FR3114913A1 - METHOD FOR VEHICLE BATTERY VOLTAGE MANAGEMENT - Google Patents

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FR3114913A1 FR2010076A FR2010076A FR3114913A1 FR 3114913 A1 FR3114913 A1 FR 3114913A1 FR 2010076 A FR2010076 A FR 2010076A FR 2010076 A FR2010076 A FR 2010076A FR 3114913 A1 FR3114913 A1 FR 3114913A1
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Abstract

La présente concerne un procédé de gestion de tension d’une batterie (10) de véhicule équipé d’un réseau de bord avec au moins un consommateur électrique, comprenant une mesure de température (11) de la batterie (10), caractérisé en ce qu’on détermine (50) partir de la température (11) de la batterie (10) une tension minimale batterie (52) et une tension maximale de batterie (52) entre lesquelles la protection thermique de la batterie (10) est jugée assurée, on détermine (20) une consigne préalable (21) de tension de batterie, on détermine (70) une consigne finale (71) de tension de la batterie (10) en fonction de la consigne préalable (21) et des tensions minimale et maximale de batterie autorisées. Figure 1The present relates to a method for managing the voltage of a battery (10) of a vehicle equipped with an on-board network with at least one electrical consumer, comprising a measurement of the temperature (11) of the battery (10), characterized in that that a minimum battery voltage (52) and a maximum battery voltage (52) are determined (50) from the temperature (11) of the battery (10) between which the thermal protection of the battery (10) is deemed to be ensured , a preliminary setpoint (21) for the battery voltage is determined (20), a final setpoint (71) for the voltage of the battery (10) is determined (70) as a function of the preliminary setpoint (21) and the minimum voltages and maximum battery allowed. Figure 1

Description

PROCEDE DE GESTION DE TENSION D’UNE BATTERIE POUR VEHICULEMETHOD FOR VEHICLE BATTERY VOLTAGE MANAGEMENT

La présente invention concerne le domaine automobile, notamment celui de la gestion énergétique d’un stockeur électrique, sous contrainte thermique, pour des véhicules thermiques, hybrides ou électriques.The present invention relates to the automotive field, in particular that of the energy management of an electric storage device, under thermal stress, for thermal, hybrid or electric vehicles.

L’utilisation de stockeurs électriques 12V au Lithium, comme batteries de servitude dans l’automobile, sera de plus en plus répandue. Ce type de stockeur apporte des avantages certains, notamment en terme de poids, de densité d’énergétique. Néanmoins, il est nécessaire de systématiquement s’assurer que ce type de composant opère dans des limites en températures, permettant une utilisation en toute sécurité.The use of 12V Lithium electric storage devices, as service batteries in the automobile, will be more and more widespread. This type of storer brings certain advantages, particularly in terms of weight and energy density. Nevertheless, it is necessary to systematically ensure that this type of component operates within temperature limits, allowing safe use.

On connait du document FR2941102B1 un procédé de pilotage de super condensateurs dans lequel en cas de problème thermique il est prévu une régulation des super condensateurs à une tension fixe prédéterminée. Ce procédé ne permet donc pas d’adapter en dynamique la régulation électrique.Document FR2941102B1 discloses a control method for super capacitors in which, in the event of a thermal problem, regulation of the super capacitors at a predetermined fixed voltage is provided. This process therefore does not make it possible to dynamically adapt the electrical regulation.

L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné.The aim of the invention is to overcome at least one of the drawbacks of the aforementioned state of the art.

Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un procédé de gestion de tension d’une batterie de véhicule équipé d’un réseau de bord avec au moins un consommateur électrique, comprenant une mesure de température de la batterie, caractérisé en ce que :
-on détermine à partir de la température de la batterie une tension minimale batterie et une tension maximale de batterie entre lesquelles la protection thermique de la batterie est jugée assurée,
-on détermine une consigne préalable de tension de batterie,
-on détermine une consigne finale de tension de la batterie en fonction de la consigne préalable et des tensions minimale et maximale de batterie autorisées.
To achieve this objective, there is provided according to the invention a method for managing the voltage of a vehicle battery equipped with an on-board network with at least one electrical consumer, comprising a temperature measurement of the battery, characterized in that that :
-on the basis of the battery temperature, a minimum battery voltage and a maximum battery voltage are determined between which the thermal protection of the battery is deemed to be ensured,
-a preliminary battery voltage set point is determined,
a final battery voltage setpoint is determined as a function of the prior setpoint and the minimum and maximum battery voltages authorized.

