FR3033954A1 - Procede de gestion ameliore d'une batterie de vehicule - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de gestion d'une batterie électrique d'un véhicule hybride, pour des fonctions de Stop and Start et de Micro Hybrides, ledit véhicule comprenant un alternateur, un réseau électrique et un calculateur de gestion de ladite batterie. La principale caractéristique d'un procédé selon l'invention est qu'il comprend les étapes suivantes, - une étape de calcul du courant électrique consommé par le véhicule, à partir de la résistance équivalente du réseau électrique du véhicule et de la tension de régulation de l'alternateur, - une étape de pilotage des fonctions de Stop and Start et de Micro Hybrides en fonction du courant consommé ainsi calculé.

Description

1 PROCEDE DE GESTI ON AMELI ORE D'UNE BATTERI E DE VEHI CULE L'invention se rapporte à un procédé de gestion amélioré d'une 5 batterie de véhicule. Dans le cadre de la réduction des émissions de CO2 (dioxyde de carbone), de plus en plus de véhicules sont équipés de procédés de micro-hybridation et de Stop and Start. De ce fait les échanges d'énergies électriques sont fortement augmentés entre le générateur (alternateur), le 10 stockeur (batterie) et les différents consommateurs. Un système de gestion de l'énergie de la batterie ou BMS (de l'anglais Battery Management System) devient alors indispensable pour éviter une panne comme par exemple un non redémarrage, garantir la durée de vie de l'accumulateur et optimiser les gains de CO2. Un BMS est un programme hébergé dans un calculateur, composé de 15 lois de gestions prenant comme entrées des caractéristiques de la batterie et des informations provenant de différents capteurs (courant, tension et température). Le Stop and Start désigne une fonction où le moteur est automatiquement stoppé lorsque le véhicule est arrêté par exemple à un feu 20 rouge. Une action du conducteur, comme l'engagement d'une vitesse le fera redémarrer rapidement. L'autorisation de couper le moteur est accordée entre autre, par le BMS en fonction de l'état de santé et de charge de la batterie 12V. Un procédé de micro-hybridation correspond à un ensemble de fonctions qui permettent des gains de consommation et d'émission de CO2 en délestant 25 l'alternateur dans les phases de roulage où le moteur n'a pas un bon rendement, et en augmentant au maximum la tension lors des freinages pour récupérer une partie de l'énergie mécanique et recharger la batterie. Les procédés de gestion d'une batterie électrique de véhicule existent et ont déjà fait l'objet de brevets. On peut, par exemple, citer la demande de 30 brevet US 2006/0091848, qui se rapporte à un tel procédé, et dont la particularité consiste à s'affranchir d'un capteur de courant. L'état de charge de la batterie est estimé de façon approximative, en ne sélectionnant que trois 3033954 2 niveaux : haut, moyen et bas, grâce à la mesure d'une tension sous le démarreur. De cette manière, la tension de charge est positionnée à des valeurs permettant la recharge éventuelle de la batterie. L'état de charge est alors estimé en admettant qu'à une valeur de tension de charge, correspond une valeur de courant de charge pour un état de charge et une température. Or, un tel procédé de gestion présente l'inconvénient que le courant de charge peut prendre des valeurs très différentes à état de charge et tension fixés, en fonction de l'état de sulfatation et de l'historique de la batterie, rendant ainsi aléatoire l'évaluation de l'état de charge de la batterie.

Un procédé de gestion d'une batterie de véhicule selon l'invention, permet de gérer de façon fiable et répétitive, les fonctions Stop and Start et Micro Hybrides en s'affranchissant de l'utilisation d'un capteur de courant. L'invention a pour objet un Procédé de gestion d'une batterie électrique d'un véhicule hybride, pour des fonctions de Stop and Start et de 15 Micro Hybrides, ledit véhicule comprenant un alternateur, un réseau électrique et un calculateur de gestion de ladite batterie. La principale caractéristique d'un procédé selon l'invention est qu'il comprend les étapes suivantes, - une étape de calcul du courant électrique consommé par le 20 véhicule, à partir de la résistance équivalente du réseau électrique du véhicule et de la tension de régulation de l'alternateur, - une étape de pilotage des fonctions de Stop and Start et de Micro Hybrides en fonction du courant consommé ainsi calculé.

25 Grâce à un tel calcul du courant consommé par le véhicule, il n'est plus nécessaire d'utiliser un capteur de mesure dudit courant. Il en résulte un coût réduit dudit véhicule à l'achat. Le fait de passer par la résistance équivalente du réseau électrique et par la tension de régulation de l'alternateur rend le calcul fiable et sûr. La résistance équivalente du réseau est supposée 30 constante sur la période de calcul considérée, et peut être calculée en stabilisant la tension de régulation, pendant un temps prédéfini, à une tension 3033954 3 proche du domaine de tension d'équilibre de la batterie pour que son courant de charge tende vers zéro, quel que soit l'état de charge de la batterie et quelle que soit sa température. La résistance équivalente résulte alors du rapport entre cette tension de régulation et le courant correspondant, délivré 5 par l'alternateur, ledit courant étant par ailleurs calculé au moyen d'une méthode connue. Avantageusement, l'étape de détermination du courant consommé par le véhicule est une étape de calcul réalisée par le calculateur de gestion de la batterie.

