FR3122367A1 - STRATEGIC MANAGEMENT OF A VEHICLE POWER SUPPLY BASED ON INFORMATION CONCERNING THE HOUSE BATTERY - Google Patents
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Abstract
Un dispositif de gestion (DG) équipe un véhicule (V) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant une batterie de servitude (BS) rechargeable, et comprenant un processeur et au moins une mémoire déterminant un mode de gestion énergétique du groupe d’alimentation en fonction de premières informations en cours et relatives à la batterie de servitude (BS), puis un type de régulation à appliquer pour piloter un état de charge de la batterie de servitude (BS) en fonction de ce mode de gestion énergétique déterminé, puis un type de boucle de régulation en tension de la batterie de servitude (BS) en fonction de ce type de régulation déterminé. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1A management device (DG) equips a vehicle (V) comprising an on-board network (RB) supplied with electrical energy by a power supply unit comprising a rechargeable service battery (BS), and comprising a processor and at least one memory determining an energy management mode of the power supply group as a function of first information in progress and relating to the service battery (BS), then a type of regulation to be applied to control a state of charge of the service battery (BS) according to this determined energy management mode, then a type of voltage regulation loop of the service battery (BS) according to this determined type of regulation. Figure to be published with abstract: Fig. 1
Description
Domaine technique de l’inventionTechnical field of the invention
L’invention concerne les véhicules comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant une batterie de servitude rechargeable, et plus précisément la gestion du groupe d’alimentation de tels véhicules.The invention relates to vehicles comprising an on-board network supplied with electrical energy by a power supply group comprising a rechargeable service battery, and more specifically the management of the power supply group of such vehicles.
Etat de la techniqueState of the art
Comme le sait l’homme de l’art, certains véhicules comprennent un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant une batterie de servitude rechargeable, généralement par au moins un générateur d’énergie électrique. Par exemple, ce générateur d’énergie électrique peut être un alternateur ou un alterno-démarreur lorsque le véhicule comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant au moins une machine motrice thermique, ou bien un convertisseur, de type courant continu/courant continu (ou DC/DC) et associé à une batterie principale de type basse, moyenne ou haute tension, lorsque le GMP comprend au moins une machine motrice électrique.As those skilled in the art know, some vehicles include an on-board network supplied with electrical energy by a power supply group comprising a rechargeable service battery, generally by at least one electrical energy generator. For example, this electrical energy generator can be an alternator or an alternator-starter when the vehicle comprises a powertrain (or GMP) comprising at least one thermal engine, or else a converter, of the direct current/direct current type ( or DC/DC) and associated with a main battery of the low, medium or high voltage type, when the GMP comprises at least one electric motor machine.
Dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « batterie de servitude » une batterie rechargeable par au moins un générateur d’énergie électrique et de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V).In the following and the foregoing, “service battery” means a battery rechargeable by at least one electric power generator and of the very low voltage type (typically 12 V, 24 V or 48 V).
Par ailleurs, dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « réseau de bord » un réseau d’alimentation électrique comprenant des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) consommant de l’énergie électrique et étant « non prioritaire(s) » pour l’un au moins d’entre eux et « sécuritaire(s) » (et donc prioritaire(s)) pour au moins un autre d’entre eux.Furthermore, in the following and the foregoing, the term "on-board network" means an electrical power supply network comprising electrical (or electronic) equipment (or components) consuming electrical energy and being "non-priority( s)” for at least one of them and “safe(s)” (and therefore priority(s)) for at least one other of them.
De plus, dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « équipement (ou organe) sécuritaire » un équipement (ou organe) assurant au moins une fonction dite « sécuritaire » du fait qu’elle concerne la sécurité des passagers d’un véhicule, et donc devant être alimenté en énergie électrique de façon prioritaire. C’est le cas, par exemple, de la direction assistée électrique ou d’un dispositif de freinage électrique (frein de service, frein de secours, système d’aide au freinage ou anti-patinage, par exemple).In addition, in the following and the foregoing, "safety equipment (or component)" means equipment (or component) providing at least one so-called "safety" function because it relates to the safety of passengers in a vehicle, and therefore having to be supplied with electrical energy as a priority. This is the case, for example, of the electric power steering or an electric braking device (service brake, emergency brake, braking assistance or anti-skid system, for example).
La gestion de la fourniture d’énergie électrique au réseau de bord d’un véhicule par le groupe d’alimentation est une fonction fondamentale puisqu’elle permet, notamment, de faire fonctionner les équipements (ou organes) électriques de ce réseau de bord et de piloter l’état de charge de la batterie de servitude. Dans les véhicules actuels, cette gestion est assurée par un dispositif de gestion, mais elle n’est pas optimisée en termes de performance et de sécurité, ce qui peut poser des problèmes, potentiellement dangereux, dans certaines situations de vie du véhicule, comme par exemple lors de manœuvres dites d’urgence. En effet, en cas d’incapacité du groupe d’alimentation à fournir la puissance électrique nécessaire à tous les organes électriques concernés à l’instant considéré, un écroulement de la tension peut survenir aux bornes du réseau de bord, empêchant alors des organes électriques sécuritaires de fonctionner correctement (c’est-à-dire avec un niveau de performance suffisant), ce qui peut mettre en danger les passagers du véhicule et/ou ce dernier et/ou des personnes situées dans l’environnement de ce véhicule.The management of the supply of electrical energy to the on-board network of a vehicle by the supply group is a fundamental function since it makes it possible, in particular, to operate the electrical equipment (or organs) of this on-board network and control the state of charge of the service battery. In current vehicles, this management is ensured by a management device, but it is not optimized in terms of performance and safety, which can pose potentially dangerous problems in certain vehicle life situations, such as example during so-called emergency manoeuvres. Indeed, in the event of the inability of the power supply unit to supply the electrical power necessary for all the electrical components concerned at the moment in question, a collapse in the voltage may occur at the terminals of the on-board network, thus preventing electrical components safe to operate correctly (i.e. with a sufficient level of performance), which may endanger the passengers of the vehicle and/or the latter and/or people located in the environment of this vehicle.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.The aim of the invention is therefore in particular to improve the situation.
