WO2023156719A1 - Gestion optimisée d'un groupe d'alimentation électrique à deux batteries de servitude d'un système - Google Patents

Gestion optimisée d'un groupe d'alimentation électrique à deux batteries de servitude d'un système Download PDF

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WO2023156719A1
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electrical energy
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Yannick BOTCHON
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Psa Automobiles Sa
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    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1446—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle in response to parameters of a vehicle

Definitions

  • TITLE OPTIMIZED MANAGEMENT OF A POWER SUPPLY GROUP WITH TWO BATTERIES OF A SYSTEM
  • the invention relates to systems comprising an on-board network supplied with electrical energy by a power supply group comprising an electrical energy generator and two rechargeable service batteries, and more specifically the management of the power supply group of such systems.
  • Certain systems such as for example certain vehicles (possibly of the automobile type), comprise an on-board network supplied with electrical energy by a power supply unit comprising an electrical energy generator and first and second rechargeable service batteries.
  • a power supply unit comprising an electrical energy generator and first and second rechargeable service batteries.
  • this generator of electrical energy can be an alternator or an alternator-starter when the vehicle comprises a powertrain (or GMP) comprising at least one thermal motor machine, or else a current converter associated with a main battery of the low, medium or high voltage type, when the GMP comprises at least one electric motor machine.
  • service battery means a battery rechargeable by at least one electric power generator and of the very low voltage type (typically 12 V, 24 V or 48 V).
  • on-board network means an electrical power supply network to which electrical (or electronic) equipment (or components) consuming electrical energy and being "not priority(ies)” for at least one of them and “safe(s)” (and therefore priority(s)) for at least one other of them.
  • security equipment means equipment (or component) providing at least one so-called “security” function because it concerns the safety of users of a system, and therefore having to be supplied with electrical energy as a priority, in case of need. This is the case, for example, of electric power steering or an all-electric braking device (service brake, emergency brake, braking assistance or anti-skid system, for example), or a trajectory control device.
  • an all-electric braking device service brake, emergency brake, braking assistance or anti-skid system, for example
  • the power supply unit comprises an electric power generator and first and second rechargeable service batteries
  • the electric power generator associated with the main battery
  • the on-board network requires electrical energy (or power) at a given moment that the (active) electrical energy generator cannot supply alone (possibly due to a failure of the electrical energy generator and/or the associated main battery) or that the electrical energy generator is inactive
  • the first service battery sometimes called the main
  • the second service battery is responsible for supplying electrical energy to at least one of the secure electrical equipment when the electrical energy generator and the first service battery are unable to do so. It therefore constitutes a back-up (or secondary) service battery which improves the operating safety of the system. Generally, the storage capacity of the second service battery is lower than that of the first service battery.
  • the voltage imposed on its terminals (like on those of each safety electrical device that it must supply) must be compatible not only with the level of minimum performance expected from this safe electrical equipment, but also from its need for recharging.
  • there is currently no management device making it possible to optimally manage the power supply group of a system, and in particular the voltage at the terminals of its second service battery, so that it happens that this cannot allow the safe electrical equipment, which it must safely supply, to perform its function with the expected minimum level of performance.
  • the aim of the invention is therefore in particular to improve the situation.
  • the operating constraints of the second service battery are determined as a function of a temperature of the first service battery
  • a voltage setpoint capable of inducing a chosen target voltage at the terminals of the first service battery is determined for the electrical energy generator, as a function of a first voltage measured at the terminals of the first service battery, of the temperature of the first service battery and of these determined operating constraints.
  • the management method according to the invention may comprise other characteristics which may be taken separately or in combination, and in particular:
  • an unconstrained target voltage can be determined as a function of the temperature of the first service battery and a state of charge greater than a chosen threshold that the first service battery must have, then the voltage can be determined target as a function of this determined unconstrained target voltage and the determined operating constraints;
  • the determined target voltage can be equal either to the unconstrained target voltage determined when the latter is between two minimum and maximum operating constraints, or to the minimum operating constraint when the voltage determined unconstrained target voltage is lower than the minimum operating constraint, or even the maximum operating constraint when the determined unconstrained target voltage is greater than the maximum operating constraint;
  • a correction voltage can be determined as a function of the first voltage measured, of the target voltage determined and of selected correction constraints, then the voltage setpoint can also be determined as a function of this determined correction voltage;
  • an initial correction voltage can be determined according to a difference between the target voltage determined and the first voltage measured, then the correction voltage can be determined according to this voltage of initial correction determined and correction constraints chosen;
  • the initial correction voltage can be determined by implementing a proportional, integral and derivative (or PID) type regulator;
  • the determined correction voltage can be equal either to the initial correction voltage determined when the latter is between two minimum and maximum correction constraints, either at the minimum correction constraint when the initial correction voltage determined is lower than the minimum correction constraint, or even at the maximum correction constraint when the voltage of initial correction determined is greater than the maximum correction constraint.
  • the invention also proposes a computer program product comprising a set of instructions which, when it is executed by processing means, is capable of implementing a management method of the type of that presented above for managing a power supply group comprising an electric power generator and first and second rechargeable service batteries and supplying electric power to an on-board network of a system.
  • the invention also proposes a management device intended to equip a system comprising an on-board network supplied with electrical energy by a power supply group comprising an electrical energy generator and first and second rechargeable service batteries.
  • a voltage setpoint capable of inducing a chosen target voltage at the terminals of the first service battery, as a function of a first voltage measured at the terminals of the first service battery, of this temperature and these determined operating constraints.
  • the invention also proposes a system comprising an on-board network supplied with electrical energy by a power supply group comprising an electrical energy generator and first and second rechargeable service batteries, as well as a management device of the type presented above.
  • a power supply group comprising an electrical energy generator and first and second rechargeable service batteries
  • this system can be a vehicle, possibly of the automobile type.
  • FIG. 1 schematically and functionally illustrates an embodiment of a vehicle comprising a distribution box comprising a management device according to the invention
  • FIG. 2 schematically and functionally illustrates an exemplary embodiment of an electrical power distribution supervision computer comprising an exemplary embodiment of a management device according to the invention
  • FIG. 3 schematically illustrates an example of an algorithm implementing a management method according to the invention.
  • the object of the invention is in particular to propose a management method, and an associated management device DG, intended to allow in a system S the optimized management of a power supply group comprising an electrical energy generator GE and first B1 and second B2 service batteries and responsible for supplying electrical energy to an on-board network RB to which are coupled electrical equipment among which at least one (EES) is safe.
  • a management method intended to allow in a system S the optimized management of a power supply group comprising an electrical energy generator GE and first B1 and second B2 service batteries and responsible for supplying electrical energy to an on-board network RB to which are coupled electrical equipment among which at least one (EES) is safe.
