EP4010220A1 - Procédé de gestion de l'autonomie kilométrique d'un véhicule - Google Patents

Procédé de gestion de l'autonomie kilométrique d'un véhicule

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Publication number
EP4010220A1
EP4010220A1 EP20734779.0A EP20734779A EP4010220A1 EP 4010220 A1 EP4010220 A1 EP 4010220A1 EP 20734779 A EP20734779 A EP 20734779A EP 4010220 A1 EP4010220 A1 EP 4010220A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
battery
usoc
range
kilometers
Prior art date
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Pending
Application number
EP20734779.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Nicolas CHARR
Marco Marsilia
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Ampere SAS
Original Assignee
Renault SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP4010220A1 publication Critical patent/EP4010220A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
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    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the invention relates to a method of managing the range of kilometers of a vehicle.
  • a method according to the invention applies in particular to any electric traction vehicle powered by an electric traction battery.
  • the amount of energy stored in a battery is often expressed as a percentage of its storage capacity. In the remainder of this document, this percentage information will be called SOC (for "State of charge”).
  • SOC for "State of charge”
  • the SOC of a fully charged battery is therefore 100%, that of an empty battery is 0%.
  • the SOC and the announced autonomy are therefore the indicators most used by the driver for the management of his electric vehicle.
  • the SOC and range estimate is all the more important when the battery is weakly charged, because the customer relies on these indicators to decide whether to continue driving or to stop to recharge their vehicle. It is therefore important that the client can have confidence in the autonomy that is announced, so as not to find himself immobilized because of an imprecise estimate.
  • Application FR3018480 discloses a method which aims to limit the "variability" of the autonomy displayed to the driver, this autonomy being a function of driving conditions in general, which are very variable.
  • the stored energy is first separated into a "nominal” amount and a “reserve” amount. Then, the actual instantaneous consumption is estimated. Finally, the remaining range of the vehicle is calculated, either from the nominal quantity only if the energy consumed is less than a predefined threshold, or from the nominal quantity and the reserve quantity if the energy consumed is greater than the threshold.
  • the main drawback of the method according to FR3018480 is that, it being implemented over the entire SOC range (from 100% to 0%) even though the amount of reserve is quite limited, it is necessary to set the threshold for taking into account the reserve at a very high value, to avoid taking the reserve into account too early and too often to estimate the remaining autonomy, and thus ensure that the process is effective as long as possible.
  • the process can overcome a limited number of high overconsumption peaks, not more, then it risks becoming less efficient.
  • it may be less effective at the end of the SOC range (approaching 0%), even for low overconsumption, when this is where it is the most anxiety-inducing.
  • a method for managing the range of kilometers of an electrically propelled vehicle according to the invention makes it possible to display in the vehicle at the end of the SOC range a remaining kilometer range which varies intuitively whatever or the driving conditions of the vehicle, this displayed range may or may not take into account a reserve energy capacity of said battery. In the remainder of the present application, this reserve energy capacity will simply be designated by “reserve”.
  • the subject of the invention is a method for managing the mileage range of an electric traction vehicle supplied by an electric battery comprising a useful capacity and a reserve.
  • the method comprises, as soon as the remaining mileage of the vehicle is equal to or less than a minimum number of guaranteed kilometers (km ensures), a final step of displaying a decreasing range linearly over time, whatever the driving conditions of the vehicle.
  • the useful capacity and the reserve are two distinct parts of the battery, the useful capacity corresponding to the capacity of the battery for which a user has purchased said battery, and the reserve remaining hidden for said user .
  • a method according to the invention therefore applies to a vehicle having an electric battery comprising a useful capacity and a reserve, and aims to reassure a driver that the last kilometers corresponding to the displayed kilometer range can be actually performed by the vehicle, regardless of the vehicle's future driving conditions.
  • a method according to the invention is triggered from a minimum threshold state of charge taking into account the useful capacity of the battery. As soon as this minimum threshold state of charge is reached, an on-board computer displays a remaining range which is a function of the vehicle's previous driving conditions, and which will vary intuitively over time, that is to say by decreasing linearly over time, regardless of the vehicle's future driving conditions. Two cases can then arise:
  • the linear decrease in the remaining range displayed will be provided only by the useful capacity of the battery, If the future driving conditions of the vehicle are more severe than the previous driving conditions, the linear decrease in the remaining range displayed will be ensured both by the useful capacity of the battery and by the reserve of said battery .
  • a method according to the invention does not systematically use the reserve of the electric battery to ensure the linear decrease in the remaining autonomy of the battery, but only when this is necessary.
  • the reserve is only used in certain specific cases to ensure a linear decrease in the remaining electric range, and therefore to reassure a driver who knows that his vehicle will be able to cover the distance. which will be given by the remaining mileage displayed.
  • the mileage of the vehicle before it reaches the minimum number of guaranteed kilometers is determined from the state of charge of the battery taking into account the capacity useful battery but not the reserve, and taking into account the vehicle's previous driving conditions.
  • the final display step comprises, if the current driving conditions of the vehicle are more demanding than the previous driving conditions, to take into account the useful capacity and the reserve. to ensure the linear decrease of the displayed autonomy.
  • the electric autonomy of the vehicle is achieved on the basis of the state of charge taking into account the useful capacity of the battery and on the basis of the previous driving conditions of the vehicle. Consequently, if the current driving conditions of the vehicle were more demanding than the previous driving conditions, the useful capacity of the battery alone would probably not be sufficient to ensure a linear decrease in the remaining range displayed, and it would then be necessary to have uses the battery reserve.
