EP4695109A1 - Procédé de gestion de l'énergie dans un véhicule à assistance électrique - Google Patents

Procédé de gestion de l'énergie dans un véhicule à assistance électrique

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Publication number
EP4695109A1
EP4695109A1 EP24725547.4A EP24725547A EP4695109A1 EP 4695109 A1 EP4695109 A1 EP 4695109A1 EP 24725547 A EP24725547 A EP 24725547A EP 4695109 A1 EP4695109 A1 EP 4695109A1
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EP
European Patent Office
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energy
vehicle
assistance
route
battery
Prior art date
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Pending
Application number
EP24725547.4A
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German (de)
English (en)
Inventor
Zigor Garate
Thibaut AVEZ
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Decathlon SE
Original Assignee
Decathlon SE
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Filing date
Publication date
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to the field of electric mobility. More specifically, it relates to a method for managing energy in an electrically assisted vehicle.
  • EABs Electrically assisted bicycles
  • an EAB 1 conventionally comprises a front wheel 3a, a rear wheel 3b, a crankset 4, rotating the rear wheel 3b via a chain or a belt, an electric assistance motor 5, powered by electricity from a battery 6, also rotating (when activated) the rear wheel 3b (for example by being arranged in the hub, or via a friction roller) so as to relieve the user's effort.
  • the motor can alternatively rotate the crankset 4 or even directly the front wheel 3a.
  • the VAE 1 further comprises control means 11 for the motor 5.
  • control means 11 for the motor 5.
  • the control means 11 are further connected to the battery 6, and can know the remaining charge.
  • the VAE 1 generally comprises interface means 13 such as a screen, making it possible to display the remaining battery charge 6 in particular in the form of a numerical value (in mAh) or a percentage, and various information such as the current assistance mode, the instantaneous speed, etc.
  • the problem is the lack of a precise indication of the autonomy of the bike: if the route is too long, the user runs the risk of having exhausted the battery and having to finish without any assistance, which is not very comfortable because e-bikes are generally heavy.
  • Some e-bikes 1 display on the means 13 an estimate of a distance that the user can still travel with the current remaining charge of the battery 6. However, this is only a rough estimate based on average values, which can be completely wrong depending on the route.
  • application WO2012172227 has proposed a method for managing energy in the VAE, in which a route envisaged by the user is divided into a sequence of segments, and for each segment, the means 11 determine the total amount of energy required to travel this segment (in particular on the basis of topographical data) and deduce the amount of electrical energy required to travel the route.
  • the invention improves the situation.
  • the present invention therefore relates, according to a first aspect, to a method of energy management in an electrically assisted vehicle comprising an electric motor and a battery powering said motor.
  • electric the method being characterized in that it comprises the implementation by data processing means controlling said electric motor, of steps of:
  • Step (a) includes verifying that the battery has sufficient remaining charge for the vehicle to provide said predicted assist energy, with a safety margin.
  • Step (c) comprises verifying that the battery has sufficient remaining charge for the vehicle to provide said updated predicted assist energy, with a safety margin; at least one of said power thresholds being increased in step (c) if the battery does not have sufficient remaining charge for the vehicle to provide said updated predicted assist energy, with the safety margin.
  • At least one of said power thresholds is decreased in step (c) if it has a value greater than an initial value and if the battery has sufficient remaining charge for the vehicle to provide said updated predicted assistance energy, with the safety margin.
  • Step (a) includes the following substeps:
  • the energy required to travel a segment is expressed in step (a2) as the sum of a term representing the energy consumed by air friction, a term representing the energy consumed by rolling friction, a term representing the variation in potential energy, and a term representing the work of the forces applied to the vehicle.
  • Step (c) comprises calculating a correction factor expressed as the ratio between said observed electrical consumption and said expected consumption, the updated predicted assistance energy being expressed as the sum of the energies required to travel the remaining segments of said route, weighted with said correction factor, minus the sum of the energies theoretically provided by the user on the remaining segments of said route.
  • Step (a) includes a prior sub-step (aO) of definition by the user of said route, and where appropriate indication by the user of a mass of the vehicle, using interface means connected to said data processing means.
  • Step (b) is implemented by data processing means of the vehicle controlling said electric motor, steps (a), (c) and (d) being implemented by data means of a terminal connected to said data processing means of the vehicle.
  • Step (b) is repeated periodically, and steps (c) and (d) are implemented continuously from a given moment in the course of said route, over a sliding window.
  • Step (c) comprises estimating said electrical consumption of the current supplied by the battery observed over said sliding window, expressed as the ratio between an average intensity observed over said sliding window and an average speed of the vehicle observed over said sliding window.
  • the invention relates to a terminal comprising data processing means and connected to an electrically assisted vehicle comprising an electric motor, a battery powering said electric motor and data processing means controlling the implementation by the electric motor of an electrical assistance mode selected as a function of at least one power supplied by the user and at least one power threshold; the terminal being characterized in that the data processing means are configured to:
  • the power threshold(s) according to the result of a comparison of said updated predicted assistance energy and a remaining battery charge.
  • the invention relates to a system comprising the terminal according to the second aspect and said connected electrically assisted vehicle.
  • the invention relates to a computer program product comprising code instructions for executing a method according to the first aspect of energy management in an electrically assisted vehicle comprising an electric motor and a battery powering said electric motor; and a storage means readable by computer equipment on which is recorded a computer program product comprising code instructions for executing a method according to the first aspect of energy management in an electrically assisted vehicle comprising an electric motor and a battery powering said electric motor.
  • Figure 1 a is a diagram of a first embodiment of a system for implementing the method according to the invention
  • Figure 1 b is a diagram of a second embodiment of a system for implementing the method according to the invention.
  • Figure 2 is a flowchart illustrating the steps of an embodiment of the method according to the invention.
  • Figure 3 schematically represents a fragment of an embodiment of the method according to the invention.
  • Figure 4 schematically represents another fragment of an embodiment of the method according to the invention.
  • the present invention relates to a method for managing energy in an electrically assisted vehicle 1 comprising an electric motor 5 and a battery 6 powering said electric motor 5.
  • Said electrically assisted vehicle 1 is preferably an electrically assisted bicycle (EAB) as previously described and shown in FIG. 1 a, but those skilled in the art will be able to adapt the present proposed method to other types of electrically assisted vehicles, for example an electrically assisted scooter, an electrically assisted boat, etc. More generally, an electrically assisted vehicle is understood to mean any vehicle intended to be driven by human power, and equipped with an electric motor 5 capable of providing electrical assistance capable of supplementing human energy or occasionally replacing it.
  • EAB electrically assisted bicycle
  • the present method is implemented by data processing means 11, 21, such as a processor or an electronic card, controlling said electric motor 5.
  • These processing means can be integrated into the vehicle 1 (reference 11) and/or those of a terminal 2 (reference 21) connected to the vehicle 1, for example wirelessly (via Bluetooth) or via a cable (for example USB).
  • Said terminal 2 is typically a mobile terminal of the user, of the smartphone type, itself advantageously connected to a network 20 such as the Internet network. It should be noted that alternatively or in addition, the vehicle 1 can be directly connected to the network 20.
  • steps (a), (c) and (d) there are both the means 11 of the vehicle 1 and the means 21 of the terminal 10, the former ensuring the control of said electric motor 5 and the latter implementing most of the steps of the present energy management method (steps (a), (c) and (d) as will be seen), by obtaining from the means 11 of the vehicle 1 operating data of the vehicle 1 (state of the battery 6, power supplied by the user, etc.), and returning commands to it in response.