  • the system S is a vehicle of the automobile type, such as for example a car, as illustrated in FIG.
  • the invention is not limited to this type of system. It relates in fact to any type of system comprising an on-board network supplied with electrical energy by a power supply group comprising an electrical energy generator and first and second service batteries, the second service battery being more particularly responsible for power at least one safe electrical device (coupled to the on-board network) when the electrical power generator and the first service battery are unable to do so.
  • the invention relates, for example, to land vehicles (utility vehicles, motorhomes, minibuses, coaches, trucks, motorcycles, road construction machinery, construction machinery, agricultural machinery, leisure machinery (snowmobile, kart), and caterpillar machine(s), for example), boats, aircraft, electrified installations (possibly of the industrial type), and electrified buildings.
  • land vehicles utility vehicles, motorhomes, minibuses, coaches, trucks, motorcycles, road construction machinery, construction machinery, agricultural machinery, leisure machinery (snowmobile, kart), and caterpillar machine(s), for example
  • boats, aircraft, electrified installations possibly of the industrial type
  • electrified buildings are examples of the buildings.
  • the vehicle S comprises a powertrain (or GMP) of the all-electric type (and therefore whose traction is ensured exclusively by at least one electric motor machine ).
  • GMP powertrain
  • the GMP could be of the hybrid type (thermal and electric).
  • the second service battery B2 is responsible for supplying a single electrical safety device EES constituting an all-electric braking device (service brake and/or emergency brake and/or braking or anti-skid assistance system, for example) of the vehicle S.
  • the second service battery B2 could be responsible for supplying electrical safety equipment of another type, such as, for example, an electric power steering or a trajectory control device, or several (at least two) electrical safety devices.
  • FIG. 1 a system S (here a vehicle) comprising an electric GMP transmission chain, an on-board network RB, a power supply group comprising first B1 and second B2 service batteries and a generator of electrical energy GE, and a management device DG according to the invention.
  • the on-board network RB is a power supply network to which are coupled (or connected) electrical (or electronic) equipment (or organs) which consume electrical energy and which for some of them are “non-priority” and for some others (EES) are "safe” (and therefore priority).
  • safety equipment in a vehicle, safety equipment (or component) may be electric power steering, or an electric braking device (service brake, emergency brake, braking assistance or anti-skid system, for example), or even a trajectory control device, for example, and a non-priority item of equipment (or member) can be a heating/air conditioning installation or a seat heating device or even a seat massage device.
  • an electric braking device service brake, emergency brake, braking assistance or anti-skid system, for example
  • a trajectory control device for example
  • a non-priority item of equipment (or member) can be a heating/air conditioning installation or a seat heating device or even a seat massage device.
  • the first service battery B1 is responsible for supplying electrical energy to the on-board network RB, in addition to that supplied by the electrical energy generator GE, and sometimes instead of this electrical energy generator GE.
  • this first service battery B1 can be arranged in the form of a battery of the very low voltage type (typically 12 V, 24 V or 48 V). It is rechargeable at least by the GE electrical energy generator. It is considered in what follows, by way of non-limiting example, that the first service battery B1 is of the 12 V Lithium-ion type.
  • the second service battery B2 is responsible for supplying electrical energy to at least one safe electrical equipment EES (here an all-electric braking device) coupled to the on-board network RB, when the electrical energy generator GE and the first service battery B1 are unable to do so.
  • this second service battery B2 can be arranged in the form of a battery of the very low voltage type (typically 12 V, 24 V or 48 V). It is rechargeable at least by the GE electrical energy generator.
  • the second service battery B2 is of the 12 V Lithium-ion type.
  • the storage capacity of the second service battery B2 is lower than that of the first service battery B1.
  • the transmission chain has a GMP which is, here, purely electrical and therefore which comprises, in particular, an electric motor machine MM1, a motor shaft AM, a main battery BP and a transmission shaft AT.
  • the term “electric motor machine” is understood here to mean an electric machine arranged in such a way as to supply or recover torque to move the system S.
  • the electric driving machine MM1 (here an electric motor) is coupled to the main battery BP, in order to be supplied with electrical energy, as well as possibly to supply this main battery BP with electrical energy, in particular during regenerative braking . It is coupled to the motor shaft AM, to provide it with torque by rotational drive.
  • This motor shaft AM is here coupled to a reducer RD which is also coupled to the transmission shaft AT, itself coupled to a first train T1 (here of wheels), preferably via a differential D1.
  • This first train T1 is here located in the front part PW of the system S. But in a variant this first train T 1 could be the one which is here referenced T2 and which is located in the rear part PRV of the system S.
  • the main (or traction) battery BP can, for example, comprise electrical energy storage cells, possibly electrochemical (for example of the lithium-ion (or Li-ion) or Ni-Mh or Ni-Cd type). Also for example, the main battery BP can be of the low voltage type (typically 450 V by way of illustration). But it could be medium voltage or high voltage.
  • the electric motor machine MM1 is, here, also coupled to the electric power generator GE which is also indirectly coupled to the first B1 and second B2 service batteries, in particular to recharge them with electric power from the main battery BP and converted.
  • This GE electric power generator is a current converter, as an example. It is also responsible here for supplying the on-board network RB with electrical energy from the main battery BP and converted, in addition to recharging the first B1 and second B2 service batteries.
  • the system S comprises a distribution box BD to which the first B1 and second B2 service batteries, the electric power generator GE and the on-board network RB.
  • This distribution box BD is responsible for distributing in the on-board network RB the electrical energy produced by the electrical energy generator GE and/or stored in the first B1 or second B2 service battery, for supplying the components ( or electrical equipment) (including the safe EES) according to power requests received.
  • the management of the distribution of this electrical energy can be ensured by a supervision computer CS.
  • the supervision computer CS forms part of the distribution unit BD. But in a variant embodiment (not shown) the supervision computer CS could not be part of the distribution unit BD.
  • the invention proposes in particular a management method intended to allow the optimized management of the power supply group of the system S, in particular so that the second service battery B2 can allow the electrical safety equipment EES to ensure its function with the minimum level of performance expected in case of need.
  • This (management) method can be implemented at least in part by a management device DG of the type illustrated in FIG. 2 and comprising at least one processor PR1 and at least one memory MD which are arranged to perform operations when it has been woken up, for example by the supervision computer CS, or as soon as the on-board electronics are woken up by a master computer of the vehicle.
  • the management device DG is part of the supervision computer CS. But it could be equipment coupled to the CS supervision computer.
  • the DG management device is made in the form of a combination of electrical or electronic circuits or components (or “hardware") and software modules (or “software”). By way of example, it may be a microcontroller.