L’effet technique est de permettre d’ajuster en continu et au plus juste la valeur de la tension de consigne en fonction de la contrainte thermique de la batterie.The technical effect is to make it possible to adjust continuously and as precisely as possible the value of the setpoint voltage according to the thermal stress of the battery.

Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons :Various additional features may be provided, alone or in combination:

Selon une réalisation, la consigne finale de tension est :
-égale à la tension minimale si la consigne de tension préalable est inférieure à la tension minimale,
-égale à la consigne de tension préalable si la consigne de tension préalable est comprise entre la tension minimale et la tension maximale,
-égale à la tension maximale si la tension maximale est inférieure à la consigne de tension préalable.
According to one embodiment, the final voltage setpoint is:
- equal to the minimum voltage if the prior voltage setpoint is lower than the minimum voltage,
- equal to the prior voltage setpoint if the prior voltage setpoint is between the minimum voltage and the maximum voltage,
- equal to the maximum voltage if the maximum voltage is less than the prior voltage setpoint.

Selon une réalisation, la tension minimale batterie et la tension maximale de batterie sont déterminés respectivement à partir d’une intensité minimale et d’une intensité maximale.According to one embodiment, the minimum battery voltage and the maximum battery voltage are determined respectively from a minimum intensity and a maximum intensity.

Selon une réalisation, on détermine à partir de la mesure de température un niveau de criticité thermique et on détermine à partir de ce niveau de criticité thermique l’intensité minimale et l’intensité maximale.According to one embodiment, a level of thermal criticality is determined from the temperature measurement and the minimum intensity and the maximum intensity are determined from this level of thermal criticality.

Selon une réalisation, on détermine à partir du niveau de criticité thermique une information relative à une demande de délestage d’au moins un consommateur électrique du réseau de bord.According to one embodiment, information relating to a load shedding request from at least one electrical consumer of the on-board network is determined from the level of thermal criticality.

Selon une réalisation, le niveau de criticité thermique comprend trois niveaux de criticité croissante déterminés selon que la température de batterie est respectivement inférieure à un premier seuil de température, ou compris entre le premier seuil de température et un deuxième seuil de température, ou supérieure au second seuil de température, le second seuil de température étant supérieur au premier seuil de température.According to one embodiment, the level of thermal criticality comprises three levels of increasing criticality determined according to whether the battery temperature is respectively lower than a first temperature threshold, or between the first temperature threshold and a second temperature threshold, or higher than the second temperature threshold, the second temperature threshold being greater than the first temperature threshold.

Selon une réalisation, le premier seuil de température est de 60°C et le second seuil de température est de 80°C.According to one embodiment, the first temperature threshold is 60°C and the second temperature threshold is 80°C.

Selon une réalisation, on détermine une tension à vide de la batterie, on détermine une résistance interne de la batterie, la tension minimale de batterie étant alors égale à la valeur maximum choisie entre :
-la valeur d’une tension minimale garantissant le fonctionnement du réseau de bord du véhicule et
-la valeur de la tension à vide plus le produit de la résistance interne et de l’intensité minimale de batterie.
According to one embodiment, an off-load voltage of the battery is determined, an internal resistance of the battery is determined, the minimum battery voltage then being equal to the maximum value chosen between:
-the value of a minimum voltage guaranteeing the operation of the vehicle's on-board network and
- the value of the no-load voltage plus the product of the internal resistance and the minimum battery current.

L’invention a aussi pour objet un véhicule comprenant une batterie et un réseau de bord équipé d’au moins un consommateur électrique, caractérisé en ce qu’il comprend les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des variantes précédemment décrites.The invention also relates to a vehicle comprising a battery and an on-board network equipped with at least one electric consumer, characterized in that it comprises the means for acquisition, processing by software instructions stored in a memory as well as the control means required to implement the method according to any one of the previously described variants.

Selon une réalisation, la batterie est une batterie Lithium-Ion.According to one embodiment, the battery is a Lithium-Ion battery.

D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures dans lesquelles :Other features and advantages will appear on reading the description below of a particular, non-limiting embodiment of the invention, made with reference to the figures in which:

: représente schématiquement des étapes et sous-étapes du procédé de gestion de tension de batterie de véhicule selon la présente invention. : schematically represents steps and sub-steps of the vehicle battery voltage management method according to the present invention.

La représente les étapes et sous-étapes du procédé de gestion de tension de batterie pour une batterie de véhicule.There shows the steps and sub-steps of the battery voltage management method for a vehicle battery.