Présentation de l’inventionPresentation of the invention
Elle propose notamment à cet effet un dispositif de gestion destiné à équiper un véhicule comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant une batterie de servitude rechargeable.It proposes in particular for this purpose a management device intended to equip a vehicle comprising an on-board network supplied with electrical energy by a power supply unit comprising a rechargeable service battery.
Ce dispositif de gestion se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer :This management device is characterized in that it comprises at least one processor and at least one memory arranged to perform the operations consisting in determining:
- un mode de gestion énergétique du groupe d’alimentation en fonction de premières informations en cours et relatives à la batterie de servitude, puis- an energy management mode for the power supply group based on initial information in progress and relating to the service battery, then
- un type de régulation à appliquer au groupe d’alimentation pour piloter un état de charge de la batterie de servitude en fonction de ce mode de gestion énergétique déterminé, puis- a type of regulation to be applied to the supply group to control a state of charge of the service battery according to this determined energy management mode, then
- un type de boucle de régulation en tension de la batterie de servitude en fonction de ce type de régulation déterminé.- a type of voltage regulation loop of the service battery according to this determined type of regulation.
Ainsi, on peut adapter dynamiquement la stratégie de gestion énergétique d’un groupe d’alimentation comprenant une batterie de servitude rechargeable, en fonction de la situation en cours dans le véhicule.Thus, it is possible to dynamically adapt the energy management strategy of a power supply group comprising a rechargeable service battery, depending on the current situation in the vehicle.
Le dispositif de gestion selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :The management device according to the invention may comprise other characteristics which may be taken separately or in combination, and in particular:
- les premières informations peuvent être un état de charge en cours de la batterie de servitude et une fiabilité d’une température en cours de la batterie de servitude ;- the first information can be a current state of charge of the service battery and a reliability of a current temperature of the service battery;
- son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer le mode de gestion énergétique parmi au moins trois modes de gestion énergétique prédéfinis choisis dans un groupe comprenant un premier mode de gestion énergétique consistant à réaliser une régulation de l’état de charge de la batterie de servitude propre à respecter un premier ensemble de contraintes de fonctionnement choisies du réseau de bord et à réaliser au moins une éventuelle fonction d’optimisation énergétique, un deuxième mode de gestion énergétique consistant à réaliser une régulation de l’état de charge de la batterie de servitude propre à respecter un deuxième ensemble de contraintes de fonctionnement du réseau de bord au moins partiellement différent du premier ensemble, à induire un recalage d’une précision de l’une des premières informations et à réaliser au moins une éventuelle fonction d’optimisation énergétique, un troisième mode de gestion énergétique consistant à réaliser une régulation de l’état de charge de la batterie de servitude pour des fonctionnalités choisies du véhicule et propre à respecter un troisième ensemble de contraintes de fonctionnement du réseau de bord au moins partiellement différent des premier et deuxième ensembles, et un quatrième mode de gestion énergétique consistant à réaliser une régulation sécuritaire de l’état de charge de la batterie de servitude propre à limiter un risque d’endommagement et un taux de décharge de cette dernière et à respecter un quatrième ensemble de contraintes de fonctionnement du réseau de bord au moins partiellement différent des premier, deuxième et troisième ensembles ;- its processor and its memory can be arranged to carry out the operations consisting in determining the energy management mode from among at least three predefined energy management modes chosen from a group comprising a first energy management mode consisting in carrying out a regulation of the state for charging the service battery suitable for complying with a first set of selected operating constraints of the on-board network and for carrying out at least one possible energy optimization function, a second mode of energy management consisting in carrying out a regulation of the state for charging the service battery capable of complying with a second set of operating constraints of the on-board network at least partially different from the first set, of inducing a readjustment of a precision of one of the first pieces of information and of carrying out at least one possible energy optimization function, a third mode of energy management consisting to carry out a regulation of the state of charge of the service battery for selected functionalities of the vehicle and capable of respecting a third set of operating constraints of the on-board network at least partially different from the first and second sets, and a fourth mode of energy management consisting in carrying out a safe regulation of the state of charge of the service battery capable of limiting a risk of damage and a rate of discharge of the latter and of respecting a fourth set of operating constraints of the on-board network at least partially different from the first, second and third sets;
- en présence des deux dernières options, son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à associer au premier mode de gestion énergétique un premier type de régulation propre à piloter un premier état de charge choisi de la batterie de servitude en pilotant une tension aux bornes de cette dernière en fonction des état de charge et fiabilité de la température en cours, au deuxième mode de gestion énergétique un deuxième type de régulation propre à piloter un deuxième état de charge choisi de la batterie de servitude, supérieur au premier état de charge, en pilotant une tension aux bornes de cette dernière en fonction des état de charge et fiabilité de la température en cours, au troisième mode de gestion énergétique un troisième type de régulation propre à piloter une tension aux bornes de la batterie de servitude adaptée à sa recharge et compatible avec des contraintes thermiques de cette dernière, en fonction de la température en cours, et au quatrième mode de gestion énergétique un quatrième type de régulation propre à piloter une tension aux bornes de la batterie de servitude égale à une valeur fixe choisie, compatible avec une plage de fonctionnement théorique de cette dernière et minimisant un risque de décharge de la batterie de servitude ;- in the presence of the last two options, its processor and its memory can be arranged to carry out the operations consisting in associating with the first mode of energy management a first type of regulation capable of controlling a first chosen state of charge of the service battery by controlling a voltage at the terminals of the latter according to the state of charge and reliability of the current temperature, to the second mode of energy management a second type of regulation capable of controlling a second state of charge chosen for the service battery, higher than the first state of charge, by controlling a voltage at the terminals of the latter according to the state of charge and reliability of the current temperature, to the third mode of energy management a third type of regulation suitable for controlling a voltage at the terminals of the service battery adapted to its recharging and compatible with the thermal constraints of the latter, depending on the current temperature, and to the fourth energy management mode, a fourth type of regulation capable of controlling a voltage at the terminals of the service battery equal to a chosen fixed value, compatible with a theoretical operating range of the latter and minimizing a risk of discharging the battery by bondage;
