WO2010046575A2 - Procede et dispositif de commande d'un systeme micro-hybride a freinage recuperatif apte a equiper un vehicule automobile - Google Patents

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WO2010046575A2
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Daniel Benchetrite
Paul-Eric Chupin
Oussama Rouis
Cyrille Corniglion
Jean-François DUGUEY
Ryadh Ben Omrane
Hajar Hercouet
Benoit Soucaze-Guillous
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Definitions

  • the present invention relates to a micro-hybrid system with regenerative braking equipping a motor vehicle and a control method of this micro-hybrid system.
  • a rotating electrical machine and an electrochemical battery supply electrical consumers via a vehicle electrical distribution network.
  • the rotating electrical machine capable of operating as an alternator, is also intended to recharge the battery via a regulating device.
  • the alternator powers the electrical consumers and charges the battery.
  • the alternator does not deliver power, the battery provides all the electrical energy that the vehicle needs.
  • this charge corresponds to an increase in a regulation set point imposed by the control device.
  • the battery can not be imposed too high a regulation set the risk of accelerated degradation of its state of health ("State of Health" in English, called “SOH”).
  • this regulation setpoint is a function of the temperature of the battery.
  • the regulation set point is about 14.3V at an internal battery temperature of about 20 ° C.
  • the maximum allowable voltage is in the range of about 15V to about 16V. This results in a maximum voltage variation within a range of about 0.7V to about 1.7V.
  • the battery can not receive too much energy transiently, for example resulting in a voltage variation of about 5V.
  • the invention aims to meet the aforementioned needs.
  • the invention thus relates to a regenerative braking control method of a micro-hybrid system comprising at least one rotating electrical machine and an electrochemical battery, the micro-hybrid system equipping a motor vehicle.
  • the method comprises a step of controlling, when the electrochemical battery has a first predetermined energy state corresponding to an initial optimum state of charge, a decrease of said first energy state to a second energy state corresponding to a state of charge. intermediate, so as to make available a charging capacity at a later opportunity of recovery of electrical energy during a braking phase of the vehicle.
  • the micro-hybrid system allows efficient use of the regenerative braking function.
  • a management of the energy state of the electrochemical battery is performed according to predetermined threshold values representative of energy states, so as to anticipate an opportunity for regenerative braking.
  • This anticipation results in the reduction of the energy state of the battery and thus by the release of a charging capacity of the battery.
  • This energy state can be controlled so as to be located between different thresholds for charging the battery with energy from braking phases without risk of degradation of said battery.
  • This control is conditioned by a first initial optimum energy state of the electrochemical battery.
  • the first energy state can be in the range of about 70% to about 95% of a full load state.
  • the initial optimum energy state therefore corresponds to a sufficiently good state of charge of the battery.
  • the second intermediate energy state can be in a range of about 50% to about 80% of the full load state.
  • the electrochemical battery may be for example a lead-acid battery, a lithium battery, or a nickel battery.
  • the step of controlling the reduction of the energy state of the battery so as to make available a charging capacity during a subsequent opportunity of recovery of electrical energy during a braking phase of the vehicle may include: a substep of controlling, when the electrochemical battery has the first predetermined energy state, supplying a supply current to an electrical distribution network of the vehicle comprising the electrochemical battery so as to obtain a substantially negative energy balance at the terminals of said electrochemical battery, and
  • the energy balance is determined by a sum of a quantity of incoming energy and a quantity of outgoing energy. These amounts of energy correspond to an integration of the current Ibat.
  • a coefficient called coefficient of efficiency, can be assigned to at least a quantity of energy.
  • the regulation setpoint can correspond to a voltage setpoint or a current setpoint.
  • the current regulation setpoint may be zero (in other words, the rotating electrical machine is no longer regulated), and consequently, electrical consumers of the electrical distribution network may be powered solely by the electrochemical battery.
  • a voltage regulation setpoint it may be lower than the voltage of the electrochemical battery.
  • This aspect is advantageously used when the battery has an energy state at least equal to the first optimum initial energetic state.
  • the energy state of the battery can be reasonably degraded and it becomes advantageous to control the authorization of the energy recovery function.
  • the energy that can be recovered in particular by the electrochemical battery, can be important.
  • the load capacity made available from the battery may be in the range of about 20% to about 60% of its total charging capacity.
  • This charge capacity made available may depend on the type of electrochemical battery used.
  • the step of controlling the reduction of the energy state of the battery so as to make available a charging capacity during a subsequent opportunity of recovery of electrical energy during a braking phase of the vehicle may comprise:
  • the payload state may be representative of a state of charge of the battery sufficient to perform certain functions, for example a restart of the engine after a stopping of the vehicle.
  • the third predetermined energy state may correspond to information representative of this state of payload.
  • the regulation setpoint can be calculated such that the rotating electrical machine provides substantially exactly the amount of energy needed to supply electrical consumers of the electrical distribution network.
  • the energy balance of the battery is substantially zero.
  • this can be achieved by substantially zero incoming and outgoing currents flowing through the battery, for example in the case of current regulation.
  • the energy state of the battery is stabilized around a value substantially corresponding to the state of payload, and the authorization to recover the energy is controlled. It follows from these various aspects of the invention that, during a braking phase of the motor vehicle, energy is recovered and transmitted to consumers and the electrochemical battery.
  • the amount of energy allowed by the battery depends on the load capacity that has been made available, and if applicable, the thresholds of states predetermined energy between which the energy state of the battery is controlled.
  • the step of controlling the decrease in the energy state of the battery so as to make available a charging capacity at a later opportunity of recovery of electrical energy during a braking phase of the vehicle may include a substep to order a cancellation of an authorization to recover energy.
  • the sub-step of canceling an authorization to recover the energy can be performed when the electrochemical battery has an energy state less than a fourth predetermined energy state corresponding to a critical state of charge.
  • the critical state of charge can be representative of a state of charge of the battery not sufficient to perform certain functions, for example the restart of the engine during a stopping of the vehicle.
  • this fourth critical energy state can correspond to an information representative of a too degraded energy state of the battery, imposing for example control, following the stopping of the engine during a temporary phase of stopping the vehicle (eg at a traffic light), a restart of the engine.
  • the step of controlling the decrease in the energy state of the battery so as to make available a charging capacity at a later opportunity of recovery of electrical energy during a braking phase of the vehicle may be preceded by a step of obtaining the energy state of the electrochemical battery.
  • this determined energetic state can be from at least one parameter representative of said energetic state of the electrochemical battery. This parameter can be one of the parameters among a temperature, a voltage or a current of the electrochemical battery.
  • the energy state can correspond to a determined energy balance as a function of the battery current.
  • this energy balance can be initialized, for example at zero, when the battery has an energy state at least equal to the first initial optimum energy state, or to the third useful energy state.
  • the initialisation of the energy balance at at least one of these instants makes it possible to define a reference energy state from which the control acting on the energy state of the battery is carried out.
  • the energy state can correspond to a current value determined as a function of the battery temperature.
  • the energy state may correspond to the voltage of the battery.
  • the step of controlling the decrease of the energy state of the battery so as to make available a charging capacity at a later opportunity of recovery of electrical energy during a phase of Vehicle braking may be preceded by a step of comparing the temperature of the battery to a predetermined temperature threshold value.
  • the substep of controlling an authorization to recover energy during an opportunity of a braking phase of the vehicle can be achieved when the energy balance of the battery is higher at an energy balance threshold value, or when the battery current is greater than a current threshold value, or when the battery voltage is greater than a voltage threshold value
  • the substep of cancel an authorization to recover this energy can be achieved when the energy balance of the battery is lower than a threshold value of energy balance, or when the battery current is less than a current threshold value, or when the battery voltage is lower than a voltage threshold value.
  • These values of energy, current and voltage balance thresholds may be predetermined, or determined in particular as a function of temperature.
  • the method according to the invention makes it possible to degrade the energy state of the electrochemical battery, by locating the energy state thereof between the high and low values of the energy state threshold, in order to make a capacitance available. maximum load with a view to the subsequent desirability of a braking phase of the vehicle. This maximum capacity is advantageously defined so as not to harm the state of health of the electrochemical battery, and therefore its lifetime.
  • the invention relates to a micro-hybrid system with regenerative braking for a motor vehicle, comprising:
  • a rotating electrical machine at least one power converter adapted to be connected to an electrical distribution network, said network comprising at least one electrochemical battery,
  • the method comprises means associated with the control circuit for controlling, when the electrochemical battery has a first energetic state. predetermined state corresponding to an initial optimum state of charge, the converter for decreasing said first energy state to a second energy state corresponding to an intermediate state of charge, so as to make available a charging capacity during an opportunity subsequent recovery of electrical energy during a braking phase of the vehicle.
  • the associated means may make it possible to control a cancellation of an authorization to recover the energy.
  • the associated means may comprise a management and monitoring module comprising: means for obtaining at least one parameter representative of a state of the electrochemical battery, and means for determining an energy state of the electrochemical battery from said at least one parameter obtained.
  • the means for obtaining at least one parameter representative of a state of the battery may comprise sensors designed to obtain at least one of a temperature, a voltage or a current of the battery. drums.
  • the sensors can be placed on the electrochemical battery.
  • the management and monitoring module can be placed in the sensors.
  • the rotating electrical machine can be an alternator-starter.
  • the invention relates to a motor vehicle comprising a micro-hybrid system as described above.
  • FIG. 1 shows an overall view of a micro-hybrid system 1 comprising associated means 5 of a control circuit 4 according to the invention
  • FIG. 2 shows a graph illustrating operating phases of a control method of the micro-hybrid system 1 of FIG. 1,
  • FIGS. 3 to 7 relate to processing sub-modules of an authorization to recover energy from a braking phase of a motor vehicle, of the control circuit 4 of FIG. particular examples of implementation of the method, and - Figures 8 and 9 relate to processing sub-modules of a cancellation of the authorization to recover energy, the control circuit 4 of Figure 1, according to particular examples of implementation of the method.
