FR2962862A1 - Procede et module de gestion de la charge electrique d'un vehicule automobile - Google Patents

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Anthony Aubry
Eric Menard
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Valeo Securite Habitacle SAS
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Abstract

L'invention concerne un procédé de gestion de la charge électrique d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'on évalue la durée de charge électrique nécessaire pour atteindre un niveau de charge demandé par l'utilisateur et on planifie la charge du véhicule automobile pour atteindre ledit niveau de charge demandé en fonction de la tarification électrique et d'une durée de charge limite fixée par l'utilisateur. L'invention concerne également un module de gestion de la charge électrique d'un véhicule automobile (1) comprenant une unité de traitement (9) caractérisé en ce qu'il comporte un commutateur (10) pilotable par ladite unité de traitement (9), ledit commutateur (10) étant destiné à être monté sur un circuit de charge du véhicule automobile (1), ladite unité de traitement (9) étant configurée pour commuter ledit commutateur (10) en fonction de la tarification électrique, de la charge demandée par l'utilisateur et de la durée de charge limite fixée par l'utilisateur.

Description

-1- Procédé et module de gestion de la charge électrique d'un véhicule automobile La présente invention concerne un procédé de gestion de la charge électrique d'un véhicule automobile. La présente invention concerne également un module de gestion de la charge électrique d'un véhicule automobile.
Le développement des véhicules automobiles électriques nécessite l'installation d'infrastructures publiques ou privées spécifiques d'alimentation en énergie électrique. Ces infrastructures incluent notamment des bornes de chargement fixes réparties en divers lieux géographiques et auxquelles des véhicules peuvent être raccordés pour être alimentés en énergie électrique.
La présente invention propose un procédé et un module de gestion de la charge électrique d'un véhicule automobile optimisés.
A cet effet, l'invention prévoit un procédé de gestion de la charge électrique d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'on évalue la durée de charge électrique nécessaire pour atteindre un niveau de charge demandé par l'utilisateur et on planifie la charge du véhicule automobile pour atteindre ledit niveau de charge demandé en fonction de la tarification électrique et d'une durée de charge limite fixée par l'utilisateur. Ainsi, les utilisateurs peuvent recharger les véhicules automobiles aux heures creuses et bénéficier des tarifs les plus bas. On peut comparer la durée de charge nécessaire pour atteindre le niveau de charge demandé avec les variations de la tarification électrique survenant au cours de ladite durée de charge limite fixée par l'utilisateur pour planifier une ou plusieurs plage(s) temporelle(s) de charge du véhicule automobile. Ainsi on prévoit d'abord des plages temporelles de charge dans les heures de basse tarification électrique pour optimiser les coûts de charge électrique. Par exemple, on compare le niveau de charge du véhicule automobile avec un seuil de réserve pour planifier la charge du véhicule automobile pendant une durée de 2962862 -2- charge minimale. On préserve ainsi les batteries du véhicule automobile et on garantit une autonomie minimale de fonctionnement. L'invention a aussi pour objet un module de gestion de la charge électrique d'un véhicule automobile comprenant une unité de traitement caractérisé en ce qu'il 5 comporte un commutateur pilotable par ladite unité de traitement, ledit commutateur étant destiné à être monté sur un circuit de charge du véhicule automobile, ladite unité de traitement étant configurée pour commuter ledit commutateur en fonction de la tarification électrique, de la charge demandée par l'utilisateur et d'une durée de charge limite fixée par l'utilisateur. 10 Ladite unité de traitement peut être également configurée pour mettre en oeuvre un procédé de gestion de la charge électrique d'un véhicule automobile tel que décrit précédemment. Par exemple, le module de gestion est embarqué dans ledit véhicule automobile. L'unité de traitement peut également être configurée pour faire démarrer le véhicule 15 automobile et/ou pour commander le déverrouillage des ouvrants du véhicule automobile après authentification d'un identifiant de l'utilisateur. On partage alors les ressources intelligentes du module de gestion de la charge avec celles destinées aux fonctions de démarrage et/ou de déverrouillage. Selon un autre exemple, le module de gestion est monté dans une prise de câble 20 d'alimentation du véhicule automobile destinée à être connectée à une borne de charge électrique. Ladite unité de traitement peut comporter une mémoire de stockage de la tarification électrique. Selon un autre exemple, ladite unité de traitement comprend une interface de communication apte à recevoir la tarification électrique d'un terminal de 25 l'utilisateur. Selon encore un autre exemple, ladite unité de traitement comprend une interface de communication apte à recevoir la tarification électrique d'une borne de charge électrique. Ladite unité de traitement peut comporter une interface de communication apte à recevoir un signal de commande dudit commutateur, ledit signal de commande étant 30 émis d'un terminal de l'utilisateur. Le pilotage du commutateur en fonction de la 2962862 -3- tarification électrique, de la charge demandée par l'utilisateur et de la durée de charge limite fixée par l'utilisateur est alors délégué au terminal de l'utilisateur, l'unité de traitement n'ayant plus qu'un rôle d'exécutant. On utilise alors les fonctionnalités déjà présentes dans le terminal de l'utilisateur, tels que l'écran, le clavier et/ou le 5 microprocesseur. Le module de gestion peut comporter une interface de communication apte à communiquer avec un dispositif de localisation du véhicule automobile pour planifier la charge du véhicule automobile à un niveau de charge intermédiaire en fonction de la distance à parcourir par le véhicule automobile jusqu'à une borne de charge électrique. 10 Ainsi, l'unité de traitement peut planifier une charge partielle du véhicule automobile depuis une borne de charge électrique publique et planifier ultérieurement la charge restante depuis la borne de charge électrique de l'utilisateur pour bénéficier d'une tarification électrique moins chère.
