Brevet FR2962265A1 — publié le 20120106

La présente invention se rapporte à un procédé et dispositif de gestion d'un conteneur d'énergie de type batterie sur un véhicule automobile électrique. Par la suite, le terme batterie sera utilisé pour une raison de simplification. Certains véhicules automobiles, comme les véhicules électriques ou hybrides, comprennent une batterie pour l'alimentation d'un moteur d'entraînement électrique. L'inconvénient de cette solution provient de la faible autonomie d'une telle batterie, qui nécessite régulièrement sa recharge ou son changement. Le but de l'invention est de fournir une solution d'amélioration des performances d'une batterie d'un véhicule automobile. A cet effet, l'invention repose sur un procédé de gestion d'une batterie d'entraînement d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - mémorisation en fonction du temps de données liées à la batterie lors de certaines phases d'utilisation du véhicule automobile ; - transmission des données liées à la batterie mémorisées dans une mémoire d'un serveur central lors d'une phase de charge de la batterie dans une station de gestion de batterie. Les données liées à la batterie peuvent comprendre la température et l'état de charge de la batterie et un identifiant de la batterie et/ou du fournisseur de chaque batterie et/ou la localisation de la batterie. Le procédé de gestion d'une batterie peut comprendre les étapes suivantes : - mémorisation dans le temps de la température et de l'état de charge de la batterie lors d'une phase de roulage du véhicule automobile, mémorisation dans le temps de la température et de l'état de charge de la batterie lors du stationnement du véhicule automobile, - mémorisation dans le temps de données représentant 5 l'historique des phases de charge de la batterie. Le procédé de gestion d'une batterie peut comprendre une activation périodique du véhicule automobile en stationnement pour effectuer la mémorisation de la température et de l'état de charge de sa batterie. Le procédé de gestion d'une batterie peut comprendre une phase de charge de la batterie dans la station de gestion de batteries et la transmission des données mémorisées liées à la batterie au cours de cette phase de charge. 15 Le procédé de gestion d'une batterie peut comprendre une étape de démontage de la batterie du véhicule automobile dans la station d'échange de batteries, puis son branchement sur un chargeur de batterie, la transmission de données liées à la batterie étant effectuée depuis une mémoire associée à la batterie via le chargeur. 20 Le procédé de gestion d'une batterie comprend une première étape de transmission des données mémorisées liées à la batterie vers une unité de supervision de la station de gestion de batteries et une seconde étape de transmission de ces données depuis l'unité de supervision de la station de 25 gestion jusqu'à la mémoire du serveur central. L'invention porte aussi sur un procédé de gestion d'un parc de batteries d'entraînement de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il met en oeuvre le procédé de gestion de chaque batterie du parc tel que décrit 30 précédemment. 10 L'invention porte aussi sur un support d'enregistrement de données lisible par un calculateur sur lequel est enregistré un programme informatique comprenant des moyens de codes de programme informatique de mise en oeuvre des étapes du procédé tel que décrit précédemment. L'invention porte aussi sur un dispositif de gestion d'une batterie d'entraînement d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de liaison vers une mémoire comprenant des données liées à la batterie d'un véhicule automobile, un moyen de transmission de données vers la mémoire d'un serveur central et un moyen mettant en oeuvre un procédé de gestion de batterie tel que décrit précédemment. Le moyen de transmission de données vers la mémoire d'un serveur central peut comprendre au moins un bus de terrain pour une première transmission vers une unité de supervision d'une station de gestion de batterie, puis un réseau numérique de type Internet pour une seconde transmission vers la mémoire du serveur central. Le dispositif de gestion d'une batterie peut comprendre plusieurs chargeurs de batterie associés à un bus de terrain de type bus CAN pour une transmission de données depuis une mémoire associée à une batterie vers un chargeur de batterie, et une liaison par bus de terrain de chaque chargeur vers une unité de supervision d'une station de gestion. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 représente un véhicule automobile selon un mode d'exécution de l'invention. La figure 2 représente un dispositif de gestion de batterie selon un mode d'exécution de l'invention. Le concept de l'invention repose d'abord sur une mémorisation de certaines données liées à la batterie, pertinentes pour sa performance, en situation réelle, c'est-à-dire lors de toute utilisation réelle du véhicule automobile, par exemple dans une phase de fonctionnement du véhicule, dans une phase de stationnement, et/ou lors d'une charge de la batterie, pour permettre un apprentissage et un diagnostic de son fonctionnement. Ensuite, cette mémorisation de données est exploitée par sa transmission régulière vers un serveur central, qui effectue un traitement intelligent de ces données et permet ensuite d'établir par exemple un diagnostic de l'état et la performance d'une certaine batterie, détecter ses éventuelles défaillances, améliorer et optimiser son fonctionnement, etc. Pour cette raison, l'invention repose finalement sur un procédé et un dispositif de gestion d'une batterie d'entraînement de véhicule automobile, dont un mode d'exécution particulier va maintenant être décrit. La figure 1 représente un véhicule automobile 1 équipé d'une batterie 2, fixée de manière amovible sous son plancher 3 et reliée à un moyen d'entraînement 4 électrique, de type traction. En variante, la batterie 2 pourrait être fixée dans un logement différent sur le véhicule automobile. Le véhicule automobile 1 est de plus équipé d'un calculateur 5 et d'au moins une mémoire, non représentée, reliée à la batterie 2, et plus exactement à un ou plusieurs capteurs de mesures de données pertinentes pour le fonctionnement de la batterie. De plus, le calculateur est avantageusement relié au calculateur central du véhicule automobile, non représenté, afin d'associer les données mémorisées liées à la batterie avec certaines conditions plus générales de fonctionnement du véhicule automobile. Pour réaliser ces opérations de mémorisation, le véhicule automobile est équipé de tout moyen logiciel (software) et/ou matériel (hardware) pour la mise en oeuvre des étapes du procédé qui va être détaillé ci-après. Ainsi, le procédé de gestion de la batterie comprend une première étape de mémorisation de données liées à la batterie. Selon le mode d'exécution de la batterie, lors d'une phase de roulage du véhicule automobile, la température et l'état de charge de la batterie sont mémorisés dans le temps. Ces deux informations permettent particulièrement de comprendre le vieillissement de la batterie. Pour cela, la batterie est équipée d'un capteur de température et comprend un moyen de mesure de son état de charge, de manière connue. De même, lors du stationnement du véhicule automobile, les mêmes données sont mémorisées en fonction du temps. Pour cela, les fonctions du véhicule automobile nécessaires à cette mémorisation, qui sont en veille en stationnement du véhicule automobile, sont activées périodiquement. Enfin, les données représentant l'historique des charges de batterie sont de 20 même mémorisées. Naturellement, les données précédentes sont citées à titre d'exemple non limitatif, le concept de l'invention peut être appliqué à toute mesure ou estimation de toute donnée considérée comme pertinente pour le 25 fonctionnement d'une batterie d'entraînement d'un véhicule automobile. De plus, d'autres données invariables comme un identifiant de la batterie, et/ou un identifiant du fabricant ou du fournisseur de la batterie peuvent aussi se trouver sur cette mémoire ou une autre mémoire associée à la batterie. 30 L'invention s'applique à un parc de batteries d'entraînement de véhicules automobiles. En effet, la mémorisation de données liées une batterie, réalisée sur chaque véhicule automobile pendant son utilisation en situation réelle, permet un apprentissage et une exploitation optimisés sur un parc de batteries, afin d'obtenir un nombre important de données sur lesquels des traitements intelligents peuvent être effectués. C'est pourquoi ces différentes données mémorisées pour chaque batterie du parc de batteries sont regroupées sur une même mémoire, par exemple celle d'un serveur central, pour former une base de données facilement exploitable. Le procédé de gestion de la batterie comprend donc une seconde étape de transmission des données mémorisées liées à chaque batterie du parc sur une mémoire d'un serveur central. Selon le mode d'exécution de l'invention, il est prévu que les batteries de chaque véhicule sont amovibles, notamment pour permettre leur échange rapide et facile dans une station de gestion de batterie. En effet, lorsque la batterie est déchargée, le conducteur s'arrête dans une telle station et sa batterie vide est échangée contre une batterie pleine, selon un processus semblable à un arrêt dans une station service pour remplir un réservoir de carburant. En variante, une telle batterie pourrait ne pas être remplacée mais simplement rechargée. Pour une exploitation optimale