  • the method receives the following values as input:
  • -Batterie_marge_inf corresponding to the energy reserve and equal to the difference between the useful capacity and the actual capacity of the battery, expressed as a percentage of its capacity
  • -Autonomie_km corresponding to the autonomy announced to the customer on the dashboard , expressed in kilometers
  • the method comprises calculating the state of charge over the nominal range of use of the restricted battery (USOC_filtre_plage_nominale) by the formula:
  • the flanged battery corresponds to the useful or nominal capacity of said battery, excluding reserve.
  • the method comprises a preliminary step of displaying the state of charge over the nominal range of use of the restricted battery as long as the announced autonomy (Autonomie_km) is greater than minimum number of guaranteed kilometers (insured km).
  • the final display step comprises calculating a virtual state of charge (USOC_xxkm) which decreases linearly with the distance traveled from the moment when the announced autonomy is equal or less the minimum number of guaranteed kilometers (Assured km).
  • the final display step comprises displaying a final state of charge (USOC_filtre_client) given by the formula:
  • USOC_filtre_client Max (USOC_filtre_plage_nominale, Min (USOC_xxkm, USOC_batterie_non_filtre)) [0025] This formula makes it possible to ensure that the SOC is not modified by the strategy which guarantees the last km, only when the driver "over-consumes" compared to to its previous consumption considered in the calculation of the displayed autonomy. This therefore makes it possible to ensure the driver the last km announced, and therefore to avoid unexpected breakdowns, which will be difficult to manage.
  • a management method according to the invention allows the vehicle to ensure in a safe and reliable manner, the last kilometers displayed during the estimation of the mileage range of the vehicle, and this, despite more severe driving conditions tending to increase electricity consumption.
  • a management method according to the invention has the advantage of being implemented without requiring modifications to the vehicle and the battery, and without having to add additional parts that are sources of cost and space.
  • FIG. 1 is a schematic view of an electric battery of a vehicle from which a management method according to the invention is carried out
  • FIG. 2 is a general flowchart illustrating the different steps of a management process according to the invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the third block of the software making it possible to control a management process according to the invention
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the fourth block of the software making it possible to control a management process according to the invention
  • FIG. 5 is a diagram as a function of time, making it possible to compare an estimated range with a distance actually traveled by the vehicle when a management method according to the invention is activated, in the case of an increase in energy consumption. in the last kilometers,
  • FIG. 6 is a diagram as a function of time making it possible to compare the different SOCs in the case of the example shown in Figure 5,
  • FIG. 7 is a diagram as a function of time, making it possible to compare an estimated range with a distance actually traveled by the vehicle when a management method according to the invention is activated, in the case of a reduction in energy consumption. in the last kilometers, [0035]
  • FIG. 8 represents a diagram as a function of time making it possible to compare the different SOCs in the case of the example illustrated in FIG. 7,
  • SOC from the English State Of Charge
  • a method for managing the range of kilometers of a vehicle is applicable to an electric traction vehicle powered by an electric battery 1, comprising a useful capacity 2 and a reserve 3, said reserve 3 preferably representing between 5% and 30% of the actual total capacity (useful capacity + reserve) of said battery 1.
  • This method can be applied in all cases where the nominal range of use of the battery is reduced compared to the actual capacity. This restriction results in a usable energy margin (reserve) located below the nominal range of use of the customer and therefore 0% SOC.
  • a management method comprises, when the vehicle indicates a remaining range equal to a very low and predetermined threshold value, a step of displaying an autonomy which decreases linearly over time, regardless of the future driving conditions of the vehicle.
  • the prediction of the mileage of the vehicle is carried out only from the useful capacity 2 of the battery 1, and more precisely from the state of charge taking into account said useful capacity 2, and from the driving history of the vehicle over the kilometers already traveled.
  • the reserve 3 of battery 1 does not intervene when forecasting this range in kilometers.
  • the displayed mileage indicates to the driver that the vehicle is no longer able to cover only a few kilometers, it is important for said driver to be sure that his vehicle will be able to cover them, whatever the driving conditions of his vehicle to come, without having the bad surprise of seeing his vehicle stop on the side. , for fault of electrical resource.
  • Such a method is triggered when the state of charge of the useful capacity 2 of the battery 1 reaches a minimum threshold value.
  • an on-board computer calculates the remaining kilometer range based on the vehicle's previous driving conditions, then displays a remaining kilometer range which is intuitive for the driver, i.e. which decreases linearly with time. Two cases can then arise:
  • Driving conditions likely to increase electricity consumption are to be chosen from an increased speed of the vehicle, an increased engine speed, a relief of the sloping road, the climatic conditions and a nervous driving style of the vehicle. part of the driver.
  • the conditions listed above can be considered individually or in combination. These are illustrative and not limiting examples of unfavorable conditions that may increase the vehicle's electricity consumption.
  • a management method according to the invention is controlled by means of software comprising inputs 10, a first block 11, a second block 12, a third block 13 and a fourth block 14.
  • the inputs 10 are as follows:
  • the strategy setting parameter is Km assure [km]. This parameter allows you to choose the number of kilometers that you want to guarantee with the strategy.
