avec la durée (T 0o) de la période de temps de charge (Te) ; le calcul itératif (420) étant mis en œuvre pour chaque instant (tPdC(k)) de la pluralité d'instants potentiels de début de charge consécutifs, dans l'ordre chronologique, jusqu'à ce que la durée de l'intervalle de temps compris entre ledit instant potentiel de début de charge (tPdC(k)) et l'instant (ÎD) de fin de période de temps de recharge disponible (Td) soit inférieure à la durée (T-mo) de la période de temps de charge (Te).
4. Procédé de recharge optimisée selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la détermination (400) de l'instant de début de charge (tdc) comprend en outre l'échantillonnage (41 1 ) de la courbe de charge (TLC), sur la période de temps de recharge disponible (Td), afin d'obtenir un ensemble de n valeurs de puissance de courbe de charge ({TLC(i)}i≤i<n) associées respectivement à n intervalles de temps ({ΔΤ(ί)}ι≤ί≤η) débutant respectivement lors de n instants potentiels de début de charge ({tPdc(i)}i<i<n) consécutifs ;
le paramètre de charge (Ak) associé à un instant potentiel de début de charge (tpdc(k)) étant égal à la somme des différences respectives, pour chaque intervalle de temps (ΔΤ(ί)) d'une pluralité d'intervalles de temps consécutifs débutant lors de l'instant potentiel de début de charge, entre le niveau de puissance limite (Pnm) et la valeur de puissance de courbe de charge (TLC(i)) associé audit intervalle de temps.
5. Procédé de recharge optimisée selon la revendication 4, dans lequel la détermination (400) comprend en outre l'échantillonnage (413) d'une courbe de puissance limite de charge (Piim(t)) sur la période de temps de recharge disponible (Td) afin d'obtenir un ensemble de n valeurs de niveau de puissance limite ({Piim(i)}i≤i≤n) associées respectivement aux n intervalles de temps ({AT(i)} ≤i<n) débutant respectivement lors des n instants potentiels de début de charge ({tPdC(i)}i<i<n) consécutifs ;
le paramètre de charge (Ak) associé à un instant potentiel de début de charge (tpdc(k)) étant égal à la somme des différences respectives, pour chaque intervalle de temps (ΔΤ(ί)) d'une pluralité d'intervalles de temps consécutifs débutant lors de l'instant potentiel de début de charge, entre la valeur de niveau de puissance limite (Piim(i)) et la valeur de puissance de courbe de charge (TLC(i)) associées audit intervalle de temps.
6. Procédé de recharge optimisée selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la période de temps de recharge disponible (Td) est déterminée (100) en fonction de l'instant (tA) de branchement du système de recharge de la batterie électrique (BAT) au dispositif de recharge électrique (TE) et d'une indication relative à un instant (tD) de fin de recharge fournie par l'utilisateur du véhicule électrique.
7. Procédé de recharge optimisée selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la durée (T 0o) de la période de temps de charge (Te) est déterminée (200) en fonction du niveau (Ein) d'énergie électrique résiduelle contenue dans la batterie électrique lors du branchement du système de charge de la batterie électrique au dispositif de recharge électrique.
8. Procédé de recharge optimisée selon la revendication 7, dans lequel la durée (T-mo) de la période de temps de charge (Te) est égale à la différence entre une durée de charge (Tcomp), correspondant au temps nécessaire pour charger la batterie électrique jusqu'à un niveau d'énergie électrique souhaitée (E), et une durée de charge partielle (Tx), correspondant au temps nécessaire pour charger la batterie électrique jusqu'au niveau d'énergie électrique résiduelle (Ein).
9. Procédé de recharge optimisée selon la revendication 8, dans lequel le niveau d'énergie électrique souhaitée (E) est un niveau de charge maximal (Emax) de la batterie électrique.
10. Procédé de recharge optimisée selon l'une des revendications 1 à 9, comprenant une vérification préalable (300) de la période de temps de recharge disponible (Td) en fonction de la durée (T-mo) de la période de temps de charge (Te), la détermination (400) de l'instant de début de charge (tdc) de la batterie électrique n'ayant lieu que si la durée de la période de temps de recharge disponible (Td) est supérieure à la durée (T-mo) de la période de temps de charge (Te).
1 1 . Procédé de recharge optimisée selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la batterie électrique (BAT) appartient à une catégorie de batteries électriques présentant un certain niveau d'effet de mémoire, en particulier la catégorie des batteries électriques de type NiCd ou de type plomb acide.
12. Programme d'ordinateur comprenant des instructions pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 1 1 lorsqu'il est exécuté par une unité de traitement d'un système de recharge électrique.
13. Dispositif de recharge optimisée (TE) d'au moins un véhicule électrique (VE), connecté à un réseau d'alimentation électrique (ENET) et comprenant au moins un port de branchement (p-i) apte à être connecté à la batterie électrique (BAT) d'un véhicule électrique (VE), le dispositif étant configuré pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 1 1 suite au branchement de la batterie électrique (BAT) d'un véhicule électrique (VE) sur le port de branchement du dispositif de recharge optimisée.
14. Système de recharge optimisée (SE) pour recharger électriquement une flotte composée d'au moins un véhicule électrique (VE), le système comprenant un réseau d'alimentation électrique (ΕΝΕτ) et au moins un dispositif de recharge électrique (TE) selon la revendication 13, connecté audit réseau d'alimentation électrique.
15. Système de recharge optimisée (SE) selon la revendication 14, comprenant en outre un système informatique distant, connecté au dispositif de recharge électrique et comprenant une unité de traitement apte à mettre œuvre les étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 1 1 .
EP12767033.9A 2011-09-07 2012-09-06 Procédé et dispositif de recharge optimisée de batterie électrique Withdrawn EP2753493A2 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1157961A FR2979764B1 (fr) 2011-09-07 2011-09-07 Procede et dispositif de recharge optimisee de batterie electrique
PCT/FR2012/051992 WO2013034856A2 (fr) 2011-09-07 2012-09-06 Procédé et dispositif de recharge optimisée de batterie électrique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2753493A2 true EP2753493A2 (fr) 2014-07-16

