Brevet FR3153292A1 — publié le 20250328

Procédé d’avertissement de changement de batterie de traction électrique (2) d’un véhicule comprenant : - la batterie de traction (2) au début et à la fin du changement de batterie, - un groupe motopropulseur électrique (1) , alimenté en roulage par la batterie de traction (2), - un calculateur (4) comprenant les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à la mise en œuvre du procédé, - un moyen d’avertissement (3) en direction de l’environnement extérieur au véhicule, le dit procédé exécutant une étape d’acquisition d’un instant de début et de fin d’un même changement de la batterie de traction (2), ces deux instants définissant les bornes d’une durée de changement pendant laquelle la batterie de traction (2) est changée, caractérisé en ce que ce procédé exécute une étape de commande du moyen d’avertissement (3) pendant toute la durée de changement. Figure 2. AVERTISSEMENT D’UN CHANGEMENT DE BATTERIE EN COURS Les véhicules automobile comprenant un groupe motopropulseur électrique, comprennent au moins deux réseaux électriques fonctionnant sous deux tensions différentes : - un premier réseau électrique dit très basse tension, alimenté par une batterie dite de servitude, d’une tension généralement de 12 à 24v, ce premier réseau alimentant par exemple un ou plusieurs calculateurs du véhicule ainsi que des accessoires ou des avertisseurs sonores ou lumineux du véhicule, - un deuxième réseau électrique dit basse tension, alimenté par une batterie dite de traction, d’une tension généralement comprise entre 350 et 800 V, ce deuxième réseau alimentant par exemple le groupe motopropulseur électrique, notamment une machine motrice électrique. Ces deux réseaux électriques sont par exemple connectés l’un à l’autre au travers d’un convertisseur courant continu – courant continu, la batterie de traction pouvant alors recharger la batterie de servitude via ce convertisseur. Cette batterie de traction a une capacité de stockage d’énergie bien plus importante que la batterie de servitude, et est régulièrement déchargée lors du roulage du véhicule entrainé par ce groupe motopropulseur électrique. Ainsi non seulement le temps de recharge de cette batterie de traction, par exemple via une borne de recharge électrique d’un réseau électrique terrestre, est bien plus long que celui de la batterie de servitude, mais en outre cette recharge doit s’effectuer régulièrement. C’est pourquoi il est connu de l’homme de l’art des véhicules configurés pour que cette batterie de traction déchargée soit remplaçable par une batterie de traction chargée. On parle alors de batteries échangeables ou interchangeables. Ces véhicules comprennent par exemple un moyen de changement ou de remplacement de la batterie de traction, et au moins un moyen d’isolement électrique de la batterie de traction commandé ou supervisé par exemple par le calculateur alimenté par le réseau très basse tension. La batterie de traction ainsi isolée peut être extraite du véhicule, via le moyen de changement, pour être remplacée par une nouvelle batterie de traction chargée. Ce changement est par exemple automatisé : le véhicule est par exemple stationné sur une aire d’une station de changement automatique de batterie de traction connue de l’homme de l’art. Ce changement peut être manuel, par exemple un opérateur ou le conducteur lui-même remplace la batterie de traction au moyen par exemple d’un chariot ou d’un manipulateur quelconque. Ce changement peut être automatisé et manuel : par exemple une étape de verrouillage ou déverrouillage de la batterie de traction dans le véhicule est une étape réalisée par l’opérateur. Dans tous les cas, pour ce changement de batterie, le véhicule doit être sécurisé et le réseau basse tension désactivé, par exemple véhicule stationné et la batterie de traction électriquement isolée, si bien que le calculateur est configuré pour mettre en œuvre un procédé ou mode spécifique à ce changement de batterie, ce mode spécifique étant déclenché automatiquement par la station de changement automatique de batterie de traction, et/ou manuellement par le conducteur. Lorsque ce mode spécifique de changement de batterie est en cours, la manipulation, par exemple automatique, de la batterie de traction peut présenter un risque de blessure pour des personnes à proximité, ignorant l’opération de changement en cours. En outre le conducteur peut oublier qu’il a ordonné ou initié ce changement de batterie, et vouloir démarrer le véhicule alors que ce dernier n’est pas prêt. Il est connu que la station