  • the first block 11 calculates the SOC over the nominal range of use of the restricted battery 1. This signal, which will be called "USOC_filtre_plage_nominale” is displayed to the customer as long as the announced range Autonomie_km is greater than the number of "guaranteed” km.
  • the USOC_filtre_plage_nominale signal is obtained from the following equation:
  • the second block 12 produces a Boolean which compares the announced autonomy with respect to the last kilometers guaranteed by the strategy.
  • the third block 13 defines a new virtual SOC signal called USOC_xxkm which decreases linearly with the distance traveled from the moment when the announced range falls below the threshold, km ensures, which corresponds to the number of km guaranteed.
  • the output signal USOC_xxkm therefore reaches the value 0% when the last km assured km have actually been traveled by the car.
  • -Distance_km [km] Distance actually traveled by the vehicle -Km_assure [km]: Parameter for adjusting the strategy which corresponds to the number of kilometers covered by the strategy (you can for example choose a value of 5 km for this parameter).
  • the block 13 calculates a SOC which decreases linearly with the distance traveled so that after the ensured km (km), the calculated value reaches 0.
  • the output of this block 13 is the SOC of the nominal range of the battery 2 clamped USOC_filtre_plage_nominale calculated by the first block 11.
  • the fourth block 14 calculates the final SOC which will be displayed to the customer on the dashboard of the car.
  • the objective of this block 14 is to only modify the SOC calculated by the first block 11 over the nominal restricted range when necessary. That is, when it will reach 0% before the driver has been able to cover the last km, assures him that he was told. To do this, when the range drops below the km threshold ensures km, the SOC of the nominal range USOC_filtre_plage_nominale is constantly compared to the virtual SOC USOC_xxkm built over the last kilometers by the third block 13 in order to announce to the customer the max. between these 2 values and saturating with the actual SOC of battery 1 to make sure never to go outside the physical range of the battery.
  • the SOC finally displayed to the customer is therefore:
  • This formula makes it possible to ensure that the SOC is only modified by the strategy which guarantees the last km, only when the driver "over-consumes” compared to his previous consumption considered in the calculation of the displayed range. This therefore makes it possible to ensure the last km announced, and therefore to avoid untimely and misunderstood breakdowns, which will be a source of dissatisfaction for the customer, even in the case of drastic changes in consumption or driving style.
  • Figures 5 and 6 illustrate an example of driving with increased consumption in the last km.
  • FIGS 7 and 8 illustrate an example of driving with reduced consumption in the last km (significant recovery phases).
  • the strategy is activated as soon as the displayed autonomy drops below the 5km which are guaranteed and that the SOC displayed to the customer takes into account the regenerative phase and therefore the additional energy. This therefore translates, via the torque management consistent with the new SOC calculated, by driving longer than 5 km allowing the driver to benefit from the recovered energy.

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Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de gestion de l'autonomie kilométrique d'un véhicule à traction électrique alimentée par une batterie électrique (1) comprenant une capacité utile (2) et une réserve (3). Selon l'invention, lorsque le véhicule indique une autonomie restante égale à un nombre de kilomètres garantis, le procédé comprend une étape d'affichage d'une autonomie qui décroit linéairement au cours du temps, quelles que soient les conditions de roulage à venir du véhicule.

Description

Description
Titre de l'invention : procédé de gestion de l’autonomie kilométrique d’un véhicule
[0001] L’invention se rapporte à un procédé de gestion de l’autonomie kilométrique d’un véhicule. Un procédé selon l’invention s’applique notamment à tout véhicule à traction électrique alimenté par une batterie électrique de traction.
[0002] L’autonomie kilométrique d’un véhicule à traction électrique est un paramètre qu’il convient de bien maîtriser, sous peine de fortement décevoir un client. En effet, une mauvaise estimation de cette autonomie, peut engendrer un arrêt du véhicule pour défaut de ressource électrique, et obliger le client à faire appel à une dépanneuse pour acheminer son véhicule vers une borne de recharge.
[0003] Une estimation de l’autonomie kilométrique restante d’un véhicule électrique est généralement affichée sur le tableau de bord, afin d’informer le conducteur sur le nombre de kilomètres qu’il peut espérer encore parcourir avec son véhicule. Or, le conducteur a souvent tendance à considérer cette information comme une vérité absolue. Cependant, une telle autonomie affichée n’est bien souvent qu’une estimation donnant une idée approximative du nombre de kilomètres que le véhicule peut encore parcourir, car ce nombre dépend de plusieurs facteurs variables par nature : style de conduite passé et futur, type de route, masse du véhicule, conditions climatiques....
[0004] La quantité d’énergie stockée dans une batterie est souvent exprimée en pourcentage de sa capacité de stockage. Par la suite de ce document on appellera SOC (pour « State of charge » selon l’expression anglo-saxonne) cette information en pourcentage. Le SOC d’une batterie complètement chargée vaut donc 100%, celui d’une batterie vide vaut 0%.
[0005] Le SOC et l’autonomie annoncée sont donc les indicateurs les plus utilisés par le conducteur pour la gestion de son véhicule électrique. L’estimation du SOC et de l’autonomie est d’autant plus importante lorsque la batterie est faiblement chargée, car le client se fie à ces indicateurs pour décider de continuer à rouler ou de s’arrêter pour recharger son véhicule. Il est donc important que le client puisse avoir confiance dans l’autonomie qui est annoncée, afin de ne pas se retrouver immobilisé en raison d’une estimation peu précise.