des données liées à la batterie mémorisées lors de l'utilisation du véhicule automobile, il est intéressant que ces données soient transmises de manière régulière et rapide vers le serveur central. Pour atteindre cet objectif, l'invention propose, lors des phases d'arrêt des véhicules automobiles dans les stations de gestion de batterie, de combiner la recharge des batteries avec la transmission des données liées à la batterie mémorisées lors de l'utilisation du véhicule automobile. La figure 2 illustre un mode d'exécution de l'invention selon une telle approche. Plusieurs stations de gestion de batteries 11 reçoivent ainsi des batteries 2, qui sont démontées des véhicules automobiles et positionnées en phase de recharge, par une liaison avec un chargeur 12 de batterie. Chaque station de gestion de batteries comprend plusieurs chargeurs 12 de batterie. Selon le mode d'exécution de l'invention, chaque chargeur 12 est relié à une batterie par un bus CAN 13, voire tout bus de terrain, permettant la transmission des données liées à la batterie mémorisées lors de l'utilisation réelle du véhicule automobile. Ensuite, chaque chargeur 12 d'une même station de gestion de batterie est relié à une unité de supervision 14 de la station, qui reçoit ces différentes données liées aux batteries via les chargeurs 12, par un autre bus de terrain 15. Enfin, chaque unité de supervision 14 de chaque station de gestion 11 de batteries est liée à un serveur central 20 par un réseau numérique 16, qui peut être Internet. Ainsi, lorsque la charge de la batterie d'un véhicule automobile est insuffisante, le véhicule s'arrête à une station de gestion 11 de batterie. Sa batterie vide est démontée pour être reliée à un chargeur 12. Pendant sa phase de recharge, les données liées à la batterie mémorisées durant l'utilisation du véhicule sont transmises via le chargeur 12 à l'unité de supervision 14 de la station de gestion de batterie. Pour cela, les données se trouvent sur une mémoire montée sur le bloc batterie amovible du véhicule automobile. En remarque, au cours de cette phase de recharge, des nouvelles données représentant le procédé de recharge de la batterie 2 sont mémorisées sur la mémoire associée à la batterie. Ensuite, cette unité de supervision 14 transmet ces données à un serveur central 20 d'un centre d'exploitation. Cette seconde transmission est réalisée périodiquement, par exemple quotidiennement aux heures creuses. Ce mode d'exécution présente l'avantage de combiner l'opération de transmission de données avec la phase de recharge rapide de batterie, ce qui évite d'ajouter une opération supplémentaire à exécuter séparément. Il présente de plus l'avantage de garantir un téléchargement régulier et fréquent des données, afin de connaître l'état de la batterie de manière suffisante. Enfin, il garantit de même la transmission rapide et fiable des données vers le centre d'exploitation. En remarque, ce procédé permet dans le même temps de remplir une fonction de localisation de la batterie, au sein d'une station de gestion de batterie. Pour cela, la transmission vers le serveur central 20 comprend aussi un identifiant de la station de provenance, dont la localisation est connue du centre d'exploitation. Naturellement, l'invention ne se limite pas à la structure décrite ci-dessus. Les moyens de transmission de données peuvent être différents de ceux mentionnés, et la transmission jusqu'au serveur central 20 peut utiliser un autre circuit que par le chargeur 12 et/ou l'unité de supervision 14. La transmission des données depuis une station de gestion de batterie jusqu'au serveur central peut se faire par tout moyen de communication à distance. De plus, le même principe pourrait être mis en oeuvre à l'aide de batteries fixées de manière non amovibles sur un véhicule automobile, la mémoire comprenant les données liées à la batterie pouvant alors se trouver en toute zone du véhicule automobile, et associée à un moyen de connexion avec l'extérieur pour la transmission de ces données, par un moyen de communication avec ou sans contact. Le serveur central connaît ainsi avec une grande précision, presque en temps réel, l'état de toutes les batteries du parc de batteries ainsi que leur localisation. En outre, il peut réaliser des calculs statistiques, des moyennes par exemple, sur les données transmises par toutes les stations de gestion de batteries du parc afin d'en déduire certaines règles de fonctionnement, une analyse de son vieillissement, de ses anomalies, etc. Il peut élaborer ainsi une modélisation du vieillissement des batteries en fonction des paramètres transmis comme la température, etc. Ces informations, modèles de vieillissement, etc., sont alors transmises aux différentes stations de gestion de batteries de véhicules