FR3132793A1 - AUTOMOTIVE VEHICLE BATTERY THERMAL PRE-CONDITIONING SYSTEM, METHOD AND VEHICLE BASED ON SUCH A SYSTEM - Google Patents

AUTOMOTIVE VEHICLE BATTERY THERMAL PRE-CONDITIONING SYSTEM, METHOD AND VEHICLE BASED ON SUCH A SYSTEM Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un système de pré-conditionnement thermique de batterie d’un véhicule automobile qui comprend un groupe motopropulseur et un système thermique, caractérisé en ce que le système de pré-conditionnement thermique comprend un moyen de sélection (S) d’un niveau de pré-conditionnement de la batterie parmi plusieurs niveaux (N1, N2, N3), un moyen d’aide à la décision incluant un calculateur, comprenant, pour chaque niveau de pré-conditionnement (N1, N2, N3), des données prévisionnelles de paramètres de roulages qui comprennent - un paramètre de performance de climatiseur (AC) en été, un paramètre de puissance désirée (HT) en hiver, - un paramètre de consommation électrique du système thermique (TC), un paramètre de consommation électrique du groupe motopropulseur (MC) et/ou d’autonomie (A),les données prévisionnelles étant obtenues à partir de paramètres d’historique de roulage du véhicule automobile. L’invention concerne en outre un procédé de pré-conditionnement thermique, un programme, un système de gestion de batterie et un véhicule sur la base d’un tel système de pré-conditionnement thermique. Figure 1The invention relates to a battery thermal pre-conditioning system of a motor vehicle which comprises a powertrain and a thermal system, characterized in that the thermal pre-conditioning system comprises means for selecting (S) a level of pre-conditioning of the battery from among several levels (N1, N2, N3), decision-making aid means including a computer, comprising, for each level of pre-conditioning (N1, N2, N3), data forecasts of driving parameters which include - an air conditioner performance parameter (AC) in summer, a desired power parameter (HT) in winter, - a thermal system electrical consumption parameter (TC), an electrical consumption parameter for the powertrain (MC) and/or autonomy (A), the forecast data being obtained from driving history parameters of the motor vehicle. The invention further relates to a thermal pre-conditioning method, a program, a battery management system and a vehicle based on such a thermal pre-conditioning system. Figure 1

Description

SYSTEME DE PRE-CONDITIONNEMENT THERMIQUE DE BATTERIE D’UN VEHICULE AUTOMOBILE, PROCEDE ET VEHICULE SUR LA BASE D’UN TEL SYSTEMETHERMAL PRE-CONDITIONING SYSTEM FOR A MOTOR VEHICLE BATTERY, METHOD AND VEHICLE BASED ON SUCH A SYSTEM

L’invention se rapporte au domaine des dispositifs et systèmes de pré-conditionnement thermique de batterie de traction de véhicules automobiles électriques du type connecté.The invention relates to the field of thermal pre-conditioning devices and systems for the traction battery of electric motor vehicles of the connected type.

Dans ce domaine, la solution existante pour le pré-conditionnement thermique est une activation sur demande ou programmée d’un pré-conditionnement thermique de batterie. Par exemple, à travers une application sur smartphone, on peut activer l’air conditionné ou le chauffage électrique un certain temps avant l’usage d’un véhicule électrique.In this area, the existing solution for thermal pre-conditioning is on-demand or scheduled activation of battery thermal pre-conditioning. For example, through a smartphone application, you can activate the air conditioning or electric heating a certain time before using an electric vehicle.

Le pré-conditionnement thermique de batterie est un sujet spécial provenant du domaine des véhicules électriques. Pour résoudre l’inquiétude sur l’autonomie, il est proposé de pré-conditionner thermiquement la batterie et l’habitacle thermiquement avant le départ pour réduire la consommation électrique du système thermique pendant le roulage.Battery thermal preconditioning is a special topic from the field of electric vehicles. To resolve concerns about range, it is proposed to thermally pre-condition the battery and the passenger compartment thermally before departure to reduce the electrical consumption of the thermal system during driving.

Le pré-conditionnement thermique est même impératif quand la température de la batterie est trop basse ou trop haute au départ du véhicule. En effet, la puissance de la batterie est très limitée par les températures maximales et minimales, même si le véhicule n’est pas branché à une borne.Thermal pre-conditioning is even imperative when the battery temperature is too low or too high when leaving the vehicle. In fact, battery power is very limited by maximum and minimum temperatures, even if the vehicle is not connected to a terminal.