  • FIG. 1 shows a micro-hybrid regenerative braking system 1 comprising a polyphase rotating electrical machine 2, an analog digital converter 3, a control circuit 4, and a means 5 associated with the control circuit 4.
  • the electric machine polyphase rotating 2 is formed in this example by a motor vehicle alternator.
  • the machine 2 may be reversible and thus form a motor vehicle alternator starter.
  • the alternator / starter 2 is capable, in addition to being rotated by a heat engine 9 to produce electrical energy (alternator mode), to transmit a torque to this engine 9 for a start ( starter mode).
  • the machine 2 will be mentioned as an alternator, but could be an alternator-starter.
  • the alternator 2 is used in a recuperative braking type architecture, in order to transform a portion of the mechanical energy from a braking phase of the vehicle into electrical energy.
  • the alternator 2, the converter 3 and an energy storage unit 8 are connected in series.
  • the energy storage unit 8 comprises at least one electrochemical supply battery, for example of the lead-acid battery type.
  • this electrochemical battery 8 may comprise lithium or nickel.
  • This battery 8 makes it possible, in addition to supplying a starter 2 during a starting phase (motor mode), to supply electrical energy to consumers.
  • vehicle for example headlamps, a car radio, an air conditioning system, wipers.
  • the converter 3 allows electrical energy transfers between the alternator 2 and the electrical distribution network 7, these transfers being in particular controlled by the circuit control 4 connected to the converter 3.
  • the electrical energy transfers are bidirectional between said alternator-starter 2 and the battery 8.
  • the converter 3 is reversible.
  • the control circuit 4 of the micro-hybrid system 1 can be built around a microprocessor.
  • the microprocessor 4 controls the converter 3 to take a DC voltage from the battery 8 to power a starter, or the alternator-starter.
  • the microprocessor 4 controls the converter 3 to take alternating voltages from the alternator 2 to, on the one hand, charge the battery 8, and on the other hand, power the electrical consumers of the vehicle.
  • the microprocessor 4 is also connected to a motor control unit 10 capable of managing the heat engine 9.
  • the micro-hybrid system 1 comprises a management and monitoring module 11 and sensors 12.
  • the management and monitoring module 11 can be implemented at least partially in the microprocessor 4.
  • the management and monitoring module 11 may be implanted in a means provided for receiving the sensors 12, said means being able to be placed close to the battery 8.
  • kinetic energy is recoverable to be transformed by the alternator 2 into electrical energy and then supplied to the network 7.
  • the associated means 5 of the control circuit 4 establishes a control method for recovering at least partially the energy resulting from braking phases and acts on the network 7 via the converter 3.
  • FIG. 2 relates to a graph illustrating different phases of life of the micro-hybrid system 1, with abscissa the phases in time, and ordinate information representative of the energy state of the battery.
  • control circuit 4 and its associated means 5 will now be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 9. More specifically, each step of the control method of the invention illustrated by the life phases of the micro-hybrid system in FIG. 2 and implemented in this control circuit 4 is described in detail.
  • FIG. 2 illustrates in a first phase 0 a normal charge of the battery 8, regulated by the alternator 2 as a function of the temperature of the battery 8, called Tbat in the following description.
  • the energy recovery is not allowed in case of opportunity of a braking phase.
  • FIG. 3 relates to a processing sub-module ST1 of an authorization to recover the energy produced during a braking phase when such an opportunity arises for the associated means 5.
  • the management and monitoring module 11 obtains at step S101 a current delivered by the battery 8, called Ibat in the rest of the description.
  • the current Ibat comes from the sensors 7. It is for example measured using a shunt.
  • the current Ibat is then transmitted to a step S102 for determining the energy status information of the battery 8.
  • Step S102 has substeps S1021 and S1022.
  • the sub-step S1021 determines an energy balance of the battery 8, called CB in the remainder of the description, as a function of the current Ibat.
  • the energy balance is determined by a sum of a quantity of incoming energy and a quantity of outgoing energy. These amounts of energy correspond to an integration of the current Ibat.
  • a coefficient called coefficient of efficiency, can be assigned to at least a quantity of energy.
  • the management and monitoring module 11 performs a comparison calculation with substep S1021 between the determined energy balance CB and a predetermined energy balance threshold value CBthi.
  • This predetermined energy balance threshold value CBthi advantageously corresponds to a useful energy state of the battery 8, for example about 70% of its fully charged state.
  • Step S103 comprises two substeps S1031 and S1032.
  • the associated means 5 controls the sub-step S1031 the supply to the network 7 by the alternator 2 of a feed stream so as to obtain a substantially zero energy balance CB.
  • the alternator provides exactly the amount of energy needed to power the electrical consumers on the network 7.
  • a current sensor (not shown) may be arranged on the network so as to know exactly the energy requirement on the network 7, and the energy balance substantially zero would be obtained through a current control acting to control current Incoming and outgoing Ibat substantially invalid.
  • the battery 8 retains a charging capacity for an opportunity of a braking phase.
  • the associated means 5 allows the substep S1032 energy recovery
  • FIG. 2 illustrates a phase 1 during which the energy balance CB of the battery is constant, corresponding to a rolling phase of the vehicle, without braking.
  • a phase 2 illustrates a decrease in the energy balance CB followed by an increase in this balance CB, so as to have a zero Ibat current as explained above.
  • a phase 3 illustrates a braking of the motor vehicle and an opportunity to recover the energy resulting from this braking concretized. Indeed, the energy balance CB increases and therefore the energy state of the battery also.
  • phase 4 illustrates the same situation as phase 1 and then during phase 5 a new opportunity to recover the energy resulting from a concrete braking.
  • FIG. 4 relates to a processing sub-module ST2 of an authorization to recover the energy produced during a braking phase when such an opportunity arises for the associated means 5.
  • the management and monitoring module 11 obtains a current Ibat in step S111.
  • the current Ibat is then transmitted to a step S112 for determining the energy status information of the battery 8.
  • Step S112 has substeps S1121 and S1122.
  • the sub-step S1121 determines the energy balance CB of the battery 8, as a function of the current Ibat.
  • the management and monitoring module 11 then performs a comparison calculation with substep S1121 between the determined energy balance CB and a predetermined energy balance threshold value CBth2.
  • This predetermined energy balance threshold value CBth2 advantageously corresponds to an initial optimum energy state of the battery 8, for example corresponding to approximately 85% of its fully charged state.
  • the threshold value CBth2 may, for example, correspond to a value of approximately 50OmAh entered in the battery 8 (mAh for MiIIi Ampere Hour, symbol of the unit of electric charge), in the case where the battery 8 has a total capacitance of about 60Ah. If the comparison calculation results in an energy balance CB less than or equal to CBth2, the result is transmitted to the associated means 5 which deactivates the processing sub-module ST2 in a step S114.
  • Step S113 comprises two substeps S1131 and S1132.
  • the associated means 5 controls the substep S1131 a decrease in the energy state of the battery 8, with a current entering Ibat zero and a positive outgoing Ibat current, so as to obtain a negative energy balance CB.
  • the alternator does not regulate and the electrical consumers on the network 7 are only powered by the battery 8. This allows to degrade the energy state of the battery to make available a load capacity for an opportunity after a braking phase.
  • the processing sub-module ST2 could be implemented initially.
  • the processing sub-module ST1 could only be optional, depending on the micro-hybrid systems.
  • phase 6 illustrated in FIG. 2 the energy balance CB increases thanks to a braking phase enabling energy recovery and its partial storage in the battery 8.
  • a phase 7 illustrates a phase without braking, and therefore a decrease in the energy balance CB.
  • phase 8 illustrates again a braking of the motor vehicle and an opportunity to recover the energy resulting from this braking concretized. Indeed, the energy balance CB increases and therefore the energy state of the battery 8 also. The energy state of the maximum battery 8 is reached, corresponding to a state of full charge. The additional energy that can be recovered is passed on to the consumers on the grid 7. It is the alternator 2 that regulates the sharing of recovered energy. Phases 9 and 10 illustrate the same situation as phase 7 except that the decrease in the energy state is greater, for example due to a high electrical need at the level of consumers on the network, including air conditioning.
  • FIG. 5 relates to a processing sub-module ST3 for maintaining an authorization to recover the energy produced during a braking phase when such an opportunity arises for the associated means 5.
  • the management and monitoring module 11 obtains in phase S121 a current Ibat.
  • the current Ibat is then transmitted to a step S122 for determining the energy state information of the battery 8.
  • the step S122 comprises substeps S1221 and S1222.
  • the substep S1221 determines the energy balance CB of the battery 8, as a function of the current Ibat.
  • the management and monitoring module 11 then performs a comparison calculation with the sub-step S1221 between the determined energy balance CB and a predetermined energy balance threshold value CBth3.
  • This predetermined energy balance threshold value CBth3 corresponds to an energy state lower than the initial optimum energy state of the battery 8, and can correspond substantially to the useful energy state.
  • the threshold value CBth3 may correspond to a decrease of about 80OmAh in the charge of the battery 8.
  • Step S123 comprises two substeps S1231 and S1232.
  • the associated means 5 controls the sub-step S1231 the supply to the network
  • Figure 2 illustrates phases 11 and 12 similar to phases 1 and 2.
  • a phase 13 corresponds to a very rapid decrease in the energy state of the battery 8, for example following a stopping phase of the vehicle, where a large number of consumers have been put into service, generating an electrical need very large compared to the electrical need before stopping the vehicle.
  • the phases 12 to 14 can also take place in the various embodiments of the method according to the invention detailed below, in particular illustrated in FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 6 relates to a processing sub-module ST4 for maintaining an authorization to recover the energy produced during a braking phase when such an opportunity arises for the associated means 5.
  • the management and monitoring module 11 obtains the current Ibat at step S131.
  • the current Ibat is then transmitted to a step S132 which comprises a sub-step S 1321.
  • the substep S1321 performs a comparison calculation between the current Ibat and a predetermined threshold value Ith.
  • This predetermined threshold value Ith can correspond to a value of the current Ibat of about -50A.
