Brevet FR2974635A1 — publié le 20121102

PROCEDE DE DETERMINATION DES CONDITIONS DE RECHARGE D'UNE BATTERIE DE VEHICULE ELECTRIQUE OU HYBRIDE ET SYSTEME DE MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE Domaine de l'invention L'invention concerne un procédé pour déterminer un poste de recharge d'une batterie d'un véhicule électrique ou hybride et déterminer des conditions de recharge, en fonction de l'état de charge de cette batterie. Ce procédé permet de déterminer le lieu et les conditions pour une recharge optimale de la batterie en tenant compte de l'agenda du conducteur du véhicule et donc des déplacements prévus pour ce véhicule. L'invention concerne également un système pour mettre en oeuvre ce procédé. L'invention trouve des applications dans le domaine de l'automobile et, en particulier, dans le domaine des batteries pour véhicules électriques ou de véhicules hybrides. Etat de la technique Les véhicules électriques et les véhicules hybrides sont alimentés en énergie, au moins partiellement, par une batterie. Lorsque le véhicule est en fonctionnement, cette batterie se décharge. Des dispositifs de charge en assurent la recharge dès que le véhicule est raccordé au dispositif, sans aucune vérification de son état de charge. La plupart des conducteurs de véhicules électriques ou hybrides ont tendance à raccorder leur véhicule à un dispositif de charge dès qu'ils en ont la possibilité afin d'avoir une charge maximale pour leurs déplacements à venir. Des recharges successives interviennent donc de manière non coordonnée, quel que soit l'état de charge de la batterie. La batterie n'est quasiment jamais entièrement déchargée avant d'être rechargée. Or, il est connu, dans le domaine des batteries, que la santé d'une batterie est directement dépendante des rythmes de charge et de décharge de cette batterie. Pour préserver l'usage d'une batterie et améliorer son efficacité et sa durée de vie dans le temps, il faut éviter les recharges rapides et les successions de recharges incomplètes. Autrement dit, il faut éviter, d'une part, la recharge d'une batterie non complètement déchargée et, d'autre part, la recharge incomplète de cette batterie. Au contraire, il est important de privilégier les cycles de recharge complète et de décharge complète de la batterie afin d'améliorer sa durée de vie et son efficacité dans le temps. Pour améliorer la durée de vie des batteries, des constructeurs automobiles ont envisagé un système de gestion de la recharge d'une batterie de véhicule électrique ou hybride en fonction des opportunités de recharge du véhicule. Un tel système permet de planifier la recharge de la batterie selon les opportunités. Un autre système a été envisagé pour gérer de façon automatique la recharge d'une batterie en prenant en compte les déplacements quotidiens du conducteur du véhicule. Ce système prend en compte les déplacements quotidiens du conducteur, comme les allers/retours au travail, les déplacements à la crèche ou à l'école, etc. Cette gestion de la recharge de la batterie est complètement automatisée. Ce système permet de programmer une recharge de batterie lorsque le quotidien du véhicule est toujours identique. Il ne permet de prendre en compte que les déplacements répétitifs qui interviennent quotidiennement. Tout événement ponctuel, non quotidien, ne pourra être pris en compte dans la gestion de la recharge. Par exemple, un déplacement pour un rendez-vous, un changement de trajet, un changement de conducteur, etc., ne sera pas pris en compte et la recharge programmée de la batterie sera faussée. Un autre système encore a été envisagé pour gérer la recharge d'une batterie en prenant en compte un déplacement planifié du véhicule. Ce système reçoit une information de localisation du lieu où se situe le véhicule et une information de localisation du lieu où doit se rendre le véhicule ; il calcule la distance à parcourir et détermine si la batterie doit être rechargée en fonction de son état de charge. Toutefois, ce système ne permet pas de planifier la recharge de la batterie sur une période donnée en déterminant des postes de recharges possibles qui tiennent compte de l'emploi du temps complet du ou des conducteurs. En outre, il ne permet pas de gérer les conditions de recharge en fonction notamment du temps disponible pour la recharge et des contraintes particulières imposées, par exemple, par le conducteur. Exposé de l'invention L'invention a justement pour but de remédier aux inconvénients des techniques exposées précédemment. A cette fin, l'invention propose un procédé pour déterminer un poste et des conditions de recharge d'une batterie les plus appropriés pour ladite batterie. Le poste de recharge et les conditions de recharge sont déterminés en tenant compte non