10 De façon préférentielle, l'étape de détermination du courant électrique consommé par le véhicule s'effectue en continu, sur des périodes prédéfinies. Il est supposé que sur chaque période considérée, la résistance équivalente est constante. Préférentiellement, un procédé de gestion selon l'invention comprend une étape de détermination de la température de la batterie au moyen d'un calcul réalisé à partir d'au moins un paramètre à choisir parmi les conditions météorologiques, la vitesse du véhicule, la température extérieure et la température de refroidissement du moteur. En effet, la température de la batterie est un paramètre prépondérant, qui va influer significativement sur les conditions de réalisation des fonctions de Stop and Start et de Micro hybrides. De façon avantageuse, un procédé de gestion selon l'invention, comprend une étape de détermination du courant de charge de la batterie afin de détecter une modification de l'intensité du courant électrique consommé par le véhicule. Autrement dit, cette étape a pour but de vérifier en continu la valeur de la résistance équivalente. Lorsqu'une modification significative de celle-ci est détectée, à cause par exemple d'une surconsommation de courant dans le véhicule, le calcul du courant consommé par le véhicule est effectué avec la nouvelle valeur de cette résistance.

3033954 4 Avantageusement, la détermination du courant de charge s'effectue en fonction de la tension de régulation de l'alternateur, pour un état de charge donné de la batterie. De façon préférentielle, un procédé de gestion selon l'invention, 5 comprend une étape de détermination de l'état de charge initial de la batterie au moyen d'une mesure de la tension de pseudo-équilibre de ladite batterie lorsque le véhicule est en parking. Préférentiellement, un procédé de gestion selon l'invention comprend une étape de détermination d'un état de charge seuil prédéfini de la batterie 10 au-delà duquel la fonction Stop and Start peut être activée, ladite étape de détermination s'effectuant au moyen d'essais consistant à réaliser quelques décharges à différents courants et à différentes températures de batterie audit état prédéfini de charge seuil. De façon avantageuse, un procédé de gestion selon l'invention, 15 comprend une étape de détermination d'un état de charge seuil prédéfini de la batterie au-delà duquel la fonction Micro Hybrides peut être activée, ladite étape de détermination s'effectuant à partir du courant électrique consommé par le véhicule et de la mesure de l'intensité de l'alternateur, en affectant à ladite intensité un coefficient de correction en température qui est 20 proportionnel à l'intensité consommée par le véhicule et à la puissance de la batterie. On donne ci-après, une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un procédé de gestion selon l'invention en se référant aux figures 1 à 10. 25 - La figure la est un diagramme illustrant un exemple de variation de la tension de la batterie au cours du temps, - La figure lb est diagramme d'un exemple de variation du courant de la batterie au cours du temps, - La figure lc est un diagramme d'un exemple de variation du courant délivré par l'alternateur au cours du temps, 3033954 5 - La figure 2 est un diagramme de deux exemples de variation du courant de charge en fonction de la tension de régulation de l'alternateur, pour deux états de charge différents, - La figure 3a est un diagramme d'un exemple de variation de la 5 tension de régulation de l'alternateur avec le temps, - La figure 3b est un diagramme d'un exemple de variation du courant de charge de la batterie avec le temps, - La figure 4 est un diagramme d'un exemple de variation de la tension de régulation de l'alternateur au cours du temps lors 10 d'une décharge à courant constant, pour une température donnée, - La figure 5 est un diagramme de trois exemples de variation de la tension de régulation de l'alternateur au cours du temps lors d'une décharge à courant constant, pour trois températures 15 données, - La figure 6a est un diagramme d'un exemple de variation de la tension de la batterie au cours du temps, durant une phase de stop autorisée, - La figure 6b est un diagramme d'un exemple de variation de la 20 tension de la batterie au cours du temps, durant une phase de stop non autorisée, - Les figures 7a, 7b et 7c sont trois diagrammes d'un exemple respectivement de variation du courant de la batterie, de la tension de régulation de l'alternateur, et du courant de 25 l'alternateur au cours du temps, en décharge potentiostatique, - Les figures 8a, 8b et 8c sont trois diagrammes d'un exemple respectivement de variation du courant de la batterie, de la tension de régulation de l'alternateur, et du courant de l'alternateur au cours du temps, illustrant la détection d'un état 30 de charge de la batterie au-dessous du seuil, 3033954 6 - La figure 9a est un diagramme d'un exemple de variation d'un courant alternateur mesuré et d'un courant alternateur de sécurité calculé en fonction du temps, - La figure 9b est un diagramme montrant la variation au cours du 5 temps de la différence entre le courant alternateur mesuré et le courant alternateur de sécurité calculé du diagramme de la figure 9a, - La figure 10 est un diagramme général d'un exemple d'une séquence générale enregistrée sur un véhicule.