  • Step S133 comprises two substeps S1331 and S1332 which are respectively identical to substeps S1231 and S1232.
  • the associated means 5 therefore controls the sub-step S1331 the supply to the network 7 by the alternator 2 of a feed stream so as to obtain a substantially zero energy balance CB.
  • FIG. 7 relates to a processing sub-module ST5 for maintaining an authorization to recover the energy produced during a braking phase when such an opportunity arises for the associated means 5.
  • the management and monitoring module 11 obtains at step S141 the voltage Ubat.
  • the voltage Ubat is then transmitted to a step S142 for determining the energy state information of the battery 8, which comprises a substep S1421.
  • Sub-step S1421 performs a comparison calculation between the obtained voltage Ubat and a predetermined voltage threshold value, called Uth1.
  • Uth1 a predetermined voltage threshold value
  • the voltage Uth1 can range from about 11.5V to about 12.5V for a 14V lead-acid battery.
  • Step S143 comprises two substeps S1431 and S1432 which are respectively identical to substeps S1231 and S1232.
  • the associated means 5 therefore controls the sub-step S1431 the supply to the network 7 by the alternator 2 of a feed stream so as to obtain a substantially zero energy balance.
  • the submodule ST6 could be activated during the phases 1 to 13, that is to say as soon as an authorization to recover the energy would be controlled.
  • the management and monitoring module 11 obtains a current Ibat at step S151.
  • the current Ibat is then transmitted to a step S152 for determining the energy state information of the battery 8.
  • Step S152 has substeps S1521 and S1522.
  • Sub-step S1521 determines the energy balance CB of the battery 8, as a function of the current Ibat.
  • the management and monitoring module 11 then performs a comparison calculation with substep S1521 between the determined energy balance CB and a predetermined energy balance threshold value CBth4.
  • This predetermined energy balance threshold value CBth4 corresponds to a critical energy state, for example about 60% of the state of full charge. If the comparison calculation results in an energy balance CB greater than or equal to CBth4, the result is transmitted to the associated means 5 which deactivates the processing sub-module ST6 at a step S154.
  • the comparison calculation results in a CB energy balance lower than CBth4, as illustrated in phase 14 of FIG. 2, the result is transmitted to the associated means 5 which controls, at a step S153, the micro-hybrid system via the microprocessor 4 to cancel an authorization to recover energy
  • Step S153 comprises two substeps S1531 and S1532.
  • the associated means 5 controls the substep S1531 a normal regulation of the current Ibat as a function of the temperature Tbat.
  • Phase 14 is therefore similar to phase 0 illustrated in FIG. 2, the network 7 being powered electrically by alternator 2.
  • FIG. 9 relates to an ST7 processing sub-module for canceling an authorization to recover the energy produced during a braking phase when such an opportunity arises for the associated means 5.
  • This sub-module ST7 is activated during the phases 1 to 5, 12 and 14 where an authorization to recover the energy is authorized in accordance with FIGS. 4 to 7, and deals with the steps S161 to S164 of the control method to cancel an authorization of recover energy from a braking phase of the vehicle
  • the ST7 sub-module could be activated during phases 1 to 13, ie when an authorization to recover energy would be ordered.
  • the management and monitoring module 11 obtains at step S161 a voltage Ubat.
  • Step S162 comprises a substep S1621 which performs a comparison calculation between the obtained voltage Ubat and a predetermined voltage threshold value, called Uthc.
  • This threshold value Uthc corresponds to a critical energy state.
  • the voltage Uthc can be between 11V and 12V for a 14V lead-acid battery.
  • Step S163 comprises two substeps S1631 and S1632 which are similar to substeps S1531 and S1532 illustrated in FIG. 8.
  • the associated means 5 controls the substep S1631 a normal regulation of the current Ibat as a function of the temperature Tbat.
  • Phase 14 is therefore similar to phase 0 illustrated in FIG. 2, the network 7 being powered electrically by alternator 2.
  • the means 5 can associate the representative information SA and RR with threshold values of the energy state of the battery 8.

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé de commande de freinage récupératif d'un système micro-hybride (1 ) comprenant au moins une machine électrique tournante (2) et une batterie électrochimique (8), le système micro-hybride (1) équipant un véhicule automobile. Le procédé comporte une étape de commander, lorsque la batterie électrochimique (8) présente un premier état énergétique prédéterminé correspondant à un état de charge optimum initial (CBth1 ), une diminution dudit premier état énergétique vers un deuxième état énergétique correspondant à un état de charge intermédiaire, de manière à rendre disponible une capacité de charge lors d'une opportunité ultérieure de récupération d'énergie électrique pendant une phase de freinage du véhicule.

Description

Procédé et dispositif de commande d'un système micro-hybride à freinage récupératif apte à équiper un véhicule automobile
La présente invention concerne un système micro-hybride à freinage récupératif équipant un véhicule automobile et un procédé de commande de ce système micro-hybride.
Dans un système micro-hybride à freinage récupératif conventionnel, il peut exister des problèmes pour récupérer efficacement de l'énergie produite lors de phases de freinage du véhicule automobile. Cette récupération d'énergie est notamment impactée par le type d'unité de stockage d'énergie utilisé.
En général, dans le système micro-hybride, une machine électrique tournante et une batterie électrochimique alimentent des consommateurs électriques via un réseau de distribution électrique du véhicule. La machine électrique tournante, capable de fonctionner en alternateur, est également destinée à recharger la batterie via un dispositif de régulation.
Typiquement, quand le moteur thermique du véhicule fonctionne, l'alternateur alimente les consommateurs électriques et charge la batterie. Quand l'alternateur ne débite pas de courant, la batterie fournie toute l'énergie électrique dont le véhicule a besoin.
Lorsque le véhicule se trouve dans une phase transitoire de freinage, une grande quantité d'énergie cinétique est récupérable.
Il devient alors très intéressant de transformer cette énergie cinétique en énergie électrique afin de l'utiliser dans le réseau de distribution électrique. On connaît des systèmes qui autorisent une alimentation directe de certains consommateurs électriques avec l'énergie récupérée par freinage.
D'autres systèmes autorisent en outre une alimentation de la batterie avec ladite énergie récupérée de manière à charger ladite batterie.
D'un point de vue batterie, cette charge correspond à une augmentation d'une consigne de régulation imposée par le dispositif de régulation. Or, selon un premier aspect, la batterie ne peut se voir imposer une consigne de régulation trop élevée au risque d'une dégradation accélérée de son état de son santé ("State of Health" en anglais, dit "SOH").
Dans des conditions usuelles, cette consigne de régulation est fonction de la température de la batterie. Par exemple, pour une batterie au plomb, et en utilisant une régulation en tension, la consigne de régulation vaut environ 14,3V à une température interne de la batterie d'environ 200C.
En outre, pour cette batterie au plomb, la tension maximale admissible est comprise dans un intervalle d'environ 15V à environ 16V. II en résulte une variation de tension maximale comprise dans un intervalle d'environ 0,7V à environ 1 ,7V.
Cela se traduit par un courant entrant dans la batterie relativement faible et donc, lors de phases de freinage, une quantité d'énergie récupérée au niveau de la batterie relativement limitée, notamment en comparaison à l'énergie produite lors des ces phases.
Selon un second aspect, la batterie ne peut recevoir une trop grande quantité d'énergie de manière transitoire, par exemple résultant en une variation de tension d'environ 5V.
En effet, si la batterie présente une tension d'environ 10V, une charge de celle- ci lors d'une phase de freinage, qui correspond à la commande d'une consigne de régulation d'environ 15V, pourrait dégrader l'état de santé de la batterie, notamment de manière irréversible.
Il en découle que dans ces systèmes micro-hybrides, il peut exister des problèmes d'efficacité de la fonction dite freinage récupératif, cette fonction étant impactée par un état énergétique de la batterie.
Il existe donc un besoin d'améliorer l'efficacité de la fonction freinage récupératif de manière fiable, simple et standard au moins pour une technologie de batteries, et renforcer ainsi les performances des systèmes micro-hybrides.
L'invention a pour objet de répondre aux besoins précités. L'invention a ainsi pour objet un procédé de commande de freinage récupératif d'un système micro-hybride comprenant au moins une machine électrique tournante et une batterie électrochimique, le système micro-hybride équipant un véhicule automobile. Conformément à l'invention, le procédé comporte une étape de commander, lorsque la batterie électrochimique présente un premier état énergétique prédéterminé correspondant à un état de charge optimum initial, une diminution dudit premier état énergétique vers un deuxième état énergétique correspondant à un état de charge intermédiaire, de manière à rendre disponible une capacité de charge lors d'une opportunité ultérieure de récupération d'énergie électrique pendant une phase de freinage du véhicule.
Grâce à l'invention, le système micro-hybride permet une utilisation efficace de la fonction freinage récupératif.
En effet, une gestion de l'état énergétique de la batterie électrochimique est réalisée en fonction de valeurs de seuils prédéterminées représentatives d'états énergétiques, de manière à anticiper une opportunité de freinage récupératif.
Cette anticipation se traduit par la diminution de l'état énergétique de la batterie et donc par la libération d'une capacité de charge de la batterie. Cet état énergétique peut être commandé de manière à être situé entre différents seuils permettant une charge de la batterie avec l'énergie issue de phases de freinage sans risque de dégradation de ladite batterie.
Cette commande est conditionnée par un premier état énergétique optimum initial de la batterie électrochimique.
Selon une caractéristique de l'invention, le premier état énergétique peut être compris dans un intervalle d'environ 70% à environ 95% d'un état de pleine charge.
L'état énergétique optimum initial correspond donc à un état de charge de la batterie suffisamment bon. Selon une autre caractéristique de l'invention, le deuxième état énergétique intermédiaire peut être compris dans un intervalle d'environ 50% à environ 80% de l'état de pleine charge.
La batterie électrochimique peut être par exemple une batterie au plomb, une batterie au lithium, ou encore une batterie au nickel.