- son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer le type de boucle de régulation en tension parmi un type fermé dans lequel une consigne de tension à envoyer à un générateur d’énergie électrique du groupe d’alimentation est recalée régulièrement, et un type ouvert dans lequel une compensation fixe est utilisée pour prendre en compte une chute de tension entre ce générateur d’énergie électrique et la batterie de servitude ;- its processor and its memory can be arranged to carry out the operations consisting in determining the type of voltage regulation loop from among a closed type in which a voltage setpoint to be sent to an electrical energy generator of the power supply group is readjusted regularly, and an open type in which a fixed compensation is used to take into account a voltage drop between this electrical energy generator and the service battery;
- son processeur et sa mémoire peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer le type de boucle de régulation en tension en fonction en outre d’une seconde information en cours et relative à la batterie de servitude ;- its processor and its memory can be arranged to carry out the operations consisting in determining the type of voltage regulation loop as a function also of a second piece of information in progress and relating to the service battery;
- en présence de la dernière option, la seconde information peut être une fiabilité d’une tension en cours de la batterie de servitude.- in the presence of the last option, the second information can be a reliability of the current voltage of the service battery.
L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant une batterie de servitude rechargeable, ainsi qu’un dispositif de gestion du type de celui présenté ci-avant.The invention also proposes a vehicle, optionally of the automobile type, and comprising an on-board network supplied with electrical energy by a power supply unit comprising a rechargeable service battery, as well as a management device of the type presented below. before.
L’invention propose également un procédé de gestion destiné à être mis en œuvre dans un véhicule comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant une batterie de servitude rechargeable.The invention also proposes a management method intended to be implemented in a vehicle comprising an on-board network supplied with electrical energy by a power supply unit comprising a rechargeable service battery.
Ce procédé de gestion se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle on détermine :This management process is characterized by the fact that it includes a step in which we determine:
- un mode de gestion énergétique du groupe d’alimentation en fonction de premières informations en cours et relatives à la batterie de servitude, puis- an energy management mode for the power supply group based on initial information in progress and relating to the service battery, then
- un type de régulation à appliquer au groupe d’alimentation pour piloter un état de charge de la batterie de servitude en fonction de ce mode de gestion énergétique déterminé, puis- a type of regulation to be applied to the supply group to control a state of charge of the service battery according to this determined energy management mode, then
- un type de boucle de régulation en tension de la batterie de servitude en fonction de ce type de régulation déterminé.- a type of voltage regulation loop of the service battery according to this determined type of regulation.
L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre un procédé de gestion du type de celui présenté ci-avant pour gérer un groupe d’alimentation comportant une batterie de servitude rechargeable et alimentant en énergie électrique un réseau de bord d’un véhicule.The invention also proposes a computer program product comprising a set of instructions which, when it is executed by processing means, is capable of implementing a management method of the type of that presented above for managing a power supply group comprising a rechargeable service battery and supplying electrical energy to an on-board network of a vehicle.
Brève description des figuresBrief description of figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear on examination of the detailed description below, and of the appended drawings, in which:
Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention
L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif de gestion DG, et un procédé de gestion associé, destinés à permettre une gestion stratégique optimisée de la fourniture d’énergie électrique au réseau de bord RB d’un véhicule V par un groupe d’alimentation comprenant notamment une batterie de servitude BS rechargeable.The object of the invention is in particular to propose a management device DG, and an associated management method, intended to allow optimized strategic management of the supply of electrical energy to the on-board network RB of a vehicle V by a group of power supply comprising in particular a rechargeable service battery BS.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré sur la
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) de type tout électrique (et donc dont la motricité est assurée exclusivement par au moins une machine motrice électrique). Mais le GMP pourrait être de n’importe quel type, et notamment purement thermique ou hybride.Furthermore, it is considered in what follows, by way of non-limiting example, that the vehicle V comprises a powertrain (or GMP) of the all-electric type (and therefore whose traction is ensured exclusively by at least one electric motor machine ). But the powertrain could be of any type, and in particular purely thermal or hybrid.
On a schématiquement représenté sur la
Le réseau de bord RB est un réseau d’alimentation électrique qui comprend des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) qui consomment de l’énergie électrique et qui pour certains d’entre eux sont « non prioritaires » et pour certains autres sont « sécuritaires » (et donc prioritaires). Par exemple, un équipement (ou organe) sécuritaire peut être une direction assistée électrique ou un dispositif de freinage électrique (frein de service, frein de secours, système d’aide au freinage ou anti-patinage, par exemple). Egalement par exemple, un équipement (ou organe) non sécuritaire peut être une installation de chauffage/climatisation ou un dispositif de chauffage de siège ou un dispositif de massage de siège.The on-board network RB is an electrical power supply network which includes electrical (or electronic) equipment (or components) which consume electrical energy and which for some of them are "non-priority" and for some others are “safe” (and therefore priority). For example, safety equipment (or component) can be electric power steering or an electric braking device (service brake, emergency brake, braking assistance or anti-skid system, for example). Also for example, an unsafe piece of equipment (or component) can be a heating/air conditioning system or a seat heating device or a seat massager.
