Brevet FR3132677A1 — publié le 20230818

Un procédé de gestion est mis en œuvre dans un système comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables. Ce procédé comprend une étape (10-60) dans laquelle on détermine des contraintes de fonctionnement de la seconde batterie de servitude en fonction d’une température de la première batterie de servitude, puis on détermine pour le générateur d’énergie électrique une consigne de tension propre à induire une tension cible choisie aux bornes de la première batterie de servitude, en fonction d’une première tension mesurée aux bornes de la première batterie de servitude, de cette température et de ces contraintes de fonctionnement déterminées. Figure 3 GESTION OPTIMISÉE D’UN GROUPE D’ALIMENTATION ÉLECTRIQUE À DEUX BATTERIES DE SERVITUDE D’UN SYSTÈME Domaine technique de l’invention L’invention concerne les systèmes qui comprennent un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et deux batteries de servitude rechargeables, et plus précisément la gestion du groupe d’alimentation de tels systèmes. Etat de la technique Certains systèmes, comme par exemple certains véhicules (éventuellement de type automobile), comprennent un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables. Par exemple, dans le cas d’un véhicule ce générateur d’énergie électrique peut être un alternateur ou un alterno-démarreur lorsque le véhicule comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant au moins une machine motrice thermique, ou bien un convertisseur de courant associé à une batterie principale de type basse, moyenne ou haute tension, lorsque le GMP comprend au moins une machine motrice électrique. Dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « batterie de servitude » une batterie rechargeable par au moins un générateur d’énergie électrique et de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V). Par ailleurs, dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « réseau de bord » un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) consommant de l’énergie électrique et étant « non prioritaire(s) » pour l’un au moins d’entre eux et « sécuritaire(s) » (et donc prioritaire(s)) pour au moins un autre d’entre eux. De plus, dans ce qui suit et ce qui précède, on entend par « équipement (ou organe) sécuritaire » un équipement (ou organe) assurant au moins une fonction dite « sécuritaire » du fait qu’elle concerne la sécurité des usagers d’un système, et donc devant être alimenté en énergie électrique de façon prioritaire, en cas de besoin. C’est le cas, par exemple, de la direction assistée électrique ou d’un dispositif de freinage tout électrique (frein de service, frein de secours, système d’aide au freinage ou anti-patinage, par exemple), ou encore d’un dispositif de contrôle de trajectoire. Lorsque le groupe d’alimentation comprend un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables, c’est le générateur d’énergie électrique (associé à la batterie principale) qui est chargé d’alimenter le réseau de bord et de recharger les première et seconde batteries de servitude lorsqu’il est actif. Lorsque le réseau de bord nécessite à un instant donné une énergie (ou puissance) électrique que le générateur d’énergie électrique (actif) ne peut pas fournir seul (éventuellement du fait d’une défaillance du générateur d’énergie électrique et/ou de la batterie principale associée) ou que le générateur d’énergie électrique est inactif, c’est la première batterie de servitude (parfois dite principale) qui doit fournir le complément ou l’intégralité de l’énergie électrique au réseau de bord en garantissant des niveaux de tension minima aux organes sécuritaires. Il y a alors un risque de décharge de la première batterie de servitude pouvant provoquer une chute de tension aux bornes de cette dernière et donc une chute de tension aux bornes du réseau de bord (phénomène dit « d’écroulement ») pouvant alors impacter le fonctionnement nominal des équipements électriques couplés au réseau de bord et en particulier ceux qui sont sécuritaires. La seconde batterie de servitude est chargée d’alimenter en énergie électrique au moins l’un des équipements électriques sécuritaires lorsque le générateur d’énergie électrique et la première batterie de servitude ne sont pas en capacité de le faire. Elle constitue donc une batterie de servitude de secours (ou secondaire) qui améliore la sécurité de fonctionnement du système. Généralement, la capacité de stockage de la seconde batterie de servitude est inférieure à celle de la première batterie de servitude. Pour que cette seconde batterie de servitude puisse assurer sa fonction lorsque cela est nécessaire, il faut que la tension qui est imposée à ses bornes (comme à celles de chaque équipement électrique sécuritaire qu’elle doit alimenter) soit compatible non seulement avec le niveau de performance minimal attendu de cet équipement électrique sécuritaire, mais aussi de son besoin de recharge. Or, il n’existe pas actuellement de dispositif de gestion permettant de gérer de façon optimale le groupe d’alimentation d’un système, et en particulier la tension aux bornes de sa seconde batterie de servitude, si bien qu’il arrive que cette dernière ne puisse pas permettre à l’équipement électrique sécuritaire, qu’elle doit alimenter de façon sécuritaire, d’assurer sa fonction avec le niveau de performance minimal attendu. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation. Présentation de l’invention Elle propose notamment à cet effet un procédé de gestion destiné à être mis en œuvre dans un système comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables. Ce procédé de gestion se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle : - on détermine des contraintes de fonctionnement de la seconde batterie de servitude en fonction d’une température de la première batterie de servitude, puis - on détermine pour le générateur d’énergie électrique une consigne de tension propre à induire une tension cible choisie aux bornes de la première batterie de servitude, en fonction d’une première tension mesurée aux bornes de la première batterie de servitude, de la température de la première batterie de servitude et de ces contraintes de fonctionnement déterminées. Ainsi, on peut désormais piloter avec précision et en temps réel la tension aux bornes de la première batterie de servitude afin que la tension aux bornes de la seconde batterie de servitude soit suffisamment importante en cas de besoin pour que l’équipement électrique sécuritaire concerné puisse assurer sa fonction avec le niveau de performance minimal attendu. Le procédé de gestion selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - dans son étape on peut déterminer une tension cible non contrainte en fonction de la température de la première batterie de servitude et d’un état de charge supérieur à un seuil choisi que doit avoir la première batterie de servitude, puis on peut déterminer la tension cible en fonction de cette tension cible non contrainte déterminée et des contraintes de fonctionnement déterminées ; - en présence de la première option, dans son étape la tension cible déterminée peut être égale soit à la tension cible non contrainte déterminée lorsque cette dernière est comprise entre deux contraintes de fonctionnement minimale et maximale, soit à la contrainte de fonctionnement minimale lorsque la tension cible non contrainte déterminée est inférieure à la contrainte de fonctionnement minimale, soit encore à la contrainte de fonctionnement maximale lorsque la tension cible non contrainte déterminée est supérieure à la contrainte de fonctionnement maximale ; - dans son étape on peut déterminer une tension de correction en fonction de la première tension mesurée, de la tension cible déterminée et de contraintes de correction choisies, puis on peut déterminer la consigne de tension en fonction en outre de cette tension de correction déterminée ; - en présence de la dernière option, dans son étape on peut déterminer une tension de correction initiale en fonction d’une différence entre la tension cible déterminée et la première tension mesurée, puis on peut déterminer la tension de correction en fonction de cette tension de correction initiale déterminée et des contraintes de correction choisies ; - en présence de la dernière sous-option, dans son étape on peut déterminer la tension de correction initiale en mettant en œuvre un régulateur de type proportionnel, intégral et dérivé (ou PID) ; - également en présence de la dernière sous-option, dans son étape la tension de correction déterminée peut être égale soit à la tension de correction initiale déterminée lorsque cette dernière est comprise entre deux contraintes de correction minimale et maximale, soit à la contrainte de correction minimale lorsque la tension de correction initiale déterminée est inférieure à la contrainte de correction minimale, soit encore à la contrainte de correction maximale lorsque la tension de correction initiale déterminée est supérieure à la contrainte de correction maximale. L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre un procédé de gestion du type de celui présenté ci-avant pour gérer un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables et alimentant en énergie électrique un réseau de bord d’un système. L’invention propose également un dispositif de gestion destiné à équiper un système comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables. Ce dispositif de gestion se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant : - à déterminer des contraintes de fonctionnement de la seconde batterie de servitude en fonction d’une température de la première batterie de servitude, puis - à déterminer pour le générateur d’énergie électrique une consigne de tension propre à induire une tension cible choisie aux bornes de la première batterie de servitude, en fonction d’une première tension mesurée aux bornes de la première batterie de servitude, de cette température et de ces contraintes de fonctionnement déterminées. L’invention propose également un système comprenant un réseau de bord alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique et des première et seconde batteries de servitude rechargeables, ainsi qu’un dispositif de gestion du type de celui présenté ci-avant. Par exemple, ce système peut être un véhicule, éventuellement de type automobile. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un véhicule comprenant un boîtier de distribution comportant un dispositif de gestion selon l’invention, illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un calculateur de supervision de la distribution d’énergie électrique comprenant un exemple de réalisation d’un dispositif de gestion selon l’invention, et illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en œuvre un procédé de gestion selon l’invention. Procédé de gestion pour un système (S) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et des première (B1) et seconde (B2) batteries de servitude rechargeables, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-60) dans laquelle on détermine des contraintes de fonctionnement de ladite seconde batterie de servitude (B2) en fonction d’une température de ladite première batterie de servitude (B1), puis on détermine pour ledit générateur d’énergie électrique (GE) une consigne de tension propre à induire une tension cible choisie aux bornes de ladite première batterie de servitude (B1), en fonction d’une première tension mesurée aux bornes de ladite première batterie de servitude (B1), de ladite température et desdites contraintes de fonctionnement déterminées. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on détermine une tension cible non contrainte en fonction de ladite température et d’un état de charge supérieur à un seuil choisi que doit avoir ladite première batterie de servitude (B1), puis on détermine ladite tension cible en fonction de ladite tension cible non contrainte déterminée et desdites contraintes de fonctionnement déterminées. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) ladite tension cible déterminée est égale soit à ladite tension cible non contrainte déterminée lorsque cette dernière est comprise entre deux contraintes de fonctionnement minimale et maximale, soit à ladite contrainte de fonctionnement minimale lorsque ladite tension cible non contrainte déterminée est inférieure à ladite contrainte de fonctionnement minimale, soit encore à ladite contrainte de fonctionnement maximale lorsque ladite tension cible non contrainte déterminée est supérieure à ladite contrainte de fonctionnement maximale. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on détermine une tension de correction en fonction de ladite première tension mesurée, de ladite tension cible déterminée et de contraintes de correction choisies, puis on détermine ladite consigne de tension en fonction en outre de ladite tension de correction déterminée. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on détermine une tension de correction initiale en fonction d’une différence entre ladite tension cible déterminée et ladite première tension mesurée, puis on détermine ladite tension de correction en fonction de ladite tension de correction initiale déterminée et desdites contraintes de correction choisies. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on détermine ladite tension de correction initiale en mettant en œuvre un régulateur de type proportionnel, intégral et dérivé. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) ladite tension de correction déterminée est égale soit à ladite tension de correction initiale déterminée lorsque cette dernière est comprise entre deux contraintes de correction minimale et maximale, soit à ladite contrainte de correction minimale lorsque ladite tension de correction initiale déterminée est inférieure à ladite contrainte de correction minimale, soit encore à ladite contrainte de correction maximale lorsque ladite tension de correction initiale déterminée est supérieure à ladite contrainte de correction maximale. Produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre le procédé de gestion selon l’une des revendications 1 à 7 pour gérer un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et des première (B1) et seconde (B2) batteries de servitude rechargeables et alimentant en énergie électrique un réseau de bord (RB) d’un système (S). Dispositif de gestion (DG) pour un système (S) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et des première (B1) et seconde (B2) batteries de servitude rechargeables, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer des contraintes de fonctionnement de ladite seconde batterie de servitude (B2) en fonction d’une température de ladite première batterie de servitude (B1), puis à déterminer pour ledit générateur d’énergie électrique (GE) une consigne de tension propre à induire une tension cible choisie aux bornes de ladite première batterie de servitude (B1), en fonction d’une première tension mesurée aux bornes de ladite première batterie de servitude (B1), de ladite température et desdites contraintes de fonctionnement déterminées. Système (S) comprenant un réseau de bord (RB) alimenté en énergie électrique par un groupe d’alimentation comprenant un générateur d’énergie électrique (GE) et des première (B1) et seconde (B2) batteries de servitude rechargeables, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de gestion (DG) selon la revendication 9.