WO2024056951A1 - Surveillance de pics de courant de décharge d'une batterie rechargeable d'un véhicule - Google Patents

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WO2024056951A1
WO2024056951A1 PCT/FR2023/051167 FR2023051167W WO2024056951A1 WO 2024056951 A1 WO2024056951 A1 WO 2024056951A1 FR 2023051167 W FR2023051167 W FR 2023051167W WO 2024056951 A1 WO2024056951 A1 WO 2024056951A1
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WO
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rechargeable battery
chosen
vehicle
threshold
electric motor
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Application number
PCT/FR2023/051167
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Inventor
Olivier BALENGHIEN
Original Assignee
Stellantis Auto Sas
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13—Maintaining the SoC within a determined range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/14—Preventing excessive discharging

Definitions

  • the invention concerns vehicles comprising a rechargeable battery supplying electric current to a main electrical circuit to which at least one electric motor machine is connected, and more precisely the monitoring of this electric current to detect current peaks.
  • Certain vehicles possibly of the automobile type, include a rechargeable battery, generally called “main” (or traction), and responsible for electrically supplying, via an isolation device, a main electrical circuit (sometimes called “high”). voltage”) to which at least one electric motor of their powertrain (or GMP) is connected.
  • a converter in particular responsible for electrically supplying an on-board network of the vehicle, is also connected to the main electrical circuit.
  • the vehicle also includes a utility battery responsible for supplying electrical energy to the on-board network, in addition to that supplied by the converter, and sometimes in place of the latter.
  • on-board network means an electrical network to which electrical (or electronic) equipment (or components) consuming energy are coupled. electrical and being “non-priority(s)” or “safe(s)” (and therefore priority(s)).
  • the (main) rechargeable battery is authorized to supply the main electrical circuit with a maximum electrical power which is chosen at each moment by a battery calculator (associated with this rechargeable battery) as a function of the temperature. internal and the state of charge (or “state of charge”) of the latter.
  • the battery calculator includes a correspondence table (or map) establishing a correspondence between internal temperature and state of charge pairs and maximum electrical powers.
  • a monitoring method intended to be implemented in a vehicle comprising a rechargeable battery supplying measurable current to a main electrical circuit to which at least one electric motor machine is connected.
  • This monitoring method is characterized by the fact that it comprises a step in which, when in a discharge phase of the rechargeable battery the measured current exceeds at least a chosen threshold for at least a chosen duration associated with this last, we impose at least one reduction in an electrical power supplied by the rechargeable battery to the electric motor machine, then we isolate the rechargeable battery from the main electrical circuit after at most a chosen waiting period.
  • the monitoring method according to the invention may include other characteristics which can be taken separately or in combination, and in particular:
  • each chosen threshold can be a function of an internal temperature of the rechargeable battery
  • a reduction in the electrical power supplied by the rechargeable battery to the electric motor machine can be imposed to a value which is between 0 kW and 5 kW;
  • At least one complementary action can be carried out in the vehicle which is chosen from a generation of a alert of a driver of the vehicle requiring a stopping of the latter and a verification of the latter by an after-sales service, a recording of at least one fault code representative of a chosen larger threshold exceeded by the measured current, and an immediate reduction of an electrical power that the electric motor machine is authorized to supply to the rechargeable battery in an energy recovery phase when the largest chosen threshold has not been exceeded and such recovery phase The energy has just begun;
  • the invention also proposes a computer program product comprising a set of instructions which, when executed by processing means, is capable of implementing a monitoring method of the type presented below. before, in a vehicle comprising a rechargeable battery supplying measurable current to a main electrical circuit to which at least one electric motor machine is connected, to monitor this measured current.
  • the invention also proposes a monitoring device intended to equip a vehicle comprising a rechargeable battery supplying measurable current to a main electrical circuit to which at least one electric motor machine is connected.
  • This monitoring device is characterized by the fact that it comprises at least one processor and at least one memory arranged to carry out the operations consisting of, when in a discharge phase of the rechargeable battery the measured current exceeds at least one threshold chosen for at least a chosen duration and associated with the latter, to trigger an imposition of at least one reduction of an electrical power supplied by the rechargeable battery to the electric motor machine, then to trigger an isolation of the rechargeable battery from the circuit main electrical after at most a chosen waiting time.
  • the invention also proposes a vehicle, possibly of the automobile type, and comprising, on the one hand, a rechargeable battery supplying measurable current to a main electrical circuit to which at least one electric motor machine is connected, and, on the other hand, on the other hand, a monitoring device of the type presented above.
  • a vehicle possibly of the automobile type, and comprising, on the one hand, a rechargeable battery supplying measurable current to a main electrical circuit to which at least one electric motor machine is connected, and, on the other hand, on the other hand, a monitoring device of the type presented above.
  • FIG. 1 illustrates schematically and functionally an exemplary embodiment of a vehicle comprising a powertrain, with an electric motor connected to a main electrical circuit to which a rechargeable battery is connected, and a monitoring device according to the invention
  • FIG. 2 illustrates schematically and functionally an exemplary embodiment of a battery calculator comprising an exemplary embodiment of a monitoring device according to the invention
  • FIG. 3 schematically illustrates an example of an algorithm implementing a monitoring method according to the invention
  • FIG. 4 schematically illustrates in a diagram two examples of evolution curves of the first and second thresholds as a function of the internal temperature of the rechargeable battery.
  • the invention aims in particular to propose a monitoring method, and an associated monitoring device DS, intended to allow permanent monitoring of the discharge current id that a rechargeable battery BR of a vehicle V supplies to a main electrical circuit CEP of the latter (V), to detect discharge current peaks.
  • the vehicle V is of the automobile type. This is for example a car, as illustrated in Figure 1. But the invention is not limited to this type of vehicle. It concerns any type of vehicle comprising a rechargeable battery connected to a main (or “high voltage”) electrical circuit. Thus, it concerns, for example, land vehicles (utility vehicles, motorhomes, minibuses, coaches, trucks, motorcycles, road machinery, construction machinery, agricultural machinery, leisure machinery (snowmobiles, karts), and tracked machinery(s), for example), boats and aircraft.
  • land vehicles utility vehicles, motorhomes, minibuses, coaches, trucks, motorcycles, road machinery, construction machinery, agricultural machinery, leisure machinery (snowmobiles, karts), and tracked machinery(s), for example
  • the vehicle V comprises a powertrain (or GMP) of all-electric type (and therefore whose traction is ensured exclusively by at least one electric driving machine MME).
  • GMP powertrain
  • the GMP could be of hybrid type (thermal and electric).
  • FIG. 1 shows schematically a vehicle V comprising an electric GMP transmission chain, an on-board network RB, a main electrical circuit CEP, a rechargeable battery BR, a CV converter, a utility battery BS, and a DS monitoring device according to the invention.
  • the on-board network RB is an electrical supply network to which electrical (or electronic) equipment (or components) which consume electrical energy are coupled.
  • the utility battery BS is responsible for supplying electrical energy to the on-board network RB, in addition to that supplied by the CV converter powered by the rechargeable battery BR via the main electrical circuit CEP, and sometimes instead of this CV converter.
  • this BS utility battery can be arranged in the form of a very low voltage type battery (typically 12 V, 24 V or 48 V). It is rechargeable at least via the CV current converter.
  • the BS utility battery is of the 12 V Lithium-ion type.
  • the main (or high voltage) electrical circuit CEP is connected, on the one hand, to the rechargeable battery BR via an isolation device DI, and, on the other hand, to electronic equipment, such as for example the CV converter. It also allows the recharge of the BR rechargeable battery by an external power source and temporarily coupled to a CR recharge connector of the vehicle V.