10 L'invention se rapporte à un procédé de gestion d'une batterie électrique d'un véhicule hybride, pour des fonctions de Stop and Start et de Micro Hybrides, ledit véhicule comprenant un alternateur, un moteur thermique, un réseau électrique et un BMS. Pour rappel, le Stop and Start désigne une fonction où le moteur est 15 automatiquement stoppé lorsque le véhicule est arrêté par exemple à un feu rouge. Une action du conducteur, comme l'engagement d'une vitesse le fera redémarrer rapidement. L'autorisation de couper le moteur est accordée entre autre, par le BMS en fonction de l'état de santé et de charge de la batterie 12V. Un procédé de micro-hybridation correspond à un ensemble de fonctions 20 qui permettent des gains de consommation et d'émission de CO2 en délestant l'alternateur dans les phases de roulage où le moteur n'a pas un bon rendement, et en augmentant au maximum la tension lors des freinages pour récupérer une partie de l'énergie mécanique et recharger la batterie. De façon générale, un BMS est construit en trois niveaux qui ont 25 comme rôle : Niveau 1 : De protéger le client contre une panne due à un état de charge où à un état de santé insuffisant de la batterie. De maintenir l'état de charge de la batterie dans sa zone de travail et d'en assurer la durée de vie maximale.

30 Niveau 2 : Dans la zone de travail, de déterminer l'état de charge de la batterie pour pouvoir animer les stratégies de gain CO2.

3033954 7 Niveau 3 : Dans la zone de travail définie par le niveau 1 et à l'aide de l'état de charge calculé dans le Niveau 2, d'assurer les stratégies de charge, de décharge ainsi que les autorisations de Stop and Start permettant les diminutions de consommation et les gains en CO2. C'est 5 aussi dans ce niveau que sont définies les lois améliorant le confort de conduite. Seuls les niveaux 1 et 2 sont décrits, les lois du niveau 3 étant par ailleurs déjà connues. Dans une zone dite de travail, le BMS va adapter la tension de 10 l'alternateur de façon à alimenter les consommateurs en utilisant comme source soit la batterie (phase de délestage) soit l'alternateur (phase de charge), de manière à améliorer le rendement de l'ensemble moteur thermique / alternateur. En phase de freinage, la tension de régulation est augmentée au maximum tolérable par le réseau, par exemple à 15V, de façon 15 à ce que la batterie puisse récupérer le maximum d'énergie mécanique. De plus, quand cela est possible, toujours pour diminuer la consommation et les émissions de CO2, le moteur est stoppé lors des arrêts véhicules et les consommateurs sont uniquement alimentés par la batterie. Alors qu'en phase stop, il n'existe pas de limite basse de tension, ce n'est pas le cas en phase de 20 roulage où une limite existe, par exemple 12V, pour certaines fonctions comme la direction assistée. La fonction du BMS est en premier lieu de définir si l'état de charge de la batterie se situe dans la zone de travail et ensuite, dans cette zone de travail de calculer cet état de charge. Le BMS fonctionne à partir de plusieurs données d'entrée, qui vont être 25 détaillées ci-après. le courant consommé ICar par le véhicule. La détermination de ce paramètre constitue le coeur de l'invention. En effet, celle-ci est réalisée au travers d'une étape de calcul afin d'avoir à éviter l'utilisation d'un capteur de mesure dudit courant électrique, constituant une source de coût 30 supplémentaire. De plus, l'absence d'un capteur de mesure de courant permet de réduire le nombre total de capteurs présents dans le véhicule, et donc de 3033954 8 simplifier le réseau de câblage associé auxdits capteurs. Cette étape de calcul s'effectue en continu, sur des périodes prédéfinies durant la durée totale d'une phase de roulage du véhicule. Ce calcul est effectué à partir de la résistance équivalente du réseau électrique du véhicule, et de la tension de régulation de 5 l'alternateur. En supposant que le courant IAlt délivré par l'alternateur est connu, la difficulté est de discriminer la part qui est consommée par le véhicule ICar et la part qui est consacrée à la charge de la batterie ICha. IAlt = ICar + ICha Or, comme la tension de régulation de l'alternateur, UReg, est 10 contrôlée, il suffit de la stabiliser pendant un temps défini à une tension proche du domaine de tension d'équilibre de la batterie pour que son courant de charge ICha tende vers une valeur nulle, quel que soit l'état de charge de la batterie, et quelle que soit sa température. Cette tension peut être la tension sans courant à l'équilibre précédente de la batterie, ou une valeur fixe.