[0006] La demande FR3018480 divulgue un procédé qui vise à limiter la « variabilité » de l’autonomie affichée au conducteur, cette autonomie étant fonction des conditions de roulage en général, qui sont très variables. Pour cela, l’énergie stockée est d’abord séparée en une quantité « nominale » et une quantité « de réserve ». Puis, la consommation instantanée réelle est estimée. Enfin, l’autonomie restante du véhicule est calculée, soit à partir de la quantité nominale seulement si l’énergie consommée est inférieure à un seuil prédéfini, soit à partir de la quantité nominale et de la quantité de réserve si l’énergie consommée est supérieure au seuil.
[0007] On peut lire dans cette demande que, en utilisant la quantité d’énergie de réserve progressivement et sous certaines conditions, l’autonomie estimée et affichée est ainsi quasi constante, quelles que soient les conditions d’utilisation du véhicule. De plus, l’existence de cette quantité de réserve est totalement inconnue du conducteur, qui ne sait jamais que l’autonomie affichée utilise éventuellement une quantité de réserve afin de compenser des conditions de roulage défavorables.
[0008] L’inconvénient principal du procédé selon FR3018480 est que, celui-ci étant mis en oeuvre sur toute la plage de SOC (de 100% à 0%) alors même que la quantité de réserve est assez limitée, on est obligé de fixer le seuil de prise en compte de la réserve à une valeur très élevée, pour éviter de tenir compte trop tôt et trop souvent de la réserve pour estimer l’autonomie restante, et assurer ainsi que le procédé soit efficace le plus longtemps possible. Autrement dit, le procédé peut permettre de surmonter un nombre limité de pics de forte surconsommation, pas plus, il risque ensuite de devenir moins efficace. En particulier, il risque d’être moins efficace en fin de plage de SOC (à l’approche de 0%), ceci même pour de faibles surconsommations, alors que c’est là où c’est le plus anxiogène.
[0009] Un procédé de gestion de l’autonomie kilométrique d’un véhicule à propulsion électrique selon l’invention, permet d’afficher dans le véhicule en fin de plage de SOC une autonomie kilométrique restante qui varie de façon intuitive quelles que soient les conditions de roulage du véhicule, cette autonomie affichée pouvant ou non tenir compte d’une capacité d’énergie de réserve de ladite batterie. Dans la suite de la présente demande, on désignera simplement par « réserve » cette capacité d’énergie de réserve.
[0010] L’invention a pour objet un procédé de gestion de l’autonomie kilométrique d’un véhicule à traction électrique alimentée par une batterie électrique comprenant une capacité utile et une réserve.
[0011 ] Selon l’invention, le procédé comprend, dès lors que l’autonomie kilométrique restante du véhicule est égale ou inférieure à un nombre minimum de kilomètres garantis (Km assure), une étape finale d’affichage d’une autonomie qui décroit linéairement au cours du temps, quelles que soient les conditions de roulage du véhicule.
[0012] Afin de lever toute ambiguïté, la capacité utile et la réserve sont deux parties distinctes de la batterie, la capacité utile correspondant à la capacité de la batterie pour laquelle un utilisateur a acheté ladite batterie, et la réserve demeurant masquée pour ledit utilisateur.
[0013] Un procédé selon l’invention s’applique donc à un véhicule possédant une batterie électrique comportant une capacité utile et une réserve, et vise à rassurer un conducteur sur le fait que les derniers kilomètres correspondant à l’autonomie kilométrique affichée pourront être réellement effectués par le véhicule, quelles que soient les conditions de roulage à venir du véhicule. Un procédé selon l’invention est déclenché à partir d’un état de charge seuil minimal tenant compte de la capacité utile de la batterie. Dès que cet état de charge minimal seuil est atteint, un ordinateur de bord affiche une autonomie restante qui est fonction des conditions de roulage précédentes du véhicule, et qui va varier de façon intuitive avec le temps, c’est-à-dire en décroissant de façon linéaire avec le temps, quelles que soient les conditions de roulage à venir du véhicule. Deux cas peuvent alors se présenter :
[0014] Si les conditions de roulage à venir du véhicule sont identiques voire moins sévères que les conditions de roulage précédentes, la décroissance linéaire de l’autonomie restante affichée sera assurée uniquement par la capacité utile de la batterie, [0015] Si les conditions de roulage à venir du véhicule sont plus sévères que les conditions de roulage précédentes, la décroissance linéaire de l’autonomie restante affichée sera assurée à la fois par la capacité utile de la batterie et par la réserve de ladite batterie.
[0016] Un procédé selon l’invention ne fait pas systématiquement appel à la réserve de la batterie électrique pour assurer la décroissance linéaire de l’autonomie restante de la batterie, mais seulement quand cela est nécessaire. Dans le cadre d’un procédé selon l’invention, la réserve n’est utilisée que dans certains cas particuliers pour assurer une décroissance linéaire de l’autonomie électrique restante, et donc pour rassurer un conducteur qui sait que son véhicule pourra effectuer la distance qui sera donnée par l’autonomie kilométrique restante affichée.
[0017] Selon une caractéristique possible de l’invention, l’autonomie kilométrique du véhicule avant qu’elle n’atteigne le nombre minimum de kilomètres garantis est déterminée à partir de l’état de charge de la batterie en prenant en compte la capacité utile de la batterie mais pas la réserve, et en tenant compte des conditions de roulage précédentes du véhicule.