seulement de tous les déplacements prévus pour le véhicule dans une période à venir, mais également de l'état de la batterie et, en particulier, de son état de charge. De façon plus précise, l'invention concerne un procédé de détermination d'un poste et de conditions de recharge d'une batterie d'un véhicule au moins partiellement électrique en fonction d'un état de charge de ladite batterie. Ce procédé se caractérise par le fait qu'il comporte les opérations suivantes : a) enregistrement de données d'agenda d'au moins un conducteur du véhicule, incluant des données de déplacements prévus pour le véhicule, b) détermination d'une distance à parcourir par le véhicule pendant une période future prédéterminée, en fonction des déplacements prévus pendant cette période prédéterminée, c) détermination de postes de recharge accessibles par le véhicule durant ces déplacements, en fonction d'un état de charge de la batterie, et d) détermination de conditions de recharge, en fonction de règles de calcul et de stratégie prédéterminées. Ce procédé a l'avantage d'assurer une gestion optimale de la recharge de la batterie afin de ne recharger la batterie que lorsque celle-ci est le plus déchargée possible par rapport aux déplacements prévus. Le procédé de l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - il comporte une opération de choix d'un poste de recharge préférentiel en fonction de l'état de charge de la batterie et des conditions de recharge de ladite batterie. - l'opération a) d'enregistrement de données d'agenda consiste à enregistrer des informations relatives à au moins un événement ponctuel ou répétitif. - les événements ponctuels ou répétitifs comportent des données de calendrier associées à des données de localisation et/ou des données de durée desdits événements. - il comporte une opération de décharge maximale de la batterie, avant recharge au poste de recharge déterminé. - l'opération de détermination des conditions de recharge comporte une détermination d'un état de santé de la batterie. - l'opération de détermination des conditions de recharge comporte un enregistrement d'une donnée de réserve minimum de charge de la batterie. - l'opération de détermination des conditions de recharge comporte une détermination d'une température ambiante. L'invention concerne également un système mettant en oeuvre le procédé décrit précédemment. Ce système se caractérise par le fait qu'il comporte : - un dispositif de détection du niveau de charge de la batterie, - des moyens de localisation pour déterminer la localisation du 20 véhicule et/ou des événements, - au moins un agenda électronique contenant des données d'agenda, et - des moyens de traitement de données reliés à l'agenda électronique, au dispositif de détection et aux moyens de localisation. 25 L'invention concerne également un véhicule de type hybride ou électrique comportant le système décrit précédemment. Brève description des dessins La figure 1 représente un diagramme fonctionnel montant les 30 différentes opérations du procédé de l'invention. La figure 2 représente schématiquement un système de mise en oeuvre du procédé de l'invention. 35 Description détaillée de modes de réalisation de l'invention Le procédé de l'invention propose de combiner des informations liées à la batterie avec des informations issues de l'agenda du conducteur du véhicule afin de déterminer le poste de recharge et les conditions optimales pour recharger la batterie du véhicule. Pour cela, le procédé de l'invention met en relation des informations relatives à l'état de charge en temps réel de la batterie avec des informations relatives aux futurs déplacements du véhicule. Il détermine, à partir de ces informations, le lieu où la batterie pourra être rechargée selon les conditions les mieux adaptées à ladite batterie. Le lieu où une batterie peut être rechargée est appelé poste de recharge. Les postes de recharges sont déterminés à partir de données de configuration enregistrées au préalable dans le système de l'invention. Les conditions de recharge de la batterie dépendent de l'état de décharge de la batterie au moment de la recharge, de l'état de santé de la batterie, du temps disponible pour recharger la batterie, etc. Ces conditions de recharge seront décrites de façon plus détaillées dans la suite de la description. Le poste et les conditions de recharge optimales sont déterminés, selon le procédé de l'invention, de façon à optimiser l'efficacité et la durée de vie de la batterie en favorisant des décharges et des recharges complètes de ladite batterie. D'une façon générale, le procédé de l'invention consiste à enregistrer, dans le système de l'invention, des données d'agenda correspondant au planning du conducteur du véhicule, sur une période T prédéterminée, et