Selon un aspect, l'étape de commander la diminution de l'état énergétique de la batterie de manière à rendre disponible une capacité de charge lors d'une opportunité ultérieure de récupération d'énergie électrique pendant une phase de freinage du véhicule peut comporter: - une sous-étape de commander, lorsque la batterie électrochimique présente le premier état énergétique prédéterminé, la fourniture d'un courant d'alimentation à un réseau de distribution électrique du véhicule comprenant la batterie électrochimique de manière à obtenir un bilan énergétique sensiblement négatif aux bornes de ladite batterie électrochimique, et
- une sous-étape de commander une autorisation de récupérer de l'énergie produite lors de phases de freinage, ladite énergie récupérée étant destinée à être partiellement transmise à la batterie électrochimique. Cela signifie donc qu'une phase de récupération d'énergie peut avantageusement être commandée lorsque l'on a un bilan énergétique sensiblement négatif aux bornes de la batterie.
Le bilan énergétique est déterminé par une somme d'une quantité d'énergie entrante et d'une quantité d'énergie sortante. Ces quantités d'énergie correspondent à une intégration du courant Ibat. En outre, un coefficient, appelé coefficient d'efficacité, peut être affecté à au moins une quantité d'énergie.
Autrement dit, cela conduit à créer des phases de vie du système micro-hybride pendant lesquelles une consigne de régulation imposée à la batterie est abaissée pour diminuer volontairement et raisonnablement son état énergétique de manière à rendre disponible une capacité de charge de ladite batterie pour favoriser la récupération d'énergie vers celle-ci.
La consigne de régulation peut correspondre à une consigne en tension ou à une consigne en courant. Selon un aspect de l'invention, la consigne de régulation en courant peut être nulle (autrement dit, la machine électrique tournante n'est plus régulée), et par conséquent, des consommateurs électriques du réseau de distribution électrique peuvent être alimentés uniquement par la batterie électrochimique.
Dans le cas d'une consigne de régulation en tension, celle-ci peut être inférieure à la tension de la batterie électrochimique.
Cet aspect est avantageusement utilisé lorsque la batterie présente un état énergétique au moins égal au premier état énergétique optimum initial. Dans ce cas, on peut dégrader raisonnablement l'état énergétique de la batterie et il devient profitable de commander l'autorisation de la fonction de récupération d'énergie. Ainsi, lorsqu'une opportunité de phase de freinage du véhicule survient, l'énergie pouvant être récupérée, notamment par la batterie électrochimique, peut être importante.
Avantageusement, la capacité de charge rendue disponible de la batterie peut être comprise dans un intervalle d'environ 20% à environ 60% de sa capacité totale de charge.
Cette capacité de charge rendue disponible peut dépendre du type de batterie électrochimique utilisée.
Selon un autre aspect, l'étape de commander la diminution de l'état énergétique de la batterie de manière à rendre disponible une capacité de charge lors d'une opportunité ultérieure de récupération d'énergie électrique pendant une phase de freinage du véhicule peut comporter:
- une sous-étape de commander, lorsque l'état énergétique de la batterie électrochimique est inférieur au premier état énergétique prédéterminé, et supérieur à un troisième état énergétique prédéterminé correspondant à un état de charge utile, la fourniture, par la machine électrique tournante, d'un courant d'alimentation au réseau de distribution électrique de manière à obtenir un bilan énergétique sensiblement nul aux bornes de la batterie électrochimique, et - une sous-étape de commander une autorisation de récupérer de l'énergie produite lors de phases de freinage, ladite énergie récupérée étant destinée à être partiellement transmise à la batterie électrochimique.
L'état de charge utile peut être représentatif d'un état de charge de la batterie suffisant pour assurer certaines fonctions, par exemple un redémarrage du moteur thermique suite à un arrêt du véhicule.
En outre, le troisième état énergétique prédéterminé peut correspondre à une information représentative de cet état de charge utile.
Selon cet aspect de l'invention, la consigne de régulation peut être calculée de telle sorte que la machine électrique tournante fournisse sensiblement exactement la quantité d'énergie nécessaire pour alimenter des consommateurs électriques du réseau de distribution électrique.
Dans ce cas, le bilan énergétique de la batterie est sensiblement nul. En outre, cela peut être obtenu grâce à des courants entrants et sortants sensiblement nuls qui traversent la batterie, par exemple dans le cas d'une régulation en courant.
Ainsi, l'état énergétique de la batterie se stabilise autour d'une valeur correspondant sensiblement à l'état de charge utile, et l'autorisation de récupérer l'énergie est commandée. II découle de ces différents aspects de l'invention que, lors d'une phase de freinage du véhicule automobile, de l'énergie est récupérée puis transmise aux consommateurs et à la batterie électrochimique.
La quantité d'énergie admissible par la batterie dépend de la capacité de charge qui a été rendue disponible, et le cas échéant, de seuils d'états énergétiques prédéterminés entre lesquels l'état énergétique de la batterie est commandé.
Selon un exemple de mise en œuvre, l'étape de commander la diminution de l'état énergétique de la batterie de manière à rendre disponible une capacité de charge lors d'une opportunité ultérieure de récupération d'énergie électrique pendant une phase de freinage du véhicule peut comporter une sous-étape de commander une annulation d'une autorisation de récupérer l'énergie.
Selon une caractéristique, la sous-étape d'annulation d'une autorisation de récupérer l'énergie peut être réalisée lorsque la batterie électrochimique présente un état énergétique inférieur à un quatrième état énergétique prédéterminé correspondant à un état de charge critique.
L'état de charge critique peut être représentatif d'un état de charge de la batterie non suffisant pour assurer certaines fonctions, par exemple le redémarrage du moteur thermique lors d'un arrêt du véhicule. Autrement dit, ce quatrième état énergétique critique peut correspondre à une information représentative d'un état énergétique trop dégradé de la batterie, imposant par exemple de commander, suite à l'arrêt du moteur thermique lors d'une phase temporaire d'arrêt du véhicule (par exemple à un feu de signalisation), une relance du moteur thermique. Selon un exemple de mise en œuvre, l'étape de commander la diminution de l'état énergétique de la batterie de manière à rendre disponible une capacité de charge lors d'une opportunité ultérieure de récupération d'énergie électrique pendant une phase de freinage du véhicule peut être précédée par une étape d'obtenir l'état énergétique de la batterie électrochimique. Selon une caractéristique de l'invention, cet état énergétique déterminé peut l'être à partir d'au moins un paramètre représentatif dudit état énergétique de la batterie électrochimique. Ce paramètre peut être l'un des paramètres parmi une température, une tension ou un courant de la batterie électrochimique.
Selon une caractéristique de l'invention, l'état énergétique peut correspondre à un bilan énergétique déterminé en fonction du courant de la batterie. Avantageusement, ce bilan énergétique peut être initialisé, par exemple à zéro, lorsque la batterie présente un état énergétique au moins égal au premier état énergétique optimum initial, ou au troisième état énergétique utile.
L'initialisation du bilan énergétique à au moins un de ces instants permet de définir un état énergétique de référence à partir duquel la commande agissant sur l'état énergétique de la batterie est effectuée.
Partant de cet état énergétique de référence, on peut ainsi gérer l'état énergétique de la batterie de manière simple et fiable en définissant notamment des seuils fixes d'états énergétiques. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'état énergétique peut correspondre à une valeur de courant déterminée en fonction de la température de la batterie.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'état énergétique peut correspondre à la tension de la batterie. Selon un exemple de mise en oeuvre du procédé, l'étape de commander la diminution de l'état énergétique de la batterie de manière à rendre disponible une capacité de charge lors d'une opportunité ultérieure de récupération d'énergie électrique pendant une phase de freinage du véhicule peut être précédée par une étape de comparer la température de la batterie à une valeur de seuil de température prédéterminée.
Selon des exemples différents de mise en œuvre du procédé: la sous-étape de commander une autorisation de récupérer de l'énergie lors d'une opportunité d'une phase de freinage du véhicule peut être réalisée lorsque le bilan énergétique de la batterie est supérieur à une valeur de seuil de bilan énergétique, ou lorsque le courant de la batterie est supérieur à une valeur de seuil de courant, ou lorsque la tension de la batterie est supérieure à une valeur de seuil de tension, et la sous-étape d'annuler une autorisation de récupérer cette énergie peut être réalisée lorsque le bilan énergétique de la batterie est inférieur à une valeur de seuil de bilan énergétique, ou lorsque le courant de la batterie est inférieur à une valeur de seuil de courant, ou lorsque la tension de la batterie est inférieure à une valeur de seuil de tension.
Ces valeurs de seuils de bilan énergétique, courant et tension peuvent être prédéterminées, ou déterminées notamment en fonction de la température. Avantageusement, dans ces différends modes de mises en œuvre de l'invention, il est possible de commander une autorisation de récupérer de l'énergie lors d'une opportunité d'une phase de freinage du véhicule dès lors que la batterie présente un état énergétique compris entre une valeur haute de seuil et une valeur basse de seuil d'état énergétique. En outre, le procédé selon l'invention permet de dégrader l'état énergétique de la batterie électrochimique, en situant l'état énergétique de celle-ci entre les valeurs haute et basse de seuil d'état énergétique, afin de rendre disponible une capacité maximale de charge en vue de l'opportunité ultérieure d'une phase de freinage du véhicule. Cette capacité maximale est avantageusement définie pour ne pas nuire à l'état de santé de la batterie électrochimique, et donc à sa durée de vie.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un système micro-hybride à freinage récupératif pour véhicule automobile, comportant:
- une machine électrique tournante, - au moins un convertisseur de puissance apte à être connecté à un réseau de distribution électrique, ledit réseau comprenant au moins une batterie électrochimique,
- un circuit de commande apte à commander le convertisseur de puissance pour fournir un courant d'alimentation au réseau, Conformément à l'invention, le procédé comporte un moyen associé au circuit de commande pour commander, lorsque la batterie électrochimique présente un premier état énergétique prédéterminé correspondant à un état de charge optimum initial, le convertisseur pour diminuer ledit premier état énergétique vers un deuxième état énergétique correspondant à un état de charge intermédiaire, de manière à rendre disponible une capacité de charge lors d'une opportunité ultérieure de récupération d'énergie électrique pendant une phase de freinage du véhicule.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen associé peut permettre de commander une annulation d'une autorisation de récupérer l'énergie. Selon une caractéristique de l'invention, le moyen associé peut comprendre un module de gestion et de surveillance comportant: des moyens pour obtenir au moins un paramètre représentatif d'un état de la batterie électrochimique, et des moyens pour déterminer un état énergétique de la batterie électrochimique à partir dudit au moins un paramètre obtenu.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens pour obtenir au moins un paramètre représentatif d'un état de la batterie peuvent comporter des capteurs prévus pour obtenir l'un au moins des paramètres parmi une température, une tension ou un courant de la batterie. Les capteurs peuvent être placés sur la batterie électrochimique.