[0018] Selon une caractéristique possible de l’invention, l’étape finale d’affichage comprend, si les conditions de roulage courantes du véhicule sont plus exigeantes que les conditions de roulage précédentes, de tenir compte de la capacité utile et de la réserve pour assurer la décroissance linéaire de l’autonomie affichée. En effet, l’autonomie électrique du véhicule est réalisée sur la base de l’état de charge prenant en compte la capacité utile de la batterie et sur la base des conditions de roulage précédentes du véhicule. Par conséquent, si les conditions de roulage courantes du véhicule étaient plus exigeantes que les conditions de roulage précédentes, la seule capacité utile de la batterie ne suffirait sans doute pas à assurer une décroissance linéaire de l’autonomie restante affichée, et il faudrait alors avoir recourt à la réserve de la batterie.
[0019] Selon une caractéristique possible de l’invention, le procédé reçoit en entrée les valeurs suivantes :
-USOC_batterie_non_filtre correspondant au niveau d’état de charge physique réelle de la batterie, exprimé en pourcentage de sa capacité, et tenant compte de la capacité utile et de la réserve,
-Marge_batterie_inf correspondant à la réserve d’énergie et égale à l’écart entre la capacité utile et la capacité réelle de la batterie, exprimé en pourcentage de sa capacité, -Autonomie_km correspondant à l’autonomie annoncée au client au niveau du tableau de bord, exprimée en kilomètres,
-Distance_km correspondant à la distance parcourue par le véhicule, exprimée en kilomètres,
-Km assure correspondant au nombre minimum de kilomètres garantis.
[0020] Selon une caractéristique possible de l’invention, le procédé comprend de calculer l’état de charge sur la plage d’utilisation nominale de la batterie bridée (USOC_filtre_plage_nominale) par la formule :
USOC batterie non filtre — marge _batterie_inf
USOC_filtre_plage_nominale = Max 0 100 100 marge_batterie_inf )
[0021] La batterie bridée correspond à la capacité utile ou nominale de ladite batterie, hors réserve.
[0022] Selon une caractéristique possible de l’invention, le procédé comprend une étape préalable d’affichage de l’état de charge sur la plage d’utilisation nominale de la batterie bridée tant que l’autonomie annoncée (Autonomie_km) est supérieure au nombre minimum de kilomètres garantis (Km assure). [0023] Selon une caractéristique possible de l’invention, l’étape finale d’affichage comprend de calculer un état de charge virtuel (USOC_xxkm) qui décroit linéairement avec la distance parcourue à partir du moment où l’autonomie annoncée est égale ou inférieure au nombre minimum de kilomètres garantis (Km assure). [0024] Selon une caractéristique possible de l’invention, l’étape finale d’affichage comprend d’afficher un état de charge final (USOC_filtre_client) donné par la formule :
USOC_filtre_client = Max (USOC_filtre_plage_nominale, Min (USOC_xxkm, USOC_batterie_non_filtre)) [0025] Cette formule permet d’assurer que le SOC n’est modifié par la stratégie qui garantit les derniers km, que lorsque le conducteur « surconsomme » par rapport à sa consommation précédente considérée dans le calcul de l’autonomie affichée. Cela permet donc d’assurer au conducteur les derniers km annoncés, et donc de lui éviter des pannes inattendues, qui seront lourdes à gérer.
[0026] Un procédé de gestion selon l’invention permet au véhicule d’assurer de façon sûre et fiable, les derniers kilomètres affichés lors de l’estimation de l’autonomie kilométrique du véhicule, et ce, malgré des conditions de roulage plus sévères ayant tendance à accroître la consommation d’électricité. Un procédé de gestion selon l’invention, a l’avantage d’être mis en oeuvre sans requérir de modifications du véhicule et de la batterie, et sans avoir recourt à l’ajout de pièces supplémentaires sources de coût et d’encombrement.
[0027] On donne ci-après, une description détaillée d’un mode de réalisation préféré d’un procédé de gestion selon l’invention, en se référant aux figures suivantes :
[0028] [Fig. 1] est une vue schématique d’une batterie électrique d’un véhicule à partir de laquelle est réalisée un procédé de gestion selon l’invention,
[0029] [Fig. 2] est un logigramme général illustrant les différentes étapes d’un procédé de gestion selon l’invention,
[0030] [Fig. 3] est un logigramme illustrant le fonctionnement du troisième bloc du logiciel permettant de piloter un procédé de gestion selon l’invention,
[0031] [Fig. 4] est un logigramme illustrant le fonctionnement du quatrième bloc du logiciel permettant de piloter un procédé de gestion selon l’invention,
[0032] [Fig. 5] est un diagramme en fonction du temps, permettant de comparer une autonomie estimée à une distance réellement parcourue par le véhicule lorsqu’un procédé de gestion selon l’invention est activé, dans le cas d’une augmentation de la consommation d’énergie dans les derniers kilomètres,
[0033] [Fig. 6] est un diagramme en fonction du temps permettant de comparer les différents SOC dans le cas de l’exemple illustré à la figure 5,
[0034] [Fig. 7] est un diagramme en fonction du temps, permettant de comparer une autonomie estimée à une distance réellement parcourue par le véhicule lorsqu’un procédé de gestion selon l’invention est activé, dans le cas d’une diminution de la consommation d’énergie dans les derniers kilomètres, [0035] [Fig. 8] représente est un diagramme en fonction du temps permettant de comparer les différents SOC dans le cas de l’exemple illustré à la figure 7,
[0036] Le terme SOC (de l’anglais State Of Charge) représente un état de charge
[0037] En se référant à la figure 1 , un procédé de gestion de l’autonomie kilométrique d’un véhicule selon l’invention, est applicable à un véhicule à traction électrique alimentée par une batterie électrique 1 , comprenant une capacité utile 2 et une réserve 3, ladite réserve 3 représentant préférentiellement entre 5% et 30% de la capacité totale réelle (capacité utile + réserve) de ladite batterie 1 . Ce procédé peut être appliqué dans tous les cas où la plage nominale d’utilisation de la batterie est réduite par rapport à la capacité réelle. Ce bridage se traduit par une marge d’énergie (réserve) utilisable située en dessous de la plage nominale d’utilisation du client et donc du 0% SOC.