La batterie de servitude BS est chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord RB, en complément de celle fournie par une batterie principale BP décrite plus loin. Par exemple, cette batterie de servitude BS peut être agencée sous la forme d’une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V). Elle est rechargeable par un générateur d’énergie électrique GE du véhicule V. On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la batterie de servitude BS est de type Lithium-ion 12 V.The service battery BS is responsible for supplying electrical energy to the on-board network RB, in addition to that supplied by a main battery BP described later. For example, this service battery BS can be arranged in the form of a very low voltage type battery (typically 12 V, 24 V or 48 V). It is rechargeable by an electric power generator GE of the vehicle V. It is considered in what follows, by way of non-limiting example, that the service battery BS is of the 12 V Lithium-ion type.
La chaîne de transmission a un GMP qui est, ici, purement électrique et donc qui comprend, notamment, une machine motrice MM électrique, un arbre moteur AM, une batterie principale BP et un arbre de transmission AT. On entend ici par « machine motrice électrique » une machine électrique agencée de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer le véhicule V.The transmission chain has a GMP which is, here, purely electrical and therefore which comprises, in particular, an electric driving machine MM, a motor shaft AM, a main battery BP and a transmission shaft AT. Here, the term “electric drive machine” means an electric machine arranged so as to supply or recover torque to move the vehicle V.
La machine motrice MM (ici un moteur électrique) est couplée à la batterie principale BP, afin d’être alimentée en énergie électrique, ainsi qu’éventuellement d’alimenter cette batterie principale BP en énergie électrique. Elle est couplée à l’arbre moteur AM, pour lui fournir du couple par entraînement en rotation. Cet arbre moteur AM est ici couplé à un réducteur RD qui est aussi couplé à l’arbre de transmission AT, lui-même couplé à un premier train T1 (ici de roues), de préférence via un différentiel D1.The driving machine MM (here an electric motor) is coupled to the main battery BP, in order to be supplied with electrical energy, as well as possibly to supply this main battery BP with electrical energy. It is coupled to the motor shaft AM, to provide it with torque by rotational drive. This motor shaft AM is here coupled to a reducer RD which is also coupled to the transmission shaft AT, itself coupled to a first train T1 (here of wheels), preferably via a differential D1.
Ce premier train T1 est ici situé dans la partie avant PV du véhicule V. Mais dans une variante ce premier train T1 pourrait être celui qui est ici référencé T2 et qui est situé dans la partie arrière PR du véhicule V.This first train T1 is here located in the front part PV of the vehicle V. But in a variant this first train T1 could be the one which is here referenced T2 and which is located in the rear part PR of the vehicle V.
Par exemple, la batterie principale BP peut être de type basse tension (typiquement 400 V à titre illustratif). Mais elle pourrait être de type moyenne tension ou haute tension.For example, the main battery BP can be of the low voltage type (typically 400 V by way of illustration). But it could be medium voltage or high voltage.
La machine motrice MM est aussi couplée au générateur d’énergie électrique GE qui est aussi couplé (ici indirectement) à la batterie de servitude BS, notamment pour la recharger avec de l’énergie électrique issue de la batterie principale BP et convertie.The driving machine MM is also coupled to the electrical energy generator GE which is also coupled (here indirectly) to the service battery BS, in particular to recharge it with electrical energy from the main battery BP and converted.
Ce générateur d’énergie électrique GE est un convertisseur de type courant continu/courant continu (ou DC/DC), à titre d’exemple. Il est ici aussi chargé d’alimenter le réseau de bord RB en énergie électrique issue de la batterie principale BP et convertie, en plus d’assurer la recharge de la batterie de servitude BS. On notera que lorsque le véhicule comprend un groupe GMP comportant au moins une machine motrice thermique le générateur d’énergie électrique GE peut être un alternateur ou un alterno-démarreur.This GE electric power generator is a direct current/direct current (or DC/DC) type converter, as an example. Here it is also responsible for supplying the on-board network RB with electrical energy from the main battery BP and converted, in addition to recharging the service battery BS. It will be noted that when the vehicle comprises a GMP group comprising at least one thermal engine, the electrical energy generator GE can be an alternator or an alternator-starter.
On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la
Comme illustré non limitativement sur la
Ces opérations consistent tout d’abord à déterminer un mode de gestion énergétique du groupe d’alimentation en fonction de premières informations en cours et relatives à la batterie de servitude BS.These operations consist first of all in determining an energy management mode of the power supply group according to initial information in progress and relating to the service battery BS.
Par exemple, ces premières informations peuvent être l’état de charge en cours de la batterie de servitude BS et la fiabilité de la température en cours de la batterie de servitude BS. Ces premières informations peuvent, par exemple, être déterminées, estimées ou mesurées par un boîtier de surveillance BSB couplé à la batterie de servitude BS et au boîtier de distribution BD (lorsqu’il comprend le calculateur de supervision CS).For example, this first information can be the current state of charge of the service battery BS and the reliability of the current temperature of the service battery BS. This first information can, for example, be determined, estimated or measured by a monitoring unit BSB coupled to the service battery BS and to the distribution unit BD (when it includes the supervision computer CS).