Le pré-conditionnement thermique consomme cependant plus de l’énergie électrique pour faire varier la température de la batterie que pendant le roulage. En été, le climatiseur a peu d’efficacité pendant le stationnement à cause du flux faible de l’air traversant le condensateur. En hiver, le chauffage de la batterie peut se faire par la chaleur générée par la batterie et le moteur électrique au lieu du chauffage électrique qui consomme davantage d’énergie.However, thermal pre-conditioning consumes more electrical energy to vary the battery temperature than during driving. In summer, the air conditioner has little efficiency while parking due to the weak air flow passing through the condenser. In winter, heating of the battery can be done by the heat generated by the battery and the electric motor instead of electric heating which consumes more energy.

Ainsi, malgré les avantages offerts par pré-conditionnement, il n’est pas toujours nécessaire de pré-conditionner thermiquement la batterie à la température optimale.So, despite the benefits offered by pre-conditioning, it is not always necessary to thermally pre-condition the battery to the optimal temperature.

Un objectif de la présente invention est de proposer un support pour l’utilisateur afin de trouver la stratégie de pré-conditionnement thermique la plus adaptée à son besoin, en vue d’une consommation électrique plus basse.An objective of the present invention is to provide support for the user in order to find the thermal pre-conditioning strategy best suited to their needs, with a view to lower electrical consumption.

Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un système de pré-conditionnement thermique de batterie d’un véhicule automobile qui comprend un groupe motopropulseur et un système thermique, caractérisé en ce que le système de pré-conditionnement thermique comprend un moyen de sélection d’un niveau de pré-conditionnement de la batterie parmi plusieurs niveaux, un moyen d’aide à la décision incluant un calculateur, comprenant, pour chaque niveau de pré-conditionnement, des données prévisionnelles de paramètres de roulages qui comprennent
- un paramètre de performance de climatiseur en été, un paramètre de puissance désirée en hiver,
- un paramètre de consommation électrique du système thermique, un paramètre de consommation électrique du groupe motopropulseur et/ou d’autonomie,
les données prévisionnelles étant obtenues à partir de paramètres d’historique de roulage du véhicule automobile.To achieve this objective, the invention proposes a thermal pre-conditioning system for the battery of a motor vehicle which comprises a powertrain and a thermal system, characterized in that the thermal pre-conditioning system comprises a means for selecting 'a level of pre-conditioning of the battery among several levels, a decision support means including a calculator, comprising, for each level of pre-conditioning, forecast data of driving parameters which include
- an air conditioner performance parameter in summer, a desired power parameter in winter,
- an electrical consumption parameter of the thermal system, an electrical consumption parameter of the powertrain and/or autonomy,
the forecast data being obtained from driving history parameters of the motor vehicle.

Par « paramètres d’historique de roulage » est entendu un ensemble de données relatives aux trajets habituels de roulage du véhicule, notamment des données détaillées ci-dessous.By “driving history parameters” is meant a set of data relating to the usual driving routes of the vehicle, in particular the data detailed below.

Avantageusement, l’invention permet dans certains cas de prendre en compte la conduite prévue impliquant un pré-conditionnement thermique incomplet, ce qui entraine une consommation électrique plus faible.Advantageously, the invention makes it possible in certain cases to take into account the planned conduct involving incomplete thermal pre-conditioning, which results in lower electrical consumption.

En complémentant la solution existante de pré-conditionnement thermique, cette solution apporte plus de précision en offrant une adaptation du niveau du pré-conditionnement.By complementing the existing thermal pre-conditioning solution, this solution provides more precision by offering an adaptation of the pre-conditioning level.

Ainsi, l’efficacité du climatiseur étant très basse pendant le stationnement du véhicule, si la conduite prévue le permet, le fonctionnement du climatiseur pendant le roulage peut permettre de consommer moins d’électricité. En hiver, il n’est pas nécessaire de réchauffer la batterie à 20°C. La puissance désirée pourrait être disponible à une température plus basse pour la conduite prévue, malgré la restriction de la puissance à cause de la basse température.Thus, the efficiency of the air conditioner being very low while the vehicle is parked, if the planned driving allows it, operating the air conditioner while driving can allow less electricity to be consumed. In winter, it is not necessary to heat the battery to 20°C. The desired power might be available at a lower temperature for the intended driving, despite the power restriction due to the low temperature.