15 Pour cette valeur de tension, par exemple 12.90V, nous obtenons alors l'égalité suivante: IAlt = ICar La consommation électrique du véhicule peut donc être ainsi connue pour la tension de mesure. Cependant, compte tenu du caractère résistif des 20 consommateurs du véhicule, la connaissance du courant ICar n'est pas suffisante pour instruire une jauge. En effet, ce courant va varier avec la tension du réseau. Il est donc plus précis de travailler avec la résistance équivalente du réseau ZRdb, qui peut être calculée ainsi : ZRdb = UReg / IAlt (ou ICar) 25 Sur l'exemple illustré à la figure la, la tension de régulation UReg est amenée à la tension d'équilibre de la batterie, qui est voisine de 13.08V. En se référant à la figure 2b, nous pouvons constater que le courant de charge ICha de la batterie tend vers zéro pour cette valeur de la tension de régulation UReg. En se référant à la figure lc, le courant consommé par le véhicule ICar 3033954 9 et le courant délivré par l'alternateur IAlt sont égaux puisque le courant de charge ICha est nul, et valent 71.31A pour cette valeur de la tension de régulation UReg. On en déduit que la valeur de la résistance équivalente est égale à 13.08/71.31, soit 0.183Q. Il est supposé que cette valeur est 5 constante sur la période durant laquelle s'effectue le calcul du courant consommé par le véhicule. La température de la batterie. Cette donnée est essentielle pour corriger les tensions de seuil sous courant, les valeurs de tension à vide et les calculs de chargeabilité. Cette donnée est en générale mesurée 10 directement sur le terminal de la batterie au travers de la sonde de courant, ou est calculée à partir de données comme le temps, la vitesse du véhicule, la température extérieure et celle du liquide de refroidissement moteur. Sans sonde de courant, c'est le calcul de la température qui est privilégié. Les méthodes utilisées pour ce calcul font appel à la température d'eau moteur au 15 temps et à la vitesse du véhicule, et sont par ailleurs bien connues. Le courant de charge ICha de la batterie. Le calcul de ICha n'est pas directement utilisé pour alimenter la jauge, car celui-ci est trop imprécis. Cette information va, en revanche, servir à la détection d'une modification du courant ICar, et donc à une modification de la résistance 20 équivalente ZRdb. En fonction de la tension du réseau, de l'état de charge de batterie et de la température, la batterie va plus ou moins prélever une partie du courant délivré par l'alternateur. Ce courant de charge est normalement mesuré et transmis au BMS par la sonde de courant. En l'absence de sonde, cette mesure doit passer par une séquence de tension de régulation générée 25 par la commande de l'alternateur. Cette séquence est présentée aux figures la, lb et lc. Cette séquence consiste à faire varier la tension de régulation de l'alternateur UReg entre deux paliers. Sur le palier bas, le courant de charge est négligeable, et il est donc possible de calculer ICar selon la méthode présentée précédemment. La tension UReg est ensuite augmentée, selon une 30 pente compatible avec le confort des passagers, vers un second palier plus élevé, pouvant par exemple être de 15V, où la valeur du courant IAlt est également mesurée. Nous avons alors l'égalité : 3033954 10 IAlt = ICar + AICar + ICha15V où AICar est la variation de ICar liée à l'augmentation de la tension de régulation. ZRdb ayant été mesurée dans l'étape précédente, pour une variation 5 par exemple de 12.9V à 15V, nous avons l'égalité : AICar = (15.00 - 12.90) / ZRdb et donc : AICha15V = IAlt - ICar - AICar Ainsi, nous pouvons déterminer le courant de charge ICha15V de la batterie pour une valeur de la tension de régulation UReg égale à 15V.

10 ICha15V étant connue, il est maintenant possible de construire la courbe donnant le courant de charge de la batterie pour tout le spectre de tensions UReg, car comme le montre la figure 2, cette courbe a une forme très typique qui peut être préprogrammée dans le calculateur. A titre d'exemple, la première courbe référencée 1 correspond à la variation de ICha en fonction de 15 UReg pour un état de charge de la batterie de 70%, et la courbe référencée 2 correspond à la variation de ICha en fonction de UReg pour un état de charge de la batterie de 90%. En se référant aux figures 3a et 3b, la séquence de détermination de ICar et de ICha15V est répétée périodiquement. A chaque fois ces deux 20 valeurs sont déterminées. A la séquence suivante, ICar et ICha15V sont rafraichies. Durant la mission, pour chaque tension UReg, une valeur de ICha sera affectée. Le courant ICha n'est pas directement utilisé comme entrée de la jauge. Il sert à détecter un changement de ZRdb entre deux estimations de 25 celle-ci, par exemple, si une charge supplémentaire est ajoutée ou supprimée, comme des feux ou une ventilation habitacle. Pour ce faire, en se référant aux figures 9a et 9b, le système va calculer en permanence un courant alternateur théorique dit de sécurité, IAltSec en additionnant ICha et ICar et comparer ce courant de sécurité IAltSec avec IAlt.