  • the processor PR1 can, for example, be a digital signal processor (or DGP (“Digital Signal Processor”)).
  • This processor PR1 may comprise integrated circuits (or printed circuits), or else several integrated circuits (or printed) connected by wired or wireless connections.
  • integrated (or printed) circuit is meant any type of device capable of performing at least one electrical or electronic operation.
  • the memory MD is live in order to store instructions for the implementation by the processor PR1 of at least part of the management method described below (and therefore of its functionalities).
  • the method (of management), according to the invention comprises a step 10-60.
  • This step 10-60 first of all comprises a sub-step 10 in which one (the management device DG) determines operating constraints cfj of the second service battery B2 as a function of a temperature tb1 of the first battery of easement B1 .
  • the temperature tb1 can be determined, estimated or measured inside the first service battery B1 by a temperature sensor (or probe) controlled by a monitoring box BB which is coupled to the first service battery B1 .
  • This monitoring box BB also comprises voltage/current measuring means (not shown) making it possible in particular to measure a first voltage ub1 across the terminals of the first service battery B1.
  • these minimum cf1 and maximum cf2 operating constraints may respectively be minimum and maximum voltage constraints which are a function of the temperature tb1 and which must be respected at the terminals of the first service battery B1 in order to guarantee that the voltage levels minimum and maximum voltage, required at the terminals of the second service battery B2 and the EES safety electrical equipment, will be respected.
  • These minimum cf1 and maximum cf2 operating constraints can, for example, be determined in at least one table (or map) establishing a correspondence between pairs of minimum and maximum voltages and internal temperatures of the first service battery B1, and taking into account the voltage drops between the first B1 and second B2 service batteries.
  • This correspondence table can, for example, be determined during a test phase and/or a development phase of a system similar to system S.
  • the minimum cf1 and maximum cf2 operating constraints could be determined by means of at least one mathematical formula (or equation) having as parameter at least the internal temperature of the first service battery B1.
  • Step 10-60 also includes a sub-step 60 in which (the management device DG) determines for the electric power generator GE a voltage setpoint and which is suitable for inducing a target voltage uc chosen at the terminals of the first service battery B1. This determination is made according to the first voltage ub1 (measured at the terminals of the first service battery B1), the temperature tb1 (of the first service battery B1) and the operating constraints cfj (determined in the sub-step 10).
  • the management device DG determines for the electric power generator GE a voltage setpoint and which is suitable for inducing a target voltage uc chosen at the terminals of the first service battery B1. This determination is made according to the first voltage ub1 (measured at the terminals of the first service battery B1), the temperature tb1 (of the first service battery B1) and the operating constraints cfj (determined in the sub-step 10).
  • processor PR1 and memory MD which are arranged to carry out the operations consisting in determining the operating constraints cfj of the second service battery B2 according to the temperature tb 1 of the first service battery B1, then to determining for the electrical energy generator GE a voltage setpoint suitable for inducing the chosen target voltage uc at the terminals of the first service battery B1, as a function of the first voltage u1 measured at the terminals of the first service battery B1, of this temperature tb1 and of these determined operating constraints cfj.
  • the processor PR1 and memory MD which are arranged to carry out the operations consisting in determining the operating constraints cfj of the second service battery B2 according to the temperature tb 1 of the first service battery B1, then to determining for the electrical energy generator GE a voltage setpoint suitable for inducing the chosen target voltage uc at the terminals of the first service battery B1, as a function of the first voltage u1 measured at the terminals of the first service battery B1, of this temperature tb1 and of these determined
  • step 10-60 can comprise a sub-step 20 in which one (the management device DG) can determine an unconstrained target voltage tcnc as a function of the temperature tb1 and a state of charge greater than a chosen threshold s1 that the first service battery B1 must have. Then, in a substep 30 of step 10-60, one (the management device DG) can determine the target voltage uc as a function of this determined unconstrained target voltage tcnc and of the determined operating constraints cfj.
  • the chosen threshold s1 can be between 70% and 90% of the maximum state of charge of the first service battery B1 in the presence of the temperature tb1 .
  • the threshold s1 can be equal to 85%.
  • each unconstrained target voltage tcnc can be determined in a table (or map) establishing a correspondence between internal temperatures of the first service battery B1 and unconstrained target charging voltages of the first service battery B1.
  • This correspondence table can, for example, be obtained from the manufacturer of the first service battery B1.
  • each unconstrained target voltage tcnc could be determined by means of at least one mathematical formula (or equation) having as parameter at least the internal temperature of the first service battery B1.
  • the determined target voltage uc can be equal:
  • step 10-60 can comprise a sub-step 50 in which one (the management device DG) can determine a correction voltage ucor as a function of the first measured voltage ub1 , of the determined target voltage uc and of correction constraints cck chosen.
  • one (the management device DG) can determine the voltage setpoint and also as a function of this determined correction voltage ucor.
  • the voltage setpoint is determined here and as a function of the first voltage ub1, of the temperature tb1, of the operating constraints cfj, and of the determined correction voltage ucor.
  • This determined correction voltage ucor makes it possible to take into account, in particular, the voltage drop that may exist between the electrical energy generator GE and the first service battery B1 (and for example linked to the wiring impedances at the level of the on-board network RB ).
  • one (the management device DG) can determine the correction voltage ucor according to this determined initial correction voltage ucin and the chosen correction constraints cck.
  • (uc - ub1 ) represents the error between the target voltage uc and the measured voltage ub1 , and that the objective is to determine a variation of the initial correction voltage ucin which makes it possible to reduce this error as much as possible and as quickly as possible, then to adapt the value of the correction voltage ucor according to this variation.
  • one can determine the initial correction voltage ucin by implementing a regulator (or corrector) of the proportional, integral and derivative (or PID) type.
  • the parameters Kp, Ki and Kd are chosen according to characteristics of components of the power supply group (such as for example the type of the electrical energy generator GE and the type of the first service battery B1), and of characteristics of the on-board network RB (such as, for example, voltage drops linked to the wiring).
  • these minimum correction constraints cc1 and maximum cc2 can be respectively minimum and maximum voltage correction constraints.
  • the minimum correction constraint cc1 can be equal to -1 V and the maximum correction constraint cc2 can be equal to +1 V.
  • other correction constraints cck can be used.
  • the supervision computer CS (or the possible computer of the management device DG) can also comprise, in addition to the random access memory MD and processor PR1, a mass memory MM2, in particular for storing the (internal) temperature tb1 and the voltage ub1, and intermediate data involved in all its calculations and processing.