Si on le souhaite, le module de gestion et de surveillance peut être placé dans les capteurs.
La machine électrique tournante peut être un alterno-démarreur. Selon un dernier aspect, l'invention concerne un véhicule automobile comportant un système micro-hybride tel que décrit précédemment.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures qu'elle comporte, parmi lesquelles:
- la figure 1 montre une vue globale d'un système micro-hybride 1 comprenant un moyen associé 5 d'un circuit de commande 4 selon l'invention,
- la figure 2 montre un graphique illustrant des phases de fonctionnement d'un procédé de commande du système micro-hybride 1 de la figure 1 ,
- les figures 3 à 7 concernent des sous-modules de traitement d'une autorisation de récupérer de l'énergie issue d'une phase de freinage d'un véhicule automobile, du circuit de commande 4 de la figure 1 , selon des exemples particuliers de mise en œuvre du procédé, et - les figures 8 et 9 concernent des sous-modules de traitement d'une annulation de l'autorisation de récupérer de l'énergie, du circuit de commande 4 de la figure 1 , selon des exemples particuliers de mise en œuvre du procédé.
On a représenté sur la figure 1 un système micro-hybride à freinage récupératif 1 comportant une machine électrique tournante polyphasée 2, un convertisseur analogique numérique 3, un circuit de commande 4, et un moyen 5 associé au circuit de commande 4. La machine électrique tournante polyphasée 2 est formée, dans l'exemple considéré, par un alternateur de véhicule automobile.
En variante, la machine 2 peut être réversible et ainsi former un alterno- démarreur de véhicule automobile.
Dans ce cas, l'alterno-démarreur 2 est capable, outre d'être entraîné en rotation par un moteur thermique 9 pour produire de l'énergie électrique (mode alternateur), de transmettre un couple à ce moteur thermique 9 pour un démarrage (mode démarreur).
Dans la suite de la description, la machine 2 sera mentionnée comme étant un alternateur, mais pourrait être un alterno-démarreur. L'alternateur 2 est utilisé dans une architecture de type à freinage récupératif, afin de transformer une partie de l'énergie mécanique issue d'une phase de freinage du véhicule en énergie électrique.
L'alternateur 2, le convertisseur 3 et une unité de stockage d'énergie 8 sont reliés en série. L'unité de stockage d'énergie 8 comprend au moins une batterie électrochimique d'alimentation, par exemple de type batterie au plomb.
En variante, cette batterie électrochimique 8 peut comporter du lithium, ou du nickel.
Cette batterie 8 permet, outre d'alimenter un démarreur 2 durant une phase de démarrage (mode moteur), de fournir de l'énergie électrique à des consommateurs électriques du véhicule, par exemple des projecteurs, un autoradio, un dispositif de climatisation, des essuie-glaces.
Ces consommateurs électriques sont alimentés via un réseau de distribution électrique 7 qui comprend la batterie plomb 8. Le convertisseur 3 autorise des transferts d'énergie électrique entre l'alternateur 2 et le réseau de distribution électrique 7, ces transferts étant notamment commandés par le circuit de commande 4 connecté au convertisseur 3.
Dans le cas d'un alterno-démarreur, les transferts d'énergie électrique sont bidirectionnels entre le dit alterno-démarreur 2 et la batterie 8. Le convertisseur 3 est donc réversible.
Le circuit de commande 4 du système micro-hybride 1 peut être construit autour d'un microprocesseur.
Dans le mode démarreur (ou mode moteur), le microprocesseur 4 commande le convertisseur 3 en vue de prélever une tension continue provenant de la batterie 8 pour alimenter un démarreur, ou l'alterno-démarreur.
Dans le mode alternateur (ou mode générateur), en fonctionnement normal ou en freinage récupératif, le microprocesseur 4 commande le convertisseur 3 en vue de prélever des tensions alternatives provenant de l'alternateur 2 pour, d'une part, charger la batterie 8, et d'autre part, alimenter les consommateurs électriques du véhicule.
Le microprocesseur 4 est également relié à une unité de commande moteur 10 apte à gérer le moteur thermique 9.
Le système micro-hybride 1 comporte un module de gestion et de surveillance 11 et des capteurs 12.
Le module de gestion et de surveillance 11 peut être implanté au moins partiellement dans le microprocesseur 4.
En variante, le module de gestion et de surveillance 11 peut être implanté dans un moyen prévu pour recevoir les capteurs 12, ledit moyen pouvant être disposé à proximité de la batterie 8. Lors d'une phase de freinage du véhicule automobile, de l'énergie cinétique est récupérable pour être transformée par l'alternateur 2 en énergie électrique puis fournie au réseau 7.
Il existe donc, à chaque phase de freinage du véhicule, une opportunité de récupérer de l'énergie pour alimenter le réseau 7.
Pour profiter de ces opportunités, conformément à l'invention, le moyen associé 5 du circuit de commande 4 établit un procédé de commande pour récupérer au moins partiellement l'énergie issue de phases de freinage et agit sur le réseau 7 via le convertisseur 3. La figure 2 concerne un graphique qui illustre différentes phases de vie du système micro-hybride 1 , avec en abscisse les phases dans le temps, et en ordonnée une information représentative de l'état énergétique de la batterie.
On va maintenant décrire plus en détail, en référence aux figures 2 à 9, le fonctionnement du circuit de commande 4 et de son moyen associé 5 selon l'invention. Plus précisément, il est décrit de manière détaillée chaque étape du procédé de commande de l'invention illustré par les phases de vie du système micro-hybride à la figure 2 et mise en œuvre dans ce circuit de commande 4.
La figure 2 illustre dans une première phase 0 une charge normale de la batterie 8, régulée par l'alternateur 2 en fonction de la température de la batterie 8, appelée Tbat dans la suite de la description.
Dans ce cas, la récupération d'énergie n'est pas autorisée en cas d'opportunité d'une phase de freinage.
La figure 3 concerne un sous-module de traitement ST1 d'une autorisation de récupérer l'énergie produite lors d'une phase de freinage lorsqu'une telle opportunité se présente du moyen associé 5.
Ce sous-module ST1 est activé pendant une phase de charge normale de la batterie 8, comme la phase 0, et traite des étapes S101 à S104 du procédé de commande pour une obtenir une autorisation de récupérer l'énergie issue d'une phase de freinage du véhicule (RE=1 ). Dans le mode particulier de réalisation du procédé illustré à la figure 3, le module de gestion et de surveillance 11 obtient à l'étape S101 un courant délivré par la batterie 8, appelé Ibat dans la suite de la description.
Le courant Ibat provient des capteurs 7. Il est par exemple mesuré à l'aide d'un shunt.
Le courant Ibat est ensuite transmis à une étape S102 de détermination de l'information d'état énergétique de la batterie 8.
L'étape S102 comporte des sous-étapes S1021 et S1022.
La sous-étape S1021 détermine un bilan énergétique de la batterie 8, appelé CB dans la suite de la description, en fonction du courant Ibat.
Le bilan énergétique est déterminé par une somme d'une quantité d'énergie entrante et d'une quantité d'énergie sortante. Ces quantités d'énergie correspondent à une intégration du courant Ibat. En outre, un coefficient, appelé coefficient d'efficacité, peut être affecté à au moins une quantité d'énergie. Le module de gestion et de surveillance 11 effectue un calcul de comparaison à la sous-étape S1021 entre le bilan énergétique CB déterminé et une valeur de seuil de bilan énergétique prédéterminée CBthi .
Cette valeur de seuil de bilan énergétique prédéterminée CBthi correspond avantageusement à un état énergétique utile de la batterie 8, par exemple environ 70% de son état de pleine charge.
Si le calcul de comparaison résulte en un bilan énergétique CB inférieur ou égal à CBthi , ce résultat est transmis au moyen associé 5 qui désactive le sous-module de traitement ST1 à une étape S104.
Si le calcul de comparaison résulte en un bilan énergétique CB supérieur à CBthi , comme illustré à la phase 1 de la figure 2, ce résultat est transmis au moyen associé 5 qui commande, à une étape S103, le système micro-hybride à freinage récupératif 1 via le microprocesseur 4 pour autoriser la récupération d'énergie (RE=1 ) lors d'une opportunité d'une phase de freinage.
L'étape S103 comporte deux sous-étapes S1031 et S1032. Le moyen associé 5 commande à la sous-étape S1031 la fourniture au réseau 7 par l'alternateur 2 d'un courant d'alimentation de manière à obtenir un bilan énergétique CB sensiblement nul.
Autrement dit, l'alternateur fournit exactement la quantité d'énergie nécessaire pour alimenter les consommateurs électriques sur le réseau 7.
Pour cela, un capteur de courant (non représenté) peut être disposé sur le réseau de manière à connaître exactement le besoin en énergie sur le réseau 7, et le bilan énergétique sensiblement nul serait obtenu grâce à une régulation en courant agissant pour commander des courant Ibat entrants et sortants sensiblement nuls.