à calculer la distance à parcourir jusqu'aux prochains postes de recharge. Il consiste aussi à récupérer, dans le véhicule, des données relatives à l'état de la batterie et à déterminer, en fonction de ces données, quel est le poste de recharge le mieux adapté. Les différentes étapes du procédé de l'invention sont représentées de façon plus précise sur le diagramme fonctionnel de la figure 1. Ce diagramme montre les étapes 20 à 60 du procédé de l'invention. Il montre également une étape préalable 10 de configuration du système. Cette étape de configuration 10 consiste à introduire, dans le système, des données de base propres au conducteur du véhicule et, éventuellement, des données de programmation décrites ultérieurement. Les données de base peuvent être, par exemple, un planning type 11 utilisé par le conducteur, la localisation 12 des lieux du planning type et la localisation 13 des postes de recharge. Le planning type indique les événements répétitifs (quotidiens, hebdomadaires, mensuels, etc.) de la vie du conducteur, comme les déplacements vers le lieu de travail, la crèche, l'école, et tous les lieux vers lesquels le conducteur se déplace régulièrement. Il indique la fréquence de ces déplacements (quotidien, hebdomadaire, etc.) et éventuellement les horaires de ces déplacements. Les données de localisation 12 indiquent l'emplacement des lieux de ces événements répétitifs ainsi que l'emplacement du domicile du conducteur. Les emplacements peuvent être des adresses postales ou bien des coordonnées GPS (latitude, longitude). Les données de localisation 13 indiquent l'emplacement des postes de recharge possibles où le véhicule peut être rechargé. Les emplacements des postes de recharge peuvent être des adresses ou des coordonnées GPS ; ce peut être aussi des indications de parking ou autre lieux publics proposant un poste de recharge et dont les coordonnées sont mémorisées sur les cartographies des GPS. Lorsque la configuration 10 du système est effectuée, le procédé de détermination des postes et conditions de recharge peut être mis oeuvre. La première étape de ce procédé est l'enregistrement 31 des données d'agenda. Ces données d'agenda sont des données relatives à des événements répétitifs ou ponctuels de la vie du conducteur prévus sur une période future prédéterminée T. Ces événements peuvent être, par exemple, des réunions ou rendez-vous professionnels ou personnels, des déplacements en clientèle ou tout autre déplacement non enregistré dans le planning type. Les données d'agenda comprennent non seulement des informations de calendrier (date et heure de l'événement), mais également des données relatives aux déplacements prévus pour le véhicule telles que des informations de durée de l'événement et des informations de localisation dudit événement (adresse ou coordonnées). Ces données sont inscrites, par le conducteur, dans un agenda électronique, un ordinateur, un « smartphone ® » ou tout autre moyen électronique de mémorisation d'événements. Ils peuvent être inscrits aussi directement dans le système du véhicule. Dans le cas où ces données sont inscrites dans un moyen d'enregistrement personnel du conducteur, tels que ceux énoncés précédemment, ce moyen d'enregistrement peut être connecté au système pour que toutes ces données soient copiées dans le système, comme cela sera expliqué ultérieurement. Le procédé comporte alors une étape 20 qui consiste à calculer la distance que le véhicule va parcourir pendant la période T prédéterminée. La durée de cette période T peut être une donnée préenregistrée ou une donnée de programmation configurée à l'étape 10 par le conducteur. Cette période T peut être de quelques heures à plusieurs jours ou semaines. Pour une meilleure optimisation de la recharge de la batterie, cette période T est avantageusement de quelques jours, par exemple 7. Il est à noter que, quelle que soit la durée de la période T, le poste et les conditions de recharge peuvent être recalculés dès que des modifications de l'agenda sont enregistrées. La distance à parcourir est déterminée, à l'étape 20, en fonction des déplacements prévus enregistrés dans l'agenda. Une fois la distance à parcourir déterminée, le système recherche, dans les informations fournies par le véhicule, une information sur l'état de charge de la batterie. En effet, l'état de charge de la batterie est une donnée qui peut être connue en temps réel. Le procédé recherche donc, à l'étape 40, cette donnée relative à l'état de charge de la batterie. A l'étape 21, le procédé détermine les postes de recharge accessibles par le véhicule en fonction de la distance à parcourir et de l'état de charge de la batterie. A cette étape, le procédé peut fournir une liste des postes de recharge accessibles. Il détermine ensuite, à