[0038] Il existe sur le marché un certain nombre d’exemples de véhicules électrique, qui embarquent une batterie 1 dotée d’une capacité physique supérieure à la capacité nominale. En effet en cas d’offre multiple batterie (petite/grande capacité), il peut s’avérer plus économique pour un constructeur de véhicules de ne produire qu’un seul objet physique, afin d’éviter une diversité de pièce tout en proposant une offre diversifiée en termes d’autonomie. Un procédé selon l’invention permet d’offrir une prestation supplémentaire dans le véhicule, en exploitant intelligemment cette marge d’énergie supplémentaire (réserve) sans investissement supplémentaire de la part du constructeur.
[0039] Un procédé de gestion selon l’invention comprend, lorsque le véhicule indique une autonomie restante égale à une valeur seuil très basse et prédéterminée, une étape d’affichage d’une autonomie qui décroit linéairement au cours du temps, quelles que soient les conditions de roulage à venir du véhicule.
[0040] Autrement dit, la prévision de l’autonomie kilométrique du véhicule est réalisée uniquement à partir de la capacité utile 2 de la batterie 1 , et plus précisément de l’état de charge prenant en compte ladite capacité utile 2, et de l’historique de roulage du véhicule sur les kilomètres déjà parcourus. La réserve 3 de la batterie 1 n’intervient pas lors de la prévision de cette autonomie kilométrique. Ainsi, lorsque l’autonomie kilométrique affichée indique au conducteur que le véhicule n’est plus apte à ne parcourir que quelques kilomètres, il est important pour ledit conducteur d’être sûr que son véhicule va pouvoir les parcourir, quelles que soient les conditions de roulage de son véhicule à venir, sans avoir la mauvaise surprise de voir son véhicule s’immobiliser sur le bas-côté, pour défaut de ressource électrique. Un tel procédé se déclenche lorsque l’état de charge de la capacité utile 2 de la batterie 1 atteint une valeur seuil minimale. Une fois cette valeur seuil atteinte, un ordinateur embarqué calcul l’autonomie kilométrique restante en s’appuyant sur les conditions de roulage précédentes du véhicule, puis affiche une autonomie kilométrique restante qui est intuitive pour le conducteur, c’est à dire qui décroit linéairement avec le temps. Deux cas peuvent alors se présenter :
[0041] Si les conditions de roulage à venir du véhicule sont identiques voire moins sévères que les conditions de roulage précédentes, la décroissance linéaire de l’autonomie restante affichée sera assurée uniquement par la capacité utile 2 de la batterie 1 ,
[0042] Si les conditions de roulage à venir du véhicule sont plus exigeantes que les conditions de roulage précédentes, la décroissance linéaire de l’autonomie restante affichée sera assurée à la fois par la capacité utile de la batterie et par la réserve de ladite batterie.
[0043] Des conditions de roulage susceptibles d’augmenter la consommation d’électricité sont à choisir parmi une vitesse augmentée du véhicule, un régime moteur augmenté, un relief de la route en pente, les conditions climatiques et un style de conduite nerveux de la part du conducteur. Les conditions énumérées ci- dessus peuvent être considérées individuellement ou en combinaison. Il s’agit d’exemples illustratifs et non pas limitatifs de conditions défavorables, susceptibles d’augmenter la consommation en électricité du véhicule.
[0044] En se référant à la figure 2, un procédé de gestion selon l’invention est piloté au moyen d’un logiciel comprenant des entrées 10, un premier bloc 11 , un deuxième bloc 12, un troisième bloc 13 et un quatrième bloc 14.
[0045] Les entrées 10 sont les suivantes :
- USOC_batterie_non_filtre [%] : Ce signal indique le niveau d’état de charge physique réelle de la batterie, exprimé en pourcentage de sa capacité, -Margejoatteriejnf [%] : Marge d’énergie correspondant à l’écart entre la capacité utile et la capacité réelle da la batterie,
-Autonomie_km [km] : Autonomie annoncé au client, au niveau du tableau de bord,
-Distance_ km [km] : Distance parcourue par le véhicule
-Km assure [km] : ce paramètre permet de choisir le nombre de kilomètres que l’on souhaite garantir avec la stratégie.
[0046] Le paramètre de réglage de la stratégie est Km assure [km]. Ce paramètre permet de choisir le nombre de kilomètres que l’on souhaite garantir avec la stratégie.