15 D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que des figures suivantes sur lesquelles : la figure 1 représente une vue schématique d'un module de gestion de la charge électrique embarqué dans un véhicule automobile, ledit véhicule automobile étant raccordé à une borne de charge électrique, 20 la figure 2 représente une vue similaire à la figure 1 avec une deuxième variante de réalisation du module de gestion, - la figure 3 représente une vue similaire à la figure 1 avec une troisième variante de réalisation du module de gestion, et la figure 4 représente une vue similaire à la figure 1 avec une quatrième 25 variante de réalisation du module de gestion. Sur toutes les figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
Sur la figure 1, un véhicule automobile 1, électrique ou hybride, comprend un 30 chargeur de batterie 2 et un câble d'alimentation 3. L'extrémité du câble d'alimentation 2962862 -4- 3 comporte une prise 4 raccordée à une prise complémentaire 5 d'une borne de charge électrique 6 pour procéder au chargement de la batterie du véhicule automobile 1. La borne de charge électrique 6 est reliée à un réseau de distribution d'énergie électrique 7 publique ou privé.
5 Dans le mode de réalisation de la figure 1, le véhicule automobile 1 comporte un module de gestion de la charge électrique embarqué 8 comprenant une unité de traitement 9 et un commutateur 10 pilotable par l'unité de traitement 9. L'unité de traitement 9 est par exemple un microprocesseur pouvant communiquer avec l'ordinateur de bord du véhicule automobile 1 de manière à utiliser 10 l'interface de l'ordinateur de bord et permettre ainsi à l'utilisateur de saisir un niveau de charge souhaité et une durée de charge limite fixée par l'utilisateur, c'est-à-dire le temps maximum pour lequel l'utilisateur n'a pas besoin de son véhicule et peut le laisser se charger. L'unité de traitement 9 est par exemple celle déjà configurée pour gérer le niveau de consommation des batteries du véhicule automobile 1.
15 Le commutateur 10, tel qu'un relais de forte puissance, est monté sur le circuit de charge du véhicule automobile 1, entre la borne de charge électrique 6 et le chargeur de batterie 2, de manière à couper ou autoriser la charge du véhicule automobile 1 selon la position du commutateur 10. L'ouverture et/ou la fermeture du commutateur 10 peut être progressive.