En variante, dans le cas d'une régulation en tension, il est possible de diminuer progressivement la tension de la batterie, appelée Ubat dans la suite de la description, grâce à des échelons prédéterminés, par exemple d'environ 5OmV, jusqu'à ce que la batterie 8 présente un courant Ibat sensiblement nul. Si, à un instant donné, le courant Ibat est sensiblement négatif, le moyen associé 5 commande une augmentation progressive de la tension Ubat jusqu'à ce que la batterie 8 présente à nouveau un courant Ibat sensiblement nul.
De cette manière, la batterie 8 conserve une capacité de charge en vue d'une opportunité d'une phase de freinage. Le moyen associé 5 autorise à la sous-étape S1032 la récupération d'énergie
(RE=1 ).
Il est à noter que le bilan énergétique CB est initialisé par le moyen associé 5 quand une première autorisation de récupérer l'énergie (RE=1 ) est commandée par ce moyen associé 5. La figure 2 illustre une phase 1 pendant laquelle le bilan énergétique CB de la batterie est constant, correspondant à une phase de roulage du véhicule, sans freinage.
Une phase 2 illustre une diminution du bilan énergétique CB suivi d'une augmentation de ce bilan CB, de manière à avoir un courant Ibat nul comme expliqué précédemment. Une phase 3 illustre un freinage du véhicule automobile et une opportunité de récupérer l'énergie issue de ce freinage concrétisée. En effet, le bilan énergétique CB augmente et donc l'état énergétique de la batterie également.
Une phase 4 illustre la même situation que la phase 1 puis lors d'une phase 5 une nouvelle opportunité de récupérer l'énergie issue d'un freinage concrétisée.
La figure 4 concerne un sous-module de traitement ST2 d'une autorisation de récupérer l'énergie produite lors d'une phase de freinage lorsqu'une telle opportunité se présente du moyen associé 5.
Ce sous-module ST2 est activé pendant les phases 1 à 5 où une autorisation de récupérer à déjà été autorisée conformément à la figure 3, et traite des étapes S111 à S114 du procédé de commande pour une obtenir une autorisation de récupérer l'énergie issue d'une phase de freinage du véhicule (RE=1 ).
Dans le mode particulier de réalisation du procédé illustré à la figure 4, le module de gestion et de surveillance 11 obtient à l'étape S111 un courant Ibat. Le courant Ibat est ensuite transmis à une étape S112 de détermination de l'information d'état énergétique de la batterie 8.
L'étape S112 comporte des sous-étapes S1121 et S1122.
La sous-étape S1121 détermine le bilan énergétique CB de la batterie 8, en fonction du courant Ibat. Le module de gestion et de surveillance 11 effectue ensuite un calcul de comparaison à la sous-étape S1121 entre le bilan énergétique CB déterminé et une valeur de seuil de bilan énergétique prédéterminée CBth2.
Cette valeur de seuil de bilan énergétique prédéterminée CBth2 correspond avantageusement à un état énergétique optimum initial de la batterie 8, par exemple correspondant à environ 85% de son état de pleine charge.
La valeur de seuil CBth2 peut par exemple correspondre à une valeur d'environ 50OmAh entrée dans la batterie 8 (mAh pour MiIIi Ampère Heure, symbole de l'unité de charge électrique), dans le cas où la batterie 8 présente une capacité totale d'environ 60Ah. Si le calcul de comparaison résulte en un bilan énergétique CB inférieur ou égal à CBth2, le résultat est transmis au moyen associé 5 qui désactive le sous-module de traitement ST2 à une étape S114.
Si le calcul de comparaison résulte en un bilan énergétique CB supérieur à CBth2, comme illustré à la phase 6 de la figure 2, le résultat est transmis au moyen associé 5 qui commande, à une étape S113, le système micro-hybride 1 via le microprocesseur 4 pour autoriser la récupération d'énergie (RE=1 ) lors d'une opportunité d'une phase de freinage.
L'étape S113 comporte deux sous-étapes S1131 et S1132. Le moyen associé 5 commande à la sous-étape S1131 une diminution de l'état énergétique de la batterie 8, grâce à un courant Ibat entrant nul et un courant Ibat sortant positif, de manière à obtenir un bilan énergétique CB négatif.
Autrement dit, l'alternateur ne régule pas et les consommateurs électriques sur le réseau 7 sont uniquement alimentés par la batterie 8. Cela permet de dégrader l'état énergétique de la batterie afin de rendre disponible une capacité de charge en vue d'une opportunité ultérieure d'une phase de freinage.
Le moyen associé 5 autorise à la sous-étape S1132 la récupération d'énergie (RE=1 ). En variante, le sous-module de traitement ST2 pourrait être mis en œuvre initialement. Autrement dit, le sous-module de traitement ST1 pourrait n'être que facultatif, en fonction des systèmes micro-hybrides.
Par exemple, les bilans énergétiques utile et optimum initial pourraient être confondus. Dans ce cas, il est à noter que le bilan énergétique CB pourrait être initialisé par le moyen associé 5 quand une autorisation de récupérer l'énergie (RE=1 ) est commandée par ce moyen associé 5.
Durant la phase 6 illustrée à la figure 2, le bilan énergétique CB augmente grâce à une phase de freinage permettant une récupération d'énergie et son stockage, partiel, dans la batterie 8. Une phase 7 illustre une phase sans freinage, et donc une diminution du bilan énergétique CB.
Une phase 8 illustre à nouveau un freinage du véhicule automobile et une opportunité de récupérer l'énergie issue de ce freinage concrétisée. En effet, le bilan énergétique CB augmente et donc l'état énergétique de la batterie 8 également. L'état énergétique de la batterie 8 maximal est atteint, correspondant à un état de pleine charge. L'énergie supplémentaire qui peut être récupérée est transmise aux consommateurs sur le réseau 7. C'est l'alternateur 2 qui régule le partage d'énergie récupérée. Les phases 9 et 10 illustrent la même situation que la phase 7 sauf que la diminution de l'état énergétique est plus grande, par exemple du fait d'un besoin électrique élevé au niveau des consommateurs sur le réseau, notamment la climatisation.
La figure 5 concerne un sous-module de traitement ST3 pour conserver une autorisation de récupérer l'énergie produite lors d'une phase de freinage lorsqu'une telle opportunité se présente du moyen associé 5.
Ce sous-module ST3 est activé pendant les phases 6 à 10 où une autorisation de récupérer l'énergie est autorisée conformément à la figure 4, et traite des étapes S121 à S124 du procédé de commande pour conserver une autorisation de récupérer l'énergie issue d'une phase de freinage du véhicule (RE=1 ).
Dans le mode particulier de réalisation du procédé illustré à la figure 5, le module de gestion et de surveillance 11 obtient à l'étape S121 un courant Ibat.
Le courant Ibat est ensuite transmis à une étape S122 de détermination de l'information d'état énergétique de la batterie 8. L'étape S122 comporte des sous-étapes S1221 et S1222.
La sous-étape S1221 détermine le bilan énergétique CB de la batterie 8, en fonction du courant Ibat.
Le module de gestion et de surveillance 11 effectue ensuite un calcul de comparaison à la sous-étape S1221 entre le bilan énergétique CB déterminé et une valeur de seuil de bilan énergétique prédéterminée CBth3. Cette valeur de seuil de bilan énergétique prédéterminée CBth3 correspond à un état énergétique inférieur à l'état énergétique optimum initial de la batterie 8, et peut correspondre sensiblement à l'état énergétique utile.
Par exemple, la valeur de seuil CBth3 peut correspondre à une diminution d'environ 80OmAh de la charge de la batterie 8.
Si le calcul de comparaison résulte en un bilan énergétique CB supérieur ou égal à CBth3, le résultat est transmis au moyen associé 5 qui désactive le sous- module de traitement ST3 à une étape S124.
Si le calcul de comparaison résulte en un bilan énergétique CB inférieur à CBth3, comme illustré à la phase 11 de la figure 2, le résultat est transmis au moyen associé 5 qui commande, à une étape S123, le système micro-hybride à freinage récupératif 1 via le microprocesseur 4 pour conserver une autorisation de récupérer l'énergie (RE=1 ) lors d'une opportunité d'une phase de freinage.
L'étape S123 comporte deux sous-étapes S1231 et S1232. Le moyen associé 5 commande à la sous-étape S1231 la fourniture au réseau
7 par l'alternateur 2 d'un courant d'alimentation de manière à obtenir un bilan énergétique CB sensiblement nul, grâce à des courant Ibat entrants et sortants sensiblement nuls, de la même manière qu'à la sous-étape S1031 illustrée à la figure 3. Ceci permet de ne plus dégrader l'état énergétique de la batterie 8 tout en conservant une capacité de charge disponible de cette batterie 8 en vue d'une opportunité d'une phase de freinage.
Le moyen associé 5 autorise à la sous-étape S1232 une autorisation de récupérer l'énergie (RE=1 ). La figure 2 illustre des phases 11 et 12 semblables aux phases 1 et 2.
En outre, une phase 13 correspond à une diminution très rapide de l'état énergétique de la batterie 8, par exemple suite à une phase d'arrêt du véhicule, où un grand nombre de consommateurs ont été mis en service, engendrant un besoin électrique très grand en comparaison au besoin électrique avant l'arrêt du véhicule. II est à noter que les phases 12 à 14 peuvent également se dérouler dans les différents modes de réalisation du procédé selon l'invention détaillés ci-après, en particulier illustrés aux figures 6 et 7.
En variante, la figure 6 concerne un sous-module de traitement ST4 pour conserver une autorisation de récupérer l'énergie produite lors d'une phase de freinage lorsqu'une telle opportunité se présente du moyen associé 5.
Ce sous-module ST4 est activé pendant les phases 6 à 10 où une autorisation de récupérer l'énergie est autorisée conformément à la figure 4, et traite des étapes S131 à S135 du procédé de commande pour conserver une autorisation de récupérer l'énergie issue d'une phase de freinage du véhicule (RE=1 ).
Dans le mode particulier de réalisation du procédé illustré à la figure 6, le module de gestion et de surveillance 11 obtient à l'étape S131 le courant Ibat.
Le courant Ibat est ensuite transmis à une étape S132 qui comporte une sous- étape S 1321. La sous-étape S1321 effectue un calcul de comparaison entre le courant Ibat et une valeur de seuil Ith prédéterminée.