  • the present method also advantageously uses data processing means 12, 22 (a memory) and/or interface means 13, 23 (a screen, in particular a touch screen) which again can be integrated into the vehicle 1 (references 12, 13) and/or those of the terminal 2 (reference 22, 23).
  • data processing means 12, 22 a memory
  • interface means 13, 23 a screen, in particular a touch screen
  • the present method begins with a step (a) of predicting an assistance energy to be provided by the vehicle 1 to travel a predefined route.
  • step (a) comprises all or part of the following sub-steps:
  • the method may further comprise a preliminary step (aO) of definition by the user of said route, in particular using the interface means 13, 23.
  • the route is typically represented by a GPX track (i.e. in the form of a collection of GPS coordinates).
  • the user may in particular select a route from a list of proposed routes, take a route shared by another user (potentially routes retrieved from the network 20), or even define his own route, and generate the track via a GPS navigation application.
  • Step (a0) may further comprise the indication, by the user, in particular again using the interface means 13, 23, of a mass of the vehicle 1 (including the user, and any passengers or luggage), which is preferentially used in step (a2).
  • This mass may be entered directly, pre-recorded, or selected from a plurality of reference masses associated with scenarios such as:
  • step (a1) said route is cut into a sequence of segments, corresponding to elementary fragments for example of a fixed length. For example, a 65 km track can be cut into 650 segments of 100 m. If a travel time is known, the segments can be temporal. For example, the same 65 km route can be planned in 1440 segments of 5 seconds.
  • Vseg of vehicle 1 on the segment we can define an expected (or "theoretical") average speed Vseg of vehicle 1 on the segment, either mathematically if all the lengths/times of the segments are known, for example from experience if users have already traveled routes passing through these segments (length of the segment Lseg divided by the time needed to travel the segment tseq), or according to an average slope of the segment Sseg (itself easily calculated as the difference in altitude of the ends of the segment divided by the length of the segment): for example for each assistance mode and each slope value (rounded to the nearest %) we can associate a speed.
  • terminal 2 will be able to retrieve the data it needs from a server on network 20.
  • step (a2) the energy required to travel each segment is estimated.
  • ENseg ( pSCxVseg 2 +Crmg+Sseqmg+aseglTl)Lseg.
  • EA EA like EsegENseg-EsegEUseg — Eseg[( 1 /2pSCxVseg 2 +Crm ⁇
  • step (a) comprises the prior verification that the battery 6 has a sufficient remaining charge for the vehicle 1 to provide said predicted assistance energy with a safety margin, for example the charge necessary to travel 10 km, so that the user always has a reserve in case.
  • a safety margin for example the charge necessary to travel 10 km
  • Step (a) is then repeated.
  • a main step (b), implemented throughout the duration of the route a repetition frequency of, for example, 0.1 Hz to 10 Hz can be provided, depending on the computer processing capabilities
  • the means 11, 21 control the implementation by the electric motor 5 (in particular the means 11 of the vehicle 1), of an electric assistance mode selected as a function of at least one power supplied by the user and at least one power threshold.
  • the power supplied by the user, denoted Puser can be measured directly by the motor 5 or with a suitable sensor.
  • Step (b) in practice comprises said selection of an electric assistance mode (to be implemented) as a function of at least one power supplied by the user and at least one power threshold.
  • Such a step is also known to those skilled in the art: for example, it is possible to provide n electric assistance modes and n-1 thresholds, the i-th mode being implemented if the power supplied by the user is between the i-th and i+1-th thresholds.
  • the electric assistance mode is changed so as to reduce the assistance if the power provided by the user is lower than the first power threshold.
  • the assistance mode below (i.e. mode-1, we reduce the electric assistance by one level, because the user is not participating enough), unless we are already in the minimal mode;
  • the electric assistance mode is changed so as to reduce the assistance if the power provided by the user is greater than the second power threshold.
  • the assistance mode i.e. mode+1, we increase by one level of assistance, because the user participates a lot
  • we are in maximum mode This means that if A ⁇ P u tiiisateur ⁇ B we do not change the assistance mode.
  • Figure 3 represents thresholds A’ and B’ which are in fact dynamic versions of thresholds A and B, the present method proposing to modify the first and second thresholds according to the actual electrical consumption observed (A and B then being fixed values used to initialize A’ and B’ which can vary over time).
  • step (c) implements the comparison of an observed electrical consumption with an expected consumption based on said predicted assistance energy, and the updating of said predicted assistance energy based on the result of said comparison.
  • Said observed and expected electrical consumption may be total consumption (in Ah) or kilometer consumption (in Ah/km), since the last occurrence of step (c), or over a predetermined sliding window (again for example of duration T).
  • the expected electrical consumption, or “theoretical” consumption is easily calculated from the data from step (a), in practice by dividing the predicted assistance energy EA by the voltage of battery 6 (48V on an e-bike), and where appropriate by the total length of the route if we want a kilometer consumption.
  • the observed electricity consumption, or “practical” consumption can be calculated in many ways:
  • the comparison of observed and expected electricity consumption is preferably done by calculating their ratio (observed consumption divided by expected consumption), called a correction factor.
  • step (d) it is then possible, in step (d), to modify the power threshold(s) according to the result of a comparison of said updated predicted assistance energy and a remaining charge of the battery 6.
  • the power thresholds are modified so as to regulate the power consumption and so that the updated assistance energy converges towards the value initially predicted in step (a).
  • the thresholds are increased (the user must therefore provide more power to maintain the same level of electric assistance, which degrades comfort and ultimately leads to a drop in electricity consumption, but allows the user to complete the route without running out of battery);
  • the thresholds are reduced or at least to their initial values (the user must therefore provide less power to maintain the same level of electric assistance, which restores comfort but ultimately results in an increase in electricity consumption that we can afford);
  • step (c) can comprise the verification that the battery 6 has a sufficient remaining charge for the vehicle 1 to provide said updated predicted assistance energy with a safety margin.
  • the thresholds gradually decrease (or are maintained if they are at their initial value). Otherwise (battery 6 does not have sufficient remaining charge), the thresholds gradually increase, possibly up to a ceiling.
  • A’ and B’ are increased by X%.
  • a ceiling can possibly be provided, for example if B’ reaches F times B’ (for example 1.5 times B), we cannot continue and we launch the “turtle” mode mentioned above in which there is no longer a first threshold A.
  • steps (b), (c) and (d) are repeated and/or implemented continuously over the duration of the route.
  • EA'rest tends towards 0 as the route progresses and we therefore necessarily have a convergence of prediction, and a stabilization of electrical consumption, hence optimal management.
  • the invention relates to the terminal 2 for implementing the method according to the first aspect. It will be recalled that alternatively, the vehicle 1 can itself implement the method.
  • the terminal 2 comprises data processing means 21, and the electrically assisted vehicle 1 comprises an electric motor 5, a battery 6 powering said electric motor 5 and data processing means 11 controlling the implementation by the electric motor 5 of an electric assistance mode selected as a function of at least one power supplied by the user and at least one power threshold.
  • the vehicle 1 and/or the terminal 2 comprise data storage means 12, 22 and/or interface means 13, 23.
  • the data processing means 11, 21 are configured to implement steps consisting of:
  • the invention proposes a system comprising said terminal 2, as well as the vehicle 1, connected (in particular via a wireless link, such as Bluetooth).