  • this supervision computer CS (or the possible computer of the management device DG) can also comprise an input interface IE for receiving the (internal) temperature tb1 and the voltage ub1, possibly after having put them shaped and/or demodulated and/or amplified, in a manner known per se, by means of a digital signal processor PR2.
  • this supervision computer CS (or the possible computer of the management device DG) can also comprise an output interface IS, in particular for delivering at least the messages containing the determined voltage setpoint and.
  • the invention also proposes a computer program product (or computer program) comprising a set of instructions which, when it is executed by processing means of the electronic circuit (or hardware) type, such as for example the processor PR1, is capable of implementing the management method described above to manage the power supply group (comprising the electrical power generator GE and the first B1 and second B2 service batteries) of the system S.

Abstract

Un procédé de gestion est mis en œuvre dans un système comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d'alimentation comprenant un générateur d'énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables. Ce procédé comprend une étape (10-60) dans laquelle on détermine des contraintes de fonctionnement de la seconde batterie de servitude en fonction d'une température de la première batterie de servitude, puis on détermine pour le générateur d'énergie électrique une consigne de tension propre à induire une tension cible choisie aux bornes de la première batterie de servitude, en fonction d'une première tension mesurée aux bornes de la première batterie de servitude, de cette température et de ces contraintes de fonctionnement déterminées.

Description

DESCRIPTION
TITRE : GESTION OPTIMISÉE D’UN GROUPE D’ALIMENTATION ÉLECTRIQUE À DEUX BATTERIES DE SERVITUDE D’UN SYSTÈME
La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2201407 déposée le 17.02.2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne les systèmes qui comprennent un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et deux batteries de servitude rechargeables, et plus précisément la gestion du groupe d’alimentation de tels systèmes.
Etat de la technique
Certains systèmes, comme par exemple certains véhicules (éventuellement de type automobile), comprennent un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables. Par exemple, dans le cas d’un véhicule ce générateur d’énergie électrique peut être un alternateur ou un alterno-démarreur lorsque le véhicule comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant au moins une machine motrice thermique, ou bien un convertisseur de courant associé à une batterie principale de type basse, moyenne ou haute tension, lorsque le GMP comprend au moins une machine motrice électrique.
Dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « batterie de servitude » une batterie rechargeable par au moins un générateur d’énergie électrique et de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V).
Par ailleurs, dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « réseau de bord » un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) consommant de l’énergie électrique et étant « non prioritaire(s) » pour l’un au moins d’entre eux et « sécuritaire(s) » (et donc prioritaire(s)) pour au moins un autre d’entre eux.
De plus, dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « équipement (ou organe) sécuritaire » un équipement (ou organe) assurant au moins une fonction dite « sécuritaire » du fait qu’elle concerne la sécurité des usagers d’un système, et donc devant être alimenté en énergie électrique de façon prioritaire, en cas de besoin. C’est le cas, par exemple, de la direction assistée électrique ou d’un dispositif de freinage tout électrique (frein de service, frein de secours, système d’aide au freinage ou anti-patinage, par exemple), ou encore d’un dispositif de contrôle de trajectoire.
Lorsque le groupe d’alimentation comprend un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables, c’est le générateur d’énergie électrique (associé à la batterie principale) qui est chargé d’alimenter le réseau de bord et de recharger les première et seconde batteries de servitude lorsqu’il est actif. Lorsque le réseau de bord nécessite à un instant donné une énergie (ou puissance) électrique que le générateur d’énergie électrique (actif) ne peut pas fournir seul (éventuellement du fait d’une défaillance du générateur d’énergie électrique et/ou de la batterie principale associée) ou que le générateur d’énergie électrique est inactif, c’est la première batterie de servitude (parfois dite principale) qui doit fournir le complément ou l’intégralité de l’énergie électrique au réseau de bord en garantissant des niveaux de tension minima aux organes sécuritaires. Il y a alors un risque de décharge de la première batterie de servitude pouvant provoquer une chute de tension aux bornes de cette dernière et donc une chute de tension aux bornes du réseau de bord (phénomène dit « d’écroulement ») pouvant alors impacter le fonctionnement nominal des équipements électriques couplés au réseau de bord et en particulier ceux qui sont sécuritaires.
La seconde batterie de servitude est chargée d’alimenter en énergie électrique au moins l’un des équipements électriques sécuritaires lorsque le générateur d’énergie électrique et la première batterie de servitude ne sont pas en capacité de le faire. Elle constitue donc une batterie de servitude de secours (ou secondaire) qui améliore la sécurité de fonctionnement du système. Généralement, la capacité de stockage de la seconde batterie de servitude est inférieure à celle de la première batterie de servitude.
Pour que cette seconde batterie de servitude puisse assurer sa fonction lorsque cela est nécessaire, il faut que la tension qui est imposée à ses bornes (comme à celles de chaque équipement électrique sécuritaire qu’elle doit alimenter) soit compatible non seulement avec le niveau de performance minimal attendu de cet équipement électrique sécuritaire, mais aussi de son besoin de recharge. Or, il n’existe pas actuellement de dispositif de gestion permettant de gérer de façon optimale le groupe d’alimentation d’un système, et en particulier la tension aux bornes de sa seconde batterie de servitude, si bien qu’il arrive que cette dernière ne puisse pas permettre à l’équipement électrique sécuritaire, qu’elle doit alimenter de façon sécuritaire, d’assurer sa fonction avec le niveau de performance minimal attendu.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Présentation de l’invention
Elle propose notamment à cet effet un procédé de gestion destiné à être mis en œuvre dans un système comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables.
Ce procédé de gestion se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle :
- on détermine des contraintes de fonctionnement de la seconde batterie de servitude en fonction d’une température de la première batterie de servitude, puis
- on détermine pour le générateur d’énergie électrique une consigne de tension propre à induire une tension cible choisie aux bornes de la première batterie de servitude, en fonction d’une première tension mesurée aux bornes de la première batterie de servitude, de la température de la première batterie de servitude et de ces contraintes de fonctionnement déterminées.
Ainsi, on peut désormais piloter avec précision et en temps réel la tension aux bornes de la première batterie de servitude afin que la tension aux bornes de la seconde batterie de servitude soit suffisamment importante en cas de besoin pour que l’équipement électrique sécuritaire concerné puisse assurer sa fonction avec le niveau de performance minimal attendu.