[0047] Le premier bloc 11 calcule le SOC sur la plage d’utilisation nominale de la batterie 1 bridée. Ce signal que l’on appellera « USOC_filtre_plage_nominale » est affiché au client tant que l’autonomie annoncée Autonomie_km est supérieure au nombre de km « garantis » Km assure.
[0048] Le signal USOC_filtre_plage_nominale est obtenu à partir de l’équation suivante :
/ U SOC batterie non filtre — maraejbatteriejnf \
U SOC filtre vlagejiominale = Max ( O; - — — - - - ; — — - — * 1001
\ 100 — marge Jiatteriejnf /
[0049] Le deuxième bloc 12 produit un booléen qui compare l’autonomie annoncée par rapport aux derniers kilomètres garantis par la stratégie.
[0050] La sortie de ce bloc est le booléen qui est donné par la formule:
[0051] En se référant à la figure 3, le troisième bloc 13 définit un nouveau signal de SOC virtuel appelé USOC_xxkm qui décroit linéairement avec la distance parcourue à partir du moment où l’autonomie annoncée passe en dessous du seuil, km assure, qui correspond au nombre de km garantis. Le signal de sortie USOC_xxkm atteint donc la valeur 0% lorsque les derniers km km assure ont été réellement parcourus par la voiture.
[0052] La logique de réalisation du troisième bloc 13 est montrée à la figure 3 dans laquelle, pour rappel :
-Distance_km [km] : Distance réellement parcourue par le véhicule -Km_assure[km] : Paramétre de réglage de la stratégie qui correspond au nombre de kilomètres assurés par la stratégie (on peut par exemple choisir une valeur de 5 km pour ce paramètre).
-USOC_filtre_plage_nominale : le SOC de la batterie 1 calculé sur la plage nominale 2 de la batterie bridée (sortie du premier bloc 11)
[0053] Lorsque l’autonomie estimée passe en dessous de km assure (km), le bloc 13 calcule un SOC qui décroit linéairement avec la distance parcourue pour qu’au bout de km assure (km), la valeur calculée atteigne 0. Lorsque l’autonomie est supérieure à km assure (km), la sortie de ce bloc 13 est le SOC de la plage nominale de la batterie 2 bridée USOC_filtre_plage_nominale calculée par le premier bloc 11 .
[0054] En se référant à la figure 4, le quatrième bloc 14 calcul le SOC final qui sera affiché au client sur le tableau de bord de la voiture. L’objectif de ce bloc 14 est de ne modifier le SOC calculé par le premier bloc 11 sur la plage nominale bridée que lorsque cela est nécessaire. C’est-à-dire quand celui-ci va atteindre 0% avant que le conducteur ait pu parcourir les derniers km km assure qu’on lui avait annoncés. Pour ce faire, lorsque l’autonomie passe sous le seuil de km assure km, le SOC de la plage nominale USOC_filtre_plage_nominale est comparé en permanence au SOC virtuel USOC_xxkm construit sur les derniers kilomètres par le troisième bloc 13 afin d’annoncer au client le max entre ces 2 valeurs et en saturant par le SOC réel de la batterie 1 pour s’assurer de ne jamais sortir de la plage physique de la batterie. Le SOC finalement affiché au client est donc :
-SOC_filtre_client = Max (USOC_filtre_plage_nominale, Min (USOC_xxkm, USOC_batterie_non_filtre ))
[0055] Cette formule permet d’assurer que le SOC n’est modifié par la stratégie qui garantit les derniers km, que lorsque le conducteur « surconsomme » par rapport à sa consommation précédente considérée dans le calcul de l’autonomie affichée. Cela permet donc de lui assurer les derniers km annoncés, et donc de lui éviter des pannes intempestives et incomprises, qui seront sources d’insatisfaction pour le client, même dans le cas de changements drastiques de la consommation ou de style de conduite.
[0056] En effet, si le conducteur réduit sa consommation pendant les derniers kilomètres garantis grâce notamment à des phases de régénératif permettant de recharger la batterie et de refaire passer le SOC bridé
(USOC_filtre_plage_nominale) au-dessus de la valeur calculée pour assurer les derniers km (USOC_xxkm) alors la stratégie affichera USOC_filtre_plage_nominale permettant ainsi au client de profiter de l’énergie récupérée pour rouler au-delà par exemple des 5 km garantis. La stratégie permet donc de sortir de la plage nominale d’utilisation de la batterie 1 bridée uniquement dans les cas où cela est favorable pour le client.
[0057] Un fois le SOC USOC_filtre_client calculé selon la stratégie décrite ci- dessus : -le couple moteur est naturellement géré de façon à diminuer progressivement au fur et à mesure que USOC_filtre_client s’approche de 0, de façon à ce que la panne « sèche » ne puisse jamais se produire avant que USOC_filtre_client ait atteint le 0. C’est bien cette gestion de couple cohérente avec le calcul de USOC_filtre_client qui permet de garantir les derniers km de roulage. -L’autonomie annoncée au client, dans les derniers km assure derniers est logiquement mise en cohérence avec les derniers km garantis.
[0058] Afin de valider un procédé de gestion selon l’invention, deux exemples de roulage sont abordés : un roulage avec consommation élevée et sans phase de régénératif dans les derniers kms, et un roulage avec de forte phase de régénératif.