  • This main electrical circuit CEP therefore comprises at least one power supply circuit C1 ensuring the coupling between the rechargeable battery BR and at least the electric driving machine MME and CV converter, and a charging circuit C2 making it possible to recharge the rechargeable battery BR.
  • the transmission chain has a GMP which is, here, purely electric and therefore which includes, in particular, an electric driving machine MME, a motor shaft AM, and a transmission shaft AT.
  • electric driving machine an electric machine arranged so as to provide torque to move the vehicle V when it is supplied with electrical energy (we then speak of providing a positive output torque), as well as possibly to recover torque in the transmission chain (we then speak of providing a negative output torque).
  • the electric driving machine MME (here an electric motor) is here coupled to the rechargeable battery BR via the power supply circuit C1 of the main electrical circuit CEP, in order to be supplied with electrical energy, as well as possibly with supply this rechargeable battery BR with electrical energy, for example during a regenerative braking phase.
  • this electric motor machine MME is coupled to the motor shaft AM, to provide it with torque by rotational drive.
  • This motor shaft AM is here coupled to a reduction gear RD which is also coupled to the transmission shaft AT, itself coupled to a first train T1 (here of wheels), preferably via a differential DF.
  • This first train T1 is here located in the front part PW of the vehicle V. But in a variant this first train T1 could be the one which is here referenced T2 and which is located in the rear part PRV of the vehicle V. [0040]
  • the operation of the electric motor machine MME is controlled by an associated machine computer CM and which in particular receives each torque setpoint defined by the supervision computer CS and defining the output torque that must be provided by the electric motor machine MME or the input torque that the MME electric driving machine must recover.
  • the rechargeable battery BR here powers the electric motor machine MME, it constitutes a main (or traction) battery. It can, for example, include 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 BP battery can be of the low voltage type (typically 450 V for illustration purposes). But it could be medium voltage or high voltage.
  • the rechargeable battery BR is (here) associated with a battery box BB which notably comprises an isolation device DI, voltage/current measuring means (not illustrated), and a battery calculator CB .
  • the isolation device DI is arranged so as to isolate, if necessary, the rechargeable battery BR from the entire main electrical circuit CEP, as well as possibly individually (here) from the electric motor machine MME and/or of the CV converter. It includes for example contactors (or switches), possibly based on MOSFET(s), which can each be placed in an open (or non-conducting) state or a closed (or conducting) state, as well as protection fuses.
  • the battery calculator CB centralizes the current measurements, the voltage measurements and the internal temperature measurements tib (inside the rechargeable battery BR), and determines the parameters of the rechargeable battery BR according to these measurements, and in particular its internal resistance, its minimum voltage and its current state of charge (or SOC (“State Of Charge”)).
  • SOC State Of Charge
  • the CV converter can be part of a CH charger electrically connected to the CR charging connector and comprising the CA charging calculator loaded within its vehicle S of at least control the charging of the BR rechargeable battery, whatever the mode.
  • the vehicle V also includes a distribution box BD to which the utility battery BS, the CV converter and the on-board network RB are coupled.
  • This distribution box BD is responsible for distributing in the on-board network RB the electrical energy stored in the utility battery BS or produced by the converter CV, for powering the electrical components (or equipment) coupled to the on-board network RB depending on power requests received (in particular from the GMP CS supervision computer).
  • the invention proposes in particular a monitoring method intended to allow permanent monitoring of the discharge current id that the rechargeable battery BR supplies to the main electrical circuit CEP during a discharge phase, to detect peaks of discharge current.
  • This discharge current id can be measured by a sensor fitted to the battery box BB, at the output of the positive terminal of the rechargeable battery BR.
  • the charging current can be measured by a sensor fitted to the battery box BB, at the input of the negative terminal of the rechargeable battery BR.
  • This (monitoring) method can be implemented at least partially by the monitoring device DS (illustrated at least partially in Figures 1 and 2) which for this purpose comprises at least a processor PR1, for example a digital signal (or DSP (“Digital Signal Processor”)), and at least one memory MD.
  • This DS monitoring device can therefore be produced in the form of a combination of electrical or electronic circuits or components (or “hardware”) and software modules (or “software”). For example, it may be a microcontroller.
  • the memory MD is RAM in order to store instructions for the implementation by the processor PR1 of at least part of the monitoring process.
  • the processor PR1 may include integrated (or printed) circuits, or several integrated (or printed) circuits connected by wired or non-wired connections.
  • integrated (or printed) circuit we mean any type of device capable of performing at least one electrical or electronic operation.
  • the monitoring device DS is part of the battery calculator CB. This is advantageous because it is the latter (CB) which controls the electrical power pef which is supplied by the rechargeable battery BR and the isolation device DI. But this is not obligatory. Indeed, the monitoring device DS could include its own dedicated computer, which is then coupled to the battery computer CB, or could be part of another on-board computer than the latter (CB), such as for example the supervision computer CS.
  • the (monitoring) method comprises a step 10-30 which is implemented when the vehicle V is awakened and therefore its rechargeable battery BR is in use. capacity to supply a discharge current id to the main electrical circuit CEP.
  • each threshold sj and each duration dj it is possible to very quickly detect a discharge current peak at the output of the rechargeable battery BR, and immediately take protective measures (reduction and isolation) likely to prevent protect the electronic power modules, the DI isolation device, the electrical components of the main electrical circuit CEP and the protection fuses positioned upstream of these electrical components (notably in the DI isolation device).
  • first threshold s1 1
  • second threshold s2 2
  • the second alternative makes it possible to have a graduation of the protection measures which are taken according to the largest threshold sj which is exceeded for at least the duration dj associated.
  • each duration dj can be between 300 ms and 800 ms.
  • each duration dj can be equal to 500 ms.
  • other values can be used for each duration dj, the objective being to avoid damage to electronic components (of all kinds) caused by too long exposure to a discharge current peak.
  • first s1 and second s2 thresholds we can use first d1 and second d2 different durations (in this case, d1 can be greater than d2 because exceeding only the first threshold s1 is likely to cause more damage slowly than exceeding the second threshold s2).
  • the value of each duration dj can be chosen during the development phase of a vehicle similar to vehicle V.
  • step 10-30 may comprise a sub-step 10 in which (the monitoring device DS) begins by comparing the discharge current id measured to each threshold sj used. If the measured discharge current id is less than or equal to each threshold sj, we return to carry out substep 10 with the following measured discharge current id. On the other hand, if the measured discharge current id is strictly greater than at least one threshold sj, we (the monitoring device DS) carry out substep 20 in order to take protective measures (at least the reduction of the electrical power pef supplied by the rechargeable battery BR to the electric driving machine MME, and the more or less rapid isolation of the rechargeable battery BR from the main electrical circuit CEP).
  • protective measures at least the reduction of the electrical power pef supplied by the rechargeable battery BR to the electric driving machine MME, and the more or less rapid isolation of the rechargeable battery BR from the main electrical circuit CEP.
  • substep 20 of step 10-30 when in a discharge phase of the rechargeable battery BR the discharge current id measured exceeds the first s1 and second s2 thresholds chosen for at least the second duration d2 chosen, we can impose (the monitoring device DS can trigger the imposition) at (at least) the reduction in the electrical power pef (supplied by the rechargeable battery BR to the electric motor machine MRS). Then, we can isolate (the monitoring device DS can trigger the isolation of) the rechargeable battery BR from the main electrical circuit CEP after at most a waiting time da which is equal to zero.