Le procédé de gestion selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- dans son étape on peut déterminer une tension cible non contrainte en fonction de la température de la première batterie de servitude et d’un état de charge supérieur à un seuil choisi que doit avoir la première batterie de servitude, puis on peut déterminer la tension cible en fonction de cette tension cible non contrainte déterminée et des contraintes de fonctionnement déterminées ;
- en présence de la première option, dans son étape la tension cible déterminée peut être égale soit à la tension cible non contrainte déterminée lorsque cette dernière est comprise entre deux contraintes de fonctionnement minimale et maximale, soit à la contrainte de fonctionnement minimale lorsque la tension cible non contrainte déterminée est inférieure à la contrainte de fonctionnement minimale, soit encore à la contrainte de fonctionnement maximale lorsque la tension cible non contrainte déterminée est supérieure à la contrainte de fonctionnement maximale ;
- dans son étape on peut déterminer une tension de correction en fonction de la première tension mesurée, de la tension cible déterminée et de contraintes de correction choisies, puis on peut déterminer la consigne de tension en fonction en outre de cette tension de correction déterminée ;
- en présence de la dernière option, dans son étape on peut déterminer une tension de correction initiale en fonction d’une différence entre la tension cible déterminée et la première tension mesurée, puis on peut déterminer la tension de correction en fonction de cette tension de correction initiale déterminée et des contraintes de correction choisies ;
- en présence de la dernière sous-option, dans son étape on peut déterminer la tension de correction initiale en mettant en œuvre un régulateur de type proportionnel, intégral et dérivé (ou PID) ;
- également en présence de la dernière sous-option, dans son étape la tension de correction déterminée peut être égale soit à la tension de correction initiale déterminée lorsque cette dernière est comprise entre deux contraintes de correction minimale et maximale, soit à la contrainte de correction minimale lorsque la tension de correction initiale déterminée est inférieure à la contrainte de correction minimale, soit encore à la contrainte de correction maximale lorsque la tension de correction initiale déterminée est supérieure à la contrainte de correction maximale.
L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre un procédé de gestion du type de celui présenté ci-avant pour gérer un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables et alimentant en énergie électrique un réseau de bord d’un système.
L’invention propose également un dispositif de gestion destiné à équiper un système comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables.
Ce dispositif de gestion se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant :
- à déterminer des contraintes de fonctionnement de la seconde batterie de servitude en fonction d’une température de la première batterie de servitude, puis
- à déterminer pour le générateur d’énergie électrique une consigne de tension propre à induire une tension cible choisie aux bornes de la première batterie de servitude, en fonction d’une première tension mesurée aux bornes de la première batterie de servitude, de cette température et de ces contraintes de fonctionnement déterminées.
L’invention propose également un système comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables, ainsi qu’un dispositif de gestion du type de celui présenté ci-avant. Par exemple, ce système peut être un véhicule, éventuellement de type automobile.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
[Fig. 1] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un véhicule comprenant un boîtier de distribution comportant un dispositif de gestion selon l’invention,
[Fig. 2] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un calculateur de supervision de la distribution d’énergie électrique comprenant un exemple de réalisation d’un dispositif de gestion selon l’invention, et
[Fig. 3] illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en œuvre un procédé de gestion selon l’invention.
Description détaillée de l’invention
L’invention a notamment pour but de proposer un procédé de gestion, et un dispositif de gestion DG associé, destinés à permettre dans un système S la gestion optimisée d’un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique GE et des première B1 et seconde B2 batteries de servitude et chargé d’alimenter en énergie électrique un réseau de bord RB auquel sont couplés des équipements électriques parmi lesquels au moins un (EES) est sécuritaire.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le système S est un véhicule de type automobile, comme par exemple une voiture, comme illustré sur la figure 1 . Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de système. Elle concerne en effet tout type de système comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude, la seconde batterie de servitude étant plus particulièrement chargée d’alimenter au moins un équipement électrique sécuritaire (couplé au réseau de bord) lorsque le générateur d’énergie électrique et la première batterie de servitude ne sont pas en capacité de le faire. Ainsi, l’invention concerne, par exemple, les véhicules terrestres (véhicules utilitaires, camping- cars, minibus, cars, camions, motocyclettes, engins de voirie, engins de chantier, engins agricoles, engins de loisir (motoneige, kart), et engins à chenille(s), par exemple), les bateaux, les aéronefs, les installations électrifiées (éventuellement de type industrielle), et les bâtiments électrifiés.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule S comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) de type tout électrique (et donc dont la motricité est assurée exclusivement par au moins une machine motrice électrique). Mais le GMP pourrait être de type hybride (thermique et électrique).
En outre, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la seconde batterie de servitude B2 est chargée d’alimenter un unique équipement électrique sécuritaire EES constituant un dispositif de freinage tout électrique (frein de service et/ou frein de secours et/ou système d’aide au freinage ou à l’anti-patinage, par exemple) du véhicule S. Mais la seconde batterie de servitude B2 pourrait être chargée d’alimenter un équipement électrique sécuritaire d’un autre type, comme par exemple une direction assistée électrique ou un dispositif de contrôle de trajectoire, ou bien plusieurs (au moins deux) équipements électriques sécuritaires.
On a schématiquement représenté sur la figure 1 un système S (ici un véhicule) comprenant une chaîne de transmission à GMP électrique, un réseau de bord RB, un groupe d’alimentation comprenant des première B1 et seconde B2 batteries de servitude et un générateur d’énergie électrique GE, et un dispositif de gestion DG selon l’invention.
Le réseau de bord RB est un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés (ou connectés) des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) qui consomment de l’énergie électrique et qui pour certains d’entre eux sont « non prioritaires » et pour certains autres (EES) sont « sécuritaires » (et donc prioritaires).
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 seul un unique équipement électrique sécuritaire EES est couplé au réseau de bord RB, car c’est celui qui doit être, ici, alimenté en énergie électrique par la seconde batterie de servitude B2 lorsque le générateur d’énergie électrique GE et la première batterie de servitude B1 ne sont pas en capacité de le faire. Mais habituellement plusieurs équipements électriques non sécuritaires et plusieurs équipements électriques sécuritaires sont couplés au réseau de bord RB. A titre d’exemple, dans un véhicule un équipement (ou organe) sécuritaire peut être une direction assistée électrique, ou un dispositif de freinage électrique (frein de service, frein de secours, système d’aide au freinage ou anti-patinage, par exemple), ou encore un dispositif de contrôle de trajectoire, par exemple, et un équipement (ou organe) non prioritaire peut être une installation de chauffage/climatisation ou un dispositif de chauffage de siège ou encore un dispositif de massage de siège.
La première batterie de servitude B1 est chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord RB, en complément de celle fournie par le générateur d’énergie électrique GE, et parfois à la place de ce générateur d’énergie électrique GE. Par exemple, cette première batterie de servitude B1 peut être agencée sous la forme d’une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V). Elle est rechargeable au moins par le générateur d’énergie électrique GE. On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la première batterie de servitude B1 est de type Lithium-ion 12 V.