automobiles, qui s'en servent pour établir des diagnostics sur une batterie donnée. L'invention porte aussi sur un support comprenant un programme informatique permettant la mise en oeuvre de tout ou partie des procédés explicités précédemment, au niveau de la station de gestion de batteries de véhicules automobiles et/ou au niveau d'un serveur central d'un centre d'exploitation. REVENDICATIONS: 1. Procédé de gestion d'une batterie (2) d'entraînement d'un véhicule automobile (1), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - mémorisation en fonction du temps de données liées à la batterie (2) lors de certaines phases d'utilisation du véhicule automobile ; - transmission des données liées à la batterie mémorisées dans une mémoire d'un serveur central (20) lors d'une phase de charge de la batterie dans une station de gestion (11) de batterie. 2. Procédé de gestion d'une batterie (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les données liées à la batterie (2) comprennent la température et l'état de charge de la batterie (2) et un identifiant de la batterie (2) et/ou du fournisseur de chaque batterie (2) et/ou la localisation de la batterie (2). 3. Procédé de gestion d'une batterie (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - mémorisation dans le temps de la température et de l'état de charge de la batterie lors d'une phase de roulage du véhicule automobile, - mémorisation dans le temps de la température et de l'état de charge de la batterie lors du stationnement du véhicule automobile, - mémorisation dans le temps de données représentant l'historique des phases de charge de la batterie (2). 4. Procédé de gestion d'une batterie (2) selon la revendication précédente, caractérisé qu'il comprend une activation périodique du véhiculeautomobile en stationnement pour effectuer la mémorisation de la température et de l'état de charge de sa batterie (2). 5. Procédé de gestion d'une batterie (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé qu'il comprend une phase de charge de la batterie dans la station de gestion de batteries et la transmission des données mémorisées liées à la batterie (2) au cours de cette phase de charge. 6. Procédé de gestion d'une batterie (2) selon la revendication précédente, caractérisé qu'il comprend une étape de démontage de la batterie du véhicule automobile dans la station d'échange de batteries, puis son branchement sur un chargeur (12) de batterie, la transmission de données liées à la batterie étant effectuée depuis une mémoire associée à la batterie (2) via le chargeur (12). 7. Procédé de gestion d'une batterie (2) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé qu'il comprend une première étape de transmission des données mémorisées liées à la batterie (2) vers une unité de supervision (14) de la station de gestion (11) de batteries et une seconde étape de transmission de ces données depuis l'unité de supervision (14) de la station de gestion (11) jusqu'à la mémoire du serveur central (20). 8. Procédé de gestion d'un parc de batteries (2) d'entraînement de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il met en oeuvre le procédé de gestion de chaque batterie (2) du parc selon l'une des revendications précédentes. 9. Support d'enregistrement de données lisible par un calculateur sur lequel est enregistré un programme informatique comprenant des moyens de codes de programme informatique de mise en oeuvre des étapes du procédé selon l'une des revendications précédentes. 10. Dispositif de gestion d'une batterie (2) d'entraînement d'un véhicule automobile (1), caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de liaison vers une mémoire comprenant des données liées à la batterie (2) d'un véhicule automobile, un moyen de transmission de données vers la mémoire d'un serveur central (20) et un moyen mettant en oeuvre un procédé de gestion de batterie (2) selon l'une des revendications 1 à 7. 11. Dispositif de gestion d'une batterie (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen de transmission de données vers la mémoire d'un serveur central (20) comprend au moins un bus de terrain pour une première transmission vers une unité de supervision (14) d'une station de gestion (11) de batterie, puis un réseau numérique (16) de type Internet pour une seconde transmission vers la mémoire du serveur central (20). 12. Dispositif de gestion d'une batterie (2) selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs chargeurs (12) de batterie associés à un bus de terrain de type bus CAN (13) pour une transmission de données depuis une mémoire associée à une batterie (2) vers un chargeur (12) de batterie, et une liaison par bus de terrain (15) de chaque chargeur (12) vers une unité de supervision (14) d'une station de gestion (11).25