Le véhicule comprend la batterie 10 qui est un stockeur électrique basse tension fonctionnant aux environs de 12 volts. Cette batterie 10 est de préférence de type Lithium-Ion. Le véhicule comprend les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à mise en œuvre du procédé de l’invention.The vehicle includes the battery 10 which is a low voltage electrical storage device operating at around 12 volts. This battery 10 is preferably of the Lithium-Ion type. The vehicle comprises the means of acquisition, processing by software instructions stored in a memory as well as the control means required to implement the method of the invention.

Cette invention décrit un procédé permettant, lorsque la température de la batterie dépasse certains seuils, d’adapter dynamiquement le courant circulant dans la batterie d’une part, pour limiter les échauffements. D’autre part ce procédé permet d’agir sur la consommation du réseau électrique 12V du véhicule, en réduisant préventivement, la consommation de consommateurs électriques non indispensables, de façon à prioriser l’énergie du générateur électrique à d’éventuelles besoins futurs liés à la sécurité.This invention describes a method making it possible, when the temperature of the battery exceeds certain thresholds, to dynamically adapt the current flowing in the battery on the one hand, to limit overheating. On the other hand, this process makes it possible to act on the consumption of the 12V electrical network of the vehicle, by preventively reducing the consumption of non-essential electrical consumers, so as to prioritize the energy of the electrical generator to possible future needs related to Security.

Dans le cas d’un véhicule utilisant une batterie 10, ce procédé permet d’éviter son échauffement trop important, qui peut conduire à sa mise en protection par déconnexion du réseau de bord.In the case of a vehicle using a battery 10, this process makes it possible to avoid its excessive heating, which can lead to its protection by disconnection from the on-board network.

Cette situation est problématique car dans ce cas, la batterie n’est plus reliée au réseau de bord 12V du véhicule et ne peut donc plus être utilisée en support du générateur, pour alimenter les organes sécuritaires en cas de manœuvre d’urgence.This situation is problematic because in this case, the battery is no longer connected to the vehicle's 12V on-board network and can therefore no longer be used to support the generator, to supply the safety components in the event of an emergency maneuver.

Pour cela, cette invention réalise les actions suivantes :For this, this invention performs the following actions:

D’une part, elle détermine le niveau de criticité de la contrainte thermique de la batterie 10 à prendre en compte.On the one hand, it determines the level of criticality of the thermal stress of the battery 10 to be taken into account.

D’autre part, à partir de l’évolution thermique de la batterie 10, le procédé détermine un courant batterie minimal et maximal à respecter, dans le cadre de l’exploitation de la batterie 10, ainsi qu’un besoin de délestage de consommateurs électriques non indispensables, pouvant être plus ou moins important.On the other hand, from the thermal evolution of the battery 10, the method determines a minimum and maximum battery current to be respected, within the framework of the operation of the battery 10, as well as a need for load shedding of consumers electrical non-essential, which can be more or less important.

Par ailleurs, elle calcule la tension en circuit ouvert de la batterie 10.Furthermore, it calculates the open circuit voltage of battery 10.

Elle détermine également les contraintes en tension minimale et maximale à respecter pour la consigne de tension de régulation devant être appliquée aux bornes de la batterie 10.It also determines the minimum and maximum voltage constraints to be observed for the regulation voltage setpoint to be applied to the terminals of the battery 10.

Enfin, elle détermine une consigne de tension à appliquer aux bornes de la batterie 10, pour respecter des besoins pouvant notamment être liés à la régulation de son état de charge, tout en prenant en compte le besoin de limiter l’échauffement du dit stockeur.Finally, it determines a voltage setpoint to be applied to the terminals of the battery 10, to meet needs which may in particular be linked to the regulation of its state of charge, while taking into account the need to limit the heating of said storer.

Cette invention peut se décomposer principalement en cinq sous fonctions et étapes décrites ci-après.This invention can be broken down mainly into five sub-functions and steps described below.

Au bloc 30 on détermine un niveau de criticité de l’échauffement la batterie 10, en fonction de sa température mesurée par un calculateur (Battery Management System en anglais ou BMS), lié à la batterie 10 et dont le rôle est de mesurer et calculer les paramètres utiles de la batterie 10. Ce niveau de criticité sert à adapter la gestion énergétique du réseau de bord 12V du véhicule, pour réduire si nécessaire, les sollicitations de la batterie 10. Cette fonction 30 utilise comme paramètre d’entrée la température 11 de la batterie. A partir de cette donnée d’entrée, le bloc 30 fournit en sortie le niveau de criticité thermique 31.In block 30, a level of criticality of the overheating of the battery 10 is determined, according to its temperature measured by a computer (Battery Management System in English or BMS), linked to the battery 10 and whose role is to measure and calculate the useful parameters of the battery 10. This level of criticality is used to adapt the energy management of the vehicle's 12V on-board network, to reduce, if necessary, the demands on the battery 10. This function 30 uses the temperature 11 as input parameter drums. From this input data, the block 30 outputs the thermal criticality level 31.