  • the isolation of the rechargeable battery BR is done immediately after detection of a discharge current peak having an intensity greater than that of the second threshold s2, so as to protect the electronic components as quickly as possible aforementioned because exceeding the second threshold s2 is likely to cause damage more quickly than exceeding the first threshold s1.
  • the monitoring device DS when in a discharge phase of the rechargeable battery BR the discharge current id measured is between the first s1 and second s2 thresholds chosen for at least the first duration d1 chosen, we impose (the monitoring device DS triggers the imposition) at least the reduction of the electrical power pef (supplied by the rechargeable battery BR to the electric motor machine MME). Then, we can isolate (the monitoring device DS can trigger the isolation of) the rechargeable battery BR from the main electrical circuit CEP after at most the waiting time da which is non-zero. In other words, the isolation of the rechargeable battery BR is done at the latest after the expiration of the waiting time da triggered upon detection of a discharge current peak having an intensity greater than that of the first threshold s1 but lower than that of the second threshold s2.
  • the waiting time da here corresponds to the duration during which the battery computer CB waits for a response from the supervision computer CS to a request for authorization to isolate the rechargeable battery BR by means of the isolation device DI, once the reduction in the electrical power pef supplied by the rechargeable battery BR has been achieved.
  • the CB battery computer receives authorization from the CS supervision computer, it triggers the isolation of the rechargeable battery BR by configuring suitably the DI isolation device.
  • the battery computer CB if at the end of the waiting time the battery computer CB has not received authorization from the supervision computer CS, it triggers the isolation of the rechargeable battery BR on its own initiative by configuring suitably the DI isolation device.
  • the battery calculator CB triggers on its own initiative the isolation of the rechargeable battery BR by configuring appropriately the DI isolation device, without having requested authorization from the CS supervision computer, to save time.
  • each threshold sj chosen is a function of the internal temperature tib of the rechargeable battery BR.
  • each threshold sj is chosen so as to make it possible to protect in particular the protection fuses contained in the battery box BB and having a resistance which varies according to their temperature.
  • this temperature is the internal temperature tib of the rechargeable battery BR.
  • each threshold sj chosen does not depend on the state of charge of the rechargeable battery BR, but only on the internal temperature tib.
  • a the monitoring device DS can trigger the imposition of a) reduction in the electrical power pef (supplied by the battery rechargeable BR to the electric driving machine MME) up to a limit value vl 1 which is between 0 kW and 5 kW.
  • this limit value vl1 can be equal to 0 kW (which means that the rechargeable battery BR is prohibited from providing the slightest electrical power pef to the electric motor machine MME).
  • vl1 limit values can be used.
  • this limit value vl1 can be chosen during the development phase of a vehicle similar to vehicle V.
  • This reduction in electrical power pef is preferably immediate. But it could be progressive, possibly linear, and established over a very short period of time.
  • the monitoring device DS can trigger the execution in the vehicle V with (at) least one complementary action chosen from:
  • the driver of vehicle V can be alerted, for example, by lighting a “stop” type alarm light (or “warning”) or a service light representative of a need. to go to an after-sales service, for example present in the dashboard, and/or a message displayed on at least one screen of the vehicle V (for example on the dashboard or a central instrument panel) or on the screen of a smart phone (or “smartphone”) of the driver, and/or broadcast by at least one speaker of the vehicle V or this smart phone.
  • a “stop” type alarm light or “warning”
  • a service light representative of a need for example present in the dashboard
  • a message displayed on at least one screen of the vehicle V for example on the dashboard or a central instrument panel
  • a smart phone or “smartphone”
  • the recording of at least one fault code representative of the largest threshold sj having been exceeded is intended to facilitate understanding of the origin of protective measures (reduction(s) and isolation) taken in the vehicle V by a technician from an after-sales service, and to allow this technician to solve the problem and to inform the user of vehicle V of the origin of the problem that has arisen.
  • the immediate reduction of the electrical power pea (which the electric driving machine MME is authorized to supply to the rechargeable battery BR) is intended to prevent the recharging of the latter (BR) in the event that the driver suddenly decides to trigger an energy recovery phase while the vehicle V was traveling at least in part thanks to the torque produced by the electric driving machine MME with the electrical power pef supplied by the rechargeable battery BR.
  • a the monitoring device DS can trigger the imposition of a) reduction in the electrical power pea (that the driving machine electric MME is authorized to supply the rechargeable battery BR) up to a limit value vl2 which is between 0 kW and 3 kW.
  • this limit value vl2 can be equal to 0 kW (which means that the driving machine is prohibited from electric MME to provide the least electrical power pea to the rechargeable battery BR).
  • vl2 limit values can be used.
  • this limit value vl2 can be chosen during the development phase of a vehicle similar to vehicle V.
  • the reduction in electrical power pea could be progressive, possibly linear, and implemented over a very short time interval.
  • step 10-30 may include a sub-step 30 in which (the monitoring device DS) can re-authorize normal operation of the vehicle V , without reduction in electrical power supplied and without insulation.
  • the re-authorization is preferably given after waking up the vehicle V after it has fallen asleep and when the measured discharge current id is less than each chosen threshold sj for at least another chosen duration of j, but also when 'before this falling asleep the second threshold s2 chosen had not been exceeded.
  • the monitoring device DS stops triggering the generation of an alert for the user (when this additional action is planned).
  • the monitoring device DS stops triggering the generation of an alert for the user (when this additional action is planned).
  • new protection measures corresponding to this threshold sj exceeded are again taken by the monitoring device DS.
  • each other duration of j can be between 300 ms and 800 ms.
  • each other duration of j can be equal to 500 ms.
  • other values can be used for each other duration of j.
  • first s1 and second s2 thresholds we can use first of 1 and second of 2 different durations.
  • the value of each other duration of j can be chosen during the development phase of a vehicle similar to vehicle V.
  • the battery calculator CB (or the calculator of the monitoring device DS) can also include a mass memory MM1, in particular for storing the discharge current id in current and any current internal temperature tib, as well as any intermediate data involved in all its calculations and processing.
  • this CB battery calculator (or the DS monitoring device calculator) can also include an IE input interface for receiving at least the current discharge current id and the possible current internal temperature tib , to use them in calculations or processing, possibly after having formatted and/or demodulated and/or amplified them, in a manner known per se, by means of a digital signal processor PR2.
  • this CB battery calculator (or the DS monitoring device calculator) can also include an IS output interface, in particular to deliver a pef or pea reduction message (or order), a message (or order) of isolation of the rechargeable battery BR, a message (or order) for end of isolation of the rechargeable battery BR, a message (or order) requesting authorization to isolate the rechargeable battery BR, a possible user alert message, and a possible message containing a fault code.
  • an IS output interface in particular to deliver a pef or pea reduction message (or order), a message (or order) of isolation of the rechargeable battery BR, a message (or order) for end of isolation of the rechargeable battery BR, a message (or order) requesting authorization to isolate the rechargeable battery BR, a possible user alert message, and a possible message containing a fault code.
  • the invention also proposes a computer program product (or computer program) comprising a set of instructions which, when executed by processing means of the electronic circuit (or hardware) type, such as for example the processor PR1, is capable of implementing the monitoring method described above to monitor the discharge current id that the rechargeable battery BR supplies to the main electrical circuit CEP, to detect discharge current peaks.