  • a wireless link such as Bluetooth
  • the invention relates to a computer program product comprising code instructions for the execution (on the data processing means 11, 21 of the vehicle 1 and/or the terminal 2) of a method according to the first aspect of energy management in an electrically assisted vehicle 1 comprising an electric motor 5 and a battery 6 powering said electric motor 5, as well as storage means readable by computer equipment (for example the data storage means 12, 22 of the vehicle 1 and/or the terminal 2) on which this computer program product is found.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de gestion de l'énergie dans un véhicule à assistance électrique (1) comprenant un moteur électrique (5) et une batterie (6) alimentant ledit moteur électrique (5), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend la mise en œuvre par des moyens de traitement de données (11, 21) contrôlant ledit moteur électrique (5), d'étapes de : (a) Prédiction d'une énergie d'assistance devant être fournie par le véhicule (1) pour parcourir un itinéraire prédéfini; (b) Commande de mise en œuvre par le moteur électrique (5), pendant l'itinéraire, d'un mode d'assistance électrique sélectionné en fonction d'au moins une puissance fournie par l'utilisateur et d'au moins un seuil de puissance; (c) Comparaison, pendant l'itinéraire, d'une consommation électrique constatée avec une consommation attendue fonction de ladite énergie d'assistance prédite, et mise à jour de ladite énergie d'assistance prédite en fonction du résultat de ladite comparaison; (d) Modification pendant l'itinéraire, du ou des seuils de puissance selon le résultat d'une comparaison de ladite énergie d'assistance prédite mise à jour et d'une charge restante de la batterie (6).

Description

Description
Titre de l'invention : Procédé de gestion de l'énergie dans un véhicule à assistance électrique.
DOMAINE TECHNIQUE GÉNÉRAL
La présente invention se rapporte au domaine de la mobilité électrique. Plus précisément, elle concerne un procédé de gestion de l'énergie dans un véhicule à assistance électrique.
ETAT DE L’ART
Les vélos à assistance électrique (VAE) sont des vélos électriques dont le moteur joue seulement un rôle d'assistance au pédalage : l'utilisateur doit pédaler pour que le moteur entre en fonction.
En référence à la figure 1a ou à la figure 1b, un VAE 1 comprend classiquement une roue avant 3a, une roue arrière 3b, un pédalier 4, entraînant en rotation la roue arrière 3b par l'intermédiaire d'une chaîne ou d’une courroie, un moteur électrique 5 d'assistance, alimenté en électricité par une batterie 6, entraînant également en rotation (lorsqu’il est activé) la roue arrière 3b (par exemple en étant disposé dans le moyeu, ou via un galet de friction) de façon à soulager l'effort de l’utilisateur. A noter que le moteur peut alternativement entraine en rotation le pédalier 4 voire directement la roue avant 3a.
Le VAE 1 comprend en outre des moyens de commande 11 du moteur 5. On a généralement plusieurs modes d’assistance définissant des niveaux de puissance fournis par le moteur électrique 5, et les moyens de commande 11 pilotent le moteur 5 en fonction du mode d’assistance sélectionné.
Les moyens de commande 11 sont en outre connectés à la batterie 6, et peuvent en connaître la charge restante. Le VAE 1 comprend à ce titre généralement des moyens d’interface 13 tel qu’un écran, permettant d’afficher la charge restante de la batterie 6 notamment sous la forme d’une valeur numérique (en mAh) ou un pourcentage, et diverses informations telles que le mode d’assistance actuel, la vitesse instantanée, etc.
Le problème est l’absence d’une indication précise de l'autonomie du vélo : s’il fait un itinéraire trop long, l’utilisateur a le risque d’avoir épuisé sa batterie et de devoir terminer sans aucune assistance, ce qui est peu confortable car les VAE sont généralement lourds.
Certains VAE 1 affichent sur les moyens 13 une estimation d’une distance que l'utilisateur peut encore parcourir avec la charge restante actuelle de la batterie 6. Il s'agit toutefois seulement d'une estimation grossière basée sur des valeurs moyennes, qui peut être complètement fausse selon l’itinéraire.
Plus récemment, il a été proposé dans la demande WO2012172227 un procédé de gestion de l'énergie dans le VAE, dans lequel un itinéraire envisagé par l’utilisateur est divisé en une séquence de segments, et pour chaque segment, les moyens 11 déterminent la quantité d'énergie totale nécessaire pour parcourir ce segment (notamment sur la base de données topographiques) et déduisent la quantité d'énergie électrique nécessaire pour parcourir l’itinéraire.
Cette solution, bien plus fine, permet de prédire de manière très fiable si le VAE aura suffisamment de batterie (en gardant généralement une marge de sécurité, par exemple l’équivalent de 10 km). On peut de plus ajuster le mode d’assistance électrique pour utiliser au mieux la capacité de la batterie.
Cette solution apporte satisfaction, mais elle ne tient pas compte des imprévus (pneu sous-gonflé, vent de face), ou du comportement de l’utilisateur qui peut fatiguer et fournir moins de puissance que prévu.
L’invention vient améliorer la situation.
PRÉSENTATION DE L’INVENTION
La présente invention se rapporte donc selon un premier aspect à un procédé de gestion de l'énergie dans un véhicule à assistance électrique comprenant un moteur électrique et une batterie alimentant ledit moteur électrique, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend la mise en œuvre par des moyens de traitement de données contrôlant ledit moteur électrique, d’étapes de :
(a) Prédiction d’une énergie d’assistance devant être fournie par le véhicule pour parcourir un itinéraire prédéfini ;
(b) Commande de mise en œuvre par le moteur électrique (5), pendant l’itinéraire, d’un mode d’assistance électrique sélectionné en fonction d’au moins une puissance fournie par l’utilisateur et d’au moins un seuil de puissance ;
(c) Comparaison, pendant l’itinéraire, d’une consommation électrique constatée avec une consommation attendue fonction de ladite énergie d’assistance prédite, et mise à jour de ladite énergie d’assistance prédite en fonction du résultat de ladite comparaison ;
(d) Modification pendant l’itinéraire, du ou des seuils de puissance selon le résultat d’une comparaison de ladite énergie d’assistance prédite mise à jour et d’une charge restante de la batterie (6).
Selon des caractéristiques avantageuses et non limitatives :
L’étape (a) comprend la vérification que la batterie présente une charge restante suffisante pour que le véhicule fournisse ladite énergie d’assistance prédite, avec une marge de sécurité.
L’étape (c) comprend la vérification que la batterie présente une charge restante suffisante pour que le véhicule fournisse ladite énergie d’assistance prédite mise à jour, avec une marge de sécurité ; au moins un desdits seuils de puissance étant augmenté à l’étape (c) si la batterie ne présente pas une charge restante suffisante pour que le véhicule fournisse ladite énergie d’assistance prédite mise à jour, avec la marge de sécurité.
Au moins un desdits seuils de puissance est diminué à l’étape (c) s’il présente une valeur supérieure à une valeur initiale et si la batterie présente une charge restante suffisante pour que le véhicule fournisse ladite énergie d’assistance prédite mise à jour, avec la marge de sécurité. On a un premier seuil de puissance et un deuxième seuil de puissance supérieur au premier seuil de puissance ; l’étape (b) comprenant le changement du mode d’assistance électrique de sorte à diminuer l’assistance si la puissance fournie par l’utilisateur est inférieure au premier seuil de puissance, et le changement du mode d’assistance électrique de sorte à augmenter l’assistance si la puissance fournie par l’utilisateur est supérieure au deuxième seuil de puissance.