Family

ID=46968262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12767033.9A Withdrawn EP2753493A2 (fr) 2011-09-07 2012-09-06 Procédé et dispositif de recharge optimisée de batterie électrique

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20140217979A1 (fr)
EP (1) EP2753493A2 (fr)
JP (1) JP5843971B2 (fr)
CN (1) CN104024032A (fr)
AU (1) AU2012306115B2 (fr)
CA (1) CA2847531A1 (fr)
FR (1) FR2979764B1 (fr)
IL (1) IL231357A0 (fr)
WO (1) WO2013034856A2 (fr)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2979763B1 (fr) * 2011-09-07 2015-04-10 Electricite De France Procede et dispositif de recharge optimisee de batterie electrique
FR2995149B1 (fr) * 2012-09-05 2015-10-16 Commissariat Energie Atomique Recharge d'un parc de batteries
DE102016107271A1 (de) * 2016-04-20 2017-10-26 Rwe International Se Ladesystem und Verfahren zum Betreiben eines Ladesystems

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3554057B2 (ja) * 1995-02-06 2004-08-11 本田技研工業株式会社 電気自動車用蓄電池充電制御装置
JPH1080071A (ja) * 1996-09-02 1998-03-24 Japan Storage Battery Co Ltd 電気自動車の充電制御装置
JPH10262305A (ja) * 1997-03-18 1998-09-29 Honda Motor Co Ltd 電気車両用充電装置
JP2000209707A (ja) * 1999-01-07 2000-07-28 Mitsubishi Electric Corp 電気自動車の充電計画装置
US20030236601A1 (en) * 2002-03-18 2003-12-25 Club Car, Inc. Control and diagnostic system for vehicles
US7679336B2 (en) * 2007-02-27 2010-03-16 Ford Global Technologies, Llc Interactive battery charger for electric vehicle
US7693609B2 (en) * 2007-09-05 2010-04-06 Consolidated Edison Company Of New York, Inc. Hybrid vehicle recharging system and method of operation
JP4333798B2 (ja) * 2007-11-30 2009-09-16 トヨタ自動車株式会社 充電制御装置および充電制御方法
JP2010004674A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Fujitsu Ten Ltd 電子制御装置
JP4932810B2 (ja) * 2008-10-20 2012-05-16 マツダ株式会社 電動車両用バッテリの充電方法およびその装置
JP2010110044A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Shikoku Electric Power Co Inc 電動車両用充電装置
JP4648463B2 (ja) * 2009-02-11 2011-03-09 中部電力株式会社 事業施設用の車両充電システム及び充電制御装置
US20100280675A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-04 Gm Global Technology Operations, Inc. Method for managing electric vehicle charging loads on a local electric power infrastructure
US20110140656A1 (en) * 2009-04-30 2011-06-16 Gary Starr Charging station with protective door
US8922329B2 (en) * 2009-07-23 2014-12-30 Qualcomm Incorporated Battery charging to extend battery life and improve efficiency
JP5418301B2 (ja) * 2010-02-26 2014-02-19 株式会社デンソー 車載充電制御装置
US8725306B2 (en) * 2011-08-29 2014-05-13 Sap Ag Vehicle electric charging schedule selection and evolution based on multiple weighted charging objectives