de changement automatique de batterie prévienne de ce mode spécifique de changement de batterie en cours par des avertisseurs lumineux, mais ces avertisseurs sont faillibles (panne de courant) et le conducteur peut dans ce cas être tenté de reprendre son véhicule. Il existe donc un besoin de sécuriser ce mode spécifique vis à vis des personnes environnantes au véhicule et/ou vis-à-vis du conducteur et des passagers du véhicule. Le but de l’invention est de remédier à ce manque. A cet effet, l’invention a pour objet un procédé d’avertissement de changement de batterie de traction électrique d’un véhicule comprenant : - la batterie de traction au début et à la fin du changement de batterie, - un groupe motopropulseur électrique, alimenté en roulage par la batterie de traction, - un calculateur comprenant les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à la mise en œuvre du procédé, - un moyen d’avertissement en direction de l’environnement extérieur au véhicule, le dit procédé exécutant une étape d’acquisition d’un instant de début et de fin d’un même changement de la batterie de traction, ces deux instants définissant les bornes d’une durée de changement pendant laquelle la batterie de traction est changée, ce procédé exécutant une étape de commande du moyen d’avertissement pendant toute la durée de changement. Ainsi, même si une station de changement automatique de batterie de traction est en panne de courant, ou même si le conducteur oublie qu’il a ordonné un changement de batterie de traction, la commande du moyen d’avertissement pendant cette durée de changement permettra de rappeler au conducteur et/ou personnes environnantes qu’une opération de changement de batterie de traction est en cours. En effet, le véhicule a sa propre autonomie électrique et alimente le moyen d’avertissement même en cas de panne de courtant de la station de changement automatique de batterie de traction. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’étape de commande actionne le moyen d’avertissement de façon intermittente pendant toute la durée de changement. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’étape de commande actionne le moyen d’avertissement selon un séquençage prédéfini pendant toute la durée de changement. Cette intermittence ou ce séquençage permettent de créer une signature d’un signal émis par le moyen d’avertissement, cette signature signifiant que le changement de la batterie de traction est en cours. Cela permet également d’utiliser pour les besoins de l’invention un moyen d’avertissement préexistant sur le véhicule, par exemple les feux de détresse, les clignotants, des feux de veille, de route, ou même un signal sonore du type utilisé pour indiquer que le véhicule recule. On notera que cette signature peut, selon l’invention, être un indicateur lumineux dont la lumière émise a une colorimétrie spécifique, par exemple vert, ou être un indicateur sonore dont la fréquence est spécifique, qu’ils soient actionnés en continu ou de façon intermittente. Ce sera dans ce cas un moyen d’avertissement spécifique à l’invention. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’instant de début et/ou l’instant de fin sont générés par une station de changement automatique de batterie de traction et/ou par une action d’un opérateur et/ou par un moyen de changement de batterie de traction si le véhicule en est équipé. Ces instants de début et de fin sont en fait le début et la fin d’un mode de changement de batterie du véhicule, ou le début et la fin d’une phase dangereuse de ce mode de changement par exemple précisément le moment où la batterie est manipulée, ce mode étant par exemple exécuté totalement ou en partie par le calculateur. Ce mode de changement de batterie est connu de l’homme de l’art, et n’est pas l’objet de la présente invention. Ce mode de changement de batterie comprend par exemple : - une étape d’identification du véhicule et/ou du demandeur, - une étape d’identification de la batterie à changer, et de la batterie à venir et de son état de charge, - une étape de transaction financière, - une étape d’endormissement de tous calculateurs non nécessaires au changement de batterie, s’ils ne sont pas déjà endormis, - une étape isolant électriquement la batterie de traction à changer du véhicule, - une étape de déverrouillage mécanique de la batterie à changer si le véhicule est équipé d’un moyen de déverrouillage et verrouillage de la batterie à changer, - une étape de détection de présence ou d’absence des batteries concernées, cette liste d’étapes n’étant pas