L’étape (a) comprend les sous-étapes suivantes :
(a1 ) Découpage dudit itinéraire prédéfini en une séquence de segments ;
(a2) Estimation, pour chaque segment dudit itinéraire prédéfini, de l’énergie nécessaire pour parcourir ledit segment, et de l’énergie théoriquement fournie par l’utilisateur sur le segment ;
(a3) Estimation de l’énergie d’assistance devant être fournie par le véhicule pour parcourir ledit itinéraire prédéfini en fonction des énergies nécessaires et des énergies fournies estimées pour parcourir chaque segment dudit itinéraire prédéfini.
L’énergie nécessaire pour parcourir un segment est exprimée à l’étape (a2) comme la somme d’un un terme représentant l’énergie consommée par les frottements aérauliques, un terme représentant l’énergie consommée par les frottements de roulement, un terme représentant la variation d’énergie potentielle, et un terme représentant le travail des forces appliquées au véhicule.
L’énergie nécessaire pour parcourir un segment est exprimée à l’étape (a2) par la formule, ENseg=(1/ pSCxVseg2+Crmg+Sseqmg+asegm)Lseg, où p est la densité de l’air, S la surface frontale du véhicule, Cx un coefficient de frottement aéraulique, Vseg la vitesse moyenne attendue du véhicule sur le segment, Cr un coefficient de frottement de roulement, m la masse du véhicule, g=9,81 m/s2, Sseg la pente du segment, aseg l’accélération entre ce segment et le suivant.
L’énergie d’assistance devant être fournie par le véhicule pour parcourir ledit itinéraire prédéfini est exprimée comme la somme des énergies nécessaire pour parcourir les segments dudit itinéraire moins la somme des énergies théoriquement fournies par l’utilisateur sur les segments dudit itinéraire. L’étape (c) comprend le calcul d’un facteur de correction exprimé comme le ratio entre ladite consommation électrique constatée et ladite consommation attendue, l’énergie d’assistance prédite mise à jour étant exprimée comme la somme des énergies nécessaire pour parcourir les segments restants dudit itinéraire, pondérée avec ledit facteur de correction, moins la somme des énergies théoriquement fournies par l’utilisateur sur les segments restants dudit itinéraire.
L’étape (a) comprend une sous-étape (aO) préalable de définition par l’utilisateur dudit itinéraire, et le cas échéant d’indication par l’utilisateur d’une masse du véhicule, en utilisant des moyens d’interface connectés auxdits moyens de traitement de données.
L’étape (b) est mise en œuvre par des moyens de traitement de données du véhicule contrôlant ledit moteur électrique, les étapes (a), (c) et (d) étant mis en œuvre par des moyens de données d’un terminal connecté auxdits moyens de traitement de données du véhicule.
L’étape (b) est répétée de manière périodique, et les étapes (c) et (d) sont mises en œuvre de manière continue à partir d’un instant donné du parcours dudit itinéraire, sur une fenêtre glissante.
L’étape (c) comprend l’estimation de ladite consommation électrique du courant fourni par la batterie constatée sur ladite fenêtre glissante, exprimée comme le ratio entre une intensité moyenne constatée sur ladite fenêtre glissante et une vitesse moyenne du véhicule constatée sur ladite fenêtre glissante.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un terminal comprenant des moyens de traitement de données et connecté à un véhicule à assistance électrique comprenant un moteur électrique, une batterie alimentant ledit moteur électrique et des moyens de traitement de données commandant la mise en œuvre par le moteur électrique d’un mode d’assistance électrique sélectionné en fonction d’au moins une puissance fournie par l’utilisateur et d’au moins un seuil de puissance ; le terminal étant caractérisé en ce que les moyens de traitement de données sont configurés pour :
- Prédire une énergie d’assistance devant être fournie par le véhicule pour parcourir un itinéraire prédéfini ;
- Comparer, pendant l’itinéraire, une consommation électrique constatée avec une consommation attendue fonction de ladite énergie d’assistance prédite, et mettre à jour ladite énergie d’assistance prédite en fonction du résultat de ladite comparaison ;
- Modifier pendant l’itinéraire, le ou les seuils de puissance selon le résultat d’une comparaison de ladite énergie d’assistance prédite mise à jour et d’une charge restante de la batterie.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne un système comprenant le terminal selon le deuxième aspect et ledit véhicule à assistance électrique connectés.
Selon un quatrième et un cinquième aspect, l’invention concerne un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code pour l’exécution d’un procédé selon le premier aspect de gestion de l'énergie dans un véhicule à assistance électrique comprenant un moteur électrique et une batterie alimentant ledit moteur électrique ; et un moyen de stockage lisible par un équipement informatique sur lequel est enregistré un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code pour l’exécution d’un procédé selon le premier aspect de gestion de l'énergie dans un véhicule à assistance électrique comprenant un moteur électrique et une batterie alimentant ledit moteur électrique.
PRÉSENTATION DES FIGURES
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d’un mode de réalisation préférentiel. Cette description sera donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels : [Fig. 1 a]la figure 1 a est un schéma d’un premier mode de réalisation d’un système pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention ;
[Fig. 1 b]la figure 1 b est un schéma d’un deuxième mode de réalisation d’un système pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention ;
[Fig. 2]la figure 2 est un logigramme illustrant les étapes d’un mode de réalisation du procédé selon l’invention.
[Fig. 3]la figure 3 représente schématiquement un fragment d’un mode de réalisation du procédé selon l’invention ;
[Fig. 4]la figure 4 représente schématiquement un autre fragment d’un mode de réalisation du procédé selon l’invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Architecture
La présente invention concerne un procédé de gestion de l'énergie dans un véhicule à assistance électrique 1 comprenant un moteur électrique 5 et une batterie 6 alimentant ledit moteur électrique 5.
Ledit véhicule à assistance électrique 1 est préférentiellement un vélo à assistance électrique (VAE) tel que précédemment décrit et représenté sur la figure 1 a, mais l'homme de l'art saura adapter le présent procédé proposé à d'autres types de véhicules à assistance électrique, par exemple une trottinette à assistance électrique, un bateau à assistance électrique, etc. Plus généralement, on entend par véhicule à assistance électrique tout véhicule destiné à être mu par une force humaine, et muni d'un moteur électrique 5 capable de fournir une assistance électrique susceptible de compléter énergie humaine ou de la remplacer occasionnellement.
Le présent procédé est mis en œuvre par des moyens de traitement de données 11 , 21 , tels qu’un processeur ou une carte électronique, contrôlant ledit moteur électrique 5. Ces moyens de traitement peuvent être intégrés au véhicule 1 (référence 11 ) et/ou ceux d’un terminal 2 (référence 21 ) connectés au véhicule 1 , par exemple sans fil (via Bluetooth) ou via un câble (par exemple USB). Ledit terminal 2 est typiquement un terminal mobile de l’utilisateur, de type smartphone, lui-même avantageusement connecté à un réseau 20 tel que le réseau internet. A noter qu’alternativement ou en complément, le véhicule 1 peut être directement connecté au réseau 20.
Selon un mode préféré, correspondant à la figure 1 a, on a à la fois les moyens 11 du véhicule 1 et les moyens 21 du terminal 10, les premiers assurant le contrôle dudit moteur électrique 5 et les seconds mettant en œuvre la plupart des étapes du présent procédé de gestion de l'énergie (étapes (a), (c) et (d) comme on le verra), en obtenant de la part des moyens 11 du véhicule 1 des données de fonctionnement du véhicule 1 (état de la batterie 6, puissance fournie par l’utilisateur, etc.), et lui renvoyant en réponse des commandes.
L’homme du métier pourra tout à fait mettre en œuvre tout ou partie des étapes procédé sur les moyens 11 du véhicule 1 , et le cas échéant ne pas avoir de terminal 2 impliqué (cas de la figure 1 b), ou encore contrôler le moteur 5 du véhicule 1 avec les moyens 21 du terminal 10.