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Abstract

Un procédé de surveillance est mis en œuvre dans un véhicule comprenant une batterie rechargeable alimentant en courant mesurable un circuit électrique principal auquel est connectée au moins une machine motrice électrique. Ce procédé de surveillance comprend une étape (10-30) dans laquelle, lorsque dans une phase de décharge de la batterie rechargeable le courant mesuré dépasse au moins un seuil choisi pendant au moins une durée choisie et associée à ce dernier, on impose au moins une réduction de la puissance électrique fournie par la batterie rechargeable à la machine motrice électrique, puis on isole la batterie rechargeable du circuit électrique principal après au plus une durée d'attente choisie.

Description

DESCRIPTION
TITRE : SURVEILLANCE DE PICS DE COURANT DE DÉCHARGE D’UNE BATTERIE RECHARGEABLE D’UN VÉHICULE
[0001] La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2209150 déposée le 13.09.2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
Domaine technique de l’invention
[0002] L’invention concerne les véhicules comprenant une batterie rechargeable alimentant en courant électrique un circuit électrique principal auquel est connectée au moins une machine motrice électrique, et plus précisément la surveillance de ce courant électrique pour détecter des pics de courant.
Etat de la technique
[0003] Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent une batterie rechargeable, généralement dite « principale » (ou de traction), et chargée d’alimenter électriquement, via un dispositif d’isolement, un circuit électrique principal (parfois dit « haute tension ») auquel est connectée au moins une machine motrice électrique de leur groupe motopropulseur (ou GMP). Généralement, un convertisseur, notamment chargé d’alimenter électriquement un réseau de bord du véhicule, est aussi connecté au circuit électrique principal. Également et généralement, le véhicule comprend aussi une batterie de servitude chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord, en complément de celle fournie par le convertisseur, et parfois à la place de ce dernier.
[0004] Dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « réseau de bord » un réseau électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) consommant de l’énergie électrique et étant « non prioritaire(s) » ou « sécuritaire(s) » (et donc prioritaire(s)).
[0005] Dans certains des véhicules précités, la batterie rechargeable (principale) est autorisée à fournir au circuit électrique principal une puissance électrique maximale qui est choisie à chaque instant par un calculateur de batterie (associé à cette batterie rechargeable) en fonction de la température interne et de l’état de charge (ou « state of charge ») de cette dernière. Généralement, le calculateur de batterie comprend une table de correspondance (ou cartographie) établissant une correspondance entre des couples de température interne et état de charge et des puissances électriques maximales.
[0006] Comme le sait l’homme de l’art, il peut arriver que le courant de décharge que fournit la batterie rechargeable au circuit électrique principal présente très temporairement un ou plusieurs pics correspondant à une puissance électrique qui est très supérieure à la puissance électrique maximale autorisée par le calculateur de batterie. Cette situation peut notamment survenir, par exemple, lors de la fermeture de contacteurs du dispositif d’isolement de la batterie rechargeable. Elle peut provoquer des endommagements de modules électroniques de puissance, du dispositif d’isolement, mais aussi de composants électriques du circuit électrique principal et de fusibles de protection positionnés en amont de ces composants électriques (notamment dans le dispositif d’isolement) pour les protéger contre des courants de décharge relativement importants et durables.
[0007] Il est rappelé que ces fusibles de protection agissent lorsque le courant de décharge fourni devient supérieur à un seuil prédéfini, et en présence d’un pic de courant de décharge d’une intensité très supérieure à ce seuil prédéfini ils assurent immédiatement leur fonction ce qui empêche alors le courant de décharge de circuler. Dans cette situation le véhicule se retrouve immobilisé lorsque son groupe motopropulseur (ou GMP) est tout électrique, ce qui est potentiellement dangereux et/ou pénalisant pour les usagers de ce véhicule. [0008] L'invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation, afin d’éviter autant que possible que des pics de courant de décharge ne provoquent des dégradations d’équipements électriques ou que des fusibles de protection soient contraints d’assurer leur fonction.
Présentation de l’invention
[0009] Elle propose notamment à cet effet un procédé de surveillance destiné à être mis en œuvre dans un véhicule comprenant une batterie rechargeable alimentant en courant mesurable un circuit électrique principal auquel est connectée au moins une machine motrice électrique.
[0010] Ce procédé de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle, lorsque dans une phase de décharge de la batterie rechargeable le courant mesuré dépasse au moins un seuil choisi pendant au moins une durée choisie et associée à ce dernier, on impose au moins une réduction d’une puissance électrique fournie par la batterie rechargeable à la machine motrice électrique, puis on isole la batterie rechargeable du circuit électrique principal après au plus une durée d’attente choisie.
[0011] Grâce à l’invention, on peut désormais détecter très rapidement un pic de courant de décharge en sortie de la batterie rechargeable, et prendre immédiatement des mesures de protection (réduction et isolement) permettant d’éviter l’endommagement de modules électroniques de puissance, de composants électriques du circuit électrique principal et de fusibles de protection, et donc d’éviter que le véhicule soit immobilisé dans l’attente d’une réparation par un service après-vente.
[0012] Le procédé de surveillance selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
[0013] - dans son étape, lorsque dans une phase de décharge de la batterie rechargeable le courant mesuré dépasse un premier seuil choisi et un second seuil choisi strictement supérieur à ce premier seuil pendant au moins une durée choisie associée à ce second seuil, on peut imposer la réduction de la puissance électrique fournie par la batterie rechargeable à la machine motrice électrique, puis on peut isoler la batterie rechargeable du circuit électrique principal après au plus une durée d'attente égale à zéro ;
[0014] - dans son étape, chaque seuil choisi peut être fonction d’une température interne de la batterie rechargeable ;
[0015] - dans son étape, on peut imposer une réduction de la puissance électrique fournie par la batterie rechargeable à la machine motrice électrique jusqu'à une valeur qui est comprise entre 0 kW et 5 kW ;
[0016] - dans son étape, en cas d’imposition de la réduction de la puissance électrique fournie et d’isolement de la batterie rechargeable, on peut effectuer dans le véhicule au moins une action complémentaire qui est choisie parmi une génération d’une alerte d’un conducteur du véhicule requérant un arrêt de ce dernier et une vérification de ce dernier par un service après-vente, un enregistrement d’au moins un code défaut représentatif d’un plus grand seuil choisi dépassé par le courant mesuré, et une réduction immédiate d’une puissance électrique que la machine motrice électrique est autorisée à fournir à la batterie rechargeable dans une phase de récupération d’énergie lorsque le plus grand seuil choisi n’a pas été dépassé et qu’une telle phase de récupération d’énergie vient de débuter ;
[0017] - en présence de la dernière option, dans son étape, on peut imposer une réduction de la puissance électrique que la machine motrice électrique est autorisée à fournir à la batterie rechargeable jusqu’à une valeur comprise entre 0 kW et 3 kW ;
[0018] - en présence de la première option, dans son étape, on peut ré-autoriser un fonctionnement normal, sans réduction de puissance électrique fournie et sans isolement, après un réveil du véhicule postérieur à un endormissement de ce dernier et lorsque le courant mesuré est inférieur à chaque seuil choisi pendant au moins une autre durée choisie et qu’avant cet endormissement le second seuil choisi n’avait pas été dépassé.
[0019] 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 surveillance du type de celui présenté ci-avant, dans un véhicule comprenant une batterie rechargeable alimentant en courant mesurable un circuit électrique principal auquel est connectée au moins une machine motrice électrique, pour surveiller ce courant mesuré.
[0020] L’invention propose également un dispositif de surveillance destiné à équiper un véhicule comprenant une batterie rechargeable alimentant en courant mesurable un circuit électrique principal auquel est connectée au moins une machine motrice électrique.