Cette valeur de seuil prédéterminée Ith peut correspondre à une valeur du courant Ibat d'environ -50A.
Si le calcul de comparaison résulte en un courant Ibat supérieur ou égal à Ith, le résultat est transmis au moyen associé 5 qui met fin au sous-module de traitement ST4 à l'étape S133.
Si le calcul de comparaison résulte en un courant Ibat inférieur à Ith, comme illustré à la phase 11 de la figure 2, le résultat est transmis au moyen associé 5 qui commande, à une étape S133, le système micro-hybride via le microprocesseur 4 pour conserver une autorisation de récupérer d'énergie (RE=1 ) lors d'une opportunité d'une phase de freinage.
L'étape S133 comporte deux sous-étapes S1331 et S1332 qui sont respectivement identiques aux sous-étapes S1231 et S1232. Le moyen associé 5 commande donc à la sous-étape S1331 la fourniture au réseau 7 par l'alternateur 2 d'un courant d'alimentation de manière à obtenir un bilan énergétique CB sensiblement nul.
Le moyen associé 5 autorise à la sous-étape S1332 la récupération d'énergie (RE=1 ).
En variante encore, la figure 7 concerne un sous-module de traitement ST5 pour conserver une autorisation de récupérer l'énergie produite lors d'une phase de freinage lorsqu'une telle opportunité se présente du moyen associé 5.
Ce sous-module ST5 est activé pendant les phases 6 à 10 où une autorisation de récupérer l'énergie est autorisée conformément à la figure 4, et traite des étapes S141 à S144 du procédé de commande pour conserver une autorisation de récupérer l'énergie issue d'une phase de freinage du véhicule (RE=1 ).
Dans le mode particulier de réalisation du procédé illustré à la figure 7, le module de gestion et de surveillance 11 obtient à l'étape S141 la tension Ubat. La tension Ubat est ensuite transmise à une étape S142 de détermination de l'information d'état énergétique de la batterie 8, qui comporte une sous-étape S1421.
La sous-étape S1421 effectue un calcul de comparaison entre la tension Ubat obtenue et une valeur de seuil de tension prédéterminée, appelée Uth1. Par exemple la tension Uth1 peut être comprise entre environ 11 ,5V et environ 12,5V pour une batterie au plomb 14V.
Si le calcul de comparaison résulte en une tension Ubat supérieure ou égale à Uth1 , le résultat est transmis au moyen associé 5 qui met fin au sous-module de traitement ST5 à l'étape S144. Si le calcul de comparaison résulte en une tension Ubat inférieure à Uth1 , comme illustré à la phase 11 de la figure 2, le résultat est transmis au moyen associé 5 qui commande, à une étape S143, le système micro-hybride à freinage récupératif 1 via le microprocesseur 4 pour conserver une autorisation de récupérer d'énergie (RE=1 ) lors d'une opportunité d'une phase de freinage. L'étape S143 comporte deux sous-étapes S1431 et S1432 qui sont respectivement identiques aux sous-étapes S1231 et S1232.
Le moyen associé 5 commande donc à la sous-étape S1431 la fourniture au réseau 7 par l'alternateur 2 d'un courant d'alimentation de manière à obtenir un bilan énergétique sensiblement nul.
Le moyen associé 5 autorise à la sous-étape S1432 la récupération d'énergie (RE=1 ).
La figure 8 concerne un sous-module de traitement ST6 d'une annulation d'une autorisation de récupérer l'énergie produite lors d'une phase de freinage lorsqu'une telle opportunité se présente (RE=O) du moyen associé 5.
Ce sous-module ST6 est activé pendant les phases 1 à 5, 12 et 13 où une autorisation de récupérer l'énergie est autorisée conformément aux figures 4 à 7, et traite des étapes S151 à S154 du procédé de commande pour annuler une autorisation de récupérer l'énergie issue d'une phase de freinage du véhicule (RE=O).
En variante, le sous-module ST6 pourrait être activé pendant les phases 1 à 13, c'est-à-dire dès lors qu'une autorisation de récupérer l'énergie serait commandée.
Dans le mode particulier de réalisation du procédé illustré à la figure 8, le module de gestion et de surveillance 11 obtient à l'étape S151 un courant Ibat.
Le courant Ibat est ensuite transmis à une étape S152 de détermination de l'information d'état énergétique de la batterie 8.
L'étape S152 comporte des sous-étapes S1521 et S1522.
La sous-étape S1521 détermine le bilan énergétique CB de la batterie 8, en fonction du courant Ibat.
Le module de gestion et de surveillance 11 effectue ensuite un calcul de comparaison à la sous-étape S1521 entre le bilan énergétique CB déterminé et une valeur de seuil de bilan énergétique prédéterminée CBth4.
Cette valeur de seuil de bilan énergétique prédéterminée CBth4 correspond à un état énergétique critique, par exemple d'environ 60% de l'état de pleine charge. Si le calcul de comparaison résulte en un bilan énergétique CB supérieur ou égal à CBth4, le résultat est transmis au moyen associé 5 qui désactive le sous- module de traitement ST6 à une étape S154.
Si le calcul de comparaison résulte en un bilan énergétique CB inférieur à CBth4, comme illustré à la phase 14 de la figure 2, le résultat est transmis au moyen associé 5 qui commande, à une étape S153, le système micro-hybride à via le microprocesseur 4 pour annuler une autorisation de récupérer de l'énergie
(RE=1 ) lors d'une opportunité d'une phase de freinage.
L'étape S153 comporte deux sous-étapes S1531 et S1532. Le moyen associé 5 commande à la sous-étape S1531 une régulation normale du courant Ibat en fonction de la température Tbat.
La phase 14 est donc semblable à la phase 0 illustré à la figure 2, le réseau 7 étant alimenté électriquement par l'alternateur 2.
Le moyen associé 5 annule à la sous-étape S1532 une autorisation de récupérer de l'énergie (RE=O).
En variante, la figure 9 concerne un sous-module de traitement ST7 d'une annulation d'une autorisation de récupérer l'énergie produite lors d'une phase de freinage lorsqu'une telle opportunité se présente du moyen associé 5.
Ce sous-module ST7 est activé pendant les phases 1 à 5, 12 et 14 où une autorisation de récupérer l'énergie est autorisée conformément aux figures 4 à 7, et traite des étapes S161 à S164 du procédé de commande pour annuler une autorisation de récupérer l'énergie issue d'une phase de freinage du véhicule
(RE=O).
Le sous-module ST7 pourrait être activé pendant les phases 1 à 13, c'est-à-dire dès lors qu'une autorisation de récupérer l'énergie serait commandée.
Dans le mode particulier de réalisation du procédé illustré à la figure 9, le module de gestion et de surveillance 11 obtient à l'étape S161 une tension Ubat.
La tension Ubat est ensuite transmise à une étape S162 de détermination de l'information d'état énergétique de la batterie 8. L'étape S162 comporte une sous-étape S1621 qui effectue un calcul de comparaison entre la tension Ubat obtenue et une valeur de seuil de tension prédéterminée, appelée Uthc.
Cette valeur de seuil Uthc correspond à un état énergétique critique. Par exemple la tension Uthc peut être comprise entre 11V et 12V pour une batterie au plomb 14V.
Si le calcul de comparaison résulte en une tension Ubat supérieure ou égale à Uthc, le résultat est transmis au moyen associé 5 qui met fin au sous-module de traitement ST7 à l'étape S164. Si le calcul de comparaison résulte en une tension Ubat inférieure à Uthc, comme illustré à la phase 14 de la figure 2, le résultat est transmis au moyen associé 5 qui commande, à une étape S163, le système micro-hybride à freinage récupératif 1 via le microprocesseur 4 pour annuler une autorisation de récupérer de l'énergie (RE=1 ) lors d'une opportunité d'une phase de freinage. L'étape S163 comporte deux sous-étapes S1631 et S1632 qui sont semblables aux sous-étapes S1531 et S1532 illustrés à la figure 8.
Le moyen associé 5 commande à la sous-étape S1631 une régulation normale du courant Ibat en fonction de la température Tbat.
La phase 14 est donc semblable à la phase 0 illustré à la figure 2, le réseau 7 étant alimenté électriquement par l'alternateur 2.
Le moyen associé 5 annule à la sous-étape S1632 une autorisation de récupérer de l'énergie (RE=O).
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, en particulier dans le cas d'un système micro-hybride comprenant la fonction arrêt/relance du moteur thermique, le moyen associé 5 peut recevoir des informations représentatives de l'état énergétique de la batterie et en déduire des ordres de commande tels qu'une autorisation d'arrêt du moteur thermique (SA=1 ), et une demande de relance du moteur thermique (RR=1 ) à la suite d'une autorisation d'arrêt du moteur thermique (SA=1 ) et d'un arrêt de ce moteur. Dans ce cas, le moyen 5 peut associer les informations représentatives SA et RR à des valeurs de seuil de l'état énergétique de la batterie 8.
De préférence, une autorisation d'arrêt du moteur thermique (SA=1 ) peut correspondre à la valeur de seuil d'état énergétique utile de la batterie 8. II est en outre possible aussi de conditionner la valeur de seuil d'état énergétique utile de la batterie à cette autorisation (SA=1 ) à laquelle vient s'ajouter un bilan énergétique positif, par exemple d'environ 10OmAh.
En variante ou en complément, l'information représentative de l'autorisation d'arrêt du moteur thermique (SA=1 ) à laquelle vient s'ajouter un bilan énergétique positif de la batterie 8, par exemple d'environ 50OmAh, peut correspondre à la valeur de seuil d'état énergétique optimum initial de la batterie 8.
En variante encore ou en complément, l'information représentative d'une demande de relance du moteur (RR=1 ) peut correspondre, en ajoutant ou non un bilan énergétique négatif de la batterie 8, à la valeur de seuil de l'état énergétique critique de la batterie 8.