Le niveau de criticité thermique 31 pourra prendre 3 valeurs (Niveau_0, Niveau_1 et Niveau_2) qui seront l’image de la nécessité d’agir, pour limiter ou réduire les sollicitations énergétiques de la batterie 10, ayant un impact sur sa température.The thermal criticality level 31 can take 3 values (Level_0, Level_1 and Level_2) which will reflect the need to act, to limit or reduce the energy demands on the battery 10, having an impact on its temperature.

Ainsi l’information de niveau de criticité thermique sera définie de la façon suivante :Thus, the thermal criticality level information will be defined as follows:

Pour une température batterie 11 inférieure ou égale à un premier seuil de température T0, le niveau de criticité thermique 31 sera Niveau_0.For a battery 11 temperature less than or equal to a first temperature threshold T0, the thermal criticality level 31 will be Level_0.

Pour une température batterie 11 supérieure au premier seuil de température T0 mais inférieure ou égale à un second seuil de température T1, le niveau de criticité thermique 31 sera Niveau_1.For a battery 11 temperature greater than the first temperature threshold T0 but less than or equal to a second temperature threshold T1, the thermal criticality level 31 will be Level_1.

Pour une température batterie 11 supérieure au second seuil de température T1, le niveau de criticité thermique 31 sera Niveau_2.For a battery 11 temperature above the second temperature threshold T1, the thermal criticality level 31 will be Level_2.

A titre indicatif les deux seuils en température peuvent être T0 = 60°C et T1 = 80°C. Une cartographie en fonction de différents seuils de température du stockeur peut être utilisée pour déterminer en sortie le niveau de criticité thermique 31.As an indication, the two temperature thresholds can be T0 = 60°C and T1 = 80°C. A map according to different storage temperature thresholds can be used to determine the level of thermal criticality 31 at the output.

Au bloc 40, le niveau de criticité thermique 31 de la batterie 10 est converti en contraintes électriques sur le courant circulant dans la batterie 10, en charge comme en décharge, de façon à limiter si nécessaire les sollicitations énergétiques de la batterie 10 pouvant avoir un impact sur sa température.In block 40, the level of thermal criticality 31 of battery 10 is converted into electrical stresses on the current flowing in battery 10, both on charge and on discharge, so as to limit, if necessary, the energy stresses on battery 10 which may have a impact on its temperature.

Plus précisément, plus la criticité thermique 31 liée à l’échauffement de la batterie 10 sera importante, plus il faudra limiter sa plage d’utilisation en courant pour limiter son échauffement.More precisely, the greater the thermal criticality 31 linked to the heating of the battery 10, the more it will be necessary to limit its range of use in current to limit its heating.

Cette fonction 40 produit donc les limites minimales et maximales à ne pas dépasser, pour le courant circulant dans la batterie 10, en charge comme en décharge, de façon à limiter son échauffement.This function 40 therefore produces the minimum and maximum limits not to be exceeded, for the current flowing in the battery 10, in charge as in discharge, so as to limit its heating.

Par ailleurs, un mécanisme supplémentaire permet de demander le délestage autrement dit une désactivation d’au moins un consommateur électrique du réseau basse tension, de certains composants électriques dit non prioritaires comme les organes de confort thermiques du véhicule tels que par exemple des sièges chauffants, lunette chauffante, etc. Cette délestage qui peut être plus ou moins important, selon la criticité de l’échauffement de la batterie 10.Furthermore, an additional mechanism makes it possible to request the load shedding, in other words a deactivation of at least one electrical consumer from the low voltage network, of certain so-called non-priority electrical components such as the thermal comfort components of the vehicle such as for example heated seats, heated window, etc. This load shedding, which can be more or less important, depending on the criticality of the heating of the battery 10.

Ce délestage a pour objectif de réduire la consommation électrique du réseau de bord du véhicule, pour prioriser les capacités de fourniture en énergie électrique du producteur électrique 12V du véhicule. Ce producteur électrique peut être un alternateur ou convertisseur de tension DC/ DC associé à une batterie dite haute tension par exemple 48V ou 400V), vers d’éventuels besoins d’alimentation futurs des consommateurs sécuritaires du véhicule tels que par exemple un contrôleur de trajectoire électronique, usuellement désigné ESP, une direction à assistance électrique, en cas de manœuvre d’urgence tels par exemple un freinage ou un évitement.The purpose of this load shedding is to reduce the electrical consumption of the vehicle's on-board network, to prioritize the electrical energy supply capacities of the vehicle's 12V electrical producer. This electrical producer can be an alternator or DC / DC voltage converter associated with a so-called high voltage battery (for example 48V or 400V), towards possible future power needs of the vehicle's safety consumers such as for example a trajectory controller electronic, usually referred to as ESP, electric power steering, in the event of an emergency maneuver such as braking or evasive action.