De préférence, le système de pré-conditionnement thermique est pour un véhicule automobile qui comprend un évaporateur d’habitacle comportant un ventilateur, et le système thermique comprend un condensateur, un refroidisseur et un compresseur, et est caractérisé en ce que le paramètre de performance de climatiseur est le coefficient de performance calculé en fonction de la température et du débit du flux d’air traversant le condensateur, la température et le débit du flux de l’air traversant l’évaporateur de l’habitacle, la température et le débit du flux du fluide calorifique dans le refroidisseur du système thermique de la batterie, ainsi que de la vitesse du compresseur.Preferably, the thermal preconditioning system is for a motor vehicle which comprises a passenger compartment evaporator comprising a fan, and the thermal system comprises a condenser, a cooler and a compressor, and is characterized in that the performance parameter of air conditioner is the coefficient of performance calculated as a function of the temperature and flow rate of the air flow passing through the condenser, the temperature and flow rate of the air flow passing through the passenger compartment evaporator, the temperature and flow rate of the flow of the heat fluid in the cooler of the battery thermal system, as well as the speed of the compressor.

Cela permet d’améliorer la précision des données prévisionnelles en référence à :
- des facteurs saisonniers et géographiques, à savoir la température ambiante liée aux températures susvisées ; et
- des facteurs utilisateur-et route-spécifiques, à savoir le flux de l’air traversant le condensateur dépendant du ventilateur et aussi de la vitesse du véhicule, de même que la puissance électrique de la batterie ainsi que la durée du fonctionnement de la batterie.This helps improve the accuracy of forecast data with reference to:
- seasonal and geographical factors, namely the ambient temperature linked to the above-mentioned temperatures; And
- user- and road-specific factors, namely the flow of air passing through the condenser depending on the fan and also the speed of the vehicle, as well as the electrical power of the battery as well as the duration of operation of the battery .

En particulier, le coefficient de performance est calculé par la somme de la chaleur transférée de l’habitacle et du fluide calorifique de la batterie divisée par la puissance du compresseur, la chaleur transférée de l’habitacle étant calculée par le changement de la température de l’air traversant l’évaporateur de l’habitacle et le débit dudit air, le débit d’air étant une fonction de la vitesse du ventilateur de l’évaporateur contrôlé par l’utilisateur, la chaleur transférée du fluide calorifique étant calculée par le changement de sa température et du débit de fluide, le débit du fluide étant une fonction de la vitesse d’une pompe contrôlée par un contrôleur de batterie.In particular, the coefficient of performance is calculated by the sum of the heat transferred from the passenger compartment and the heat fluid from the battery divided by the power of the compressor, the heat transferred from the passenger compartment being calculated by the change in the temperature of the air passing through the passenger compartment evaporator and the flow rate of said air, the air flow rate being a function of the speed of the fan of the evaporator controlled by the user, the heat transferred from the calorific fluid being calculated by the change in its temperature and fluid flow, the fluid flow being a function of the speed of a pump controlled by a battery controller.

Cela permet d’améliorer davantage la précision des données prévisionnelles.This further improves the accuracy of forecast data.

Concernant la puissance désirée, elle peut être déterminée sur la base de puissances maximales enregistrées dans le temps pour des trajets usuels, la plus haute puissance maximale étant la puissance désirée pour un type de trajet donné.Concerning the desired power, it can be determined on the basis of maximum powers recorded over time for usual journeys, the highest maximum power being the desired power for a given type of journey.

Concernant le paramètre de consommation électrique du système thermique et le paramètre de consommation électrique du groupe motopropulseur, ils peuvent être déterminés par des enregistrements d’un contrôleur de batterie du véhicule en fonction du paramètre de performance de climatiseur en été ou du paramètre de puissance désirée en hiver.Regarding the thermal system power consumption parameter and the powertrain power consumption parameter, they can be determined by recordings of a vehicle battery monitor according to the air conditioner performance parameter in summer or the desired power parameter in winter.

Dans une variante, le système de pré-conditionnement thermique est configuré pour
- refroidir la batterie en été jusqu’à une limite supérieure d’une plage optimale de température de fonctionnement de la batterie ; et/ou
- réchauffer la batterie en hiver jusqu’à une limite inférieure d’une plage optimale de température de fonctionnement de la batterieIn a variant, the thermal preconditioning system is configured to
- cool the battery in summer to an upper limit of an optimal battery operating temperature range; and or
- warm the battery in winter to a lower limit of an optimal battery operating temperature range

En hiver, le chauffage est complété par la chaleur générée par la batterie et par le moteur électrique après le démarrage du véhicule.In winter, heating is supplemented by heat generated by the battery and the electric motor after starting the vehicle.