La seconde batterie de servitude B2 est chargée de fournir de l’énergie électrique à au moins un équipement électrique sécuritaire EES (ici un dispositif de freinage tout électrique) couplé au réseau de bord RB, lorsque le générateur d’énergie électrique GE et la première batterie de servitude B1 ne sont pas en capacité de le faire. Par exemple, cette seconde batterie de servitude B2 peut être agencée sous la forme d’une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V). Elle est rechargeable au moins par le générateur d’énergie électrique GE. On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la seconde batterie de servitude B2 est de type Lithium-ion 12 V. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la capacité de stockage de la seconde batterie de servitude B2 est inférieure à celle de la première batterie de servitude B1. Mais cela n’est pas obligatoire. La chaîne de transmission a un GMP qui est, ici, purement électrique et donc qui comprend, notamment, une machine motrice électrique MM1 , un arbre moteur AM, une batterie principale BP et un arbre de transmission AT. On entend ici par « machine motrice électrique » une machine électrique agencée de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer le système S.
La machine motrice électrique MM1 (ici un moteur électrique) est couplée à la batterie principale BP, afin d’être alimentée en énergie électrique, ainsi qu’éventuellement d’alimenter cette batterie principale BP en énergie électrique, notamment lors d’un freinage récupératif. Elle est couplée à l’arbre moteur AM, pour lui fournir du couple par entraînement en rotation. Cet arbre moteur AM est ici couplé à un réducteur RD qui est aussi couplé à l’arbre de transmission AT, lui-même couplé à un premier train T1 (ici de roues), de préférence via un différentiel D1 .
Ce premier train T1 est ici situé dans la partie avant PW du système S. Mais dans une variante ce premier train T 1 pourrait être celui qui est ici référencé T2 et qui est situé dans la partie arrière PRV du système S.
La batterie principale (ou de traction) BP peut, par exemple, comprendre des cellules de stockage d’énergie électrique, éventuellement électrochimiques (par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd). Egalement par exemple, la batterie principale BP peut être de type basse tension (typiquement 450 V à titre illustratif). Mais elle pourrait être de type moyenne tension ou haute tension.
La machine motrice électrique MM1 est, ici, aussi couplée au générateur d’énergie électrique GE qui est aussi couplé indirectement aux première B1 et seconde B2 batteries de servitude, notamment pour les recharger avec de l’énergie électrique issue de la batterie principale BP et convertie.
Ce générateur d’énergie électrique GE est un convertisseur de courant, à titre d’exemple. Il est ici aussi chargé d’alimenter le réseau de bord RB en énergie électrique issue de la batterie principale BP et convertie, en plus d’assurer la recharge des première B1 et seconde B2 batteries de servitude.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 le système S comprend un boîtier de distribution BD auquel sont couplés les première B1 et seconde B2 batteries de servitude, le générateur d’énergie électrique GE et le réseau de bord RB. Ce boîtier de distribution BD est chargé de distribuer dans le réseau de bord RB l’énergie électrique produite par le générateur d’énergie électrique GE et/ou stockée dans la première B1 ou seconde B2 batterie de servitude, pour l’alimentation des organes (ou équipements) électriques (y compris le sécuritaire EES) en fonction de demandes d’alimentation reçues. La gestion de la distribution de cette énergie électrique peut être assurée par un calculateur de supervision CS. Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 , le calculateur de supervision CS fait partie du boîtier de distribution BD. Mais dans une variante de réalisation (non illustrée) le calculateur de supervision CS pourrait ne pas faire partie du boîtier de distribution BD.
Comme évoqué plus haut, l’invention propose notamment un procédé de gestion destiné à permettre la gestion optimisée du groupe d’alimentation du système S, notamment afin que la seconde batterie de servitude B2 puisse permettre à l’équipement électrique sécuritaire EES d’assurer sa fonction avec le niveau de performance minimal attendu en cas de besoin.
Ce procédé (de gestion) peut être mis en œuvre au moins en partie par un dispositif de gestion DG du type de celui illustré sur la figure 2 et comprenant au moins un processeur PR1 et au moins une mémoire MD qui sont agencés pour effectuer des opérations lorsqu’il a été réveillé, par exemple par le calculateur de supervision CS, ou dès que l’électronique embarquée est réveillée par un calculateur maître du véhicule.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 , le dispositif de gestion DG fait partie du calculateur de supervision CS. Mais il pourrait s’agir d’un équipement couplé au calculateur de supervision CS. D’une manière générale, le dispositif de gestion DG est réalisé sous la forme d’une combinaison de circuits ou composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou « software »). A titre d’exemple, il peut s’agir d’un microcontrôleur.
Le processeur PR1 peut, par exemple, être un processeur de signal numérique (ou DGP (« Digital Signal Processor »)). Ce processeur PR1 peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique.
La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en œuvre par le processeur PR1 d’une partie au moins du procédé de gestion décrit ci- dessous (et donc de ses fonctionnalités).
Comme illustré non limitativement sur la figure 3, le procédé (de gestion), selon l’invention, comprend une étape 10-60.
Cette étape 10-60 comprend tout d’abord une sous-étape 10 dans laquelle on (le dispositif de gestion DG) détermine des contraintes de fonctionnement cfj de la seconde batterie de servitude B2 en fonction d’une température tb1 de la première batterie de servitude B1 .
Par exemple, la température tb1 peut être déterminée, estimée ou mesurée à l’intérieur de la première batterie de servitude B1 par un capteur (ou une sonde) de température contrôlé(e) par un boîtier de surveillance BB qui est couplé à la première batterie de servitude B1 . Ce boîtier de surveillance BB comprend aussi des moyens de mesure de tension/courant (non illustrés) permettant notamment de mesurer une première tension ub1 aux bornes de la première batterie de servitude B1 .
Egalement par exemple, les contraintes de fonctionnement déterminées cfj peuvent comprendre une contrainte de fonctionnement minimale cf 1 (j = 1 ) et une contrainte de fonctionnement maximale cf2 (j = 2). Par exemple, ces contraintes de fonctionnement minimale cf1 et maximale cf2 peuvent être respectivement des contraintes de tension minimale et maximale qui sont fonction de la température tb1 et qui doivent être respectées aux bornes de la première batterie de servitude B1 afin de garantir que les niveaux de tension minimale et maximale, nécessaires aux bornes de la seconde batterie de servitude B2 et de l’équipement électrique sécuritaire EES, seront bien respectés.
Ces contraintes de fonctionnement minimale cf1 et maximale cf2 peuvent, par exemple, être déterminées dans au moins une table (ou cartographie) établissant une correspondance entre des paires de tensions minimale et maximale et des températures internes de la première batterie de servitude B1 , et prenant en compte les chutes de tensions entre les première B1 et seconde B2 batteries de servitude. Cette table de correspondance peut, par exemple, être déterminée pendant une phase d’essais et/ou une phase de mise au point d’un système similaire au système S.