3033954 11 Si IAltSec devient significativement différent de IAlt, de 10% par exemple, alors cela indique au système que ZRdb a changé et qu'une nouvelle séquence de mesure, conforme à celle illustrée aux figures la, lb et lc, doit être lancée pour rafraîchir les valeurs.

5 L'état de charge initial de la batterie SOCInit. L'état de charge initial est déterminé en mesurant la tension de pseudo équilibre lorsque le véhicule est en parking, en général la nuit. De façon très classique, le calculateur va se réveiller périodiquement, par exemple toutes les deux heures, mesurer et enregistrer sa tension d'alimentation. Comme le courant 10 circulant sur le réseau est très faible, cette tension est proche de celle de la batterie, qui elle-même est proche de sa tension d'équilibre OCV. Comme il existe une relation entre OCV, qui est la tension en circuit ouvert, et l'état de charge SOC, si le temps de parking est suffisant, il est ainsi possible de déterminer l'état de charge initial et de calibrer la jauge pour le prochain 15 usage du véhicule. L'état de charge seuil limite. Celui-ci peut par exemple être fixé à 70% du SOC. Dans la façon proposée de gérer la batterie, deux zones sont définies: une zone de travail et une zone interdite. Dans la zone de travail, les fonctions Stop and Start et Micro Hybrides sont autorisées, et dans la zone 20 interdite, ces fonctions sont inhibées et la tension de régulation est ajustée de façon à privilégier la charge de la batterie. La limite entre ces deux zones est un seuil, pouvant par exemple correspondre à 70% du SOC. La jauge doit normalement pouvoir permettre de situer l'état de charge de la batterie par rapport à ce seuil. Cependant, il est bien connu qu'une jauge peut diverger et 25 n'est pas donc pas complètement fiable. Comme la conséquence d'un état de charge surévalué est la panne par non redémarrage en phase de Stop and Start, il faut s'assurer que la batterie évolue dans sa zone de travail et donc détecter du seuil 70%S0C. L'état du seuil limite en phase stop. Pendant une phase de stop 30 automatique, la batterie alimente seule tous les consommateurs du véhicule. Sous courant constant, la tension de la batterie va évoluer en fonction du 3033954 12 temps selon la forme typique présentée à la figure 4. A courant constant, cette courbe va essentiellement dépendre de la température et de l'état de charge de la batterie. A cela va venir s'ajouter l'historique immédiat de la batterie, comme par exemple une charge prolongée juste avant, et évidemment le 5 vieillissement de ladite batterie. En général, lorsqu'une détection de seuil de SOC existe, elle se fait sur une seule valeur de tension éventuellement corrigée par la température. Cependant, en observant l'allure de cette courbe de décharge, il est évident que le temps intervient significativement, rendant très peu précis une détection sur un seuil unique. Pour améliorer cet état de 10 fait, dans l'invention proposée, nous introduisons non pas un seuil unique de tension, mais une courbe limite de tension en fonction du temps. Donc, à partir de résultats d'essais relativement simples consistants en quelques décharges à différents courants et à différentes températures de batteries à 70% d'état de charge, il est facile d'établir un tableau de valeurs de tension en 15 fonction du temps implémenté dans le BMS. La figure 5 montre un exemple de ce type de réseau, où chaque courbe correspond à une température particulière de la batterie. Ces courbes peuvent également être calculées à l'aide d'un modèle comportementale très simple. Ces méthodes de caractérisations sont très classiques, et déjà connues.

20 Le BMS dispose donc de ces réseaux de courbes ajustées à la puissance CCA de la batterie, qui est une caractéristique implémentée lors de la fabrication du véhicule. En se référant aux figures 6a et 6b, lors d'un stop automatique du moteur, connaissant ICar et la température TBat de la batterie, le BMS va 25 comparer à une fréquence donnée, par exemple toutes les 5 secondes, la valeur de la tension de la batterie UBat avec la valeur correspondante de la table (courbe limite 70%SOC). Tant qu'UBat a une valeur supérieure à cette courbe, la batterie est considérée comme étant en zone de travail et c'est la jauge qui pilote les stratégies.