exhaustive. L’invention a en outre pour objet un calculateur comprenant les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande configurés pour mettre en œuvre le procédé tel que précédemment décrit. L’invention a en outre pour objet un véhicule comprenant : - la batterie de traction, - le groupe motopropulseur électrique, alimenté en courant par la batterie de traction, - le moyen d’avertissement en direction de l’environnement extérieur au véhicule, - un calculateur tel que précédemment décrit. Selon un mode de réalisation de l’invention, ce véhicule comprend un moyen de changement de batterie de traction. Selon un mode de réalisation de l’invention, ce véhicule comprend une batterie électrique de servitude électriquement couplée au calculateur et au moyen d’avertissement pour leur alimentation électrique. On comprendra par batterie, dans tout le texte de ce document, un ensemble comprenant au moins une cellule électrochimique. Lorsqu’il y a plusieurs cellules électrochimiques, elles sont regroupées en un ou plusieurs modules. Cette batterie comprend éventuellement des moyens électriques ou électroniques pour la gestion d’énergie électrique de ce au moins un module. Lorsqu’il y a plusieurs modules, ils sont regroupés dans un bac ou carter et forment alors un bloc batteries, ce bloc batteries étant souvent désigné par l’expression anglaise « pack batteries », ce carter contenant généralement une interface de montage, et des bornes de raccordement. Ce bloc batterie est par exemple divisé en plusieurs sous-ensembles de batterie indépendants et comprenant leur propre carter renfermant au moins un module. Ces sous-ensembles de batterie sont dits batteries modulaires, et certaines ou la totalité des batteries modulaires sont extractibles et interchangeables pour éviter le temps d’immobilisation par une recharge, par exemple extractibles d’un logement d’un véhicule à propulsion électrique. Ce bloc batterie, et ce ou ces batteries modulaires, seront également désignés par le terme batterie dans tout le texte de ce document. Par ailleurs, on comprendra par cellule électrochimique dans tout le texte de ce document, des cellules générant du courant par réaction chimique, par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion), de type Ni-Mh, ou Ni-Cd ou plomb ou encore les piles à combustible. D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures 1 et 2 dans lesquelles : FIG. 1 : représente un logigramme du procédé selon l’invention, FIG. 2 : représente un schéma électrique partiel d’un véhicule selon l’invention. La FIG. 2 divulgue un exemple d’architecture électrique d’un véhicule selon l’invention. Ce véhicule présenté est un véhicule automobile comprenant : - un groupe motopropulseur électrique 1, - un premier et un deuxième réseau électriques 7, 8 fonctionnant sous deux tensions différentes, - une batterie de traction 2, d’une tension généralement comprise entre 350 et 800 V, - un moyen d’isolement électrique 6 de la batterie de traction 2, par exemple des interrupteurs commandés, - une batterie dite de servitude 9, d’une tension généralement de 12 à 24v, - un calculateur 4, - un moyen d’avertissement 3, - un convertisseur de courant continu-continu 5. Le premier réseau électrique 7 dit très basse tension, est alimenté par la batterie dite de servitude 9, ce premier réseau 7 alimentant le calculateur 4 et par exemple un ou plusieurs calculateurs secondaires du véhicule ainsi que des accessoires et le moyen d’avertissement 3. Ce premier réseau électrique 7 alimente en outre les réseaux de communication entre les calculateurs du véhicule, des capteurs ou sondes, des actionneurs de commande comme des relais ou micromoteurs fonctionnant sous la tension de ce premier réseau électrique 7. Le deuxième réseau électrique 8 dit basse tension, est alimenté par la batterie de traction 2, et est configuré pour alimenter par exemple le groupe motopropulseur électrique 1, notamment une machine motrice électrique. Ces deux réseaux électriques 7, 8 sont par exemple connectés l’un à l’autre au travers du convertisseur courant continu – courant continu 5, la batterie de traction 2 pouvant alors recharger la batterie de servitude 9 via ce convertisseur 5. Mais cette connexion et ce convertisseur ne sont pas obligatoire, la batterie de servitude 9 pouvant être rechargée par d’autres moyens, comme par exemple un alternateur d’un moteur à combustion si ce véhicule en est équipé, ce moteur à combustion pouvant participer ou non à la motricité du véhicule. Ce calculateur 4 comprend les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à