Ces opérations consistent ensuite à déterminer un type de régulation à appliquer au groupe d’alimentation pour piloter l’état de charge de la batterie de servitude BS en fonction du mode de gestion énergétique venant d’être déterminé.These operations then consist of determining a type of regulation to be applied to the power supply group to control the state of charge of the service battery BS according to the energy management mode that has just been determined.
Ces opérations consistent enfin à déterminer un type de boucle de régulation en tension de la batterie de servitude BS en fonction du type de régulation venant d’être déterminé.These operations finally consist in determining a type of voltage regulation loop of the service battery BS according to the type of regulation that has just been determined.
Grâce au dispositif de gestion DG on peut désormais adapter dynamiquement la stratégie de gestion énergétique du groupe d’alimentation en fonction de la situation en cours dans le véhicule V. Il en résulte une gestion optimisée en termes de performance et de sécurité, ce qui permet de minimiser le risque de survenue d’un problème dangereux et donc le risque de mise en danger des passagers du véhicule V et/ou de ce dernier (V) et/ou des personnes situées dans l’environnement du véhicule (V).Thanks to the DG management device, it is now possible to dynamically adapt the energy management strategy of the power supply group according to the current situation in the vehicle V. This results in optimized management in terms of performance and safety, which allows to minimize the risk of occurrence of a dangerous problem and therefore the risk of endangering the passengers of the vehicle V and/or of the latter (V) and/or of the persons situated in the environment of the vehicle (V).
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le processeur PR et la mémoire MD font partie du calculateur de supervision CS qui est réalisé sous la forme d’une combinaison de circuits ou composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou « software »). Mais dans une variante de réalisation (non illustrée) le processeur PR et la mémoire MD pourraient faire partie d’un calculateur qui n’est pas le calculateur de supervision CS et donc assurant au moins une autre fonction au sein du véhicule V. Un tel calculateur pourrait être externe au boîtier de distribution BD. Dans une autre variante de réalisation (non illustrée) le dispositif de gestion DG pourrait comprendre son propre calculateur comportant notamment son processeur PR et sa mémoire MD. Dans ce cas il peut faire partie du boîtier de distribution BD ou être externe à ce dernier (BD).It will be noted that in the example illustrated without limitation in FIGS. 1 and 2, the processor PR and the memory MD form part of the supervision computer CS which is produced in the form of a combination of electrical or electronic circuits or components (or “hardware”) and software modules (or “software”). But in a variant embodiment (not shown) the processor PR and the memory MD could be part of a computer which is not the supervision computer CS and therefore performing at least one other function within the vehicle V. Such computer could be external to the BD distribution box. In another alternative embodiment (not shown) the management device DG could comprise its own computer comprising in particular its processor PR and its memory MD. In this case, it can be part of the BD distribution box or be external to the latter (BD).
Le processeur PR peut, par exemple, être un processeur de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)). Ce processeur PR peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique. Ainsi, il peut, par exemple, s’agir d’un microcontrôleur.The processor PR can, for example, be a digital signal processor (or DSP (“Digital Signal Processor”)). This processor PR can comprise integrated (or printed) circuits, or else several integrated (or printed) circuits connected by wired or wireless connections. By integrated (or printed) circuit is meant any type of device capable of performing at least one electrical or electronic operation. Thus, it can, for example, be a microcontroller.
La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en œuvre par le processeur PR d’une partie au moins du procédé de gestion décrit plus loin (et donc de ses fonctionnalités).The memory MD is live in order to store instructions for the implementation by the processor PR of at least part of the management method described below (and therefore of its functionalities).
On notera que le processeur PR et la mémoire MD peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer le mode de gestion énergétique parmi au moins trois modes de gestion énergétique prédéfinis, selon la situation de vie en cours dans le véhicule V.It will be noted that the processor PR and the memory MD can be arranged to perform the operations consisting in determining the energy management mode from among at least three predefined energy management modes, according to the current life situation in the vehicle V.
Par exemple, ces trois modes de gestion énergétique prédéfinis peuvent être choisis parmi des premier, deuxième, troisième et quatrième modes de gestion énergétique.For example, these three predefined energy management modes can be chosen from among first, second, third and fourth energy management modes.
Le premier mode de gestion énergétique consiste à réaliser une régulation de l’état de charge de la batterie de servitude BS qui est propre, d’une part, à respecter un premier ensemble de contraintes de fonctionnement choisies du réseau de bord RB, et, d’autre part, à réaliser au moins une éventuelle fonction d’optimisation énergétique.The first mode of energy management consists in carrying out a regulation of the state of charge of the service battery BS which is specific, on the one hand, to respecting a first set of selected operating constraints of the on-board network RB, and, on the other hand, to perform at least one possible energy optimization function.
Par exemple, ce premier mode de gestion énergétique peut être choisi lorsque l’état de charge (fourni par le boîtier de surveillance BSB) a au moins une valeur nominale prédéfinie, et que la fiabilité de la température en cours de la batterie de servitude BS (fournie par le boîtier de surveillance BSB) a au moins une valeur nominale prédéfinie.For example, this first energy management mode can be chosen when the state of charge (provided by the BSB monitoring unit) has at least a predefined nominal value, and the reliability of the current temperature of the service battery BS (provided by the BSB monitoring box) has at least one predefined nominal value.
Le deuxième mode de gestion énergétique consiste à réaliser une régulation de l’état de charge de la batterie de servitude BS qui est propre, d’une première part, à respecter un deuxième ensemble de contraintes de fonctionnement du réseau de bord RB au moins partiellement différent du premier ensemble, d’une deuxième part, à induire un recalage de la précision de l’une des premières informations (de préférence la fiabilité de la température en cours de la batterie de servitude BS), et, d’une troisième part, à réaliser au moins une éventuelle fonction d’optimisation énergétique.The second mode of energy management consists in carrying out a regulation of the state of charge of the service battery BS which is clean, on the one hand, of respecting a second set of operating constraints of the on-board network RB at least partially different from the first set, secondly, to induce a readjustment of the accuracy of one of the first pieces of information (preferably the reliability of the current temperature of the service battery BS), and, thirdly , to perform at least one possible energy optimization function.
