FR2970384A1

FR2970384A1 - Gestion de batteries electriques

Info

Publication number: FR2970384A1
Application number: FR1150113A
Authority: FR
Inventors: Guillaume Rolland
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2012-07-13
Anticipated expiration: 2031-01-07
Also published as: FR2970384B1

Abstract

Procédé de gestion énergétique d'au moins une batterie (30, 35) parmi un ensemble de batteries (30, 35) reliées à un réseau électrique d'un véhicule électrique ou hybride, le procédé comportant les étapes consistant à : - prendre en compte une intention d'utilisation de ladite au moins une batterie (30, 35) par un utilisateur du véhicule; - affecter à ladite au moins une batterie (30, 35), en fonction de l'intention d'utilisation, un statut énergétique de fournisseur de courant à au moins un moteur du véhicule ou un autre statut énergétique.

Description

GESTION DE BATTERIES ELECTRIQUES La présente invention concerne de manière générale la gestion fonctionnelle d'une batterie montée sur un véhicule automobile, et en particulier, la gestion de son statut énergétique dans le véhicule. Il est connu dans l'art antérieur des dispositifs comportant plusieurs 5 batteries et utilisant un certain nombre d'informations afin de gérer convenablement chaque batterie. En particulier, le document US2002101218 décrit un système qui mesure, stocke et transmet des informations relatives à l'état d'une ou plusieurs batteries, afin d'optimiser leur utilisation en tant que fournisseur de 10 courant ou consommateur lors de la charge. Malheureusement, ce système ne permet pas de garantir qu'au moins l'une des batteries sera convenablement chargée. Le document US7014949 propose quant à lui un arrangement de batteries dont température et refroidissement sont contrôlés pour en 15 améliorer l'utilisation et la durée de vie. Malheureusement, ici non plus, ce système ne permet pas de garantir qu'au moins l'une des batteries sera convenablement chargée. Le document US 2007123316 décrit un moyen d'identification de batterie à l'aide d'une mémoire intégrée. Ainsi, l'utilisation de la batterie est 20 conditionnée par l'adéquation des caractéristiques de la batterie avec l'appareil alimenté. Ce système simple ne permet pas d'assurer que la batterie sera correctement chargée pour alimenter l'appareil auquel elle est destinée. Le document US2004164706 divulgue un dispositif pour véhicule 25 électrique ou hybride comportant plusieurs batteries et l'utilisation de celles-ci est optimisée en tenant compte de l'état de charge unitaire de chacune des

batteries. Le statut énergétique de chaque batterie (en charge ou fournisseur de courant) est alors choisi pour obtenir un état de charge homogène entre toutes les batteries. Néanmoins, cette gestion des batteries ne fournit pas à l'utilisateur l'assurance que les batteries seront correctement chargées pour un besoin particulier. Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients des documents de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de gérer des batteries d'un véhicule de sorte que leur utilisation pour un but spécifique soit possible, afin d'augmenter les possibilités d'utilisation de ces batteries. Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un procédé de gestion énergétique d'au moins une batterie parmi un ensemble de batteries reliées à un réseau électrique d'un véhicule électrique ou hybride, le procédé comportant les étapes consistant à : - prendre en compte une intention d'utilisation de ladite au moins une batterie par un utilisateur ; - affecter à ladite au moins une batterie, en fonction de l'intention d'utilisation, un statut énergétique de fournisseur de courant à au moins un moteur du véhicule ou un autre statut énergétique.

L'invention permet de garantir que la volonté d'utilisation spécifique de l'utilisateur sera possible car celle-ci est prise en compte par le procédé proposé avant d'affecter la batterie à un statut de fournisseur de courant qui la déchargera et pourrait compromettre l'utilisation prévue. Ainsi, si l'utilisateur désire faire un usage spécifique d'au moins une des batteries du véhicule, celle-ci pourra ne pas être affectée à la fourniture de courant au véhicule électrique ou hybride pour éviter de la décharger. En effet, ces véhicules électriques ou hybrides embarquent des batteries qui peuvent être des batteries modulaires dont les modules unitaires sont néanmoins des réserves d'énergie importantes et qui, de par leur taille et poids, se prêtent tout à fait à une utilisation séparée du véhicule. L'invention propose ainsi une grande facilité d'utilisation car l'utilisateur peut intervenir sur l'affectation du

statut énergétique de ces batteries pour pouvoir les utiliser ensuite selon ses envies. De manière avantageuse, l'étape de prise en compte de l'intention d'utilisation de ladite au moins une batterie peut prendre en compte une intention d'utilisation séparée du véhicule de ladite au moins une batterie. Une batterie de véhicule est une réserve d'énergie importante et l'invention permet de garantir que l'utilisation séparée d'au moins une des batteries du véhicule sera possible après un trajet, car cette intention est prise en compte avant d'affecter cette batterie à un statut de fournisseur de courant au véhicule. Par exemple, si l'utilisateur désire utiliser une des batteries du véhicule pour effectuer un trajet ultérieur en vélo électrique avec, il lui suffit de l'indiquer, cette intention sera prise en compte et la batterie sera affectée à un autre statut que celui de fournisseur de courant et ne sera pas déchargée.