20 L'unité de traitement 9 est configurée pour commuter le commutateur 10 en fonction de la tarification électrique, du niveau de charge demandé par l'utilisateur et de la durée de charge limite fixée par l'utilisateur, de manière à optimiser le coût de la charge du véhicule automobile 1 en la planifiant dans les horaires pour lesquelles la tarification électrique est la moins chère. Ainsi, les utilisateurs peuvent recharger les 25 véhicules automobiles aux heures creuses et bénéficier des tarifs les plus bas. Pour cela et dans le mode de réalisation de la figure 1, l'unité de traitement 9 comporte une mémoire de stockage 11 stockant la tarification électrique en fonction de l'horaire. Ainsi, lorsque le véhicule automobile 1 est raccordé à la borne de charge 30 électrique 6, l'unité de traitement 9 évalue la durée de charge électrique nécessaire pour 2962862 -5- atteindre le niveau de charge demandé par l'utilisateur et planifie la charge du véhicule automobile 1 pour atteindre ce niveau de charge en fonction de la tarification électrique et de la durée de charge limite fixée par l'utilisateur. Par exemple, l'unité de traitement 9 calcule la durée de charge nécessaire pour 5 atteindre le niveau de charge demandé puis la compare avec les variations de la tarification électrique survenant au cours de la durée de charge limite, pour planifier une ou plusieurs plage(s) temporelle(s) de charge du véhicule automobile 1. La somme des plages temporelles de charge correspond à la durée de charge nécessaire pour atteindre le niveau de charge souhaité. Selon la durée de charge limite fixée par l'utilisateur, on 10 prévoit ainsi d'abord des plages temporelles de charge dans les heures de basse tarification électrique, pour optimiser les coûts de charge électrique. On peut également comparer le niveau de charge du véhicule automobile 1 avec un seuil de réserve pour planifier la charge du véhicule automobile 1 pendant une durée de charge minimale. On préserve ainsi les batteries du véhicule automobile et on 15 garantit une autonomie minimale de fonctionnement. Puis, lorsque ce seuil de réserve est atteint, on planifie le restant à charger en fonction de la tarification électrique. On peut aussi envisager que le véhicule automobile 1 soit pourvu d'un dispositif de localisation 12 (figure 1) et que le module de gestion 8 comporte une interface de communication apte à communiquer avec ledit dispositif de localisation 12 pour 20 planifier la charge du véhicule automobile 1 à un niveau de charge intermédiaire en fonction de la distance à parcourir par le véhicule automobile jusqu'à une borne de charge électrique. Le dispositif de localisation 12 permet par exemple de déterminer la distance entre : 25 - la position du véhicule automobile 1 et une borne de charge électrique publique (choisie selon sa proximité par rapport à la position du véhicule automobile 1 et/ou selon la tarification électrique proposée), la distance entre la position du véhicule automobile 1 et une borne de charge électrique située au domicile de l'utilisateur, et 2962862 -6- la distance entre la borne de charge électrique publique et la borne de charge électrique privée. Ainsi, si le niveau de charge du véhicule automobile 1 le permet, l'unité de traitement 9 peut proposer à l'utilisateur de rentrer directement à son domicile pour 5 planifier le chargement du véhicule automobile 1 pendant les horaires appropriés pour diminuer le coût de la charge. Si ce n'est pas le cas, l'unité de traitement 9 peut planifier une charge partielle du véhicule automobile 1 à un niveau de charge intermédiaire depuis la borne de charge électrique publique la plus proche et planifier la charge restante depuis la borne de 10 charge électrique de l'utilisateur. L'unité de traitement 9 déduit du niveau de charge intermédiaire l'énergie électrique nécessaire au véhicule automobile 1 pour rejoindre son domicile depuis la borne de charge électrique publique. Ainsi, le véhicule automobile 1 présente une autonomie suffisante permettant à l'utilisateur de rentrer chez lui tout en bénéficiant de la tarification électrique la moins chère, par exemple en 15 chargeant le véhicule automobile 1 chez lui de nuit. Selon un autre exemple, l'unité de traitement 9 est également configurée pour faire démarrer le véhicule automobile 1 ou pour y accéder avec les mains libres. Pour cela, l'unité de traitement 9 est reliée à au moins une antenne et l'utilisateur est muni d'un identifiant permettant à l'unité de traitement 9 de l'identifier. Lorsque le véhicule 20 automobile 1 est verrouillé et que l'utilisateur souhaite y pénétrer, l'unité de traitement 9, au moyen de son antenne, commande le déverrouillage des ouvrants du véhicule automobile 1 lorsqu'elle authentifie un identifiant. On partage alors les ressources intelligentes du module de gestion de la charge 8 avec celles destinées aux fonctions de démarrage et/ou de déverrouillage.
25 Selon un deuxième exemple représenté en figure 2, au lieu de comporter une mémoire de stockage, l'unité de traitement 9 comprend une interface de communication apte à recevoir la tarification électrique en fonction de l'horaire d'un terminal de l'utilisateur 13. L'interface de communication est par exemple une interface de communication courte distance, telle qu'une interface de communication sans fil, de 30 type radio-fréquences de très courte portée NFC (Near Field Communication) ou 2962862 -7- radioélectrique (Bluetooth, WiFi ou ZigBe par exemple) ou infrarouge (IrDA), ou une interface de communication filaire. Les données transitant par l'interface de communication sont cryptées. Par exemple, le terminal de l'utilisateur 13 est un terminal de téléphonie mobile 5 pouvant directement donner la tarification électrique de l'heure actuelle. Selon un autre exemple, le terminal de l'utilisateur 13 est une clé de déverrouillage du véhicule automobile 1. La clé présente une carte à puce munie d'une mémoire de stockage permettant de stocker la tarification électrique en fonction de l'horaire.