L’invention porte en outre sur un procédé de pré-conditionnement thermique de batterie de véhicule automobile, comprenant des étapes pour
- relever des données de roulage à partir de paramètres d’historique de roulage du véhicule automobile, pour différents niveaux de pré-conditionnement,
- déterminer, pour lesdits niveaux de pré-conditionnement, des données prévisionnelles de paramètres de roulage qui comprennent un paramètre de performance de climatiseur en été, un paramètre de puissance désirée en hiver, un paramètre de consommation électrique du système thermique, un paramètre de consommation électrique du groupe motopropulseur et/ou d’autonomie,
- aider à la décision dans une de sélection d’un niveau de pré-conditionnement sur la base des données prévisionnelles.The invention further relates to a method for thermal pre-conditioning of a motor vehicle battery, comprising steps for
- collect driving data from driving history parameters of the motor vehicle, for different levels of pre-conditioning,
- determine, for said pre-conditioning levels, forecast data of driving parameters which include an air conditioner performance parameter in summer, a desired power parameter in winter, an electrical consumption parameter of the thermal system, a consumption parameter electric powertrain and/or autonomy,
- assist in the decision in selecting a level of pre-conditioning based on forecast data.

Un autre objet de l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de pré-conditionnement selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.Another object of the invention relates to a computer program comprising program code instructions for executing the steps of the preconditioning method according to the invention, when said program operates on a computer.

L’invention porte en outre sur un système de gestion de batterie comprenant un programme d’ordinateur selon l’invention.The invention further relates to a battery management system comprising a computer program according to the invention.

L’invention a également trait à un véhicule automobile comprenant un système de pré-conditionnement selon l’invention.The invention also relates to a motor vehicle comprising a pre-conditioning system according to the invention.

L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées, parmi lesquelles :
illustre un système de pré-conditionnement thermique de batterie selon une variante préférée de l’invention ; et
illustre un procédé de pré-conditionnement thermique de batterie selon une variante préférée de l’invention.The invention will be further detailed by the description of non-limiting embodiments, and on the basis of the appended figures, among which:
illustrates a battery thermal preconditioning system according to a preferred variant of the invention; And
illustrates a battery thermal pre-conditioning method according to a preferred variant of the invention.

L’invention concerne un système de pré-conditionnement de batterie de traction de véhicule automobile électrique du type connecté. Ce système de pré-conditionnement offre une possibilité de réduire la consommation électrique pour l’utilisateur du véhicule électrique.The invention relates to a connected type electric motor vehicle traction battery pre-conditioning system. This pre-conditioning system offers the possibility of reducing electricity consumption for the user of the electric vehicle.

Pour profiter de l’avantage du pré-conditionnement et en même temps réduire la consommation d’électricité, cette invention propose de donner la main à l’utilisateur pour ajuster le niveau du pré-conditionnement, dit autrement la température de la batterie T, pour ses trajets habituels. La décision est soutenue par quatre paramètres : le coefficient de performance (COP) de climatiseur en été (ou paramètre AC dans la ), la puissance de chauffage désirée en hiver (ou paramètre HT dans la ), la consommation du groupe motopropulseur (GMP) (ou paramètre MC dans la ), et la consommation du système thermique (ou paramètre TC dans la ). L’invention propose dans une première étape E1 de relever des données pour différents niveaux de pré-conditionnement thermique N1, N2, N3, puis dans une deuxième étape E2, de déterminer des données prévisionnelles pour lesdits niveaux. Dans une troisième étape E3, l’utilisateur est aidé dans sa décision sur la base des données prévisionnelles.To take advantage of the advantage of pre-conditioning and at the same time reduce electricity consumption, this invention proposes to give the user control to adjust the level of pre-conditioning, in other words the temperature of the battery T, for his usual journeys. The decision is supported by four parameters: the coefficient of performance (COP) of air conditioner in summer (or AC parameter in the ), the desired heating power in winter (or HT parameter in the ), powertrain consumption (GMP) (or MC parameter in the ), and the consumption of the thermal system (or TC parameter in the ). The invention proposes in a first step E1 to collect data for different levels of thermal pre-conditioning N1, N2, N3, then in a second step E2, to determine forecast data for said levels. In a third step E3, the user is helped in his decision based on the forecast data.

