FR3044993B1 - Procede de gestion de puissance pour vehicule automobile hybride - Google Patents

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Abstract

Procédé de gestion de puissance pour véhicule automobile hybride, le véhicule comprenant au moins deux machines électriques (1,2) de traction alimentées par une batterie (6) et un moteur thermique (3) de traction, au moins l'une des machines électriques (1, 2) étant reliée directement aux roues motrices (4, 5) du véhicule, le procédé comprenant les étapes suivantes : - définition d'une machine électrique prioritaire (2) par rapport aux autres machines électriques (1, 2) ; - mise en réserve d'une quantité minimum de puissance (PME2réservée) de la batterie (6), destinée à être utilisée uniquement par la machine électrique prioritaire (2) ; - répartition de la puissance restante (Pmaxiimitée) de la batterie (6), vers les machines électriques non prioritaires (1).

Description

Procédé de gestion de puissance pour véhicule automobile hybride
La présente invention concerne, de manière générale, les véhicules hybrides et se rapporte plus particulièrement à un procédé de gestion de puissance d’un véhicule hybride.
Un véhicule hybride est un véhicule équipé d’au moins deux sources d’énergie différentes, généralement un moteur à combustion interne, et un moteur électrique alimenté par une batterie.
Conventionnellement, les performances du moteur sont mesurées à l’aide de deux grandeurs, le couple exprimé en N.m et la puissance exprimée en watt. Le couple se traduit par un effort correspondant au produit d’une force et d’un bras de levier. La transmission du véhicule agit comme un multiplicateur de couple et l’on distingue ainsi le couple moteur du couple de traction disponible au niveau des arbres des roues motrices. La puissance, quant à elle, est obtenue par combinaison du couple et de la vitesse de rotation du moteur. Une puissance élevée est par conséquent tributaire de régimes élevés.
Par ailleurs, on distingue plusieurs architectures de véhicules hybrides. Les hybrides parallèles, dans lesquels le moteur thermique fournit directement un couple aux roues, se différencient des hybrides séries dans lesquels le moteur thermique n’est, au contraire, pas directement relié aux roues. Dans une architecture hybride série, la batterie peut être rechargée soit par le moteur thermique via une génératrice entraînée par ce dernier, soit par le moteur électrique utilisé en mode générateur. Une troisième architecture, combinée, comprend à la fois les caractéristiques des hybrides parallèles et celles des hybrides séries.
Certains véhicules hybrides sont équipés de plusieurs moteurs électriques, la plupart du temps deux moteurs, capables de fournir une puissance mécanique au véhicule. Ces moteurs électriques sont généralement alimentés par une batterie commune pouvant délivrer une quantité finie de puissance électrique.
Le coût des batteries étant très important, elles sont souvent dimensionnées au plus juste, et il peut arriver dans certaines conditions (froid, niveau de charge faible, etc.) qu’elles ne soient pas capables de fournir suffisamment de puissance électrique pour alimenter en même temps tous les moteurs électriques à leur plein potentiel.
Cette limitation due à la batterie peut poser des problèmes d’agrément de conduite notamment au moment des passages de rapport. Une baisse de puissance peut avoir lieu, se traduisant par exemple par des trous d’accélération et des à-coups de couple. L’invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients et de proposer un procédé de gestion de puissance permettant de régler le compromis entre le temps de passage des rapports et les à-coups de couple au passage des rapports afin d’obtenir un meilleur agrément de conduite.
Il est donc proposé un procédé de gestion de puissance pour véhicule automobile hybride, qui comprend au moins deux machines électriques de traction alimentées par une batterie et un moteur thermique de traction, au moins l’une des machines électriques étant reliée directement aux roues motrices du véhicule.
Le procédé selon l’invention comporte les étapes suivantes : - définition d’une machine électrique prioritaire par rapport aux autres machines électriques ; - mise en réserve d’une quantité minimum de puissance de la batterie, destinée à être utilisée uniquement par la machine électrique prioritaire ; - répartition de la puissance restante de la batterie, vers les machines électriques non prioritaires.
Avantageusement, la machine électrique prioritaire dispose à tout instant d’au moins la quantité minimum de puissance mise en réserve.
De façon plus avantageuse, la machine électrique prioritaire n’est pas directement reliée aux roues motrices du véhicule.
Préférablement, lorsque les machines électriques non prioritaires consomment la totalité de la puissance restante qui leur est attribuée et, consécutivement à une consigne provenant du conducteur d’amener le véhicule à sa pleine performance de traction, la machine électrique prioritaire consomme la quantité de puissance de la batterie mise en réserve pour démarrer le moteur thermique, le moteur thermique étant directement relié aux roues motrices.
On pourra prévoir que le moteur thermique et les machines électriques n’étant pas directement reliés aux roues motrices restituent à la batterie la puissance qu’ils n’ont pas consommée pour fournir de la puissance supplémentaire aux machines électriques directement reliées aux roues.
On pourra également prévoir que la puissance non consommée par les machines électriques non prioritaires est réattribuée à la machine électrique prioritaire. D’autres buts, avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement un groupe motopropulseur destiné à la traction d’un véhicule automobile hybride ; - la figure 2 est un schéma illustrant une répartition de puissance délivrée par une batterie, suivant un procédé de gestion de puissance selon l’invention, appliqué au groupe motopropulseur représenté à la figure 1 ; et - la figure 3 est un schéma illustrant un exemple d’application du procédé de gestion de puissance selon l’invention, exécuté sur le groupe motopropulseur du véhicule automobile hybride de la figure 1.