Claims

Revendications
1. Procédé de commande de freinage récupératif d'un système micro-hybride (1 ) comprenant au moins une machine électrique tournante et une batterie électrochimique (8), le système micro-hybride équipant un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de commander, lorsque la batterie électrochimique (8) présente un premier état énergétique prédéterminé (CBth2) correspondant à un état de charge optimum initial, une diminution dudit premier état énergétique vers un deuxième état énergétique correspondant à un état de charge intermédiaire, de manière à rendre disponible une capacité de charge lors d'une opportunité ultérieure de récupération d'énergie électrique pendant une phase de freinage du véhicule, et en ce que le deuxième état énergétique est compris dans un intervalle d'environ 50% à environ 80% de l'état de pleine charge.
2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier état énergétique est compris dans un intervalle d'environ 70% à environ 95% d'un état de pleine charge.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de commander la diminution de l'état énergétique de la batterie (8) de manière à rendre disponible une capacité de charge lors d'une opportunité ultérieure de récupération d'énergie électrique pendant une phase de freinage du véhicule comporte: - une sous-étape de commander, lorsque la batterie électrochimique
(8) présente le premier état énergétique prédéterminé (CBth2), la fourniture d'un courant d'alimentation à un réseau de distribution électrique (7) du véhicule comprenant la batterie électrochimique (8) de manière à obtenir un bilan énergétique sensiblement (CB) négatif aux bornes de ladite batterie électrochimique (8), et - une sous-étape de commander une autorisation de récupérer de l'énergie produite lors de phases de freinage (RE=1 ), ladite énergie récupérée étant destinée à être partiellement transmise à la batterie électrochimique (8).
4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de commander la diminution de l'état énergétique de la batterie (8) de manière à rendre disponible une capacité de charge lors d'une opportunité ultérieure de récupération d'énergie électrique pendant une phase de freinage du véhicule comporte:
- une sous-étape de commander, lorsque l'état énergétique de la batterie électrochimique (8) est inférieur au premier état énergétique prédéterminé (CBth2), et supérieur à un troisième état énergétique prédéterminé correspondant à un état de charge utile (CBthi ), la fourniture, par la machine électrique tournante (2), d'un courant d'alimentation au réseau de distribution électrique (7) de manière à obtenir un bilan énergétique (CB) sensiblement nul aux bornes de ladite batterie électrochimique (8), et
- une sous-étape de commander une autorisation de récupérer de l'énergie produite lors de phases de freinage (RE=1 ), ladite énergie récupérée étant destinée à être partiellement transmise à la batterie électrochimique (8).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'étape de commander la diminution de l'état énergétique de la batterie
(8) de manière à rendre disponible une capacité de charge lors d'une opportunité ultérieure de récupération d'énergie électrique pendant une phase de freinage du véhicule comporte une sous-étape de commander une annulation d'une autorisation de récupérer l'énergie (RE=O).
6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la sous- étape d'annulation d'une autorisation de récupérer l'énergie (RE=O) est réalisée lorsque la batterie électrochimique (8) présente un état énergétique inférieur à un quatrième état énergétique prédéterminé correspondant à un état de charge critique (CBth4; Uthc).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de commander la diminution de l'état énergétique de la batterie (8) de manière à rendre disponible une capacité de charge lors d'une opportunité ultérieure de récupération d'énergie électrique pendant une phase de freinage du véhicule est précédée par une étape d'obtenir l'état énergétique de la batterie électrochimique (8).
8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'état énergétique est déterminé à partir d'au moins un paramètre représentatif dudit état énergétique de la batterie électrochimique (8) parmi les paramètres suivants:
- une température (Tbat) de la batterie électrochimique (8),
- une tension (Ubat) de l'unité de la batterie électrochimique (8), - un courant (Ibat) de la batterie électrochimique (8).
9. Système micro-hybride (1 ) à freinage récupératif pour véhicule automobile, comportant:
- une machine électrique tournante (2), - au moins un convertisseur de puissance (3) apte à être connecté à un réseau de distribution électrique (7), ledit réseau (7) comprenant au moins une batterie électrochimique (8),
- un circuit de commande (5) apte à commander le convertisseur de puissance (3) pour fournir un courant d'alimentation au réseau (7), caractérisé en ce qu'il comporte un moyen associé (6) au circuit de commande pour commander, lorsque la batterie électrochimique (8) présente un premier état énergétique prédéterminé (CBth2) correspondant à un état de charge optimum initial, le convertisseur (3) pour diminuer ledit premier état énergétique vers un deuxième état énergétique correspondant à un état de charge intermédiaire, de manière à rendre disponible une capacité de charge lors d'une opportunité ultérieure de récupération d'énergie électrique pendant une phase de freinage du véhicule.
10. Système micro-hybride (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen associé (6) permet de commander une annulation d'une autorisation de récupérer l'énergie.
11. Système micro-hybride (1 ) selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le moyen associé (6) comprend un module de gestion et de surveillance (11 ) comportant:
- des moyens pour obtenir au moins un paramètre (Ubat, Ibat) représentatif d'un état de la batterie électrochimique (8), et
- des moyens pour déterminer l'état énergétique de la batterie électrochimique (8) à partir dudit au moins un paramètre obtenu
(Ubat, Ibat).
12. Système micro-hybride (1 ) selon l'une quelconque des revendications 9 à 11 , caractérisé en ce que la machine électrique tournante (2) est un alterno- démarreur.
13. Véhicule automobile comportant un système micro-hybride (1 ) selon l'une quelconque des revendications 9 à 12.
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MX2011004253A MX2011004253A (es) 2008-10-24 2009-10-05 Metodo y dispositivo de control de un sistema micro-hibrido con frenado de recuperacion apto para equipar un vehiculo automotor.
JP2011532684A JP2012506691A (ja) 2008-10-24 2009-10-05 自動車に搭載することができる回生制動マイクロハイブリッドシステムの制御方法及び装置
BRPI0919395A BRPI0919395A2 (pt) 2008-10-24 2009-10-05 processo de comando de frenagem recuperativa de um sistema micro-híbrido, sistema micro-híbrido com frenagem recuperativa para veículo automotivo e veículo automotivo
CN200980142212.0A CN102196939B (zh) 2008-10-24 2009-10-05 用于控制能被安装在机动车中的具有制动能量回收的微混合系统的方法和设备
RU2011120795/11A RU2011120795A (ru) 2008-10-24 2009-10-05 Способ и устройство управления гибридной микросистемой рекуперативного торможения, предназначенной для установки на автотранспортном средстве
US13/125,927 US8996211B2 (en) 2008-10-24 2009-10-05 Method and device for controlling micro-hybrid system with regenerative braking for motor vehicle

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103153742B (zh) * 2010-10-21 2015-11-25 日野自动车株式会社 起步控制方法、起步控制装置以及混合动力汽车
DE102013202591A1 (de) * 2013-02-19 2014-08-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug
JP6097599B2 (ja) * 2013-03-07 2017-03-15 古河電気工業株式会社 二次電池の状態検知方法及び状態検知装置
KR101461895B1 (ko) * 2013-05-03 2014-11-13 현대자동차 주식회사 배터리 팩의 셀 밸런싱 시스템 및 셀 밸런싱 방법
DE202016105741U1 (de) 2016-10-10 2016-10-26 Ford Global Technologies, Llc Kraftfahrzeug mit Verbrennungskraftmaschine
DE102016219616A1 (de) 2016-10-10 2018-04-12 Ford Global Technologies, Llc Kraftfahrzeug mit Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungskraftmaschine
DE102016219614A1 (de) 2016-10-10 2018-04-12 Ford Global Technologies, Llc Kraftfahrzeug mit Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungskraftmaschine
US20200377072A1 (en) * 2019-05-28 2020-12-03 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to control operation of a vehicle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1209021A2 (fr) * 2000-11-21 2002-05-29 Nissan Motor Company, Limited Commande de charge de batterie de véhicule
EP1375241A1 (fr) * 2002-06-19 2004-01-02 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Système de régulation pour véhicules hybrides
JP2004039644A (ja) * 1997-10-06 2004-02-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池電源装置の制御方法
JP2006174543A (ja) * 2004-12-13 2006-06-29 Honda Motor Co Ltd ハイブリッド車両における回生電力制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3414310B2 (ja) * 1998-09-25 2003-06-09 トヨタ自動車株式会社 エンジンの始動制御装置
DE10036504B4 (de) * 1999-08-02 2011-05-19 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Antriebsstrang
WO2001077521A1 (fr) * 2000-04-07 2001-10-18 Robert Bosch Gmbh Dispositif permettant d'accoupler au moins un ensemble auxiliaire a un ensemble principal
JP3882993B2 (ja) * 2001-11-02 2007-02-21 本田技研工業株式会社 電動車両の回生制御装置
US6781252B2 (en) * 2002-03-14 2004-08-24 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for starting an engine using a starter/alternator and an accessory drive
WO2008113186A1 (fr) * 2007-03-20 2008-09-25 Litens Automotive Partnership Procédé et système de démarreur et d'entraînement d'accessoires pour véhicules à entraînement hybride
US7726275B2 (en) * 2007-07-12 2010-06-01 Ford Global Technologies, Llc System and method for powering a mechanically driven accessory component in an automotive vehicle
JP2009023614A (ja) * 2007-07-23 2009-02-05 Toyota Motor Corp 車両用動力伝達装置の制御装置
FR2941102B1 (fr) * 2009-01-12 2016-04-15 Valeo Equip Electr Moteur Procede de pilotage d'une unite de stockage d'energie dans un systeme micro-hybride pour vehicule

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004039644A (ja) * 1997-10-06 2004-02-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池電源装置の制御方法
EP1209021A2 (fr) * 2000-11-21 2002-05-29 Nissan Motor Company, Limited Commande de charge de batterie de véhicule
EP1375241A1 (fr) * 2002-06-19 2004-01-02 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Système de régulation pour véhicules hybrides
JP2006174543A (ja) * 2004-12-13 2006-06-29 Honda Motor Co Ltd ハイブリッド車両における回生電力制御装置

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