Le choix du niveau de pré-conditionnement N1, N2, N3 peut être mis en œuvre via un moyen de sélection S, par exemple via une application dédiée d’un ordinateur de bord de véhicule. Les références + et – dans la figure illustrent l’intensité ou le défaut d’un paramètre donné.The choice of the pre-conditioning level N1, N2, N3 can be implemented via a selection means S, for example via a dedicated application of a vehicle on-board computer. The + and – references in the figure illustrate the intensity or default of a given parameter.

L’efficacité du climatiseur, ou COP, dépend de plusieurs facteurs : la température et le débit du flux d’air traversant le condensateur, la température et le débit du flux de l’air traversant l’évaporateur de l’habitacle, la température et le débit du flux du fluide calorifique dans le refroidisseur du système thermique de la batterie, ainsi que la vitesse du compresseur.The efficiency of the air conditioner, or COP, depends on several factors: the temperature and flow rate of the air flow passing through the condenser, the temperature and flow rate of the air flow passing through the evaporator of the passenger compartment, the temperature and the rate of flow of the heat fluid in the cooler of the battery thermal system, as well as the speed of the compressor.

La température du flux d’air traversant le condensateur est la température ambiante, un facteur saisonnier et géographique. Le flux de l’air traversant le condensateur dépend du ventilateur et aussi de la vitesse du véhicule, un facteur utilisateur- et route-spécifique.The temperature of the airflow passing through the condenser is ambient temperature, a seasonal and geographic factor. The flow of air through the condenser depends on the fan and also on vehicle speed, a user- and road-specific factor.

La température et le débit du flux du fluide calorifique dans le refroidisseur sont les résultats du contrôle du système thermique de la batterie ainsi que la chaleur générée par la batterie. La chaleur générée par la batterie dépend principalement de la puissance électrique de la batterie, bien que l’état de charge (SOC) et la température de la batterie exercent aussi une influence considérable. La puissance électrique de la batterie ainsi que la durée du fonctionnement de la batterie sont également utilisateur- et route-spécifique.The temperature and flow rate of the heat fluid in the cooler are the results of controlling the battery thermal system as well as the heat generated by the battery. The heat generated by the battery depends mainly on the electrical power of the battery, although the state of charge (SOC) and the temperature of the battery also exert a considerable influence. The electrical power of the battery as well as the operating time of the battery are also user- and route-specific.

Le coefficient de performance du climatiseur est calculé par la somme de la chaleur transférée de l’habitacle et du fluide calorifique de la batterie divisée par la puissance du compresseur. La chaleur transférée de l’habitacle est calculée par le changement de la température de l’air traversant l’évaporateur et son débit. Le débit d’air est une fonction de la vitesse du ventilateur de l’évaporateur contrôlé par l’utilisateur. La chaleur transférée du fluide calorifique est calculée sur la base du changement de sa température et son débit. Le débit du fluide est une fonction de la vitesse de la pompe, qui est contrôlé par un contrôleur de batterie généralement équipé d’un logiciel de contrôle, tel qu’une unité de contrôle de véhicule électrique (eVCU pour « electric vehicle contrôle unit » en langue anglaise), ou un système de gestion de batterie (BMS pour « battery management system » en langue anglaise). Toutes ces informations sont disponibles pour le logiciel eVCU, et le coefficient de performance est de préférence calculé à chaque moment du fonctionnement du climatiseur. Pour réduire la quantité des données, le coefficient de performance peut être déterminer en moyennes pour chaque minute.The coefficient of performance of the air conditioner is calculated by the sum of the heat transferred from the passenger compartment and the calorific fluid from the battery divided by the power of the compressor. The heat transferred from the passenger compartment is calculated by the change in the temperature of the air passing through the evaporator and its flow rate. Airflow is a function of user-controlled evaporator fan speed. The heat transferred from the heating fluid is calculated based on the change in its temperature and flow rate. Fluid flow is a function of pump speed, which is controlled by a battery controller typically equipped with control software, such as an electric vehicle control unit (eVCU). in English), or a battery management system (BMS for “battery management system” in English). All this information is available to the eVCU software, and the coefficient of performance is preferably calculated at each moment of operation of the air conditioner. To reduce the amount of data, the performance coefficient can be determined as averages for each minute.