30 En revanche, si UBat atteint une valeur inférieure à celle attendue de la courbe limite 70%SOC, la batterie est considérée comme étant en zone 3033954 13 interdite, et quel que soit la valeur de l'état de charge calculée par la jauge, les fonctions Stop and Start et Micro Hybrides sont inhibées et UReg est ajustée de façon à garantir la recharge de la batterie. Cette situation prendra fin dès qu'une valeur de SOCInit fiable pourra être déterminée. Si celle-ci est 5 supérieure, par exemple à 80W0SOC, alors les fonctions Stop and Start et Micro Hybrides sont désinhibées et c'est à nouveau la jauge qui pilote les stratégies. L'état du seuil limite en phase Micro Hybrides. Pendant une phase de stop automatique, seule la batterie assure l'alimentation des 10 consommateurs, il n'y a pas de conditions de tensions basses et UBat peut être observée pour des courants de décharge ICar relativement importants. La situation est très différente en roulage. En effet, en cas de délestage de l'alternateur, la tension du réseau ne pourra pas descendre au-dessous d'un seuil Umin, par exemple 12V, de façon à ne pas dégrader certaines fonctions 15 comme la direction assistée électrique. De ce fait, la détection du seuil 70W0SOC devient impossible dès que ICar devient supérieur à la dizaine d'Ampère. Donc, quand ICar sera supérieur à un seuil de courant prédéterminé, si nous ne pouvons pas observer la tension sous courant constant, nous allons observer la variation de courant sous tension constante.

20 En se référant aux figures 7a, 7b et 7c, lorsque la tension du réseau est régulée à Umin, cela correspond à une décharge de type potentiostatique de la batterie. Dans cette situation la contribution du courant batterie IBat à la demande du véhicule ICar va devoir diminuer pour respecter Umin. Donc, pour une demande du véhicule constante ICar, la part de l'alternateur IAlt va devoir 25 augmenter et compenser la différence entre ICar et IAlt. Comme cela est décrit précédemment, nous pouvons estimer ICar et nous mesurons IAlt. En se référant aux figures 8a, 8b et 8c, il peut être affecté à IAlt un seuil corrigé en température IAlt7OW0SOC, proportionnel à ICar et au CCA, nous permettant de détecter le seuil de 70W0SOC. Ce seuil est calculé en 30 permanence à l'aide d'essais de caractérisation classiques. Nous avons l'égalité : 3033954 14 IAlt70%SOC = f (ICar ; TBat; CCA) Si le seuil IAlt70°/0SOC est dépassé, la batterie est considérée comme étant en zone interdite, et quel que soit la valeur de l'état de charge calculée par la jauge, les fonctions Stop and Start et Micro Hybrides sont inhibées et 5 UReg est ajustée de façon à garantir la recharge de la batterie. Cette situation prendra fin dès qu'une valeur de SOCInit fiable pourra être déterminée. Si celle-ci est supérieure, par exemple à 80°/0SOC, alors les fonctions Stop and Start et Micro Hybrides sont désinhibées et c'est à nouveau la jauge qui pilote les stratégies.

10 Une fois tous les paramètres d'entrée déterminés, le BMS permet d'assurer la gestion de la batterie et de piloter les fonctions Start and Stop et micro hybrides à partir des séquences logiques de fonctionnement suivantes. Comme cela est présenté dans introduction, le BMS est constitué en trois niveaux, l'invention permettant de faire fonctionner les deux premiers 15 niveaux, qui sont les plus importants. Entrées initiales implémentées dans le calculateur (BMS) Le CCA de la batterie et la capacité nominale de la batterie CNom. La courbe SOCInit = f(OCV ; T°C) ICha =f (UReg ; t ; TBat), deux points étant mesurées, TBat n'est pas 20 utile. A 70%SOC et CCA = constantes, les tables de UBat70% = f(IBat ; TBat; temps) A 70%SOC et CCA = constantes et UBat = Umin, les tables de IAlt=f(ICar ; TBat ; temps) 25 Avec ICar = IBat + IAlt Ces caractéristiques sont déterminées d'une façon très classique et implémentées dans le BMS lors de la fabrication du véhicule. Le niveau 1 va être appliqué de la manière suivante en fonction des phases de fonctionnement du véhicule.

3033954 15 Véhicule abandonné sur parking : Détermination du SOCInit par réveil et mesure de la tension du réseau toutes les deux heures. Si SOCInit < 70W0SOC = inhibition des fonctions Stop and Start et Micro hybrides mais jauge activée. Désinhibition des fonctions en fonction de la jauge.

5 Véhicule en phase stop : lors d'un arrêt moteur, le BMS scrute l'évolution de la tension réseau qui est équivalente à UBat. En fonction de la distance entre le calculateur et la batterie, une correction des pertes RI du câblage peut être nécessaire. Le BMS compare ensuite UBat aux tables donnant UBat70% = f (IBat ; TBat ; temps) pour 10 vérifier que l'état de charge de la batterie est supérieur à 70W0SOC. Véhicule en roulage en phase micro hybrides : Lors d'un délestage alternateur, le BMS contrôle la tension réseau qui est équivalente à UBat. Si UBat > Umin, le BMS utilise la même séquence qu'en 15 phase stop et compare l'évolution de la tension UBat en fonction du temps aux tables UBat70% = f (IBat ; TBat ; temps) pour vérifier que l'état de charge de la batterie est supérieur à 70W0SOC. Si UBat = Umin, le BMS utilise une séquence spécifique 20 qui consiste à comparer l'évolution du courant alternateur IAlt en fonction du temps avec les tables pour positionner IAlt par rapport à IAlt7OW0SOC. Si dans l'une au l'autre séquence, le système juge que l'état de charge de la batterie est au-dessous de la limite de 70W0SOC, alors quel 25 que soit l'état de la jauge, les fonctions Stop and Start et Micro hybrides sont immédiatement inhibées et la tension de régulation UReg est augmentée au maximum pour privilégier la recharge de la batterie. Ceci reste vrai jusqu'à ce qu'une nouvelle valeur de SOCInit valide puisse être mesurée et la jauge recalée.