[0059] Les figures 5 et 6 illustrent un exemple de roulage avec augmentation de la consommation dans les derniers km. Dans ces deux figures, on remarque que la stratégie s’active dès que l’autonomie passe en dessous des 5km garantis (km assure =5 dans cet exemple) et que le SOC affiché au client décroit et n’atteint 0% qu’une fois avoir roulé 5km.
[0060] Les figures 7 et 8, illustrent un exemple de roulage avec diminution de la consommation dans les derniers km (phases de récupératif importantes). Dans ces deux figures, on remarque que la stratégie s’active dès que l’autonomie affichée passe en dessous des 5km qui sont garantis et que le SOC affiché au client prend en compte la phase de régénératif et donc l’énergie supplémentaire. Cela se traduit donc, via la gestion de couple cohérente avec le nouveau SOC calculé, par un roulage supérieur à 5km permettant au conducteur de bénéficier de l’énergie récupérée.
[0061] Ces exemples montrent que la stratégie permet de garantir les derniers kilomètres de roulage, tout en prenant en compte d’éventuelles évolutions favorables de la consommation du véhicule sur l’autonomie. Il est à noter que cette stratégie fonctionne dans toutes les conditions de roulage, et permet ainsi d’avoir la même prestation, en termes d’autonomie sur les derniers km de roulage, par temps chaud ou par temps froid, avec une batterie vieillie, un véhicule chargé, sur des routes de montagnes et pour tout type de conduite. [0062] Il est à noter qu’un procédé de gestion selon l’invention, est d’autant plus intéressant que la réserve 3 est importante. En effet, plus celle-ci est importante, plus il sera possible de garantir un nombre de kilomètres important. Il existe sur le marché un certain nombre d’exemple de véhicule électrique qui embarque une batterie dotée d’une énergie supplémentaire masquée à l’utilisateur, car en cas d’offre multiple batterie (petite/grande capacité), il peut s’avérer plus économique pour le constructeur de ne produire qu’un seul objet physique afin d’éviter une diversité de pièce tout en proposant une offre diversifiée en termes d’autonomie (pour un coût d’achat client différent évidemment). Cette invention permet d’offrir une prestation supplémentaire en exploitant intelligemment cette marge d’énergie supplémentaire, sans investissement supplémentaire de la part du constructeur.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé de gestion de l’autonomie kilométrique d’un véhicule à traction électrique alimentée par une batterie électrique (1) comprenant une capacité utile (2) et une réserve (3), caractérisé en ce qu’il comprend, dès lors que l’autonomie kilométrique restante du véhicule est égale ou inférieure à un nombre minimum de kilomètres garantis (Km assure), une étape finale d’affichage d’une autonomie qui décroît linéairement au cours du temps, quelles que soient les conditions de roulage du véhicule.
[Revendication 2] Procédé de gestion selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l’autonomie kilométrique du véhicule avant qu’elle n’atteigne le nombre minimum de kilomètres garantis est déterminée à partir de l’état de charge de la batterie en prenant en compte la capacité utile (2) de la batterie (1 ) mais pas la réserve (3), et en tenant compte des conditions de roulage précédentes du véhicule.
[Revendication 3] Procédé de gestion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’étape finale d’affichage comprend, si les conditions de roulage courantes du véhicule sont plus exigeantes que les conditions de roulage précédentes, de tenir compte de la capacité utile et de la réserve pour assurer la décroissance linéaire de l’autonomie affichée.
[Revendication 4] Procédé de gestion selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il reçoit en entrée (10) les valeurs suivantes :
- USOC_batterie_non_filtre correspondant au niveau d’état de charge physique réelle de la batterie, exprimé en pourcentage de sa capacité, et tenant compte de la capacité utile et de la réserve,
-Margejoatteriejnf correspondant à la réserve d’énergie et égale à l’écart entre la capacité utile et la capacité réelle de la batterie, exprimé en pourcentage de sa capacité,
-Autonomie_km correspondant à l’autonomie annoncée au client au niveau du tableau de bord, exprimée en kilomètres,
-Distance_km correspondant à la distance parcourue par le véhicule, exprimée en kilomètres,
-Km assure correspondant au nombre minimum de kilomètres garantis.
[Revendication 5] Procédé de gestion selon la revendication 4, caractérisé en ce qu’il comprend de calculer l’état de charge sur la plage d’utilisation nominale de la batterie bridée (USOC_filtre_plage_nominale) par la formule : USOC batterie non filtre — maraejbatteriejnf \ - — - - - 100 100 marge_batteriejnf J
[Revendication 6] Procédé de gestion selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’il comprend une étape préalable d’affichage de l’état de charge sur la plage d’utilisation nominale de la batterie bridée tant que l’autonomie annoncée (Autonomie_km) est supérieure au nombre minimum de kilomètres garantis (Km assure).
[Revendication 7] Procédé de gestion selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l’étape finale d’affichage comprend de calculer un état de charge virtuel (USOC_xxkm), qui décroit linéairement avec la distance parcourue à partir du moment où l’autonomie annoncée est égale ou inférieure au nombre minimum de kilomètres garantis, (Km assure).
[Revendication 8] Procédé de gestion selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’étape finale d’affichage comprend d’afficher un état de charge final (USOC_filtre_client) donné par la formule :
USOC_filtre_client = Max (USOC_filtre_plage_nominale, Min (USOC_xxkm, USOC_batterie_non_filtre))
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