Après la première semaine d’utilisation du véhicule, ces données donnent déjà à l’utilisateur une courbe de coefficient de performance en fonction de l’heure et du jour de la semaine, pour montrer la corrélation avec le trajet, à savoir par exemple les trajets pour aller au travail pendant la semaine et les trajets pour faire des courses le weekend. Une valeur moyenne de coefficient de performance peut être calculée pour chaque type de trajet, et considérée comme un coefficient de performance représentatif. En comparant avec les données accumulées pendant le pré-conditionnement, ces données éclairent sur la différence de coefficient de performance entre roulage et stationnement. Après plus de temps d’utilisation du véhicule, ces données donnent la corrélation avec la température ambiante également. L’utilisateur est sensibilisé de manière quantitative sur le fait que le coefficient de performance est moins bon pendant le stationnement. Evidemment, les utilisateurs qui conduisent principalement rapidement marquent un plus grand écart de coefficient de performance entre le stationnement et le roulage.After the first week of vehicle use, this data already gives the user a coefficient of performance curve depending on time and day of the week, to show the correlation with the journey, i.e. e.g. trips to work during the week and trips to run errands on the weekend. An average coefficient of performance value can be calculated for each type of journey, and considered as a representative coefficient of performance. By comparing with the data accumulated during pre-conditioning, these data shed light on the difference in coefficient of performance between driving and parking. After more time of vehicle use, this data gives the correlation with the ambient temperature as well. The user is made quantitatively aware of the fact that the coefficient of performance is less good during parking. Obviously, users who mainly drive quickly show a greater difference in coefficient of performance between parking and driving.

Le logiciel eVCU montre aussi la consommation du groupe motopropulseur MC et celle du système thermique TC. Avec les différents coefficients de performance AC représentatifs du roulage et du stationnement, on peut calculer la consommation prévisionnelle du système thermique TC si le pré-conditionnement n’est pas fait. Cette consommation est moins que celle du pré-conditionnement, mais elle réduit l’autonomie A parce qu’il s’effectue pendant le roulage. Par la consommation du groupe motopropulseur MC, l’utilisateur a connaissance de sa consommation en kWh/100km, qui est une valeur personnalisée, c’est-à-dire utilisateur-, véhicule-, et route-spécifique. Avec cette valeur, la consommation prévisionnelle du système thermique est interprétée comme une réduction de l’autonomie A. L’autonomie A peut être déterminée par exemple de manière connue sur la base des consommations prévisionnelles. C’est à l’utilisateur de trouver son meilleur choix entre une consommation plus basse en désactivant le pré-conditionnement et une meilleure autonomie en activant le pré-conditionnement (par exemple au niveau N2 à la ).The eVCU software also shows the consumption of the MC powertrain and that of the TC thermal system. With the different AC performance coefficients representative of driving and parking, we can calculate the forecast consumption of the TC thermal system if pre-conditioning is not done. This consumption is less than that of pre-conditioning, but it reduces the autonomy A because it takes place while driving. By the consumption of the MC powertrain, the user is aware of his consumption in kWh/100km, which is a personalized value, that is to say user-, vehicle-, and road-specific. With this value, the forecast consumption of the thermal system is interpreted as a reduction in the autonomy A. The autonomy A can be determined for example in a known manner on the basis of the forecast consumption. It is up to the user to find their best choice between lower consumption by deactivating pre-conditioning and better autonomy by activating pre-conditioning (for example at level N2 at ).

Le client peut aussi essayer de changer le niveau du pré-conditionnement à partir des valeurs conseillées, typiquement au plus bas à 21°C dans l’habitacle et 30°C de la batterie, pour trouver un équilibre personnalisé entre la consommation et l’autonomie.The customer can also try to change the level of pre-conditioning from the recommended values, typically at the lowest at 21°C in the passenger compartment and 30°C in the battery, to find a personalized balance between consumption and autonomy.