[0021] Ce dispositif de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant, lorsque dans une phase de décharge de la batterie rechargeable le courant mesuré dépasse au moins un seuil choisi pendant au moins une durée choisie et associée à ce dernier, à déclencher une imposition d’au moins une réduction d’une puissance électrique fournie par la batterie rechargeable à la machine motrice électrique, puis à déclencher un isolement de la batterie rechargeable du circuit électrique principal après au plus une durée d’attente choisie.
[0022] L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant, d’une part, une batterie rechargeable alimentant en courant mesurable un circuit électrique principal auquel est connectée au moins une machine motrice électrique, et, d’autre part, un dispositif de surveillance du type de celui présenté ci-avant. Brève description des figures
[0023] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
[0024] [Fig. 1] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un véhicule comprenant un groupe motopropulseur, à machine motrice électrique connectée à un circuit électrique principal auquel est connectée une batterie rechargeable, et un dispositif de surveillance selon l’invention,
[0025] [Fig. 2] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un calculateur de batterie comprenant un exemple de réalisation d’un dispositif de surveillance selon l’invention,
[0026] [Fig. 3] illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en œuvre un procédé de surveillance selon l’invention, et
[0027] [Fig. 4] illustre schématiquement au sein d’un diagramme deux exemples de courbes d’évolution des premier et second seuils en fonction de la température interne de la batterie rechargeable.
Description détaillée de l’invention
[0028] L'invention a notamment pour but de proposer un procédé de surveillance, et un dispositif de surveillance DS associé, destinés à permettre une surveillance permanente du courant de décharge id qu’une batterie rechargeable BR d’un véhicule V fournit à un circuit électrique principal CEP de ce dernier (V), pour détecter des pics de courant de décharge.
[0029] Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré sur la figure 1 . Mais l'invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant une batterie rechargeable connectée à un circuit électrique principal (ou « haute tension »). Ainsi, elle 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 chen ille(s), par exemple), les bateaux et les aéronefs.
[0030] Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) de type tout électrique (et donc dont la motricité est assurée exclusivement par au moins une machine motrice électrique MME). Mais le GMP pourrait être de type hybride (thermique et électrique).
[0031] On a schématiquement représenté sur la figure 1 un véhicule V comprenant une chaîne de transmission à GMP électrique, un réseau de bord RB, un circuit électrique principal CEP, une batterie rechargeable BR, un convertisseur CV, une batterie de servitude BS, et un dispositif de surveillance DS selon l’invention.
[0032] Le réseau de bord RB est un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) qui consomment de l’énergie électrique.
[0033] La batterie de servitude BS est chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord RB, en complément de celle fournie par le convertisseur CV alimenté par la batterie rechargeable BR via le circuit électrique principal CEP, et parfois à la place de ce convertisseur CV. Par exemple, cette batterie de servitude BS peut être agencée sous la forme d’une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V). Elle est rechargeable au moins par le convertisseur de courant CV. On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la batterie de servitude BS est de type Lithium-ion 12 V.
[0034] Le circuit électrique principal (ou haute tension) CEP est connecté, d’une part, à la batterie rechargeable BR via un dispositif d’isolement DI, et, d’autre part, à des équipements électroniques, comme par exemple le convertisseur CV. Il permet aussi la recharge de la batterie rechargeable BR par une source d’alimentation externe et temporairement couplée à un connecteur de recharge CR du véhicule V. Ce circuit électrique principal CEP comprend donc au moins un circuit d’alimentation C1 assurant le couplage entre la batterie rechargeable BR et au moins les machine motrice électrique MME et convertisseur CV, et un circuit de recharge C2 permettant de recharger la batterie rechargeable BR.
[0035] La chaîne de transmission a un GMP qui est, ici, purement électrique et donc qui comprend, notamment, une machine motrice électrique MME, un arbre moteur AM, et un arbre de transmission AT. On entend ici par « machine motrice électrique » une machine électrique agencée de manière à fournir du couple pour déplacer le véhicule V lorsqu’elle est alimentée en énergie électrique (on parle alors de fourniture d’un couple de sortie positif), ainsi qu’éventuellement à récupérer du couple dans la chaîne de transmission (on parle alors de fourniture d’un couple de sortie négatif).
[0036] Le fonctionnement de la chaîne de transmission (et donc du GMP) est supervisé par un calculateur de supervision CS.
[0037] La machine motrice électrique MME (ici un moteur électrique) est ici couplée à la batterie rechargeable BR via le circuit d’alimentation C1 du circuit électrique principal CEP, afin d’être alimentée en énergie électrique, ainsi qu’éventuellement d’alimenter cette batterie rechargeable BR en énergie électrique, par exemple lors d’une phase de freinage récupératif.
[0038] Par ailleurs, cette machine motrice électrique MME 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 DF.
[0039] Ce premier train T1 est ici situé dans la partie avant PW du véhicule V. Mais dans une variante ce premier train T1 pourrait être celui qui est ici référencé T2 et qui est situé dans la partie arrière PRV du véhicule V. [0040] Le fonctionnement de la machine motrice électrique MME est contrôlé par un calculateur de machine CM associé et qui reçoit notamment chaque consigne de couple définie par le calculateur de supervision CS et définissant le couple de sortie que doit fournir la machine motrice électrique MME ou le couple d’entrée que doit récupérer la machine motrice électrique MME.
[0041] La batterie rechargeable BR alimentant ici la machine motrice électrique MME, elle constitue une batterie principale (ou de traction). Elle 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.
[0042] Par ailleurs, la batterie rechargeable BR est (ici) associée à un boîtier de batterie BB qui comprend notamment un dispositif d’isolement DI, des moyens de mesure de tension/courant (non illustrés), et un calculateur de batterie CB.
[0043] Le dispositif d’isolement DI est agencé de manière à isoler en cas de besoin la batterie rechargeable BR de l'intégralité du circuit électrique principal CEP, ainsi qu’éventuellement individuellement (ici) de la machine motrice électrique MME et/ou du convertisseur CV. Il comprend par exemple des contacteurs (ou interrupteurs), éventuellement à base de MOSFET(s), qui peuvent être placés chacun dans un état ouvert (ou non passant) ou un état fermé (ou passant), ainsi que des fusibles de protection.
[0044] Le calculateur de batterie CB centralise les mesures de courant, les mesures de tension et les mesures de température interne tib (à l’intérieur de la batterie rechargeable BR), et détermine des paramètres de la batterie rechargeable BR en fonction de ces mesures, et notamment sa résistance interne, sa tension minimale et son état de charge en cours (ou SOC (« State Of Charge »)). Par ailleurs, le calculateur de batterie CB échange aussi des informations avec le calculateur de supervision CS du GMP et le calculateur de recharge CA.
[0045] On notera, comme illustré non limitativement sur la figure 1 , que le convertisseur CV peut faire partie d’un chargeur CH connecté électriquement au connecteur de recharge CR et comprenant le calculateur de recharge CA chargé au sein de son véhicule S d‘au moins contrôler la recharge de la batterie rechargeable BR, quel qu’en soit le mode.
[0046] On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 le véhicule V comprend aussi un boîtier de distribution BD auquel sont couplés la batterie de servitude BS, le convertisseur CV et le réseau de bord RB. Ce boîtier de distribution BD est chargé de distribuer dans le réseau de bord RB l’énergie électrique stockée dans la batterie de servitude BS ou produite par le convertisseur CV, pour l’alimentation des organes (ou équipements) électriques couplés au réseau de bord RB en fonction de demandes d’alimentation reçues (notamment du calculateur de supervision CS du GMP).