30 Ces lois qui s'appliquent au niveau 1 n'ont pas pour unique objectif de palier une dérive de la jauge. Elles ont aussi comme fonction très importante de protéger le client, non seulement contre le vieillissement de la batterie 3033954 16 mais aussi contre le montage, en après-vente, d'une batterie trop petite. En effet, en usine les paramètres de la batterie sont implémentés dans le BMS. En cas de vieillissement : toutes ces lois étant basées sur la tension sous courant, une augmentation de la résistance interne de la batterie va 5 automatiquement provoquer des inhibitions de plus en plus fréquentes des fonctions Stop and Start et Micro hybrides, et delà, des remises en charge de la batterie. On comprend aisément que ce comportement va être très protecteur pour le client. Ce même fonctionnement va également couvrir l'utilisation par erreur 10 d'une batterie classique non adaptée au Stop and Start qui va s'user prématurément. En cas d'utilisation d'une batterie trop petite : la batterie est une des rares pièces du véhicule, qui peut être encore facilement remplacée par le client. De ce fait une erreur de taille est possible et la pièce remplaçante peut 15 s'avérer d'une puissance inférieure à celle d'origine. Là aussi, les lois du niveau 1 vont être très protectrices pour le client, car toutes les lois étant calculées à partir du CCA de la pièce d'origine, le BMS va automatiquement provoquer des inhibitions de plus en plus fréquentes des fonctions S8LS et micro-hybride, et ainsi des remises en charge de la batterie.

20 Les lois du niveau 1 assurant la protection du client, les lois du niveau 2 vont pouvoir être appliquées pour calculer l'état de charge de la batterie et ainsi offrir une base pour les lois de gestion du niveau 3. Le niveau 2 va être appliqué de la manière suivante en fonction des phases de fonctionnement du véhicule.

25 Véhicule abandonné sur parking : Détermination du SOCInit par réveil et mesure de la tension du réseau par exemple toutes les deux heures. Si le temps de parking est suffisant, par exemple 8 heures, au démarrage du véhicule, la jauge va s'initialiser sur la dernière valeur de la SOCInit.et SOCBat% = SOCInit. Si le temps de parking est insuffisant 30 pour rafraîchir la valeur de SOCInit, alors le BMS utilisera la dernière valeur calculée de SOCBatWo.

3033954 17 Véhicule en roulage, mesure initial de ZRdb et de ICha : dès que possible, le BMS commande à l'alternateur le profil de UReg de façon à déterminer ZRdb et ICha. Il est à noter que dans les phases de charge, UReg = UBat.

5 ICar = UBat/ZRdb. Véhicule en roulage en phase Stop : ZRdb ayant été déterminée lors de la phase de roulage précédente, lors des phases de Stop, la jauge peut ainsi décrémenter le SOCBat% de : (((UBat/ZRdb) x temps (s) / 3600) / CNom) x 100 10 Véhicule en roulage en phase micro-hybride : le BMS va faire jouer périodiquement à l'alternateur la séquence décrite aux figures la, lb et lc et ainsi déterminer ZRdb et IChal5V. Lors des phases de délestage de l'alternateur, la jauge peut 15 ainsi décrémenter le SOCBat% de : (((UBat/ZRdb) x temps (s) / 3600) / CNom) x 100 Lors des phases de charge, le BMS peut calculer pour chaque portion de UReg, le courant IChaCalc correspondant : 20 IChaCalc = IAlt - (UBat/ZRdb) et ainsi la jauge peut incrémenter le SOCBat% de : ((IChaCalc x temps (s) / 3600) / CNom) x 100. La détection d'une modification des consommateurs est réalisée 25 comme suit: En arrière-plan, ICha est calculé à partir de IChal5V. A partir de ICha, le BMS calcul en permanence IAltSec : IAltSec = ICha + (UBat/ZRdb) Le BMS peut ainsi comparer en permanence IAltSec et IAlt. Une différence significative entre ces deux termes indiquera une variation de 30 ZRdb qui devra être recalculé le plus vite possible, grâce à une nouvelle séquence comme décrite aux figures la, lb et lc.