En effet, la batterie 10 étant à une température pouvant être critique, il est nécessaire d’agir d’une part sur sa sollicitation énergétique, pour éviter qu’elle ne se mette en protection, ce qui se traduirait par sa déconnexion du réseau de bord 12V du véhicule et donc par l’impossibilité pour elle, d’assurer les besoins sécuritaires qui lui sont alloués, dans le cadre des manœuvre d’urgence du véhicule.Indeed, the battery 10 being at a temperature that can be critical, it is necessary to act on the one hand on its energy demand, to prevent it from going into protection, which would result in its disconnection from the network of 12V board of the vehicle and therefore by the impossibility for it, to ensure the security needs which are allocated to it, within the framework of the emergency maneuvers of the vehicle.

D’autre part, les performances de la batterie 10 pouvant être dégradées en fonction de la température, une réduction préventive de la consommation du réseau de bord dans ce cas de figure, permet de prioriser l’énergie du producteur d’énergie électrique du véhicule vers les besoins liés à la sécurité de l’utilisateur le temps de la stabilisation de la batterie 10.On the other hand, the performance of the battery 10 can be degraded depending on the temperature, a preventive reduction of the consumption of the on-board network in this case, makes it possible to prioritize the energy of the producer of electrical energy of the vehicle towards user safety needs battery stabilization time 10.

Ainsi, cette fonction 40 utilise comme paramètre d’entrée le niveau de criticité thermique 31 défini au bloc 30. A partir de cette donnée d’entrée, le bloc 40 fournit en sortie une information relative à une demande de délestage 41, une intensité minimale de batterie 42, une intensité maximale de batterie 43.Thus, this function 40 uses as input parameter the level of thermal criticality 31 defined in block 30. From this input data, block 40 outputs information relating to a load shedding request 41, a minimum intensity of battery 42, a maximum intensity of battery 43.

Pour cela nous pourrons considérer les paramètres en courant ci-dessous :
I_batt_min_0 : 1erSeuil de courant batterie minimal, en A (par exemple -100 A).
I_batt_min_1 : 2èmeSeuil de courant batterie minimal, en A (par exemple -30 A)
I_batt_max_0 : 1erSeuil de courant batterie maximal, en A (par exemple 80 A)
I_batt_max_1 : 2èmeSeuil de courant batterie maximal, en A (par exemple 30 A)
For this we can consider the current parameters below:
I_batt_min_0: 1st minimum battery current threshold, in A (for example -100 A).
I_batt_min_1: 2nd minimum battery current threshold, in A (for example -30 A)
I_batt_max_0: 1st maximum battery current threshold, in A (for example 80 A)
I_batt_max_1: 2nd maximum battery current threshold, in A (for example 30 A)

Avec, par convention une intensité négative qui désigne un courant de charge de la batterie et une intensité positive qui désigne un courant de décharge de la batterie.With, by convention, a negative intensity which designates a battery charging current and a positive intensity which designates a battery discharging current.

Les courants de batterie limites (i.e. l’intensité minimale de batterie 42 et l’intensité maximale de batterie 43) autorisés, ainsi que la demande de délestage 41 des consommateurs électriques non essentiels du réseau de bord, seront définis de la façon suivante :The limit battery currents (i.e. the minimum battery current 42 and the maximum battery current 43) authorised, as well as the request for load shedding 41 of the non-essential electrical consumers of the on-board network, will be defined as follows:

IBatterie min(42)I Min Battery (42) IBatterie max(43)I Max Battery (43) Demande délestage (41)Load shedding request (41) Niveau de criticité thermique (31)Thermal criticality level (31) Niveau_0Level_0 I_batt_min_0I_batt_min_0 I_batt_max_0I_batt_max_0 FAUXFAKE Niveau_1Level 1 I_batt_min_1I_batt_min_1 I_batt_max_1I_batt_max_1 FAUXFAKE Niveau_2Level 2 00 00 VRAITRUE

Au bloc 60 on estime la tension à vide 61 de la batterie 10, à partir des paramètres instantanés de tension de batterie 14, intensité de batterie 13 et de résistance interne 12 de la batterie connus à chaque instant, grâce au calculateur BMS. A partir de ces données d’entrée, le bloc 60 fournit en sortie la tension à vide 61.In block 60, the no-load voltage 61 of the battery 10 is estimated, from the instantaneous parameters of battery voltage 14, battery intensity 13 and internal resistance 12 of the battery known at each instant, thanks to the BMS computer. From these input data, block 60 outputs the open circuit voltage 61.