Le présent procédé utilise également avantageusement des moyens de traitement de données 12, 22 (une mémoire) et/ou des moyens d’interface 13, 23 (un écran, en particulier tactile) qui à nouveau peuvent être intégrés au véhicule 1 (références 12, 13) et/ou ceux du terminal 2 (référence 22, 23).
Procédé
En référence à la figure 2, le présent procédé commence par une étape (a) de prédiction d’une énergie d’assistance devant être fournie par le véhicule 1 pour parcourir un itinéraire prédéfini.
Cette étape pourra être réalisée de toute façon connue et notamment conformément au document WO201217222. De manière préférée, l’étape (a) comprend tout ou partie des sous-étapes suivantes :
(a1 ) Découpage dudit itinéraire prédéfini en une séquence de segments ;
(a2) Estimation, pour chaque segment dudit itinéraire prédéfini, de l’énergie nécessaire pour parcourir ledit segment, et de l’énergie théoriquement fournie par l’utilisateur sur le segment ;
(a3) Estimation de l’énergie d’assistance devant être fournie par le véhicule 1 pour parcourir ledit itinéraire prédéfini en fonction des énergies nécessaires et des énergies fournies estimées pour parcourir chaque segment dudit itinéraire prédéfini.
Le procédé peut en outre comprendre une préalable (aO) de définition par l’utilisateur dudit itinéraire, en particulier en utilisant les moyens d’interface 13, 23. L’itinéraire est typiquement représenté par une trace GPX (i.e. sous forme d’une collection de coordonnées GPS). L’utilisateur peut notamment sélectionner un itinéraire dans une liste d’itinéraires proposés, prendre un itinéraire partagé par un autre utilisateur (potentiellement des itinéraires récupérés depuis le réseau 20), voire même définir son propre itinéraire, et générer la trace via une application de navigation GPS.
L’étape (aO) peut en outre comprendre l’indication, par l’utilisateur, en particulier à nouveau en utilisant les moyens d’interface 13, 23, d’une masse du véhicule 1 (incluant l’utilisateur, et les éventuels passagers ou bagages), qui est préférentiellement utilisé dans l’étape (a2). Cette masse peut être saisie directement, préenregistrée, ou encore sélectionnée parmi une pluralité de masses de référence associées à des scénarios tels que :
- Vélo + utilisateur = 105 kg
- Vélo + utilisateur + bagages = 120 kg
- Vélo + utilisateur + bagages + remorque = 148 kg
- vélo + utilisateur + bagages + remorque + enfant = 163 kg
- etc. Ensuite, dans l’étape (a1 ), ledit itinéraire est découpé en une séquence de segments, correspondant à des fragments élémentaires par exemple d’une longueur fixe. Par exemple, une trace de 65 km peut être découpées en 650 segments de 100m. Si un temps de parcours est connu, les segments peuvent être temporels. Par exemple, le même itinéraire de 65 km peut être prévu en 1440 segments de 5 secondes.
On peut définir pour chaque segment une vitesse moyenne attendue (ou « théorique ») Vseg du véhicule 1 sur le segment, soit mathématiquement si toutes les longueurs/temps des segments sont connus, par exemple d’expérience si des utilisateurs ont déjà parcouru des itinéraires passant sur ces segments (longueur du segment Lseg divisée par le temps nécessaire pour parcourir le segment tseq), soit en fonction d’une pente moyenne du segment Sseg (se calculant elle-même facilement comme la différence d’altitude des extrémités du segment divisée par la longueur du segment) : par exemple pour chaque mode d’assistance et chaque valeur de pente (arrondie au %) on peut associer une vitesse. A nouveau on a typiquement n modes d’assistance électrique, avec par exemple n=3, correspondant à des niveaux d’assistance de plus en plus forte, numérotés de 1 à n.
A noter que le terminal 2 pourra récupérer les données dont il a besoin depuis un serveur du réseau 20.
Dans l’étape (a2), l’énergie nécessaire pour parcourir chaque segment est estimée. Par « énergie nécessaire », on entend une énergie totale du véhicule 1 , en particulier exprimée en Joules (J) ou en Watt-heures (Wh), en notant que 1 J=1Ws=1 kg.m2.s’2, et que 3600 Ws=1Wh.
Celle-ci peut être exprimée comme la somme de termes ayant une signification mécanique :
- un terme représentant l’énergie consommée par les frottements aérauliques, en particulier (1/ pSCxVseg2)Lseg, avec p la densité de l’air (environ 1 ,2kg/m3), S la surface frontale du véhicule 1 , Cx un coefficient de frottement aéraulique (SCx dépend du type de véhicule 1 et de sa configuration, et peut être défini en même temps que la masse à l’étape (aO), par exemple selon si l’utilisateur sélectionne une remorque ou non - la valeur peut être déterminée empiriquement et est typiquement comprise pour un vélo entre 0.5 et 1 m2), et on rappelle que Lseg=Vseg*tseg
- un terme représentant l’énergie consommée par les frottements de roulement, en particulier (Crmg)Lseg, avec m la masse du véhicule 1 , g=9,81 m/s2, et Cr un coefficient de frottement de roulement (Cr dépend à nouveau du type de véhicule 1 et de sa configuration, et peut être défini en même temps que la masse à l’étape (aO), par exemple selon s’il sélectionne une remorque ou non - la valeur peut être à nouveau déterminée empiriquement et est typiquement comprise pour un vélo entre 0.001 et 0.01 ) ;
- un terme représentant la variation d’énergie potentielle, en particulier (Sseqmg)Lseg (on remarque que Sseq*Lseg est la variation d’altitude) ;
- un terme représentant le travail des forces appliquées au véhicule en particulier (asegm)Lseg, avec aseg l’accélération entre deux segments (se calculant comme la différence de vitesse entre deux segments Vseg+i-Vseg divisée par le temps Vseg), en remarquant que asegm=Zforcesext (PFD), que le parcours du segment peut être considéré rectiligne et que les forces appliquées sur le véhicule 1 le font avancer.
On a ainsi ENseg=( pSCxVseg2+Crmg+Sseqmg+aseglTl)Lseg.
Dans l’étape (a2), l’énergie théoriquement fournie par l’utilisateur sur le segment, notée Ellseg, est estimée, en particulier par la formule EUseg= Pseg*tseg, avec Pseg la puissance moyenne attendue de l’utilisateur sur le segment, qui peut être, comme la vitesse Vseg, soit connue d’expérience, soit définie en fonction d’une pente du segment Sseg, par exemple pour chaque mode d’assistance et chaque valeur de pente (arrondie au %) on peut associer une puissance.
On remarque enfin que sur tout l’itinéraire on a EN=EU+EA (le dernier terme est l’énergie d’assistance), de sorte qu’on peut prédire à l’étape (a3) EA comme EsegENseg-EsegEUseg — Eseg[(1/2pSCxVseg2+CrmÇ|+SseqmÇ|+asegm)Lseg] - Eseg[Psegtseg] .
De manière préférée, l’étape (a) comprend la vérification préalable que la batterie 6 présente une charge restante suffisante pour que le véhicule 1 fournisse ladite énergie d’assistance prédite avec une marge de sécurité, par exemple la charge nécessaire pour faire 10km, de sorte que l’utilisateur ait toujours au cas où une réserver.
L’objectif de cette vérification est simplement de s’assurer que l’itinéraire est faisable, i.e. que le véhicule pourra lui fournir une assistance tout du long.