3033954 18 Les figures 9a et 9b présente un exemple de l'utilisation de IAltSec pour identifier une modification de la consommation véhicule ou de ZRdb. Comme nous voyons sur la courbe supérieure, vers 250s une charge supplémentaire est enclenchée provoquant une brusque augmentation du 5 courant ICar compensée par l'alternateur et IAlt augmente à son tour. Jusqu'à ce point à 250s, le courant IAltSec, calculé à partir du dernier point de mesure de IChal5V était très proche de IAlt, mais après 250s, les deux valeurs s'écartent beaucoup. Si nous reportons ces écarts comme sur la courbe du dessous, nous constatons qu'il est possible de détecter facilement 10 l'enclenchement de cette nouvelle charge, avec un seuil par exemple, et le BMS peut rapidement imposer un rafraîchissement de la valeur de ZRdb au travers du cycle décrits aux figures la, lb et lc. La figure 10 présente une séquence complète enregistrée sur véhicule illustrant bien le fonctionnement global du système et plus particulièrement de 15 la combinaison entre détermination de ZRdb et le calcul de IAltsec. Dans cet exemple, un premier profile standard permet de déterminer ICar = 13.1A (donc le ZRdb correspondant) et IChal5V. Durant le roulage suivant, grâce à ces valeurs, le système peut calculer le courant IBat et animer la jauge. Vers 250s, le courant ICar passe de 13.1A à 71.3A avec l'addition de 20 consommateurs supplémentaires. IAltSec devenant très différent de IAlt, cette augmentation de charge peut être détectée et une nouvelle séquence de mesure de ICar (ZRdb) et IChal5V est effectuée. Un courant de ICar=71,3A est effectivement estimé. Grâce à ces données fraîches, de nouveau, IBat calculé redevient fiable et IAltSec proche de IAlt. Après 250s de cette nouvelle 25 séquence de roulage, des charges sont cette fois retirées et ICar diminue brutalement de 71.3A à 41.2A. Comme dans la première séquence, IAltSec s'écarte brutalement de IAlt et à nouveau le BMS peut détecter cette modification de charge et demander à ce qu'une nouvelle mesure de ICar et IChal5V soit effectuée. Cette nouvelle séquence permet à nouveau de 30 rafraîchir les valeurs d'entrées. A partir de ces différentes séquences, une jauge peut parfaitement fonctionner et donner une bonne estimation de l'état de charge de la batterie.

3033954 19 Non ne jugeons pas utile d'y ajouter une correction des Ah chargés par un rendement faradique dépendant de l'état de charge et de la température comme il est classique de la faire. En effet, outre que cette correction est insignifiante par rapport à la précision réelle de la jauge, ces paramètres de 5 rendement sont complexes voire impossibles à déterminer expérimentalement. Le niveau 2 va donc générer une jauge qui va servir de base aux lois de gestions du niveau 3.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion d'une batterie électrique d'un véhicule hybride, pour des fonctions de Stop and Start et de Micro Hybrides, ledit véhicule comprenant un alternateur, un réseau électrique et un calculateur de gestion de ladite batterie, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes, - une étape de calcul du courant électrique consommé par le véhicule, à partir de la résistance équivalente du réseau électrique du véhicule et de la tension de régulation de l'alternateur, - une étape de pilotage des fonctions de Stop and Start et de Micro Hybrides en fonction du courant consommé ainsi calculé.
2. 2. Procédé de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de détermination du courant consommé par le véhicule est une étape de calcul réalisée par le calculateur de gestion de la batterie.
3. 3. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de détermination du courant électrique consommé par le véhicule s'effectue en continu, sur des périodes prédéfinies.
4. 4. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination de la température de la batterie au moyen d'un calcul réalisé à partir d'au moins un paramètre à choisir parmi les conditions météorologiques, la vitesse du véhicule, la température extérieure et la température de refroidissement du moteur.
5. 5. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination du courant de charge de la batterie afin de détecter une modification de l'intensité du courant électrique consommé par le véhicule. 3033954 21
6. 6. Procédé de gestion selon la revendication 5, caractérisé en ce que la détermination du courant de charge s'effectue en fonction de la tension de régulation de l'alternateur, pour un état de charge donné de la batterie. 5
7. 7. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination de l'état de charge initial de la batterie au moyen d'une mesure de la tension de pseudo-équilibre de ladite batterie lorsque le véhicule est en parking.
8. 8. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, 10 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination d'un état de charge seuil prédéfini de la batterie au-delà duquel la fonction Stop and Start peut être activée, et en ce que ladite étape de détermination s'effectue au moyen d'essais consistant à réaliser quelques décharges à différents courants et à différentes températures de batterie audit état 15 prédéfini de charge seuil.
9. 9. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination d'un état de charge seuil prédéfini de la batterie au-delà duquel la fonction Micro Hybrides peut être activée, et en ce que ladite étape de détermination 20 s'effectue à partir du courant électrique consommé par le véhicule et de la mesure de l'intensité de l'alternateur, en affectant à ladite intensité un coefficient de correction en température qui est proportionnel à l'intensité consommée par le véhicule et à la puissance de la batterie.