Par exemple, ce deuxième mode de gestion énergétique peut être choisi lorsque l’état de charge (fourni par le boîtier de surveillance BSB) a une valeur dégradée par rapport à la valeur nominale prédéfinie (par exemple inférieure d’au moins 5% par rapport à cette dernière), et que la fiabilité de la température en cours de la batterie de servitude BS (fournie par le boîtier de surveillance BSB) a au moins la valeur nominale prédéfinie.For example, this second energy management mode can be chosen when the state of charge (provided by the BSB monitoring box) has a degraded value compared to the predefined nominal value (for example lower by at least 5% compared to to the latter), and that the reliability of the current temperature of the service battery BS (provided by the monitoring box BSB) has at least the predefined nominal value.
Le troisième mode de gestion énergétique consiste à réaliser une régulation de l’état de charge de la batterie de servitude BS pour des fonctionnalités choisies du véhicule V, et propre à respecter un troisième ensemble de contraintes de fonctionnement du réseau de bord RB au moins partiellement différent des premier et deuxième ensembles.The third mode of energy management consists in carrying out a regulation of the state of charge of the service battery BS for selected functionalities of the vehicle V, and capable of respecting a third set of operating constraints of the on-board network RB at least partially different from the first and second sets.
Par exemple, ce troisième mode de gestion énergétique peut être choisi lorsque l’état de charge (fourni par le boîtier de surveillance BSB) est invalide (ou non utilisable) ou bien indisponible (par exemple du fait d’une perte de communication sur un réseau de communication (éventuellement multiplexé) du véhicule V), et que la fiabilité de la température en cours de la batterie de servitude BS (fournie par le boîtier de surveillance BSB) a au moins la valeur nominale prédéfinie. Dans ce cas, le dispositif de gestion DG limite certaines fonctionnalités, notamment l’ensemble des fonctionnalités liées à la récupération d’énergie, et la possibilité de prendre en compte certaines contraintes en tension au niveau du réseau de bord RB.For example, this third energy management mode can be chosen when the state of charge (provided by the BSB monitoring box) is invalid (or not usable) or unavailable (for example due to a loss of communication on a communication network (possibly multiplexed) of the vehicle V), and that the reliability of the current temperature of the service battery BS (provided by the monitoring box BSB) has at least the predefined nominal value. In this case, the management device DG limits certain functionalities, in particular all of the functionalities linked to energy recovery, and the possibility of taking into account certain voltage constraints at the level of the on-board network RB.
Le quatrième mode de gestion énergétique consiste à réaliser une régulation sécuritaire de l’état de charge de la batterie de servitude BS qui est propre, d’une part, à limiter le risque d’endommagement et le taux de décharge de cette dernière (BS), et, d’autre part, à respecter un quatrième ensemble de contraintes de fonctionnement du réseau de bord RB au moins partiellement différent des premier, deuxième et troisième ensembles.The fourth mode of energy management consists in carrying out a safe regulation of the state of charge of the service battery BS which is suitable, on the one hand, to limit the risk of damage and the rate of discharge of the latter (BS ), and, on the other hand, to respect a fourth set of operating constraints of the on-board network RB at least partially different from the first, second and third sets.
Par exemple, ce quatrième mode de gestion énergétique (que l’on peut qualifier de sécuritaire) peut être choisi lorsque l’état de charge (fourni par le boîtier de surveillance BSB) est invalide (ou non utilisable) ou bien indisponible (par exemple du fait d’une perte de communication sur un réseau de communication (éventuellement multiplexé) du véhicule V), et que la fiabilité de la température en cours de la batterie de servitude BS (fournie par le boîtier de surveillance BSB) est strictement inférieure à la valeur nominale prédéfinie.For example, this fourth energy management mode (which can be described as safe) can be chosen when the state of charge (provided by the BSB monitoring unit) is invalid (or not usable) or unavailable (for example due to a loss of communication on a (possibly multiplexed) communication network of the vehicle V), and that the reliability of the current temperature of the service battery BS (provided by the monitoring box BSB) is strictly less than the predefined nominal value.
A titre d’exemple purement illustratif, le premier ensemble de contraintes de fonctionnement peut comprendre dix contraintes (dont une relative au fonctionnement du groupe motoventilateur du véhicule V, une relative au fonctionnement des feux de route, une relative au fonctionnement du frein électrique, et une relative au fonctionnement de la récupération d’énergie).By way of purely illustrative example, the first set of operating constraints may comprise ten constraints (including one relating to the operation of the fan unit of the vehicle V, one relating to the operation of the main beam headlights, one relating to the operation of the electric brake, and one relating to the operation of energy recovery).
Egalement à titre d’exemple purement illustratif, le deuxième ensemble de contraintes de fonctionnement peut comprendre huit contraintes choisies parmi les dix contraintes du premier ensemble de contraintes de fonctionnement.Also by way of purely illustrative example, the second set of operating constraints may comprise eight constraints chosen from among the ten constraints of the first set of operating constraints.
Egalement à titre d’exemple purement illustratif, le troisième ensemble de contraintes de fonctionnement peut comprendre cinq contraintes choisies parmi les dix contraintes du premier ensemble de contraintes de fonctionnement.Also by way of purely illustrative example, the third set of operating constraints may comprise five constraints chosen from among the ten constraints of the first set of operating constraints.