Avantageusement, l'étape d'affectation peut permettre d'affecter à ladite au moins une batterie un statut de mise en charge, ou un statut de composant isolé du circuit, ou un statut de mise en décharge. Les différentes possibilités d'affectation sont ici décrites et non seulement l'alternative au statut de fournisseur de courant est la mise en charge, mais peut être également la mise hors circuit, pour ne pas modifier l'état de charge de la batterie, et il est également prévu de pouvoir mettre la batterie en mode de décharge. Avantageusement, l'étape d'affectation du statut énergétique est conditionnée par une étape consistant à : - vérifier une compatibilité de ladite au moins une batterie avec le véhicule. Ainsi, l'utilisation de la batterie dans le véhicule est conditionnée par sa compatibilité avec le véhicule et ses caractéristiques électriques et techniques, ce qui permet de sécuriser cette utilisation et éviter de générer des défaillances si la batterie n'est pas compatible. Il peut être choisi de la mettre hors circuit (isolée du circuit) ou de la mettre en décharge contrôlée pour ne pas laisser une telle source d'énergie active pouvant créer des

incidents graves tels que incendie ou perturbation du réseau électrique et électronique du véhicule. Avantageusement, l'étape d'affectation du statut énergétique est conditionnée par une étape consistant à : - vérifier un état de ladite au moins une batterie. Afin d'optimiser la gestion des batteries, le procédé selon l'invention prend en compte l'état de la batterie avant de décider si celle-ci peut être mise à contribution pour fournir de l'énergie au véhicule ou mise en charge pour satisfaire l'intention d'utilisation de l'utilisateur.

Avantageusement, l'étape de vérification de l'état de la batterie comporte la vérification de son état de charge électrique et/ou du nombre de cycles de charge subis préalablement par la batterie. Ces paramètres sont importants à connaître avant de décider si la batterie peut fournir du courant ou doit être mise en recharge.

Alternativement, l'étape de prise en compte de l'intention d'utilisation peut prendre en compte une intention de charge forcée et dans ce cas, l'étape d'affectation du statut énergétique affecte à ladite au moins une batterie le statut mise en charge. L'utilisateur est alors assuré que la batterie dont il souhaite se servir contiendra une quantité d'énergie maximum.

Alternativement, l'étape de prise en compte de l'intention d'utilisation peut prendre en compte une intention de refus de statut fournisseur de courant et dans ce cas, l'étape d'affectation du statut énergétique affecte à ladite au moins une batterie uniquement le statut de mise en charge ou le statut de composant isolé du circuit électrique ou de mise en décharge.

L'utilisateur, connaissant le niveau de charge de la batterie peut ordonner de préserver ce niveau en mettant la batterie hors du circuit électrique. Celle-ci peut néanmoins être mise en mode de décharge si un problème de sécurité apparaît. Avantageusement, le procédé comprend une étape de prise en 30 compte trajet consistant à prendre en compte le type de trajet, avant l'étape

d'affectation du statut énergétique à ladite au moins une batterie. Ainsi, le procédé permet d'optimiser la gestion de la batterie pour en permettre une utilisation ultérieure, avec une gestion optimale de la consommation totale du véhicule pendant le trajet prévu.