La tension à vide 61 de la batterie 10 est égale à la tension de batterie 14 moins le produit de l’intensité de batterie 13 et de la résistance interne 12 de la batterie 10. Cette tension à vide peut être ensuite filtrée, en utilisant par exemple un filtre passe bas du 1erordre, de façon à disposer d’une information moins bruitée.The open circuit voltage 61 of the battery 10 is equal to the voltage of the battery 14 minus the product of the current of the battery 13 and the internal resistance 12 of the battery 10. This open circuit voltage can then be filtered, using by example a 1 st order low pass filter, so as to have less noisy information.

Au bloc 50, on détermine les tensions minimales 52 et maximales 51 autorisées aux bornes de la batterie 10, en fonction des limites de courant minimal 42 et maximal 43 voulus pour cette batterie 10, de façon à limiter son échauffement.In block 50, the minimum 52 and maximum 51 voltages authorized at the terminals of the battery 10 are determined, as a function of the minimum 42 and maximum 43 current limits desired for this battery 10, so as to limit its heating.

La tension maximale 51 et la tension minimale 52 de la batterie 10, pour respecter ses contraintes thermiques sont alors calculées, en fonction des courants limites autorisés, 42,43, de la résistance interne 12 et de la tension à vide 61 estimées.The maximum voltage 51 and the minimum voltage 52 of the battery 10, to respect its thermal constraints are then calculated, according to the authorized limit currents, 42.43, of the internal resistance 12 and of the no-load voltage 61 estimated.

La tension maximale 51 est égale à la tension à vide 61 plus le produit de la résistance interne 12 et de l’intensité maximale de batterie 43.The maximum voltage 51 is equal to the no-load voltage 61 plus the product of the internal resistance 12 and the maximum battery current 43.

Pour calculer la tension minimale 52 de batterie autorisée, un paramètre supplémentaire définissant la contrainte de tension minimale de régulation de la batterie 10, à considérer dans toutes les situations de vie, pour garantir notamment une tension minimale aux bornes du réseau de bord du véhicule sera prise en compte.To calculate the minimum authorized battery voltage 52, an additional parameter defining the minimum regulation voltage constraint of the battery 10, to be considered in all life situations, in particular to guarantee a minimum voltage at the terminals of the on-board network of the vehicle will be taken into account.

Si la tension de la batterie 10 est comprise entre la tension maximale 51 et tension minimale 52, la protection thermique de la batterie 10 est considérée comme assurée.If the voltage of battery 10 is between maximum voltage 51 and minimum voltage 52, thermal protection of battery 10 is considered to be assured.

La tension minimale de régulation de la batterie 10 à appliquer aux bornes de la batterie 10 pour garantir le fonctionnement du réseau de bord du véhicule sera par exemple une valeur constante prédéterminée, par exemple 12.3V.The minimum regulation voltage of the battery 10 to be applied to the terminals of the battery 10 to guarantee the operation of the on-board network of the vehicle will for example be a predetermined constant value, for example 12.3V.

La tension minimale 52 de batterie est alors égale à la valeur maximum choisie entre :The minimum battery voltage 52 is then equal to the maximum value chosen between:

-la valeur de la tension minimale de régulation et-the value of the minimum regulation voltage and

-la valeur de la tension à vide 61 plus le produit de la résistance interne 12 et de l’intensité minimale de batterie 42.- the value of the open circuit voltage 61 plus the product of the internal resistance 12 and the minimum battery current 42.

Au bloc 70, on détermine la consigne de tension 71 à appliquer aux bornes de la batterie 10, à partir d’une consigne de tension préalablement calculée, pour des besoins de régulation de l’état de charge du stockeur notamment et en prenant en compte les limitations de tension permettant de réduire les échauffements de la batterie 10.In block 70, the voltage setpoint 71 to be applied to the terminals of the battery 10 is determined, from a previously calculated voltage setpoint, for the purposes of regulating the state of charge of the storer in particular and taking into account voltage limitations to reduce battery overheating 10.