On peut simplement faire le calcul suivant : (EA/eff)+MargeSec, où eff est l’efficience du véhicule 1 , c’est-à-dire le taux de conversion de l’énergie électrique en énergie mécanique, et Margesec est la marge de sécurité, exprimée en charge (par exemple en Ah). On compare alors le résultat du calcul à la charge restante de la batterie 6 (celle-ci n’étant pas forcément pleine).
Si la vérification est concluante (la batterie 6 présente une charge restante suffisante), le procédé continue normalement. Sinon (la batterie 6 ne présente pas une charge restante suffisante), l’utilisateur en est avantageusement averti (via les moyens d’interface 13, 23), et on lui propose de raccourcir, voire de changer, l’itinéraire. L’étape (a) est alors recommencée.
Dans une étape (b) principale, mise en œuvre pendant toute la durée l’itinéraire (on peut prévoir une fréquence de répétition, par exemple de 0.1 Hz à 10Hz, selon les capacités de traitement informatique), les moyens 11 , 21 commandent la mise en œuvre par le moteur électrique 5 (en particulier les moyens 11 du véhicule 1 ), d’un mode d’assistance électrique sélectionné en fonction d’au moins une puissance fournie par l’utilisateur et d’au moins un seuil de puissance. La puissance fournie par l’utilisateur, notée Putilisateur, peut être mesurée directement par le moteur 5 ou avec un capteur adapté. L’étape (b) comprend en pratique ladite sélection d’un mode d’assistance électrique (à mettre en œuvre) en fonction d’au moins une puissance fournie par l’utilisateur et d’au moins un seuil de puissance. On comprend que par « pendant toute la durée de l’itinéraire », on entend pendant l’utilisation du véhicule 1 après avoir validé l’itinéraire à l’étape (a). Naturellement, il reste possible que l’utilisateur ne suive pas l’itinéraire qu’il lui- même choisi, mais pour les moyens 11 , 21 il n’y aura pas de différence et cela restera « pendant toute la durée de l’itinéraire », juste la gestion énergétique ne sera pas optimale.
Une telle étape est également connue de l’homme du métier : on peut par exemple prévoir n modes d’assistance électrique et n-1 seuils, le i-ème mode étant mis en œuvre si la puissance fournie par l’utilisateur est entre les i-ème et i+1 -ièmes seuils.
Alternativement, et notamment en référence à la figure 3, on peut prévoir un fonctionnement plus intelligent, toujours avec n modes (avec typiquement n=3 mais on peut en avoir plus) mais avec seulement un premier seuil de puissance A et un deuxième seuil de puissance B>A, avantageusement B de l’ordre de 2*A, typiquement configurables manuellement ou autour d’une puissance d’un utilisateur moyen (généralement autour de 75W), on prendra par exemple A=50W et B=100W, mais pour un utilisateur plus sportif on peut prendre A=60W et B=120W voire A=75W et B=150W :
- si possible le mode d’assistance électrique est changé de sorte à diminuer l’assistance si la puissance fournie par l’utilisateur est inférieure au premier seuil de puissance. En d’autres termes, si Putiiisateur^A on passe au mode d’assistance en-dessous (i.e. mode-1 , on diminue d’un niveau l’assistance électrique, car l’utilisateur ne participe pas assez), sauf si l’on est déjà au mode minimal ;
- si possible le mode d’assistance électrique est changé de sorte à diminuer l’assistance si la puissance fournie par l’utilisateur est supérieure au deuxième seuil de puissance. En d’autres termes, si Putiiisateur>B on passe au mode d’assistance au-dessus (i.e. mode+1 , on augmente d’un niveau d’assistance, car l’utilisateur participe beaucoup), sauf si l’on est au mode maximal ; Cela signifie que si A<Putiiisateur^B on ne change pas le mode d’assistance. En complément on peut prévoir des raccourcis, par exemple si Putiiisateur>B et V<seuil tel que 10km/h, on passe directement au mode maximal (cette vitesse faible signifiant que l’utilisateur est sur un passage compliqué).
On peut prévoir un mode par défaut, en particulier un mode médian (le mode 2 si l’on a 3 modes).
On peut également prévoir une version « dégradée » de la stratégie ci- dessus, dite « tortue », n’utilisant plus que le second seuil B, lorsque la charge restante de la batterie 6 est en dessous d’un seuil de préoccupation :
- si Putiiisateur^B on passe au mode d’assistance en-dessous (i.e. mode- 1 , on diminue d’un niveau l’assistance électrique, car l’utilisateur ne participe pas assez), sauf si l’on est déjà au mode minimal ;
- si Putiiisateur>B on passe au mode d’assistance au-dessus (i.e. mode-1 , on augmente d’un niveau d’assistance, car l’utilisateur participe beaucoup), sauf si l’on est au mode maximal ;
A noter que l’homme du métier pourra utiliser toute stratégie de son choix de changement de mode d’assistance basée sur des seuils de puissance. Tout est potentiellement personnalisable via les moyens d’interface 13, 23.
Comme on le verra, la figure 3 représente des seuils A’ et B’ qui sont en fait des versions dynamiques des seuils A et B, le présent procédé proposant de modifier les premier et deuxième seuils selon la consommation électrique effective constatée (A et B étant alors des valeurs fixes servant à initialiser A’ et B’ qui peuvent varier au cours du temps).
Enfin, dans des étapes (c) et (d) originales, également mises en œuvre pendant toute la durée de l’itinéraire, avantageusement à partir d’un instant donné du parcours dudit itinéraire, par exemple au bout d’un temps T de quelques minutes (1 à 15 minutes) après le début de l’itinéraire (on peut prévoir une fréquence de répétition, potentiellement bien plus faible que celle de l’étape (b), notamment 10 voire 100 fois plus faible, par exemple à une fréquence 1/T, et alternativement sur fenêtre glissante, en particulier de ladite durée T), les moyens 11 , 21 vont le cas échéant modifier lesdits seuils de puissance, et ainsi interférer avec la régulation du mode d’assistance, de manière agnostique, en permettant en même temps d’optimiser la décharge de la batterie 6 (en favorisant si nécessaire des passages vers des modes d’assistance moindre) et de maximiser le confort de l’utilisateur (en favorisant au contraire des passages vers des modes d’assistance plus forte si la batterie 6 le permet).
Pour ce faire, l’étape (c) met en œuvre la comparaison d’une consommation électrique constatée avec une consommation attendue fonction de ladite énergie d’assistance prédite, et la mise à jour de ladite énergie d’assistance prédite en fonction du résultat de ladite comparaison.
Lesdites consommation électrique constatée et attendues peuvent être des consommations totales (en Ah) ou des consommations kilométriques (en Ah/km), depuis la dernière occurrence de l’étape (c), ou sur une fenêtre glissante prédéterminée (à nouveau par exemple de la durée T).
La consommation électrique attendue, ou consommation « théorique », est facilement calculable à partir des données de l’étape (a), en pratique en divisant l’énergie d’assistance prédite EA par le voltage de la batterie 6 (48V sur un VAE), et le cas échéant par la longueur totale de l’itinéraire si l’on veut une consommation kilométrique.