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2013034856A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013034856A3 (fr) 2013-10-24
US20140217979A1 (en) 2014-08-07
FR2979764A1 (fr) 2013-03-08
CN104024032A (zh) 2014-09-03
FR2979764B1 (fr) 2013-09-27
AU2012306115B2 (en) 2015-01-15
IL231357A0 (en) 2014-04-30
WO2013034856A2 (fr) 2013-03-14
JP2014526868A (ja) 2014-10-06
CA2847531A1 (fr) 2013-03-14
AU2012306115A1 (en) 2014-03-27
JP5843971B2 (ja) 2016-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2753491B1 (fr) Procédé et dispositif de recharge optimisée de batterie électrique
WO2013034854A2 (fr) Procédé et dispositif de recharge optimisée de batterie électrique
EP3191337B1 (fr) Procédé de gestion de la plage d&#39;utilisation d&#39;une batterie
EP3237258B1 (fr) Procédé de gestion d&#39;énergie d&#39;une batterie de traction d&#39;un véhicule hybride rechargeable
FR2908243A1 (fr) Procede de gestion de charge d&#39;une batterie rechargeable
WO2008081106A1 (fr) Procede de determination du seuil de fin de decharge d&#39;une batterie rechargeable
WO2010092275A1 (fr) Procédé et dispositif de classification d&#39;une batterie
WO2013064759A2 (fr) Procede et systeme de gestion de charges electriques de cellules de batterie
FR2978626A1 (fr) Recharge d&#39;un parc de batteries
EP2892753A2 (fr) Recharge d&#39;un parc de batteries
FR3089164A1 (fr) Procédé de gestion optimisée de la charge d’une flotte de véhicules électriques.
EP2753493A2 (fr) Procédé et dispositif de recharge optimisée de batterie électrique
FR2961352A1 (fr) Procede d&#39;estimation des etats de charge et de sante d&#39;une batterie d&#39;un vehicule, estimateur et vehicule comportant un tel estimateur
EP2945817B1 (fr) Gestion de la charge d&#39;une batterie
FR2917178A1 (fr) Systeme et procede de determination de la perte de capacite et de l&#39;energie d&#39;une batterie.
FR3067878B1 (fr) Procede de charge de batteries pour un aeronef et systeme de stockage d&#39;energie electrique
WO2016113481A1 (fr) Procede d&#39;identification de la courbe de tension a vide d&#39;une cellule electrique en vieillissement
FR2982206A1 (fr) Dispositif et procede de gestion d&#39;une batterie en vue de sa non utilisation pendant une duree choisie
FR3102859A1 (fr) Méthode de charge d’une batterie d’accumulateurs par une borne de charge
FR3045218A1 (fr) Determination de parametres d&#39;un modele dynamique pour une cellule electrochimique de batterie
FR2998717A3 (fr) Procede de recharge d&#39;une batterie electrique de vehicule
WO2023006505A1 (fr) Procédé de diagnostic d&#39;une batterie et procédé de contrôle associé
EP4175160A1 (fr) Optimisation de l&#39;utilisation d&#39;un groupe électrogène
EP4136730A1 (fr) Procédé de calibration d&#39;un courant de charge d&#39;une batterie d&#39;un véhicule automobile électrique
FR2953657A1 (fr) Procede d&#39;amelioration de la duree de vie d&#39;accumulateurs electriques pour un vehicule automobile.

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20140227

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20170330

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20170810