Pour ce qui concerne l’hiver, c’est la puissance désirée HT qui détermine le niveau du pré-conditionnement. Le contrôle eVCU enregistre la puissance utilisée pendant les trajets habituels. Pour réduire la quantité des données, la puissance maximale mise en œuvre par minute est enregistrée et les données forment une courbe qui décrit la puissance désirée en fonction du temps. La puissance maximale dans cette courbe est définie comme la puissance désirée pour un type de trajet. Elle peut être comparée avec une stratégie de déclassement du contrôleur de batterie (BMS) en fonction de la température (« derating strategy » en langue anglaise). La batterie peut être chauffée jusqu’à une température qui permet d’atteindre la puissance désirée, en sachant qu’il est possible de réaliser un pré-conditionnement incomplet à une température inférieure à 20°C, qui est la limite inférieure de la plage optimale de température de fonctionnement de la batterie. Cela permet de baisser la consommation électrique. Après le démarrage, la chaleur générée par la batterie et par le moteur électrique continue le chauffage de la batterie.As far as winter is concerned, it is the desired HT power which determines the level of pre-conditioning. The eVCU control records the power used during typical journeys. To reduce the amount of data, the maximum power implemented per minute is recorded and the data forms a curve which describes the desired power as a function of time. The maximum power in this curve is defined as the desired power for a type of trip. It can be compared with a battery controller (BMS) derating strategy based on temperature (“derating strategy” in English). The battery can be heated to a temperature which allows the desired power to be achieved, knowing that it is possible to carry out incomplete pre-conditioning at a temperature below 20°C, which is the lower limit of the range optimal operating temperature of the battery. This helps reduce electricity consumption. After starting, the heat generated by the battery and the electric motor continues heating the battery.

En résumé, cette invention propose de profiter les données mesurées par le contrôleur eVCU en vue de donner plus de support aux utilisateurs dans le choix du niveau de pré-conditionnement pour trouver le meilleur compromis entre la consommation et l’autonomie.In summary, this invention proposes to take advantage of the data measured by the eVCU controller in order to give more support to users in the choice of the pre-conditioning level to find the best compromise between consumption and autonomy.

Claims (10)