La consommation électrique constatée, ou consommation « pratique », peut se calculer de nombreuses façons :
- simplement en monitorant au cours du temps la charge restante de la batterie, et en faisant la différence entre les valeurs correspondantes aux bornes de la fenêtre considérée ;
- en remarquant que la consommation kilométrique est égale à l’intensité du courant fourni par la batterie 6 divisée par la vitesse du véhicule 1 , on peut utiliser des valeurs lm et Vm sur la fenêtre recalculées itérativement, en particulier de la sorte : lm=lm+(Te/N)*(lk- lm) et Vm=Vm+(Te/N)*(Vk-Vm), où Te est le temps d’échantillonnage (inverse de la fréquence d’échantillonnage), par exemple de l’ordre de la seconde, N le nombre d’échantillons dans la fenêtre, égal à T/Te, et Ik/Vk, les valeurs d’intensité/vitesse instantanées directement mesurées à chaque échantillonnage. A noter qu’on pourra calculer les valeurs moyennes lm et Vm
La comparaison des consommations électrique constatée et attendue se fait préférentiellement en calculant leur ratio (consommation constatée divisée par consommation attendue), appelé facteur de correction.
On peut alors simplement mettre à jour ladite énergie d’assistance prédite en appliquant à l’énergie nécessaire EN ledit facteur de correction, i.e. EA’=correction*EN-EU. De manière pratique, on n’a pas besoin de mettre à jour l’énergie d’assistance sur tout l’itinéraire, mais simplement sur la partie encore non parcourue, i.e. les segments restants. On calcule ainsi EA rest=COrreCtion*Eseg=courant^nENseg seg=courant^nEUseg —
COrreCtion*Zseg=courantfin[( pSCxVseg2+Crmg+Sseqmg+asegm)Lseg] seg=courant^'n [Psegtseg] .
On peut alors, dans l’étape (d) modifier le ou les seuils de puissance selon le résultat d’une comparaison de ladite énergie d’assistance prédite mise à jour et d’une charge restante de la batterie 6.
En pratique, les seuils de puissance sont modifiés de sorte à réguler la consommation électrique et à ce que l’énergie d’assistance mise à jour converge vers la valeur initialement prédite à l’étape (a).
De nombreuses stratégies peuvent être ici mises en œuvre, l’idée est que :
- si la batterie 6 se décharge plus vite que prévu, les seuils sont augmentés (l’utilisateur doit donc alors fournir plus de puissance pour conserver le même niveau d’assistance électrique, ce qui dégrade son confort et entraine au final une baisse de la consommation électrique, mais permet à l’utilisateur de terminer l’itinéraire sans tomber à court de batterie) ;
- si la batterie 6 se décharge moins vite que prévu, les seuils sont diminués ou du moins jusqu’à à leurs valeurs de départ (l’utilisateur doit donc alors fournir moins de puissance pour conserver le même niveau d’assistance électrique, ce qui rétablit son confort mais entraîne au final une hausse de la consommation électrique qu’on peut se permettre) ;
Pour cela, similairement à ce qui pouvait avoir lieu dans l’étape (a), l’étape (c) peut comprendre la vérification que la batterie 6 présente une charge restante suffisante pour que le véhicule 1 fournisse ladite énergie d’assistance prédite mise à jour avec une marge de sécurité.
A nouveau on peut simplement faire le calcul suivant : (EA’rest/eff)+MargeSec. On compare alors le résultat du calcul à la charge restante de la batterie 6 (naturellement, la charge de la batterie a diminué, mais EA aussi puisqu’il reste seulement une fraction de l’itinéraire à parcourir).
Si la vérification est concluante (la batterie 6 présente une charge restante suffisante), les seuils diminuent progressivement (ou sont maintenus si on est à leurs valeur initiale). Sinon (la batterie 6 ne présente pas une charge restante suffisante), les seuils augmentent progressivement, éventuellement jusqu’à un plafond.
En référence à la figure 4, en notant A’ et B’ les versions modifiées des premiers et deuxième seuils de puissance A et B, on peut par exemple appliquer l’algorithme suivant :
- On initialise A’ et B’ aux valeurs de A et B ;
- si la batterie 6 présente une charge restante suffisante, tant que A’>A on diminue A’ et B’ de X%, avec X prédéterminé (par exemple 5%) ;
- si la batterie 6 ne présente pas une charge restante suffisante, on augmente A’ et B’ de X%. On peut éventuellement prévoir un plafond, par exemple si B’ atteint F fois B’ (par exemple 1 .5 fois B), on ne peut pas continuer et on lance le mode « tortue » évoqué avant dans lequel il n’y a plus de premier seuil A.
Comme expliqué les étapes (b), (c) et (d) sont répétées et/ou mise en œuvre en continu sur la durée de l’itinéraire. On comprend que EA’rest tend vers 0 au fur et à mesure de l’avancement de l’itinéraire et on a ainsi forcément une convergence de la prédiction, et une stabilisation de la consommation électrique, d’où une gestion optimale.
Terminal et véhicule
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne le terminal 2 pour la mise en œuvre du procédé selon le premier aspect. On rappellera qu’alternativement, le véhicule 1 peut lui-même mettre en œuvre le procédé.
Dans tous les cas, le terminal 2 comprend des moyens de traitement de données 21 , et le véhicule à assistance électrique 1 comprend un moteur électrique 5, une batterie 6 alimentant ledit moteur électrique 5 et des moyens de traitement de données 11 commandant la mise en œuvre par le moteur électrique 5 d’un mode d’assistance électrique sélectionné en fonction d’au moins une puissance fournie par l’utilisateur et d’au moins un seuil de puissance.
Avantageusement, le véhicule 1 et/ou le terminal 2 comprennent des moyens de stockage de données 12, 22 et/ou des moyens d’interface 13, 23.
Les moyens de traitement de données 11 , 21 sont configurés pour mettre en œuvre des étapes consistant à :
- Prédire une énergie d’assistance devant être fournie par le véhicule 1 pour parcourir un itinéraire prédéfini ;
- Comparer, pendant l’itinéraire, une consommation électrique constatée avec une consommation attendue fonction de ladite énergie d’assistance prédite, et mettre à jour ladite énergie d’assistance prédite en fonction du résultat de ladite comparaison ;
- Modifier pendant l’itinéraire, le ou les seuils de puissance selon le résultat d’une comparaison de ladite énergie d’assistance prédite mise à jour et d’une charge restante de la batterie 6 ;
Selon un troisième aspect, l’invention propose un système comprenant ledit terminal 2, ainsi que le véhicule 1 , connectés (en particulier via une liaison sans fil, telle que Bluetooth). Produit programme d’ordinateur
Selon un quatrième et un cinquième aspects, l’invention concerne un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code pour l’exécution (sur les moyens de traitement de donnés 11 , 21 du véhicule 1 et/ou du terminal 2) d’un procédé selon le premier aspect de gestion de l'énergie dans un véhicule à assistance électrique 1 comprenant un moteur électrique 5 et une batterie 6 alimentant ledit moteur électrique 5, ainsi que des moyens de stockage lisibles par un équipement informatique (par exemple les moyens de stockage de données 12, 22 du véhicule 1 et/ou du terminal 2) sur lequel on trouve ce produit programme d’ordinateur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de gestion de l'énergie dans un véhicule à assistance électrique (1 ) comprenant un moteur électrique (5) et une batterie (6) alimentant ledit moteur électrique (5), le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend la mise en œuvre par des moyens de traitement de données (11 , 21 ) contrôlant ledit moteur électrique (5), d’étapes de :
(a) Prédiction d’une énergie d’assistance devant être fournie par le véhicule (1 ) pour parcourir un itinéraire prédéfini ;
(b) Commande de mise en œuvre par le moteur électrique (5), pendant l’itinéraire, d’un mode d’assistance électrique sélectionné en fonction d’au moins une puissance fournie par l’utilisateur et d’au moins un seuil de puissance ;
(c) Comparaison, pendant l’itinéraire, d’une consommation électrique constatée avec une consommation attendue fonction de ladite énergie d’assistance prédite, et mise à jour de ladite énergie d’assistance prédite en fonction du résultat de ladite comparaison ;
(d) Modification pendant l’itinéraire, du ou des seuils de puissance selon le résultat d’une comparaison de ladite énergie d’assistance prédite mise à jour et d’une charge restante de la batterie (6) ; comprenant la vérification que la batterie (6) présente une charge restante suffisante pour que le véhicule (1 ) fournisse ladite énergie d’assistance prédite mise à jour, avec une marge de sécurité ; au moins un desdits seuils de puissance étant augmenté si la batterie (6) ne présente pas une charge restante suffisante pour que le véhicule (1 ) fournisse ladite énergie d’assistance prédite mise à jour, avec la marge de sécurité.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel l’étape (a) comprend la vérification que la batterie (6) présente une charge restante suffisante pour que le véhicule (1 ) fournisse ladite énergie d’assistance prédite, avec une marge de sécurité.