Dans ce bloc 70, le procédé détermine la consigne finale de tension 71 qu’il faut appliquer aux bornes de la batterie 10, à partir d’une consigne de tension 21 préalablement définie dans un bloc 20, tout en prenant en compte le besoin d’adapter la régulation énergétique du dit stockeur aux contraintes thermiques auxquelles il est soumis.In this block 70, the method determines the final voltage setpoint 71 that must be applied to the terminals of the battery 10, from a voltage setpoint 21 previously defined in a block 20, while taking into account the need for adapting the energy regulation of said storer to the thermal constraints to which it is subjected.

La consigne de tension 21 préalablement définie est une consigne de tension qui peut notamment être construite, pour réguler l’état de charge de la batterie 10 à un certain niveau, par exemple 85 % de son état de sa capacité maximale.The voltage setpoint 21 previously defined is a voltage setpoint which can in particular be constructed, to regulate the state of charge of the battery 10 to a certain level, for example 85% of its state of its maximum capacity.

La consigne finale de tension 71 à appliquer aux bornes de la batterie est définie de la façon ci-dessous selon différentes conditions de tension :The final voltage setpoint 71 to be applied to the battery terminals is defined as below according to different voltage conditions:

Consigne finale de tension (71)Final voltage setpoint (71) Consigne de tension préalable (21) < Tension minimale (52)Prior voltage setpoint (21) < Minimum voltage (52) Tension minimale (52)Minimum tension (52) Tension minimale (52)≤ Consigne de tension préalable (21) ≤ Tension maximale (51)Minimum voltage (52)≤ Previous voltage setpoint (21) ≤ Maximum voltage (51) Consigne de tension préalable (21)Prior voltage setpoint (21) Tension maximale (51) < Consigne de tension préalable (21)Maximum voltage (51) < Preliminary voltage setpoint (21) Tension maximale (51)Maximum voltage (51)

Cette invention permet d’adapter dynamiquement la régulation énergétique très basse tension d’un véhicule, en fonction de la température de la batterie 10. Ce procédé permet d’éviter un échauffement trop important de la batterie 10, qui peut conduire à sa mise en protection par déconnexion du réseau de bord. L’invention permet une grande flexibilité et précision dans la régulation électrique de l’ensemble du réseau de bord basse tension (12V) du véhicule.This invention makes it possible to dynamically adapt the very low voltage energy regulation of a vehicle, according to the temperature of the battery 10. This method makes it possible to avoid excessive heating of the battery 10, which can lead to its protection by disconnection from the on-board network. The invention allows great flexibility and precision in the electrical regulation of the entire low voltage (12V) on-board network of the vehicle.

Claims (8)