[0047] Comme évoqué plus haut, l’invention propose notamment un procédé de surveillance destiné à permettre la surveillance permanente du courant de décharge id que la batterie rechargeable BR fournit au circuit électrique principal CEP pendant une phase de décharge, pour détecter des pics de courant de décharge. Ce courant de décharge id est mesurable par un capteur équipant le boîtier de batterie BB, en sortie de la borne positive de la batterie rechargeable BR. Le courant de charge est mesurable par un capteur équipant le boîtier de batterie BB, en entrée de la borne négative de la batterie rechargeable BR.
[0048] Ce procédé (de surveillance) peut être mis en œuvre au moins partiellement par le dispositif de surveillance DS (illustré au moins partiellement sur les figures 1 et 2) qui comprend à cet effet au moins un processeur PR1 , par exemple de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)), et au moins une mémoire MD. Ce dispositif de surveillance DS peut donc être 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.
[0049] 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 surveillance. Le 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.
[0050] Dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le dispositif de surveillance DS fait partie du calculateur de batterie CB. Cela est avantageux car c’est ce dernier (CB) qui contrôle la puissance électrique pef qui est fournie par la batterie rechargeable BR et le dispositif d’isolement DI. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le dispositif de surveillance DS pourrait comprendre son propre calculateur dédié, lequel est alors couplé au calculateur de batterie CB, ou bien pourrait faire partie d’un autre calculateur embarqué que ce dernier (CB), comme par exemple le calculateur de supervision CS.
[0051] Comme illustré non limitativement sur la figure 3, le procédé (de surveillance), selon l’invention, comprend une étape 10-30 qui est mise en œuvre lorsque le véhicule V est réveillé et donc que sa batterie rechargeable BR est en capacité de fournir un courant de décharge id au circuit électrique principal CEP.
[0052] L'étape 10-30 du procédé comprend une sous-étape 20 dans laquelle, lorsque dans une phase de décharge de la batterie rechargeable BR le courant de décharge id mesuré dépasse au moins un seuil sj (j = 1 ou 2) choisi pendant au moins une durée dj choisie et associée à ce dernier (sj), on impose (le dispositif de surveillance DS déclenche l’imposition) au (d’au) moins une réduction de la puissance électrique pef qui est fournie par la batterie rechargeable BR à la machine motrice électrique MME. Puis, on isole (le dispositif de surveillance DS déclenche l’isolement de) la batterie rechargeable BR du circuit électrique principal CEP après au plus une durée d’attente da choisie. On notera que dans l’exemple illustré, l’isolement de la batterie rechargeable BR se fait par action sur un ou plusieurs contacteurs (ou interrupteurs) du dispositif d’isolement DI.
[0053] Ainsi, en choisissant judicieusement chaque seuil sj et chaque durée dj, on peut détecter très rapidement un pic de courant de décharge en sortie de la batterie rechargeable BR, et prendre immédiatement des mesures de protection (réduction et isolement) de nature à protéger les modules électroniques de puissance, le dispositif d’isolement DI, les composants électriques du circuit électrique principal CEP et les fusibles de protection positionnés en amont de ces composants électriques (notamment dans le dispositif d’isolement DI). On évite ainsi leur endommagement, et en particulier que les fusibles de protection agissent, ce qui permet d’éviter que le véhicule V soit immobilisé sans autre possibilité que d’être réparé par un service après-vente lorsque son GMP est tout électrique. Les usagers du véhicule V sont donc désormais moins pénalisés (voire quasiment plus pénalisés comme on le verra plus loin), sans réduction de leur sécurité ou de celle du véhicule V.
[0054] Il est important de noter que l’invention peut utiliser soit un unique premier seuil s1 (j = 1 ), soit un premier seuil s1 et un second seuil s2 (j = 2) strictement supérieur au premier seuil s1 . La seconde alternative permet d’avoir une graduation des mesures de protection qui sont prises en fonction du seuil sj le plus grand qui est dépassé pendant au moins la durée dj associée.
[0055] Par exemple, dans l’étape 10-30 chaque durée dj peut être comprise entre 300 ms et 800 ms. A titre d’exemple illustratif, chaque durée dj peut être égale à 500 ms. Mais d’autres valeurs peuvent être utilisées pour chaque durée dj, l’objectif étant d’éviter les endommagements de composants électroniques (de toutes sortes) occasionnés par une exposition trop longue à un pic de courant de décharge. Notamment, en présence de premier s1 et second s2 seuils, on peut utiliser des première d1 et seconde d2 durées différentes (dans ce cas, d1 peut être supérieure à d2 car un dépassement du seul premier seuil s1 est de nature à occasionner des dommages plus lentement qu’un dépassement du second seuil s2). Par exemple, la valeur de chaque durée dj peut être choisie pendant la phase de mise au point d’un véhicule similaire au véhicule V.
[0056] Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 3, l’étape 10-30 peut comprendre une sous-étape 10 dans laquelle on (le dispositif de surveillance DS) commence par comparer le courant de décharge id mesuré à chaque seuil sj utilisé. Si le courant de décharge id mesuré est inférieur ou égal à chaque seuil sj, on retourne effectuer la sous-étape 10 avec le courant de décharge id mesuré suivant. En revanche, si le courant de décharge id mesuré est strictement supérieur à au moins un seuil sj, on (le dispositif de surveillance DS) effectue la sous-étape 20 afin de prendre des mesures de protection (au moins la réduction de la puissance électrique pef fournie par la batterie rechargeable BR à la machine motrice électrique MME, et l’isolement plus ou moins rapide de la batterie rechargeable BR du circuit électrique principal CEP).
[0057] Lorsque l’on utilise le premier seuil s1 (associé à la première durée d1 ) et le second seuil s2 (associé à la seconde durée d2), on peut mettre en œuvre l’option décrite ci-après.
[0058] Dans la sous-étape 20 de l’étape 10-30, lorsque dans une phase de décharge de la batterie rechargeable BR le courant de décharge id mesuré dépasse les premier s1 et second s2 seuils choisis pendant au moins la seconde durée d2 choisie, on peut imposer (le dispositif de surveillance DS peut déclencher l’imposition) au (d’au) moins la réduction de la puissance électrique pef (fournie par la batterie rechargeable BR à la machine motrice électrique MME). Puis, on peut isoler (le dispositif de surveillance DS peut déclencher l’isolement de) la batterie rechargeable BR du circuit électrique principal CEP après au plus une durée d’attente da qui est égale à zéro. En d’autres termes, l’isolement de la batterie rechargeable BR se fait immédiatement après la détection d’un pic de courant de décharge ayant une intensité supérieure à celle du second seuil s2, de manière à protéger le plus rapidement possible les composants électroniques précités car le dépassement du second seuil s2 est de nature à occasionner des dommages plus rapidement qu’un dépassement du premier seuil s1 .
[0059] On comprendra qu’en présence de cette option, lorsque dans une phase de décharge de la batterie rechargeable BR le courant de décharge id mesuré est compris entre les premier s1 et second s2 seuils choisis pendant au moins la première durée d1 choisie, on impose (le dispositif de surveillance DS déclenche l’imposition) au (d’au) moins la réduction de la puissance électrique pef (fournie par la batterie rechargeable BR à la machine motrice électrique MME). Puis, on peut isoler (le dispositif de surveillance DS peut déclencher l’isolement de) la batterie rechargeable BR du circuit électrique principal CEP après au plus la durée d’attente da qui est non nulle. En d’autres termes, l’isolement de la batterie rechargeable BR se fait au plus tard après l’expiration de la durée d’attente da déclenchée lors de la détection d’un pic de courant de décharge ayant une intensité supérieure à celle du premier seuil s1 mais inférieure à celle du second seuil s2.