Mais dans une variante de réalisation, les contraintes de fonctionnement minimale cf1 et maximale cf2 pourraient être déterminées au moyen d’au moins une formule (ou équation) mathématique ayant comme paramètre au moins la température interne de la première batterie de servitude B1 .
L’étape 10-60 comprend également une sous-étape 60 dans laquelle on (le dispositif de gestion DG) détermine pour le générateur d’énergie électrique GE une consigne de tension et qui est propre à induire une tension cible uc choisie aux bornes de la première batterie de servitude B1 . Cette détermination se fait en fonction de la première tension ub1 (mesurée aux bornes de la première batterie de servitude B1 ), de la température tb1 (de la première batterie de servitude B1 ) et des contraintes de fonctionnement cfj (déterminées dans la sous-étape 10).
Grâce à cette détermination de la consigne de tension et du générateur d’énergie électrique GE, on peut piloter avec précision et dynamiquement (ou en temps réel) la tension aux bornes de la première batterie de servitude B1 en tenant compte de sa température tb1 et de sorte que la tension aux bornes de la seconde batterie de servitude B2 soit suffisamment importante pour que l’équipement électrique sécuritaire EES puisse assurer sa fonction avec le niveau de performance minimal attendu, mais aussi pour satisfaire au besoin de recharge de cette seconde batterie de servitude B2.
On comprendra que ce sont les processeur PR1 et mémoire MD qui sont agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer les contraintes de fonctionnement cfj de la seconde batterie de servitude B2 en fonction de la température tb 1 de la première batterie de servitude B1 , puis à déterminer pour le générateur d’énergie électrique GE une consigne de tension et propre à induire la tension cible choisie uc aux bornes de la première batterie de servitude B1 , en fonction de la première tension u1 mesurée aux bornes de la première batterie de servitude B1 , de cette température tb1 et de ces contraintes de fonctionnement déterminées cfj. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 3, l’étape 10-60 peut comprendre une sous-étape 20 dans laquelle on (le dispositif de gestion DG) peut déterminer une tension cible non contrainte tcnc en fonction de la température tb1 et d’un état de charge supérieur à un seuil s1 choisi que doit avoir la première batterie de servitude B1 . Puis, dans une sous-étape 30 de l’étape 10-60 on (le dispositif de gestion DG) peut déterminer la tension cible uc en fonction de cette tension cible non contrainte déterminée tcnc et des contraintes de fonctionnement déterminées cfj.
Par exemple, le seuil s1 choisi peut être compris entre 70% et 90% de l’état de charge maximal de la première batterie de servitude B1 en présence de la température tb1 . A titre d’exemple, le seuil s1 peut être égal à 85%.
Egalement par exemple, chaque tension cible non contrainte tcnc peut être déterminée dans une table (ou cartographie) établissant une correspondance entre des températures internes de la première batterie de servitude B1 et des tensions cibles non contraintes de charge de la première batterie de servitude B1 . Cette table de correspondance peut, par exemple, être obtenue auprès du fabricant de la première batterie de servitude B1 .
Mais dans une variante de réalisation, chaque tension cible non contrainte tcnc pourrait être déterminée au moyen d’au moins une formule (ou équation) mathématique ayant comme paramètre au moins la température interne de la première batterie de servitude B1 .
Egalement par exemple, dans la sous-étape 30 la tension cible déterminée uc peut être égale :
- soit à la tension cible non contrainte déterminée tcnc lorsque cette dernière (tcnc) est comprise entre les deux contraintes de fonctionnement minimale cf1 et maximale cf2 (soit uc = tcnc, quand cf 1 < tcnc < cf2),
- soit à la contrainte de fonctionnement minimale cf1 lorsque la tension cible non contrainte déterminée tcnc est inférieure à la contrainte de fonctionnement minimale cf 1 (soit uc = cf 1 , quand tcnc < cf 1 ),
- soit encore à la contrainte de fonctionnement maximale cf2 lorsque la tension cible non contrainte déterminée tcnc est supérieure à la contrainte de fonctionnement maximale cf2 (soit uc = cf2, quand cf2 < tcnc).
On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 3, que l’étape 10-60 peut comprendre une sous-étape 50 dans laquelle on (le dispositif de gestion DG) peut déterminer une tension de correction ucor en fonction de la première tension mesurée ub1 , de la tension cible déterminée uc et de contraintes de correction cck choisies. Dans ce cas, dans la sous-étape 60 de l’étape 10-60, on (le dispositif de gestion DG) peut déterminer la consigne de tension et en fonction en outre de cette tension de correction déterminée ucor. En d’autres termes, on détermine ici la consigne de tension et en fonction de la première tension ub1 , de la température tb1 , des contraintes de fonctionnement cfj , et de la tension de correction déterminée ucor.
Cette tension de correction déterminée ucor permet de prendre en compte, notamment la chute de tension pouvant exister entre le générateur d’énergie électrique GE et la première batterie de servitude B1 (et par exemple liée aux impédances de câblage au niveau du réseau de bord RB).
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 3, l’étape 10-60 peut comprendre une sous-étape 40 dans laquelle on (le dispositif de gestion DG) peut déterminer une tension de correction initiale ucin en fonction de la différence entre la tension cible déterminée uc et la première tension mesurée ub1 (soit ucin = f(uc - ub1 )). Dans ce cas, dans la sous-étape 50 de l’étape 10- 60 on (le dispositif de gestion DG) peut déterminer la tension de correction ucor en fonction de cette tension de correction initiale déterminée ucin et des contraintes de correction choisies cck.
On comprendra que (uc - ub1 ) représente l’erreur entre la tension cible uc et la tension mesurée ub1 , et que l’objectif est de déterminer une variation de la tension de correction initiale ucin qui permet de réduire cette erreur autant que possible et le plus rapidement possible, puis d’adapter la valeur de la tension de correction ucor en fonction de cette variation.
Par exemple, dans la sous-étape 40 on (le dispositif de gestion DG) peut déterminer la tension de correction initiale ucin en mettant en œuvre un régulateur (ou correcteur) de type proportionnel, intégral et dérivé (ou PID).