La figure 1 illustre le groupe motopropulseur d’un véhicule automobile hybride. Pour tracter le véhicule, le groupe comprend, de préférence, au moins deux machines électriques 1 et 2, ici au nombre de deux, alimentées par une batterie 6, un moteur thermique 3, et une boîte de vitesses 7. En outre, le groupe est relié à deux roues motrices 4 et 5.
Dans l’exemple illustré, l’architecture du véhicule est hybride combinée. Les deux machines électriques 1 et 2 ainsi que le moteur thermique 3 sont agencés de façon à pouvoir fonctionner en hybride série, en hybride parallèle ou en hybride combiné série/parallèle. L’architecture illustrée permet à la fois au moteur thermique 3 et aux deux machines électriques 1 et 2 d’être directement reliés aux roues motrices 4 et 5.
Comme illustré à la figure 2, dans le procédé de gestion selon l’invention, une machine électrique est définie comme prioritaire par rapport à l’autre machine électrique ou, dans le cas où ce groupe motopropulseur compte plus de deux machines électriques, aux autres machine électriques. Dans l’exemple illustré, la machine électrique 2 est choisie comme étant prioritaire par rapport à la seconde machine électrique 1.
La batterie 6 a la capacité de délivrer une certaine puissance Pmax pour le fonctionnement des machines électriques 1 et 2. Cette puissance maximale subit une limitation 8 de sorte qu’une partie de la puissance totale Pmax apte à être délivrée par la batterie 6 est mise en réserve. Cette puissance réservée est notée P ME2réservée et ne pourra être consommée que par la machine électrique 2. Une partie de la puissance restante notée Pmaxiimitée pourra être consommée par la machine électrique 1, alors qu’une autre partie pourra être consommée par la machine électrique 2. Avantageusement, cette quantité de puissance P ME2réservée est disponible à tout instant, de sorte que cette quantité de puissance, au minimum, pourra être utilisée par la machine électrique 2 prioritaire à tout instant. A titre d’exemple, la figure 3 illustre une application du procédé de gestion de puissance selon l’invention. Dans l’exemple illustré, le véhicule fonctionne selon une architecture parallèle dans laquelle le moteur thermique 3 et la machine électrique 1, préalablement définie comme non prioritaire, sont directement reliés aux roues motrices 4 et 5 pour leur transmettre un couple, par l’intermédiaire de la boîte de vitesses 7. Au contraire, la machine électrique 2, définie comme prioritaire, n’est pas reliée directement aux roues motrices 4 et 5. Dans cet exemple, le véhicule est tracté au moyen de la machine électrique 1 uniquement, fonctionnant à sa puissance maximale, et consommant toute la puissance restante Pmaxiimitée disponible. Le moteur thermique 3 est quant à lui éteint et le véhicule n’est tracté qu’électriquement. Le conducteur décide alors d’accélérer et d’amener le véhicule à sa pleine performance. Il communique la consigne 9 adéquate au véhicule. Afin d’amener le véhicule à sa pleine performance, celui-ci doit passer en mode hybride et le moteur thermique 3 doit être démarré. La machine électrique 2 prioritaire peut alors consommer la puissance P ME2réservée mise en réserve et démarrer le moteur thermique 3. De cette façon, la traction du véhicule est amenée à sa pleine performance 10.
Dans cet exemple, sans cette réservation de puissance, le véhicule n’aurait pas été en mesure de délivrer une partie de la puissance pour démarrer le moteur thermique 3, celle-ci étant entièrement utilisée par la machine électrique 1. En conséquence, le véhicule aurait été contraint de diminuer significativement la puissance accordée à la machine électrique 1 afin de pouvoir démarrer le moteur thermique 3, ce qui se serait traduit par des à-coups de couple et une décélération. La mise en réserve d’une quantité de puissance PME2réservée permet donc au véhicule de pouvoir répondre efficacement à la sollicitation du conducteur.
La valeur de P ME2réservée influence directement le temps de changement de rapport et l’importance du trou de couple. Plus cette valeur sera grande, plus le temps de changement de rapport sera grand et le trou de couple faible, et inversement pour une mise en réserve de la puissance de plus en plus réduite.
Par conséquent, la valeur de PME2réservée pourra être choisie de manière à sélectionner le meilleur compromis entre le temps de changement de rapport et le trou de couple.
On pourra prévoir que la puissance non consommée par les machines électriques non prioritaires, s’agissant dans cet exemple de la machine électrique 1, soit réattribuée et destinée à la machine électrique prioritaire, ici la machine électrique 2. De cette façon, la machine électrique 2 prioritaire dispose de la quantité minimum de puissance PME2réservée mais également d’une quantité additionnelle, permettant de régler de manière encore plus avantageuse le compromis entre le temps de passage des rapports et les à-coups de couple au passage des rapports pour obtenir un meilleur agrément de conduite
On pourra également prévoir que, lorsque le mode de fonctionnement du véhicule est hybride série, c’est-à-dire lorsque le moteur thermique 3 n’est pas directement relié aux roues motrices 4 et 5, de même que, dans cet exemple, la machine électrique 2 prioritaire, l’ensemble du moteur thermique et de la machine électrique 2 puissent restituer à la batterie 6 la puissance qu’ils n’ont pas consommée pour fournir de la puissance supplémentaire aux machines électriques directement reliées aux roues, correspondant dans l’exemple illustré à la machine électrique 1.