Avantageusement, le véhicule comprend au moins une source d'énergie pour assurer son déplacement, et le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'affectation du statut énergétique de ladite au moins une batterie est conditionnée par une étape de prise en compte d'une quantité totale d'énergie disponible dans le véhicule. De cette manière, la décision sur l'affectation du statut énergétique du véhicule n'est prise qu'après prise en compte du niveau d'énergie total du véhicule et cela permet d'apporter une réponse appropriée, sans compromettre l'autonomie du véhicule. Avantageusement, le procédé comporte après l'étape de prise en compte de l'intention d'utilisation et l'étape de prise en compte de la quantité 15 totale d'énergie disponible : - une étape consistant à déterminer si l'intention d'utilisation est compatible avec la quantité totale d'énergie disponible dans le véhicule et/ou avec la batterie ; - une étape consistant à informer en retour l'utilisateur sur la compatibilité de 20 l'intention d'utilisation et la quantité totale d'énergie disponible et/ou la batterie. L'invention propose ainsi un retour d'information vers le conducteur ou l'utilisateur pour qu'il sache si son intention est compatible avec l'autonomie du véhicule ou avec le temps nécessaire à recharger la batterie. En effet, le 25 système connaît l'état de charge, la compatibilité de la batterie à se faire charger pendant le trajet dont le temps est également connu et peut en déduire si la batterie peut être chargée ou non. Si ce n'est pas le cas, l'utilisateur pourra réagir en conséquence et s'adapter à cette situation. Par exemple, si l'intention est incompatible car il n'y a pas assez d'énergie au 30 total dans le véhicule, l'utilisateur pourra se réapprovisionner en vue de pouvoir utiliser au moins une batterie à sa convenance.

Un second aspect de l'invention est un véhicule électrique ou hybride comportant au moins une batterie dont le statut énergétique est affecté par le procédé selon le premier aspect de l'invention. Avantageusement, le véhicule est un véhicule automobile.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit du mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par le dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 représente le schéma d'un système apte à mettre en 10 oeuvre le procédé selon l'invention. La figure 1 représente un organe de traitement de données 10 d'un véhicule, hybride ou électrique, relié à une interface homme-machine 20, ainsi qu'à deux boitiers 40 et 45 de mesure et de commande. Chaque boitier 40 et 45 est relié respectivement à une batterie 30 et 35 et a la possibilité de 15 définir le statut énergétique de chaque batterie 30, 35 correspondante de sorte que chaque batterie peut être affectée à un statut de fournisseur de courant, de consommateur de courant, de mise en réserve, ou de mise en sécurité. A cet effet, par l'intermédiaire du commutateur représenté dans chaque boitier 40, 45, ces derniers ont la possibilité de connecter sa batterie 20 correspondante soit à un moteur M, soit à un générateur de courant G, soit de l'isoler du circuit électrique ou de la connecter à la masse au travers d'une résistance de décharge R. En outre, chaque boitier 40 ou 45 est apte à mesurer et stocker des informations relatives à sa batterie correspondante. Le boitier 40 ou 45 peut par exemple mesurer la tension aux bornes de la 25 batterie 30 ou 35, peut en connaître les caractéristiques techniques (préconisations d'utilisation en véhicule, capacité énergétique, température, historique des sollicitations, consignes d'usage telles que puissance maximum, courant maximum, tension minimum). Ces informations sont transmises à l'organe de traitement de données 10. Par l'intermédiaire de 30 l'interface homme-machine 20, l'organe de traitement de données 10 reçoit l'information si l'utilisateur du véhicule désire faire une utilisation spécifique

ultérieure d'une des batteries 30 ou 35. L'organe de traitement de données 10 définit en conséquence, éventuellement en prenant en compte les données transmises par les boitiers 40 et 45, quel statut énergétique doit être affecté à chacune des batteries 30 et 35 du véhicule. Plusieurs cas de figure peuvent se présenter. Le cas où l'invention présente tout son intérêt est celui où l'utilisateur indique qu'il veut utiliser après son trajet en véhicule la batterie 30 pour un usage séparé du véhicule, par exemple pour alimenter un vélo électrique. Il faut donc que la batterie 30 soit correctement chargée, après le trajet. Dans ce cas, l'organe de traitement de donnée 10 va commander à l'organe 40 de ne pas la connecter au moteur M pour éviter qu'elle ne se décharge. L'organe de traitement 10, possédant l'information sur l'état de charge de la batterie 30, pourra ordonner à l'organe 40 de la mettre en charge si besoin ou l'isoler du circuit électrique pour préserver son état de charge si celui-ci est maximal. Il est à noter que la charge se fait en reliant la batterie avec le générateur G, qui peut être soit un alternateur dans le cas d'un véhicule hybride comportant un moteur thermique, soit une autre batterie dans le cas d'un véhicule complètement électrique. L'organe de traitement de données 10 peut aussi en retour informer l'utilisateur sur l'adéquation de son intention avec la quantité totale d'énergie disponible dans le véhicule. Le cas de figure opposé est celui où l'utilisateur ne désire pas utiliser une des batteries 30 ou 35 pour un usage ultérieur spécifique. Dans ce cas, l'organe de traitement de données 10 ayant intégré cette information transmise par l'interface homme-machine 20, affectera toutes les batteries chargées à la propulsion du véhicule en les reliant au moteur électrique. Si les informations transmises par l'une des boitiers 40 ou 45 indiquent qu'une des batteries 30 ou 35 n'est pas suffisamment chargée, l'organe de traitement des données 10 ne donnera pas à cette batterie déchargée un statut énergétique de fournisseur de courant, mais soit un statut de consommateur de courant, soit un statut de composant isolé du circuit électrique.