Un tel régulateur PID peut, par exemple, prendre le formalisme continu suivant à chaque instant t : ucin(t) = Kp*(uc(t) - ub1 (t)) + Ki*[ f(uc(t) - ub1 (t)).dt ] + Kd [d(uc(t) - ub1 (t))/dt] , où Kp est un facteur proportionnel du régulateur d’écart de tension de la première batterie de servitude B1 , Ki est un facteur intégral du régulateur d’écart de tension de la première batterie de servitude B1 , et Kd est un facteur dérivé du régulateur d’écart de tension de la première batterie de servitude B1 . On notera que les paramètres Kp, Ki et Kd sont choisis en fonction de caractéristiques de composants du groupe d’alimentation (comme par exemple le type du générateur d’énergie électrique GE et le type de la première batterie de servitude B1 ), et de caractéristiques du réseau de bord RB (comme par exemple des chutes de tension liées aux câblage).
On notera également que le formalisme continu du régulateur PID mentionné ci-avant doit être discrétisé afin d’être implémenté dans un calculateur numérique (passage d’un régulateur continu à un régulateur numérique).
Egalement par exemple, les contraintes de correction cck peuvent comprendre une contrainte de correction minimale cc1 (k = 1 ) et une contrainte de correction maximale cc2 (k = 2). Par exemple, ces contraintes de correction minimale cc1 et maximale cc2 peuvent être respectivement des contraintes de correction de tension minimale et maximale. A titre d’exemple illustratif, la contrainte de correction minimale cc1 peut être égale à -1 V et la contrainte de correction maximale cc2 peut être égale à +1 V. Mais d’autres contraintes de correction cck peuvent être utilisées.
On notera également que dans la sous-étape 50 la tension de correction déterminée ucor peut être égale :
- soit à la tension de correction initiale déterminée ucin lorsque cette dernière (ucin) est comprise entre les deux contraintes de correction minimale cc1 et maximale cc2 (soit ucor = ucin, quand cc1 < ucin < cc2),
- soit à la contrainte de correction minimale cc1 lorsque la tension de correction initiale déterminée ucin est inférieure à la contrainte de correction minimale cc1 (soit ucor = cc1 , quand ucin < cc1 ),
- soit encore à la contrainte de correction maximale cc2 lorsque la tension de correction initiale déterminée ucin est supérieure à la contrainte de correction maximale cc2 (soit ucor = cc2, quand cc2 < ucin).
On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 2, que le calculateur de supervision CS (ou l’éventuel calculateur du dispositif de gestion DG) peut aussi comprendre, en complément des mémoire vive MD et processeur PR1 , une mémoire de masse MM2, notamment pour le stockage de la température (interne) tb1 et la tension ub1 , et de données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements. Par ailleurs, ce calculateur de supervision CS (ou l’éventuel calculateur du dispositif de gestion DG) peut aussi comprendre une interface d’entrée IE pour la réception de la température (interne) tb1 et de la tension ub1 , éventuellement après les avoir mises en forme et/ou démodulées et/ou amplifiées, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR2. De plus, ce calculateur de supervision CS (ou l’éventuel calculateur du dispositif de gestion DG) peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour délivrer au moins les messages contenant la consigne de tension déterminée et.
On notera également que l’invention propose aussi un produit programme d’ordinateur (ou programme informatique) comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement de type circuits électroniques (ou hardware), comme par exemple le processeur PR1 , est propre à mettre en œuvre le procédé de gestion décrit ci-avant pour gérer le groupe d’alimentation (comprenant le générateur d’énergie électrique GE et les première B1 et seconde B2 batteries de servitude) du système S.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de gestion pour un système (S) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et des première (B1 ) et seconde (B2) batteries de servitude rechargeables, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-60) dans laquelle on détermine des contraintes de fonctionnement de ladite seconde batterie de servitude (B2) en fonction d’une température de ladite première batterie de servitude (B1 ), puis on détermine pour ledit générateur d’énergie électrique (GE) une consigne de tension propre à induire une tension cible choisie aux bornes de ladite première batterie de servitude (B1 ), en fonction d’une première tension mesurée aux bornes de ladite première batterie de servitude (B1 ), de ladite température et desdites contraintes de fonctionnement déterminées.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on détermine une tension cible non contrainte en fonction de ladite température et d’un état de charge supérieur à un seuil choisi que doit avoir ladite première batterie de servitude (B1 ), puis on détermine ladite tension cible en fonction de ladite tension cible non contrainte déterminée et desdites contraintes de fonctionnement déterminées.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) ladite tension cible déterminée est égale soit à ladite tension cible non contrainte déterminée lorsque cette dernière est comprise entre deux contraintes de fonctionnement minimale et maximale, soit à ladite contrainte de fonctionnement minimale lorsque ladite tension cible non contrainte déterminée est inférieure à ladite contrainte de fonctionnement minimale, soit encore à ladite contrainte de fonctionnement maximale lorsque ladite tension cible non contrainte déterminée est supérieure à ladite contrainte de fonctionnement maximale.
4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on détermine une tension de correction en fonction de ladite première tension mesurée, de ladite tension cible déterminée et de contraintes de correction choisies, puis on détermine ladite consigne de tension en fonction en outre de ladite tension de correction déterminée.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on détermine une tension de correction initiale en fonction d’une différence entre ladite tension cible déterminée et ladite première tension mesurée, puis on détermine ladite tension de correction en fonction de ladite tension de correction initiale déterminée et desdites contraintes de correction choisies.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on détermine ladite tension de correction initiale en mettant en œuvre un régulateur de type proportionnel, intégral et dérivé.
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) ladite tension de correction déterminée est égale soit à ladite tension de correction initiale déterminée lorsque cette dernière est comprise entre deux contraintes de correction minimale et maximale, soit à ladite contrainte de correction minimale lorsque ladite tension de correction initiale déterminée est inférieure à ladite contrainte de correction minimale, soit encore à ladite contrainte de correction maximale lorsque ladite tension de correction initiale déterminée est supérieure à ladite contrainte de correction maximale.
8. Produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre le procédé de gestion selon l’une des revendications 1 à 7 pour gérer un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et des première (B1 ) et seconde (B2) batteries de servitude rechargeables et alimentant en énergie électrique un réseau de bord (RB) d’un système (S).
9. Dispositif de gestion (DG) pour un système (S) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et des première (B1 ) et seconde (B2) batteries de servitude rechargeables, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1 ) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer des contraintes de fonctionnement de ladite seconde batterie de servitude (B2) en fonction d’une température de ladite première batterie de servitude (B1 ), puis à déterminer pour ledit générateur d’énergie électrique (GE) une consigne de tension propre à induire une tension cible choisie aux bornes de ladite première batterie de servitude (B1 ), en fonction d’une première tension mesurée aux bornes de ladite première batterie de servitude (B1 ), de ladite température et desdites contraintes de fonctionnement déterminées.
10. Système (S) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et des première (B1 ) et seconde (B2) batteries de servitude rechargeables, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de gestion (DG) selon la revendication 9.
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