Claims (3)

  1. 7 REVENDICATIONS
    1. Procédé de gestion de puissance pour véhicule automobile hybride, le véhicule comprenant au moins deux machines électriques (1,2) de traction alimentées par une batterie (6) et Un moteur thermique (3) de traction, au moins l’une des machines électriques (1) étant reliée directement aux roues motrices (4, 5) du véhicule, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : - définition d’une machine électrique prioritaire (2) par rapport aux autres machines électriques (1, 2) ; - mise en réserve d’une quantité minimum de puissance (PME2réservée) de la batterie (6), destinée à être utilisée uniquement par la machine électrique prioritaire (2) ; - répartition de la puissance restante (Pmaxiimitée) de la batterie (6), vers les machines électriques non prioritaires (1).
  2. 2. Procédé de gestion de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que la machine électrique prioritaire (2) dispose à tout instant d’au moins la quantité minimum de puissance (P ME2réservée) mise en réserve. 3. Procédé de gestion de puissance selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la machine électrique prioritaire (2) n’est pas directement reliée aux roues motrices (4, 5) du véhicule. 4. Procédé de gestion de puissance selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lorsque les machines électriques non prioritaires (1) consomment la totalité de la puissance restante (Pmaxiimitée) qui leur est attribuée et, consécutivement à une consigne (9) provenant du conducteur d’amener le véhicule à sa pleine performance de traction, la machine électrique prioritaire (2) consomme la quantité de puissance (PME2réservée) de la batterie mise en réserve pour démarrer le moteur thermique (3), le moteur thermique (3) étant directement relié aux roues motrices (4, 5). 5. Procédé de gestion de puissance selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur thermique (3) et 8 les machines électriques (2) n’étant pas directement reliés aux roues motrices (4, 5) restituent à la batterie (6) la puissance qu’ils n’ont pas consommée pour fournir de la puissance supplémentaire aux machines électriques (1) directement reliées aux roues (4, 5).
  3. 6. Procédé de gestion de puissance selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la puissance non consommée par les machines électriques non prioritaires (1) est réattribuée à la machine électrique prioritaire (2),
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