[0060] La durée d’attente da correspond ici à la durée pendant laquelle le calculateur de batterie CB attend une réponse du calculateur de supervision CS à une demande d’autorisation d’isolement de la batterie rechargeable BR au moyen du dispositif d’isolement DI, une fois que la réduction de la puissance électrique pef fournie par la batterie rechargeable BR a été réalisée. Dès que le calculateur de batterie CB reçoit l’autorisation du calculateur de supervision CS, il déclenche l’isolement de la batterie rechargeable BR en configurant de façon appropriée le dispositif d’isolement DI. En revanche, si à l’expiration de la durée d’attente da le calculateur de batterie CB n’a pas reçu l’autorisation du calculateur de supervision CS, il déclenche de sa propre initiative l’isolement de la batterie rechargeable BR en configurant de façon appropriée le dispositif d’isolement DI.
[0061] On notera que lorsque le courant de décharge id mesuré est supérieur au second seuil s2 pendant au moins la seconde durée d2, le calculateur de batterie CB déclenche de sa propre initiative l’isolement de la batterie rechargeable BR en configurant de façon appropriée le dispositif d’isolement DI, sans avoir demandé d’autorisation au calculateur de supervision CS, pour gagner du temps.
[0062] L’option décrite ci-avant permet donc d’avoir une graduation des mesures de protection qui sont prises en fonction du seuil sj le plus grand qui est dépassé pendant au moins la durée dj associée.
[0063] On notera également, qu’il est préférable que dans la sous- étape 10 de l’étape 10-30 chaque seuil sj choisi soit fonction de la température interne tib de la batterie rechargeable BR. En effet, chaque seuil sj est choisi de manière à permettre de protéger notamment les fusibles de protection contenus dans le boîtier de batterie BB et ayant une résistance qui varie en fonction de leur température. On considère ici que cette température est la température interne tib de la batterie rechargeable BR. Dans ce cas, chaque seuil sj choisi ne dépend pas de l’état de charge de la batterie rechargeable BR, mais seulement de la température interne tib.
[0064] On a schématiquement illustré dans le diagramme de la figure 4 deux exemples de courbes d’évolution des premier s1 et second s2 seuils en fonction de la température interne tib (en °C) de la batterie rechargeable BR. Ces courbes d’évolution peuvent être définies par des équations ou par des tables de correspondance (sj/tib) obtenues en laboratoire ou lors d’essais et stockées dans le dispositif de surveillance DS. [0065] Mais dans une variante de réalisation, chaque seuil sj pourrait être constant (indépendant de la température interne tib).
[0066] Par exemple, dans la sous-étape 20 de l’étape 10-30, on peut imposer une (le dispositif de surveillance DS peut déclencher l’imposition d’une) réduction de la puissance électrique pef (fournie par la batterie rechargeable BR à la machine motrice électrique MME) jusqu’à une valeur limite vl 1 qui est comprise entre 0 kW et 5 kW. A titre d’exemple illustratif, cette valeur limite vl1 peut être égale à 0 kW (ce qui signifie que l’on interdit à la batterie rechargeable BR de fournir la moindre puissance électrique pef à la machine motrice électrique MME). Mais d’autres valeurs limites vl1 peuvent être utilisées. Par exemple, cette valeur limite vl1 peut être choisie pendant la phase de mise au point d’un véhicule similaire au véhicule V.
[0067] Cette réduction de la puissance électrique pef est de préférence immédiate. Mais elle pourrait être progressive, éventuellement linéaire, et instaurée sur un très court intervalle de temps.
[0068] Egalement par exemple, dans la sous-étape 20, en cas de décision d’imposer la réduction de la puissance électrique fournie pef et d’isolement de la batterie rechargeable BR, on peut aussi effectuer (le dispositif de surveillance DS peut déclencher la réalisation) dans le véhicule V au (d’au) moins une action complémentaire choisie parmi :
[0069] - une génération d’une alerte du conducteur du véhicule V requérant un arrêt du véhicule V et une vérification de ce dernier (V) dans un service après-vente,
[0070] - un enregistrement d’au moins un code défaut représentatif du plus grand seuil sj choisi ayant été dépassé par le courant de décharge id mesuré, et
[0071] - une réduction immédiate de la puissance électrique pea que la machine motrice électrique MME est autorisée à fournir à la batterie rechargeable BR dans une phase de récupération d’énergie lorsque le plus grand seuil sj choisi n’a pas été dépassé et qu’une telle phase de récupération d’énergie vient de débuter.
[0072] L'alerte du conducteur du véhicule V peut se faire, par exemple, par allumage d’un voyant d’alarme (ou « warning ») de type « stop » ou d’un voyant de service représentatif d’un besoin d’aller dans un service après-vente, par exemple présent dans le tableau de bord, et/ou d’un message affiché sur au moins un écran du véhicule V (par exemple du tableau de bord ou d’un combiné central) ou sur l’écran d’un téléphone intelligent (ou « smartphone ») du conducteur, et/ou diffusé par au moins un haut-parleur du véhicule V ou de ce téléphone intelligent.
[0073] L’enregistrement d’au moins un code défaut représentatif du plus grand seuil sj ayant été dépassé est destiné à faciliter la compréhension de l’origine de mesures de protection (réduction(s) et isolement) prises dans le véhicule V par un technicien d’un service après-vente, et à permettre à ce technicien de solutionner le problème et d’informer l’usager du véhicule V de l’origine du problème survenu.
[0074] La réduction immédiate de la puissance électrique pea (que la machine motrice électrique MME est autorisée à fournir à la batterie rechargeable BR) est destinée à empêcher la recharge de cette dernière (BR) dans l’hypothèse où le conducteur aurait soudainement décidé de déclencher une phase de récupération d’énergie alors que le véhicule V circulait au moins en partie grâce au couple produit par la machine motrice électrique MME avec la puissance électrique pef fournie par la batterie rechargeable BR.
[0075] Par exemple, dans la sous-étape 20 de l’étape 10-30, on peut imposer une (le dispositif de surveillance DS peut déclencher l’imposition d’une) réduction de la puissance électrique pea (que la machine motrice électrique MME est autorisée à fournir à la batterie rechargeable BR) jusqu’à une valeur limite vl2 qui est comprise entre 0 kW et 3 kW. A titre d’exemple illustratif, cette valeur limite vl2 peut être égale à 0 kW (ce qui signifie que l’on interdit à la machine motrice électrique MME de fournir la moindre puissance électrique pea à la batterie rechargeable BR). Mais d’autres valeurs limites vl2 peuvent être utilisées. Par exemple, cette valeur limite vl2 peut être choisie pendant la phase de mise au point d’un véhicule similaire au véhicule V.
[0076] Dans une variante de réalisation, la réduction de la puissance électrique pea pourrait être progressive, éventuellement linéaire, et instaurée sur un très court intervalle de temps.
[0077] Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 3, l’étape 10-30 peut comprendre une sous-étape 30 dans laquelle on (le dispositif de surveillance DS) peut ré-autoriser un fonctionnement normal du véhicule V, sans réduction de puissance électrique fournie et sans isolement. Dans ce cas, la ré-autorisation est préférentiellement donnée après un réveil du véhicule V postérieur à son endormissement et lorsque le courant de décharge id mesuré est inférieur à chaque seuil sj choisi pendant au moins une autre durée d’j choisie, mais aussi lorsqu’avant cet endormissement le second seuil s2 choisi n'avait pas été dépassé.