3. Procédé selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel au moins un desdits seuils de puissance est diminué à l’étape (c) s’il présente une valeur supérieure à une valeur initiale et si la batterie (6) présente une charge restante suffisante pour que le véhicule (1 ) fournisse ladite énergie d’assistance prédite mise à jour, avec la marge de sécurité.
4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel on a un premier seuil de puissance et un deuxième seuil de puissance supérieur au premier seuil de puissance ; l’étape (b) comprenant le changement du mode d’assistance électrique de sorte à diminuer l’assistance si la puissance fournie par l’utilisateur est inférieure au premier seuil de puissance, et le changement du mode d’assistance électrique de sorte à augmenter l’assistance si la puissance fournie par l’utilisateur est supérieure au deuxième seuil de puissance.
5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’étape (a) comprend les sous-étapes suivantes :
(a1 ) Découpage dudit itinéraire prédéfini en une séquence de segments ; (a2) Estimation, pour chaque segment dudit itinéraire prédéfini, de l’énergie nécessaire pour parcourir ledit segment, et de l’énergie théoriquement fournie par l’utilisateur sur le segment ;
(a3) Estimation de l’énergie d’assistance devant être fournie par le véhicule (1 ) pour parcourir ledit itinéraire prédéfini en fonction des énergies nécessaires et des énergies fournies estimées pour parcourir chaque segment dudit itinéraire prédéfini.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l’énergie nécessaire pour parcourir un segment est exprimée à l’étape (a2) comme la somme d’un un terme représentant l’énergie consommée par les frottements aérauliques, un terme représentant l’énergie consommée par les frottements de roulement, un terme représentant la variation d’énergie potentielle, et un terme représentant le travail des forces appliquées au véhicule (1 ).
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l’énergie nécessaire pour parcourir un segment est exprimée à l’étape (a2) par la formule, ENseg=(1/ pSCxVseg2+Crmg+Sseqmg+asegm)Lseg, où p est la densité de l’air, S la surface frontale du véhicule (1 ), Cx un coefficient de frottement aéraulique, Vseg la vitesse moyenne attendue du véhicule (1 ) sur le segment, Cr un coefficient de frottement de roulement, m la masse du véhicule (1 ), g=9,81 m/s2, Sseg la pente du segment, aseg l’accélération entre ce segment et le suivant.
8. Procédé selon l’une des revendication 5 à 7, dans lequel l’énergie d’assistance devant être fournie par le véhicule (1 ) pour parcourir ledit itinéraire prédéfini est exprimée comme la somme des énergies nécessaire pour parcourir les segments dudit itinéraire moins la somme des énergies théoriquement fournies par l’utilisateur sur les segments dudit itinéraire.
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l’étape (c) comprend le calcul d’un facteur de correction exprimé comme le ratio entre ladite consommation électrique constatée et ladite consommation attendue, l’énergie d’assistance prédite mise à jour étant exprimée comme la somme des énergies nécessaire pour parcourir les segments restants dudit itinéraire, pondérée avec ledit facteur de correction, moins la somme des énergies théoriquement fournies par l’utilisateur sur les segments restants dudit itinéraire.
10. Procédé selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel l’étape (a) comprend une sous-étape (aO) préalable de définition par l’utilisateur dudit itinéraire, et le cas échéant d’indication par l’utilisateur d’une masse du véhicule (1 ), en utilisant des moyens d’interface (13, 23) connectés auxdits moyens de traitement de données (11 , 21 ).
11. Procédé selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel l’étape (b) est mise en œuvre par des moyens de traitement de données (11 ) du véhicule (1 ) contrôlant ledit moteur électrique (5), les étapes (a), (c) et (d) étant mis en œuvre par des moyens de données (21 ) d’un terminal (2) connecté auxdits moyens de traitement de données (11 ) du véhicule (1 ).
12. Procédé selon l’une des revendications 1 à 1 1 , dans lequel l’étape (b) est répétée de manière périodique, et les étapes (c) et (d) sont mises en œuvre de manière continue à partir d’un instant donné du parcours dudit itinéraire, sur une fenêtre glissante.
13. Procédé selon la revendications 12, dans lequel l’étape (c) comprend l’estimation de ladite consommation électrique du courant fourni par la batterie (6) constatée sur ladite fenêtre glissante, exprimée comme le ratio entre une intensité moyenne constatée sur ladite fenêtre glissante et une vitesse moyenne du véhicule (1 ) constatée sur ladite fenêtre glissante.
14. Terminal (2) comprenant des moyens de traitement de données (21 ) et connecté à un véhicule à assistance électrique (1 ) comprenant un moteur électrique (5), une batterie (6) alimentant ledit moteur électrique (5) et des moyens de traitement de données (11 ) commandant la mise en œuvre par le moteur électrique (5) d’un mode d’assistance électrique sélectionné en fonction d’au moins une puissance fournie par l’utilisateur et d’au moins un seuil de puissance ; le terminal (2) étant caractérisé en ce que les moyens de traitement de données (21 ) sont configurés pour :
- Prédire une énergie d’assistance devant être fournie par le véhicule (1 ) pour parcourir un itinéraire prédéfini ;
- Comparer, pendant l’itinéraire, une consommation électrique constatée avec une consommation attendue fonction de ladite énergie d’assistance prédite, et mettre à jour ladite énergie d’assistance prédite en fonction du résultat de ladite comparaison ;
- Modifier pendant l’itinéraire, le ou les seuils de puissance selon le résultat d’une comparaison de ladite énergie d’assistance prédite mise à jour et d’une charge restante de la batterie (6), comprenant la vérification que la batterie (6) présente une charge restante suffisante pour que le véhicule (1 ) fournisse ladite énergie d’assistance prédite mise à jour, avec une marge de sécurité ; au moins un desdits seuils de puissance étant augmenté si la batterie (6) ne présente pas une charge restante suffisante pour que le véhicule (1 ) fournisse ladite énergie d’assistance prédite mise à jour, avec la marge de sécurité.
15. Système comprenant le terminal (2) selon la revendication 14 et ledit véhicule à assistance électrique (1 ) connectés.
16. Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code pour l’exécution d’un procédé selon l’une des revendications 1 à 13 de gestion de l'énergie dans un véhicule à assistance électrique (1 ) comprenant un moteur électrique (5) et une batterie (6) alimentant ledit moteur électrique (5), lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
17. Moyen de stockage lisible par un équipement informatique sur lequel est enregistré un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code pour l’exécution d’un procédé selon l’une des revendications 1 à 13 de gestion de l'énergie dans un véhicule à assistance électrique (1 ) comprenant un moteur électrique (5) et une batterie (6) alimentant ledit moteur électrique (5).
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