l'étape 22, les conditions de ces recharges. Autrement dit, il détermine, pour chacun des postes accessibles, l'état de charge de la batterie au moment où aurait lieu la recharge. Il détermine ainsi si la batterie serait totalement déchargée, si la recharge serait complète, si le temps de disponibilité du véhicule à ce poste de recharge permettrait une recharge complète, rapide ou normale, etc. Il détermine également le temps nécessaire pour effectuer la recharge complète de la batterie, etc. Pour cela, l'étape 22 prend en compte des règles 50 de calcul et de stratégie qui peuvent être prédéterminées dans le système ou enregistrées lors de l'étape 10 de configuration comme données de programmation. Ces règles 50 indiquent au système les critères à prendre en compte pour déterminer les conditions de recharge. Elles permettent notamment de personnaliser les critères relatifs aux conditions de recharge. Elles indiquent au système, par exemple, si la batterie doit être complètement déchargée avant d'être rechargée. Si tel est le cas, le système peut choisir, à l'approche d'un poste de recharge, de ne pas recharger automatiquement la batterie pendant le freinage du véhicule. Elles peuvent indiquer aussi au système si plusieurs modes de recharge sont autorisés, par exemple un mode de recharge rapide entre deux déplacements du véhicule. L'étape 22 prend en compte également des données extérieures 60 fournie par le véhicule ou par le conducteur. Ces données extérieures peuvent être, par exemple, une réserve minimum imposée par le conducteur ; dans ce cas, le système tient compte de cette réserve minimum dans sa détermination du poste de recharge et des conditions de cette recharge. Les données extérieures peuvent être aussi l'état de santé de la batterie. Par exemple, une batterie jeune aura une tenue en charge supérieure à une batterie ancienne, etc. Les données extérieures peuvent être également la température ambiante relevée par un capteur à bord du véhicule. On sait, en effet, que la température ambiante joue un rôle sur la santé de la batterie et donc sur son efficacité et sa durée de vie. Une fois les conditions de recharge déterminées à l'étape 22, le procédé consiste à choisir, à l'étape 23, le poste de recharge préférentiel, c'est-à-dire le poste de recharge permettant la recharge optimale de la batterie compte tenu des conditions de recharge. Dans un mode de réalisation de l'invention, ce choix est effectué par le conducteur. Dans ce cas, le procédé affiche sur un écran du véhicule les postes de recharge possibles avec leurs conditions de recharge et le conducteur sélectionne le poste qu'il préfère. Dans un autre mode de réalisation, le système sélectionne lui-même le poste préférentiel, suivant des règles préétablies qui permettent de sélectionner le poste dont les conditions sont les plus favorables pour la batterie. Une fois ce choix effectué, la recharge peut être effectuée par le conducteur dès que le véhicule aura atteint le poste de recharge sélectionné (étape 24). Lorsque la période T est terminée, le procédé est recommencé à l'étape 30 d'enregistrement des données d'agenda pour une nouvelle période T+1, avec de nouvelles données d'agenda. En outre, comme expliqué précédemment, si le conducteur introduit des modifications dans ses données d'agenda (étape 31) alors le procédé s'interrompt quelle que soit l'étape et recommence à l'étape 30 avec l'enregistrement des données d'agenda modifiées. Sur la figure 1, on a représenté en pointillés cette étape 31 de modification des données d'agenda car elle peut se trouver à n'importe quel endroit du diagramme. Pour mettre en oeuvre ce procédé, l'invention propose un système du type de celui représenté sur la figure 2. Ce système comporte une unité de traitement 1, installée à bord du véhicule et connectée à un écran de visualisation 5. L'unité de traitement 1 peut être l'ordinateur de bord du véhicule ou tout autre moyen de traitement de données montée de façon ou mobile dans le véhicule. De même, l'écran de visualisation 5 peut être un écran du tableau de bord du véhicule ou un écran indépendant relié à l'unité de traitement 1. Le système de l'invention comporte en outre un dispositif 4 de détection du niveau de charge de la batterie, des moyens 3 de localisation et un agenda électronique 2 contenant les données d'agenda du conducteur du véhicule. Chacun de ces moyens de localisation, dispositif de détection et agenda électronique est relié à l'unité de traitement 1. Le dispositif de détection 4 de l'état de charge de la batterie est un dispositif présent sur tout véhicule électrique ou hybride pour indiquer le niveau de charge de la batterie. Ce dispositif fournit en temps réel l'état de la charge de la batterie. Les moyens de localisation 