Système de pré-conditionnement thermique de batterie d’un véhicule automobile qui comprend un groupe motopropulseur et un système thermique, caractérisé en ce que le système de pré-conditionnement thermique comprend un moyen de sélection (S) d’un niveau de pré-conditionnement de la batterie parmi plusieurs niveaux (N1, N2, N3), un moyen d’aide à la décision incluant un calculateur, comprenant, pour chaque niveau de pré-conditionnement (N1, N2, N3), des données prévisionnelles de paramètres de roulages qui comprennent
- un paramètre de performance de climatiseur (AC) en été, un paramètre de puissance désirée (HT) en hiver,
- un paramètre de consommation électrique du système thermique (TC), un paramètre de consommation électrique du groupe motopropulseur (MC) et/ou d’autonomie (A),
les données prévisionnelles étant obtenues à partir de paramètres d’historique de roulage du véhicule automobile.Thermal pre-conditioning system for a battery of a motor vehicle which comprises a powertrain and a thermal system, characterized in that the thermal pre-conditioning system comprises means (S) for selecting a pre-conditioning level of the battery among several levels (N1, N2, N3), a decision support means including a calculator, comprising, for each pre-conditioning level (N1, N2, N3), forecast data of driving parameters who understand
- an air conditioner performance parameter (AC) in summer, a desired power parameter (HT) in winter,
- an electrical consumption parameter of the thermal system (TC), an electrical consumption parameter of the powertrain (MC) and/or autonomy (A),
the forecast data being obtained from driving history parameters of the motor vehicle. Système de pré-conditionnement thermique selon la revendication 1, dans lequel le véhicule automobile comprend un évaporateur d’habitacle comportant un ventilateur, et le système thermique comprend un condensateur, un refroidisseur et un compresseur, caractérisé en ce que le paramètre de performance de climatiseur (AC) est le coefficient de performance calculé en fonction de la température et du débit du flux d’air traversant le condensateur, la température et le débit du flux de l’air traversant l’évaporateur de l’habitacle, la température et le débit du flux du fluide calorifique dans le refroidisseur du système thermique de la batterie, ainsi que de la vitesse du compresseur.Thermal preconditioning system according to claim 1, in which the motor vehicle comprises a passenger compartment evaporator having a fan, and the thermal system comprises a condenser, a cooler and a compressor, characterized in that the air conditioner performance parameter (AC) is the coefficient of performance calculated as a function of the temperature and flow rate of the air flow passing through the condenser, the temperature and flow rate of the air flow passing through the evaporator of the passenger compartment, the temperature and the flow rate of the heat fluid in the cooler of the battery thermal system, as well as the speed of the compressor. Système de pré-conditionnement thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le coefficient de performance est calculé par la somme de la chaleur transférée de l’habitacle et du fluide calorifique de la batterie divisée par la puissance du compresseur, la chaleur transférée de l’habitacle étant calculée par le changement de la température de l’air traversant l’évaporateur de l’habitacle et le débit dudit air, le débit d’air étant une fonction de la vitesse du ventilateur de l’évaporateur contrôlé par l’utilisateur, la chaleur transférée du fluide calorifique étant calculée par le changement de sa température et du débit de fluide, le débit du fluide étant une fonction de la vitesse d’une pompe contrôlée par un contrôleur de batterie.Thermal pre-conditioning system according to claim 2, characterized in that the coefficient of performance is calculated by the sum of the heat transferred from the passenger compartment and the heat fluid from the battery divided by the power of the compressor, the heat transferred from the passenger compartment being calculated by the change in the temperature of the air passing through the passenger compartment evaporator and the flow rate of said air, the air flow rate being a function of the speed of the evaporator fan controlled by the user, the heat transferred from the heating fluid being calculated by the change in its temperature and the fluid flow rate, the fluid flow rate being a function of the speed of a pump controlled by a battery controller. Système de pré-conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la puissance désirée (HT) est déterminée sur la base de puissances maximales enregistrées dans le temps pour des trajets usuels, la plus haute puissance maximale étant la puissance désirée (HT) pour un type de trajet donné.Thermal pre-conditioning system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the desired power (HT) is determined on the basis of maximum powers recorded over time for usual journeys, the highest maximum power being the desired power (HT) for a given type of journey. Système de pré-conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le paramètre de consommation électrique du système thermique (TC) et le paramètre de consommation électrique du groupe motopropulseur (MC) sont déterminés par des enregistrements d’un contrôleur de batterie du véhicule en fonction du paramètre de performance de climatiseur (AC) en été ou du paramètre de puissance désirée (HT) en hiver.Thermal pre-conditioning system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the electrical consumption parameter of the thermal system (TC) and the electrical consumption parameter of the power train (MC) are determined by recordings of a vehicle battery controller based on the air conditioner performance parameter (AC) in summer or the desired power parameter (HT) in winter. Système de pré-conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il est configuré pour
- refroidir la batterie en été jusqu’à une limite supérieure d’une plage optimale de température de fonctionnement de la batterie ; et/ou
- réchauffer la batterie en hiver jusqu’à une limite inférieure d’une plage optimale de température de fonctionnement de la batterieThermal pre-conditioning system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is configured to
- cool the battery in summer to an upper limit of an optimal battery operating temperature range; and or
- warm the battery in winter to a lower limit of an optimal battery operating temperature range Procédé de pré-conditionnement thermique de batterie de véhicule automobile, comprenant des étapes pour
- relever des données de roulage (E1) à partir de paramètres d’historique de roulage du véhicule automobile, pour différents niveaux de pré-conditionnement (N1, N2, N3),
- déterminer (E2), pour lesdits niveaux de pré-conditionnement, des données prévisionnelles de paramètres de roulage qui comprennent un paramètre de performance de climatiseur (AC) en été, un paramètre de puissance désirée (HT) en hiver, un paramètre de consommation électrique du système thermique (TC), un paramètre de consommation électrique du groupe motopropulseur (MC) et/ou d’autonomie (A),
- aider à la décision (E3) dans une de sélection d’un niveau de pré-conditionnement (N1, N2, N3) sur la base des données prévisionnelles.Method for thermal pre-conditioning of a motor vehicle battery, comprising steps for
- collect driving data (E1) from driving history parameters of the motor vehicle, for different pre-conditioning levels (N1, N2, N3),
- determine (E2), for said pre-conditioning levels, forecast data of driving parameters which include an air conditioner performance parameter (AC) in summer, a desired power parameter (HT) in winter, a consumption parameter electrical of the thermal system (TC), an electrical consumption parameter of the powertrain (MC) and/or autonomy (A),
- assist in the decision (E3) in the selection of a pre-conditioning level (N1, N2, N3) on the basis of forecast data. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de pré-conditionnement thermique selon la revendication 6, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.A computer program comprising program code instructions for executing the steps of the thermal preconditioning method according to claim 6, when said program operates on a computer. Système de gestion de batterie comprenant un programme d’ordinateur selon la revendication 8.Battery management system comprising a computer program according to claim 8. Véhicule automobile comprenant un système de pré-conditionnement thermique selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.Motor vehicle comprising a thermal pre-conditioning system according to any one of claims 1 to 6.
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