Egalement à titre d’exemple purement illustratif, le quatrième ensemble de contraintes de fonctionnement peut comprendre deux contraintes (dont une relative à la protection de la batterie de servitude BS).Also by way of purely illustrative example, the fourth set of operating constraints may comprise two constraints (including one relating to the protection of the service battery BS).
Ces contraintes portent sur la tension aux bornes de la batterie de servitude BS pour activer un équipement électrique ou récupérer de l’énergie. Il s’agit par exemple d’une valeur minimale pour obtenir une performance de fonctionnement minimale d’un équipement électrique, ou d’une valeur maximale pour obtenir une durabilité maximale d’un équipement électrique, ou encore d’un gradient de tension.These constraints relate to the voltage at the terminals of the service battery BS to activate electrical equipment or recover energy. It is for example a minimum value to obtain a minimum operating performance of an electrical equipment, or a maximum value to obtain a maximum durability of an electrical equipment, or even a voltage gradient.
On notera que chaque contrainte de fonctionnement peut éventuellement être associée à un niveau de priorité permettant d’effectuer un choix en cas de besoin d’activation simultanée de plusieurs équipements électriques.It should be noted that each operating constraint can possibly be associated with a level of priority making it possible to make a choice in the event of the need for simultaneous activation of several electrical equipment.
On notera également que le processeur PR et la mémoire MD peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à associer quatre types de régulation différents respectivement aux quatre modes de gestion énergétique décrits ci-avant.It will also be noted that the processor PR and the memory MD can be arranged to perform the operations consisting in associating four different types of regulation respectively with the four energy management modes described above.
Au premier mode de gestion énergétique on peut associer un premier type de régulation propre à piloter un premier état de charge choisi de la batterie de servitude BS en pilotant la tension aux bornes de cette dernière (BS) en fonction des état de charge et fiabilité de la température en cours.The first mode of energy management can be associated with a first type of regulation capable of controlling a first chosen state of charge of the service battery BS by controlling the voltage at the terminals of the latter (BS) according to the state of charge and reliability of the battery. the current temperature.
Par exemple, ce premier état de charge peut être égal à 90% de l’état de charge maximal théorique de la batterie de servitude BS.For example, this first state of charge can be equal to 90% of the theoretical maximum state of charge of the service battery BS.
Au deuxième mode de gestion énergétique on peut associer un deuxième type de régulation propre à piloter un deuxième état de charge choisi de la batterie de servitude BS, supérieur au premier état de charge, en pilotant la tension aux bornes de cette dernière (BS) en fonction des état de charge et fiabilité de la température en cours.The second energy management mode can be associated with a second type of regulation capable of controlling a second chosen state of charge of the service battery BS, higher than the first state of charge, by controlling the voltage at the terminals of the latter (BS) by depending on the state of charge and the reliability of the current temperature.
Par exemple, ce deuxième état de charge peut être compris entre 90% et 100% de l’état de charge maximal théorique de la batterie de servitude BS. L’objectif est ici d’amener la batterie de servitude BS dans une zone de fonctionnement de sa tension à vide qui permet de réaliser un recalage de l’estimation de son état de charge par le boîtier de surveillance BSB au cas où sa précision d’estimation serait fortement dégradée.For example, this second state of charge can be between 90% and 100% of the theoretical maximum state of charge of the service battery BS. The objective here is to bring the service battery BS into an operating zone of its no-load voltage which makes it possible to carry out a readjustment of the estimate of its state of charge by the monitoring unit BSB in the event that its accuracy d estimate would be significantly downgraded.
Au troisième mode de gestion énergétique on peut associer un troisième type de régulation propre à piloter une tension aux bornes de la batterie de servitude BS adaptée à sa recharge et compatible avec des contraintes thermiques de cette dernière (BS), en fonction de la température en cours.The third mode of energy management can be associated with a third type of regulation capable of controlling a voltage at the terminals of the service battery BS adapted to its recharging and compatible with the thermal constraints of the latter (BS), depending on the temperature in Classes.
On comprendra que ce troisième type de régulation ne permet pas de piloter précisément l’état de charge de la batterie de servitude BS, mais permet de s’assurer que cette dernière (BS) est soumise à une tension qui permet de la charger tout en étant compatible avec ses contraintes thermiques.It will be understood that this third type of regulation does not make it possible to precisely control the state of charge of the service battery BS, but makes it possible to ensure that the latter (BS) is subjected to a voltage which makes it possible to charge it while being compatible with its thermal constraints.
Au quatrième mode de gestion énergétique on peut associer un quatrième type de régulation propre à piloter une tension aux bornes de la batterie de servitude BS qui est égale à une valeur fixe choisie, compatible avec une plage de fonctionnement théorique de cette dernière (BS) et minimisant le risque de décharge de la batterie de servitude BS.The fourth mode of energy management can be associated with a fourth type of regulation capable of controlling a voltage at the terminals of the service battery BS which is equal to a chosen fixed value, compatible with a theoretical operating range of the latter (BS) and minimizing the risk of discharging the BS service battery.
Ce quatrième type de régulation permet avantageusement de continuer à piloter la tension aux bornes de la batterie de servitude BS alors même que les état de charge et fiabilité de la température en cours ne sont plus accessibles.This fourth type of regulation advantageously makes it possible to continue to control the voltage at the terminals of the service battery BS even when the state of charge and reliability of the current temperature are no longer accessible.