3 permettent de localiser le véhicule afin de suivre ses déplacements. Ils permettent également de déterminer la distance séparant les différents lieux desquels et/ou vers lesquels il est prévu que le véhicule se déplace. Ces moyens de localisation 3 peuvent être un GPS (Global Positioning System, en termes anglosaxons) ou tout autre dispositif à cartographie permettant de calculer une distance entre deux emplacements. L'agenda électronique 2 contient les données d'agenda enregistrées 35 par le conducteur. Tout type d'agenda électronique peut être utilisé dès lors qu'il peut être connecté à l'unité de traitement 1 du système de l'invention. L'enregistrement de ces données d'agenda peut se faire de manière quasi transparente pour le conducteur du véhicule, dès lors que celui-ci renseigne ses événements dans son agenda électronique. Le système de l'invention peut alors relever, pour toute la période T à venir, les différents événements entrainant un déplacement et calculer la distance qui sera parcourue par le véhicule lors de ces déplacements. Il est à noter que lorsque le véhicule est utilisé successivement par plusieurs conducteurs, toutes les données d'agenda des différents conducteurs peuvent être prises en compte, les données de chaque agenda étant alors copiées successivement dans une mémoire de donnée reliée à l'unité de traitement 1 pour être traitées, par ladite unité de traitement, comme un seul ensemble de données d'agenda. L'unité de traitement 1 traite les données fournies par les moyens de localisation 3, le dispositif de détection 4 de l'état de charge et l'agenda électronique 2. Elle peut traitée également des informations extérieures 6. Ces informations extérieures 6 peuvent être la température extérieure, fournie par un capteur de température monté sur le véhicule. Ce peut être aussi une information de réserve minimum de charge, soit enregistrée dans le système à sa conception, soit enregistrée par l'utilisateur lors de la configuration du système. Une autre information extérieure peut aussi être traitée par l'unité de traitement 1, à savoir l'état de santé de la batterie. Cet état de santé est une information généralement connue et disponible dans le véhicule. Cet état de santé permet notamment de connaître la capacité maximum de stockage de la batterie (qui a tendance à diminuer avec l'ancienneté de la batterie) et sa tenue en charge. A partir de toutes ces informations, l'unité de traitement 1 détermine le ou les postes de recharge accessibles, calcule l'état de charge de la batterie à chacun de ces postes et calcule la durée nécessaire pour effectuer une recharge de la batterie. Elle peut calculer également le poste de recharge le mieux adapté compte tenu de l'état de charge de la batterie, des déplacements prévus pour le véhicule, du temps disponible entre deux déplacements et des différentes données extérieures citées précédemment. Dans un mode de réalisation, l'unité de traitement 1 est apte à proposer un mode de recharge particulier parmi différents types de modes de recharge, par exemple une recharge de batterie partielle si les circonstances et/ou le temps disponible s'y prêtent. L'unité de traitement 1 est apte à commander l'affichage des informations de recharge sur l'écran 5, afin d'indiquer au conducteur s'il doit ou non recharger sa batterie, à quel endroit (quel poste), pendant combien de temps, avec quel mode de recharge (rapide ou non), etc. Comme expliqué précédemment, le système de l'invention peut offrir la possibilité au conducteur d'effectuer des recharges rapides ; mais celles-ci doivent être effectuées à bon escient, uniquement en cas de nécessité, car elles ne favorisent pas un fonctionnement optimal de la batterie. Le système de l'invention se comporte alors comme un outil d'aide à la décision. Il ne gère pas de façon automatique l'ensemble des données mais il aide le conducteur à prendre la décision la plus favorable possible pour la batterie en fonction de conditions déterminées. Dans le cas où une recharge rapide est proposée à l'utilisateur, un message d'information peut être affiché à l'attention du conducteur pour l'informer des limites de ce mode de recharge. Le système de l'invention peut se présenter sous la forme d'un système intégré dans le véhicule ou bien d'un logiciel implanté sur un ordinateur ou encore d'une application de smart phone, etc. Il peut se présenter sous toute forme de dispositif électronique, portable ou non, dès lors que ce dispositif peut être connecté au véhicule via une connexion sans fil telle qu'une connexion WiFi ou Bluetooth. Le procédé et le système qui viennent d'être décrits permettent d'optimiser les conditions de charge et de décharge de la batterie du véhicule afin d'améliorer son efficacité et sa durée de vie.