10 On peut aussi prévoir que l'interface de communication soit apte à recevoir un signal de commande du commutateur 10, directement émis d'un terminal de l'utilisateur. Par exemple, le terminal de l'utilisateur 13 est un terminal de téléphonie mobile programmé avec une application de gestion de la charge électrique. L'application peut 15 être présente dès l'origine dans le terminal de téléphonie mobile de l'utilisateur ou peut être téléchargée par l'utilisateur à partir d'un site web. Selon un autre exemple, le terminal de l'utilisateur 13 est une clé de déverrouillage du véhicule automobile 1 pourvue d'une unité de contrôle. Le pilotage du commutateur 10 en fonction de la tarification électrique, de la 20 charge demandée par l'utilisateur et de la durée de charge limite fixée par l'utilisateur est alors délégué au terminal de l'utilisateur 13, l'unité de traitement 9 n'ayant plus qu'un rôle d'exécutant. On utilise alors les fonctionnalités déjà présentes dans le terminal de l'utilisateur 13, tels que l'écran, le clavier et le microprocesseur dans le cas d'un terminal de téléphonie mobile ou tel que l'unité de contrôle dans le cas de la clé de 25 déverrouillage. Selon un troisième exemple visible en figure 3, l'unité de traitement 9 comprend une interface de communication apte à recevoir la tarification électrique en fonction de l'horaire d'une unité d'information 14 de la borne de charge électrique 6. En outre, bien que les figures 1 à 3 illustrent un module de gestion 8 embarqué 30 dans l'habitacle du véhicule automobile 1, on peut aussi prévoir de monter le module de 2962862 -8- gestion 8 dans la prise 4 du câble d'alimentation 3 destinée à être connectée à la prise complémentaire 5 de la borne de charge électrique 6 (figure 4). 5

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion de la charge électrique d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'on évalue la durée de charge électrique nécessaire pour atteindre un niveau de charge demandé par l'utilisateur et on planifie la charge du véhicule automobile pour atteindre ledit niveau de charge demandé en fonction de la tarification électrique et d'une durée de charge limite fixée par l'utilisateur.
  2. 2. Procédé de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on compare la durée de charge nécessaire pour atteindre le niveau de charge demandé avec les variations de la tarification électrique survenant au cours de ladite durée de charge limite pour planifier une ou plusieurs plage(s) temporelle(s) de charge du véhicule automobile.
  3. 3. Procédé de gestion selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on compare le niveau de charge du véhicule avec un seuil de réserve pour planifier la charge du véhicule automobile pendant une durée de charge minimale.
  4. 4. Module de gestion de la charge électrique d'un véhicule automobile (1) comprenant une unité de traitement (9) caractérisé en ce qu'il comporte un commutateur (10) pilotable par ladite unité de traitement (9), ledit commutateur (10) étant destiné à être monté sur un circuit de charge du véhicule automobile (1), ladite unité de traitement (9) étant configurée pour commuter ledit commutateur (10) en fonction de la tarification électrique, de la charge demandée par l'utilisateur et d'une durée de charge limite fixée par l'utilisateur.
  5. 5. Module de gestion selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite unité de traitement (9) est également configurée pour mettre en oeuvre un procédé de gestion de la charge électrique d'un véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 3.
  6. 6. Module de gestion selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est embarqué dans ledit véhicule automobile (1).
  7. 7. Module de gestion selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité de traitement (9) est également configurée pour faire démarrer le véhicule automobile (1) et/ou pour commander le déverrouillage des ouvrants du véhicule automobile (1) après authentification d'un identifiant de l'utilisateur. 2962862 -10-
  8. 8. Module de gestion selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est monté dans une prise (4) de câble d'alimentation (3) du véhicule automobile (1) destinée à être connectée à une borne de charge électrique (6).
  9. 9. Module de gestion selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que 5 ladite unité de traitement (9) comporte une mémoire de stockage (11) de la tarification électrique.
  10. 10. Module de gestion selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que ladite unité de traitement (9) comprend une interface de communication apte à recevoir la tarification électrique d'un terminal de l'utilisateur (13). 10
  11. 11. Module de gestion selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que ladite unité de traitement (9) comprend une interface de communication apte à recevoir la tarification électrique d'une borne de charge électrique (6).
  12. 12. Module de gestion selon l'une des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que ladite unité de traitement (9) comprend une interface de communication apte à recevoir 15 un signal de commande dudit commutateur (10), ledit signal de commande étant émis d'un terminal de l'utilisateur (13).
  13. 13. Module de gestion selon l'une des revendications 4 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte une interface de communication apte à communiquer avec un dispositif de localisation (12) du véhicule automobile (1) pour planifier la charge du véhicule 20 automobile (1) à un niveau de charge intermédiaire en fonction de la distance à parcourir par le véhicule automobile (1) jusqu'à une borne de charge électrique (6).
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