On notera également que le processeur PR et la mémoire MD peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer le type de boucle de régulation en tension parmi un type fermé et un type ouvert. Dans le type de boucle de régulation en tension fermée la consigne de tension qui doit être envoyée au générateur d’énergie électrique GE du groupe d’alimentation est recalée régulièrement afin d’obtenir la tension voulue aux bornes de la batterie de servitude BS. Dans le type de boucle de régulation en tension ouverte une compensation fixe est utilisée pour prendre en compte une chute de tension entre le générateur d’énergie électrique GE et la batterie de servitude BS. Dans ce dernier cas, il n’y a donc pas de recalage de la consigne de tension envoyée au générateur d’énergie électrique GE, mais seulement une utilisation d’une compensation fixe.It will also be noted that the processor PR and the memory MD can be arranged to perform the operations consisting in determining the type of voltage regulation loop from among a closed type and an open type. In the type of closed voltage regulation loop, the voltage setpoint which must be sent to the electrical energy generator GE of the supply group is readjusted regularly in order to obtain the desired voltage at the terminals of the service battery BS. In the type of open voltage regulation loop, a fixed compensation is used to take into account a voltage drop between the electrical energy generator GE and the service battery BS. In the latter case, there is therefore no readjustment of the voltage setpoint sent to the electrical energy generator GE, but only use of a fixed compensation.
On notera que le calculateur de supervision CS détermine chaque consigne de tension qu’il doit adresser au générateur d’énergie électrique GE à partir de chaque recalage de tension déterminé en boucle fermée ou de chaque compensation fixe déterminée en boucle ouverte.It will be noted that the supervision computer CS determines each voltage setpoint that it must send to the electrical energy generator GE from each voltage readjustment determined in closed loop or from each fixed compensation determined in open loop.
On notera également que le processeur PR et la mémoire MD peuvent être agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer le type de boucle de régulation en tension en fonction en outre d’une seconde information en cours et relative à la batterie de servitude BS.It will also be noted that the processor PR and the memory MD can be arranged to carry out the operations consisting in determining the type of voltage regulation loop as a further function of a second piece of information in progress and relating to the service battery BS.
Par exemple, cette seconde information peut être la fiabilité de la tension en cours de la batterie de servitude BS (fournie par le boîtier de surveillance BSB). Dans ce cas, le type fermé (pour la boucle de régulation en tension) peut être déterminé lorsque le premier ou deuxième ou troisième ou quatrième type de régulation a été déterminé et que dans le même temps la fiabilité de la tension en cours de la batterie de servitude BS a au moins une valeur nominale prédéfinie. Le type ouvert (pour la boucle de régulation en tension) peut être déterminé lorsque le premier ou deuxième ou troisième ou quatrième type de régulation a été déterminé et que dans le même temps la fiabilité de la tension en cours de la batterie de servitude BS est strictement inférieure à cette valeur nominale prédéfinie ou indisponible.For example, this second piece of information can be the reliability of the current voltage of the service battery BS (provided by the monitoring unit BSB). In this case, the closed type (for the voltage regulation loop) can be determined when the first or second or third or fourth type of regulation has been determined and at the same time the reliability of the current voltage of the battery easement BS has at least one predefined nominal value. The open type (for the voltage regulation loop) can be determined when the first or second or third or fourth type of regulation has been determined and at the same time the reliability of the current voltage of the service battery BS is strictly lower than this predefined or unavailable nominal value.
Mais dans une variante de réalisation le type ouvert (pour la boucle de régulation en tension) peut être déterminé dès lors que le troisième ou quatrième type de régulation a été déterminé (indépendamment de la fiabilité de la tension en cours de la batterie de servitude BS).But in a variant embodiment, the open type (for the voltage regulation loop) can be determined once the third or fourth type of regulation has been determined (independently of the reliability of the current voltage of the service battery BS ).
On notera également, comme illustré non limitativement sur la
L’invention peut aussi être considérée sous la forme d’un procédé de gestion destiné à être mis en œuvre dans le véhicule V décrit ci-avant afin de permettre la gestion stratégique optimisée de la fourniture d’énergie électrique au réseau de bord RB.The invention can also be considered in the form of a management method intended to be implemented in the vehicle V described above in order to allow the optimized strategic management of the supply of electrical energy to the on-board network RB.
Comme illustré dans l’exemple d’algorithme de la
- dans une sous-étape 10 un mode de gestion énergétique du groupe d’alimentation en fonction de premières informations en cours et relatives à la batterie de servitude BS, puis- in a sub-step 10 an energy management mode of the power supply group according to first information in progress and relating to the service battery BS, then
- dans une sous-étape 20 un type de régulation à appliquer pour piloter un état de charge de la batterie de servitude BS en fonction de ce mode de gestion énergétique déterminé, puis- in a sub-step 20, a type of regulation to be applied to control a state of charge of the service battery BS according to this determined energy management mode, then
- dans une sous-étape 30 un type de boucle de régulation en tension de la batterie de servitude BS en fonction de ce type de régulation déterminé.- in a sub-step 30 a type of voltage regulation loop of the service battery BS according to this determined type of regulation.
On notera également que l’invention propose aussi un produit programme d’ordinateur (ou programme informatique) comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement de type circuits électroniques (ou hardware), comme par exemple le processeur PR, est propre à mettre en œuvre le procédé de gestion décrit ci-avant pour gérer le groupe d’alimentation qui comporte la batterie de servitude BS et alimente en énergie électrique le réseau de bord RB du véhicule V.It will also be noted that the invention also proposes a computer program product (or computer program) comprising a set of instructions which, when it is executed by processing means of the electronic circuit (or hardware) type, such as for example the processor PR, is able to implement the management method described above to manage the power supply group which includes the service battery BS and supplies electrical energy to the on-board network RB of the vehicle V.
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