A ces deux cas de figures précédents, l'étape d'affectation du statut énergétique des batteries peut prendre en compte l'intention de l'utilisateur de faire un long trajet autoroutier ou un court trajet urbain, pour décider du statut énergétique des batteries pour optimiser la charge des batteries et fournir un trajet le plus économique et confortable possible pour l'utilisateur. On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. En particulier, il est fait référence à une mise en charge de la batterie. Il faut bien noter qu'un procédé de charge de batterie comporte un phase effective de charge, mais une fois que la batterie est correctement chargée, celle-ci peut être alors isolée du circuit de charge pour éviter le phénomène de surcharge qui peut être préjudiciable à la batterie et peut l'endommager. Enfin, il est fait référence à des boîtiers de mesure et de commande, mais ces deux fonctions peuvent également être dissociées dans des appareils distincts.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de gestion énergétique d'au moins une batterie (30, 35) parmi un ensemble de batteries (30, 35) reliées à un réseau électrique d'un véhicule électrique ou hybride, le procédé comportant les étapes consistant à : - prendre en compte une intention d'utilisation de ladite au moins une batterie (30, 35) par un utilisateur du véhicule; - affecter à ladite au moins une batterie (30, 35), en fonction de l'intention d'utilisation, un statut énergétique de fournisseur de courant à au moins un 10 moteur du véhicule ou un autre statut énergétique.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de prise en compte de l'intention d'utilisation de ladite au moins une batterie (30, 35) peut prendre en compte une intention d'utilisation séparée du véhicule de ladite au moins une batterie (30, 35). 15
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape d'affectation peut permettre d'affecter à ladite au moins une batterie (30, 35) un statut de mise en charge, ou un statut de composant isolé du circuit, ou un statut de mise en décharge.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce 20 que l'étape d'affectation du statut énergétique est conditionnée par une étape consistant à : - vérifier une compatibilité de ladite au moins une batterie (30, 35) avec le véhicule.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce 25 que l'étape d'affectation du statut énergétique est conditionnée par une étape consistant à : - vérifier un état de ladite au moins une batterie (30, 35). 2970384 -10-
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'étape de vérification de l'état de la batterie (30, 35) comporte la vérification de son état de charge électrique et/ou du nombre de cycles de charge subis préalablement par la batterie (30, 35). 5
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape de prise en compte de l'intention d'utilisation peut prendre en compte une intention de charge forcée et en ce que dans ce cas, l'étape d'affectation du statut énergétique affecte à ladite au moins une batterie (30, 35) le statut mise en charge.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape de prise en compte de l'intention d'utilisation peut prendre en compte une intention de refus de statut fournisseur de courant et en ce que dans ce cas, l'étape d'affectation du statut énergétique affecte à ladite au moins une batterie (30, 35) uniquement le statut de mise en charge ou le statut de composant isolé du circuit électrique ou de mise en décharge.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de prise en compte trajet consistant à prendre en compte le type de trajet, avant l'étape d'affectation du statut énergétique à ladite au moins une batterie (30, 35).
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, le véhicule comprenant au moins une source d'énergie pour assurer son déplacement, le procédé étant caractérisé en ce que l'étape d'affectation du statut énergétique de ladite au moins une batterie (30, 35) est conditionnée par une étape de prise en compte d'une quantité totale d'énergie disponible dans le véhicule.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte après l'étape de prise en compte de l'intention d'utilisation et l'étape de prise en compte de la quantité totale d'énergie disponible : - une étape consistant à déterminer si l'intention d'utilisation est compatible avec la quantité totale d'énergie disponible dans le véhicule et/ou avec la batterie ; - une étape consistant à informer en retour l'utilisateur sur la compatibilité de l'intention d'utilisation et la quantité totale d'énergie disponible et/ou la batterie.
12. Véhicule électrique ou hybride comportant au moins une batterie (30, 35) dont le statut énergétique est affecté par le procédé selon l'une des revendications 1 à 11.
13. Véhicule selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est un véhicule automobile.15