Procédé de gestion de tension d’une batterie (10) de véhicule équipé d’un réseau de bord avec au moins un consommateur électrique, comprenant une mesure de température (11) de la batterie (10), caractérisé en ce que :
-on détermine (50) à partir de la température (11) de la batterie (10) une tension minimale batterie (52) et une tension maximale de batterie (52) entre lesquelles la protection thermique de la batterie (10) est jugée assurée,
-on détermine (20) une consigne préalable (21) de tension de batterie,
-on détermine (70) une consigne finale (71) de tension de la batterie (10) en fonction de la consigne préalable (21) et des tensions minimale et maximale de batterie autorisées, la consigne finale (71) de tension étant :
-égale à la tension minimale (52) si la consigne de tension préalable (21) est inférieure à la tension minimale (52),
-égale à la consigne de tension préalable (21) si la consigne de tension préalable (21) est comprise entre la tension minimale (52) et la tension maximale (51),
-égale à la tension maximale (51) si la tension maximale (51) est inférieure à la consigne de tension préalable (21).
Method for managing the voltage of a battery (10) of a vehicle fitted with an on-board network with at least one electrical consumer, comprising measuring the temperature (11) of the battery (10), characterized in that:
-on the basis of the temperature (11) of the battery (10), a minimum battery voltage (52) and a maximum battery voltage (52) are determined (50) between which the thermal protection of the battery (10) is deemed to be ensured ,
- determining (20) a prior battery voltage setpoint (21),
- a final setpoint (71) for the voltage of the battery (10) is determined (70) as a function of the prior setpoint (21) and the minimum and maximum battery voltages authorized, the final voltage setpoint (71) being:
-equal to the minimum voltage (52) if the prior voltage setpoint (21) is lower than the minimum voltage (52),
-equal to the prior voltage setpoint (21) if the prior voltage setpoint (21) is between the minimum voltage (52) and the maximum voltage (51),
-equal to the maximum voltage (51) if the maximum voltage (51) is less than the prior voltage setpoint (21).
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension minimale batterie (52) et la tension maximale de batterie (52) sont déterminés respectivement à partir d’une intensité minimale (42) et d’une intensité maximale (41).Method according to Claim 1, characterized in that the minimum battery voltage (52) and the maximum battery voltage (52) are determined respectively from a minimum current (42) and a maximum current (41). Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’on détermine (30) à partir de la mesure de température (11) un niveau de criticité thermique (31) et on détermine (40) à partir de ce niveau de criticité thermique (31) l’intensité minimale (42) et l’intensité maximale (41), le niveau de criticité thermique comprenant trois niveaux de criticité croissante déterminés selon que la température de batterie est respectivement inférieure à un premier seuil de température, ou compris entre le premier seuil de température et un deuxième seuil de température, ou supérieure au second seuil de température, le second seuil de température étant supérieur au premier seuil de température.Method according to the preceding claim, characterized in that a thermal criticality level (31) is determined (30) from the temperature measurement (11) and a thermal criticality level (31) is determined (40) from this ) the minimum intensity (42) and the maximum intensity (41), the level of thermal criticality comprising three levels of increasing criticality determined according to whether the battery temperature is respectively lower than a first temperature threshold, or between the first temperature threshold and a second temperature threshold, or greater than the second temperature threshold, the second temperature threshold being greater than the first temperature threshold. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’on détermine (40) à partir du niveau de criticité thermique (31) une information (41) relative à une demande de délestage d’au moins un consommateur électrique du réseau de bord.Method according to the preceding claim, characterized in that information (41) relating to a load shedding request from at least one electrical consumer of the on-board network is determined (40) from the level of thermal criticality (31). Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier seuil de température est de 60°C et le second seuil de température est de 80°C.Process according to the preceding claim, characterized in that the first temperature threshold is 60°C and the second temperature threshold is 80°C. Procédé selon l’une des revendications 2 à 5, caractérisé en qu’on détermine (60) une tension à vide (61) de la batterie (10), on détermine (10) une résistance interne (12) de la batterie (10), la tension minimale (52) de batterie étant alors égale à la valeur maximum choisie entre :
-la valeur d’une tension minimale garantissant le fonctionnement du réseau de bord du véhicule et
-la valeur de la tension à vide (61) plus le produit de la résistance interne (12) et de l’intensité minimale de batterie (42).
Method according to one of Claims 2 to 5, characterized in that an open-circuit voltage (61) of the battery (10) is determined (60), an internal resistance (12) of the battery (10 ), the minimum battery voltage (52) then being equal to the maximum value chosen between:
-the value of a minimum voltage guaranteeing the operation of the vehicle's on-board network and
-the value of the no-load voltage (61) plus the product of the internal resistance (12) and the minimum battery current (42).
Véhicule comprenant une batterie (10) et un réseau de bord équipé d’au moins un consommateur électrique, caractérisé en ce qu’il comprend les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.Vehicle comprising a battery (10) and an on-board network equipped with at least one electric consumer, characterized in that it comprises the means for acquisition, processing by software instructions stored in a memory as well as the control means required carrying out the method according to any one of the preceding claims. Véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la batterie (10) est une batterie Lithium-Ion.Vehicle according to the preceding claim, characterized in that the battery (10) is a Lithium-Ion battery.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030210017A1 (en) * 2002-05-10 2003-11-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Storage battery control apparatus and control method thereof
US20080211457A1 (en) * 2005-07-25 2008-09-04 Conti Temic Microelectronic Gmbh Energy Storage Unit
DE102007038586A1 (en) * 2007-08-16 2009-02-19 Zf Friedrichshafen Ag Battery utilizing and service life monitoring method for electric machine of hybrid vehicle, involves charging battery within charge limits, where charge limits are computed and determined based on charging condition and usage of battery
FR2941102B1 (en) 2009-01-12 2016-04-15 Valeo Equip Electr Moteur METHOD FOR CONTROLLING AN ENERGY STORAGE UNIT IN A MICRO-HYBRID SYSTEM FOR A VEHICLE

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IE33790B1 (en) 1968-06-04 1974-10-30 Beecham Group Ltd Derivatives of n-acylaminoacid amides

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030210017A1 (en) * 2002-05-10 2003-11-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Storage battery control apparatus and control method thereof
US20080211457A1 (en) * 2005-07-25 2008-09-04 Conti Temic Microelectronic Gmbh Energy Storage Unit
DE102007038586A1 (en) * 2007-08-16 2009-02-19 Zf Friedrichshafen Ag Battery utilizing and service life monitoring method for electric machine of hybrid vehicle, involves charging battery within charge limits, where charge limits are computed and determined based on charging condition and usage of battery
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