[0078] On comprendra qu’en présence de cette dernière sous-option, lorsqu’avant l’endormissement le second seuil s2 choisi avait été dépassé pendant la seconde durée d2, on ne ré-autorise pas un fonctionnement normal du véhicule V, sans réduction de puissance électrique fournie et sans isolement. Il est alors impératif qu’un technicien d’un service après-vente examine le véhicule V, et procède à d’éventuelles réparations avant de mettre à jour au moins un calculateur du véhicule V pour que ce dernier (V) puisse de nouveau fonctionner normalement. La ré-autorisation n’est donc possible qu’à condition que le véhicule V se soit endormi (« contact coupé ») après un dépassement du seul premier seuil s1 pendant la première durée d1.
[0079] De préférence, après une ré-autorisation on cesse également de générer une (le dispositif de surveillance DS cesse de déclencher la génération d’une) alerte pour l’usager (lorsque cette action complémentaire est prévue). Bien entendu, si après une réautorisation l’un des seuils sj est de nouveau dépassé, de nouvelles mesures de protection correspondant à ce seuil sj dépassé sont de nouveau prises par le dispositif de surveillance DS.
[0080] Par exemple, dans l’étape 10-30 chaque autre durée d’j peut être comprise entre 300 ms et 800 ms. A titre d’exemple illustratif, chaque autre durée d’j peut être égale à 500 ms. Mais d’autres valeurs peuvent être utilisées pour chaque autre durée d’j. Notamment, en présence de premier s1 et second s2 seuils, on peut utiliser des première d’1 et seconde d’2 durées différentes. Par exemple, la valeur de chaque autre durée d’j peut être choisie pendant la phase de mise au point d’un véhicule similaire au véhicule V.
[0081] On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 2, que le calculateur de batterie CB (ou le calculateur du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une mémoire de masse MM1 , notamment pour stocker le courant de décharge id en cours et l'éventuelle température interne tib en cours, ainsi que d’éventuelles données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements. Par ailleurs, ce calculateur de batterie CB (ou le calculateur du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une interface d’entrée IE pour la réception d’au moins le courant de décharge id en cours et l’éventuelle température interne tib en cours, pour les utiliser dans des calculs ou traitements, éventuellement après les avoir mis en forme et/ou démodulés et/ou amplifiés, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR2. De plus, ce calculateur de batterie CB (ou le calculateur du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour délivrer un message (ou ordre) de réduction de pef ou pea, un message (ou ordre) d’isolement de la batterie rechargeable BR, un message (ou ordre) de fin d’isolement de la batterie rechargeable BR, un message (ou ordre) de demande d’autorisation d’isolement de la batterie rechargeable BR, un éventuel message d’alerte d’usager, et un éventuel message contenant un code défaut.
[0082] 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 surveillance décrit ci-avant pour surveiller le courant de décharge id que la batterie rechargeable BR fournit au circuit électrique principal CEP, pour détecter des pics de courant de décharge.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Procédé de surveillance pour un véhicule (V) comprenant une batterie rechargeable (BR) alimentant en courant mesurable un circuit électrique principal (CEP) auquel est connectée au moins une machine motrice électrique (MME), caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-30) dans laquelle, lorsque dans une phase de décharge de ladite batterie rechargeable (BR) ledit courant mesuré dépasse au moins un seuil choisi pendant au moins une durée choisie et associée à ce dernier, on impose au moins une réduction d’une puissance électrique fournie par ladite batterie rechargeable (BR) à ladite machine motrice électrique (MME), puis on isole ladite batterie rechargeable (BR) dudit circuit électrique principal (CEP) après au plus une durée d’attente choisie.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30), lorsque dans une phase de décharge de ladite batterie rechargeable (BR) ledit courant mesuré dépasse un premier seuil choisi et un second seuil choisi strictement supérieur audit premier seuil pendant au moins une durée choisie associée à ce second seuil, on impose ladite réduction de la puissance électrique fournie par ladite batterie rechargeable (BR) à ladite machine motrice électrique (MME), puis on isole la batterie rechargeable (BR) dudit circuit électrique principal (CEP) après au plus une durée d’attente égale à zéro.
[Revendication 3] Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) chaque seuil choisi est fonction d’une température interne de ladite batterie rechargeable (BR).
[Revendication 4] Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) on impose une réduction de ladite puissance électrique fournie par ladite batterie rechargeable (BR) à ladite machine motrice électrique (MME) jusqu’à une valeur comprise entre 0 kW et 5 kW.
[Revendication 5] Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30), en cas d’imposition de ladite réduction de la puissance électrique fournie et d’isolement de ladite batterie rechargeable (BR), on effectue dans ledit véhicule (V) au moins une action complémentaire choisie parmi une génération d’une alerte d’un conducteur dudit véhicule (V) requérant un arrêt dudit véhicule (V) et une vérification de ce dernier (V) par un service après-vente, un enregistrement d’au moins un code défaut représentatif d’un plus grand seuil choisi dépassé par ledit courant mesuré, et une réduction immédiate d’une puissance électrique que ladite machine motrice électrique (MME) est autorisée à fournir à ladite batterie rechargeable (BR) dans une phase de récupération d’énergie lorsque ledit plus grand seuil choisi n’a pas été dépassé et qu’une telle phase de récupération d’énergie vient de débuter.
[Revendication 6] Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) on impose une réduction de ladite puissance électrique que ladite machine motrice électrique (MME) est autorisée à fournir à ladite batterie rechargeable (BR) jusqu’à une valeur comprise entre 0 kW et 3 kW.
[Revendication 7] Procédé selon la revendication 2 prise en combinaison avec l’une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) on ré-autorise un fonctionnement normal, sans réduction de puissance électrique fournie et sans isolement, après un réveil dudit véhicule (V) postérieur à un endormissement de ce dernier (V) et lorsque ledit courant mesuré est inférieur à chaque seuil choisi pendant au moins une autre durée choisie et qu’avant ledit endormissement ledit second seuil choisi n’avait pas été dépassé.
[Revendication 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 surveillance selon l’une des revendications 1 à 7, dans un véhicule (V) comprenant une batterie rechargeable (BR) alimentant en courant mesurable un circuit électrique principal (CEP) auquel est connectée au moins une machine motrice électrique (MME), pour surveiller ledit courant mesuré.
[Revendication 9] Dispositif de surveillance (DS) pour un véhicule (V) comprenant une batterie rechargeable (BR) alimentant en courant mesurable un circuit électrique principal (CEP) auquel est connectée au moins une machine motrice électrique (MME), caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1 ) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant, lorsque dans une phase de décharge de ladite batterie rechargeable (BR) ledit courant mesuré dépasse au moins un seuil choisi pendant au moins une durée choisie et associée à ce dernier, à déclencher une imposition d’au moins une réduction d’une puissance électrique fournie par ladite batterie rechargeable (BR) à ladite machine motrice électrique (MME), puis à déclencher un isolement de ladite batterie rechargeable (BR) dudit circuit électrique principal (CEP) après au plus une durée d’attente choisie.
[Revendication 10] Véhicule (V) comprenant une batterie rechargeable (BR) alimentant en courant mesurable un circuit électrique principal (CEP) auquel est connectée au moins une machine motrice électrique (MME), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de surveillance (DS) selon la revendication 9.
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FR2209150A1 (fr) 1972-12-01 1974-06-28 Philips Nv
FR3104100A1 (fr) * 2019-12-06 2021-06-11 Psa Automobiles Sa Véhicule à contrôle du couple total fourni par le gmp hybride en cas de forte demande, et procédé de contrôle associé
FR3119893A1 (fr) * 2021-02-18 2022-08-19 Psa Automobiles Sa Surveillance de l’état d’une batterie de servitude d’un véhicule à gmp mhev

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