la mise en œuvre du procédé selon l’invention. Le moyen d’avertissement 3 est par exemple un moyen préexistant à l’invention, par exemple un avertisseur sonore ou lumineux du véhicule, comme les feux de signalisation, clignotants, feux de route. Le groupe motopropulseur électrique 1 comprend la machine motrice électrique, et par exemple un réducteur de vitesse couplé à la machine motrice et à une roue du véhicule automobile. Si la machine motrice électrique présente suffisamment de couple, elle peut être couplée directement à une roue du véhicule. Le réducteur de vitesse peut comprendre plusieurs rapports de réduction. Le groupe motopropulseur électrique 1 peut également comprendre un onduleur permettant par exemple de transformer le courant continu de la batterie de traction 2 en courant adapté à la machine motrice, par exemple un courant alternatif. Mais ce n’est pas obligatoire, cet onduleur pouvant également être intégré au niveau des cellules de la batterie de traction 2. En plus de ce calculateur 4, dit principal ou encore superviseur, le véhicule peut comprendre plusieurs calculateurs secondaires. Par exemple la batterie de traction 2 peut comprendre un calculateur de gestion de la batterie, ce calculateur de gestion gérant l’équilibrage entre les cellules, et déterminant des informations sur l’état de charge ou l’état de santé de cette batterie de traction 2. Lorsque l’état de charge est trop faible, ou l’état de santé mauvais, ce calculateur de gestion peut interroger le calculateur principal pour un changement de batterie de traction 2 ou alors une simple recharge à partir d’une borne de recharge d’un réseau électrique terrestre. Cette demande sera alors autorisée ou non par le conducteur. On notera, bien entendu, que ce véhicule peut comprendre un chargeur embarqué, couplé au deuxième réseau électrique 8 ou directement couplé à la batterie de traction 2. Comme pour l’onduleur, ce chargeur peut également être intégré à la batterie de traction 2 par exemple, et comprendre également un calculateur de recharge pour la gestion du chargeur embarqué en fonction de différents modes de recharge connus de l’homme du métier, classiquement sous la dénomination de mode 1, mode 2, mode 3 ou encore mode 4. En général, le véhicule comprend une prise extérieure par laquelle le réseau électrique terrestre peu être connecté au chargeur embarqué ou directement à la batterie de traction 2 via un câble de recharge amovible. Cette batterie de traction 2 a une capacité de stockage d’énergie bien plus importante que la batterie de servitude 9, et est régulièrement déchargée lors du roulage du véhicule entrainé par ce groupe motopropulseur électrique1. Cette batterie de traction 2 est ici une batterie prévue pour être remplacée. Même si toute batterie est par construction démontable et donc remplaçable, cette opération est plus ou moins facilitée selon que le véhicule et la batterie sont prévus pour cela. Mais en particulier, on entendra dans tout le texte de ce document par « prévue pour être remplacée », le fait que l’un des calculateurs du véhicule est configuré pour mettre en œuvre un procédé ou mode spécifique à ce changement de batterie, ce mode spécifique étant déclenché automatiquement par une station de changement automatique de batterie de traction, et/ou manuellement par le conducteur. Ce véhicule comprend par exemple en outre un moyen de changement ou de remplacement de la batterie de traction 2, et au moins le moyen d’isolement électrique 6 de la batterie de traction 2 commandé ou supervisé par exemple par le calculateur principal 4. La batterie de traction ainsi isolée peut être extraite du véhicule, via le moyen de changement, pour être remplacée par une nouvelle batterie de traction chargée. Ce changement est par exemple automatisé : le véhicule est par exemple stationné sur une aire d’une station de changement automatique de batterie de traction connue de l’homme de l’art. Ce changement peut être manuel, par exemple un opérateur ou le conducteur lui-même remplace la batterie de traction au moyen par exemple d’un chariot ou d’un manipulateur quelconque. Ce changement peut être automatisé et manuel : par exemple une étape de verrouillage ou déverrouillage de la batterie de traction dans le véhicule est une étape réalisée par l’opérateur. Ce moyen de changement comprend par exemple : - des moyens de raccordements rapides, pour le fluide caloporteur de refroidissement de la batterie de traction 2, et/ou pour la connexion électrique avec le deuxième réseau électrique 8, - un moyen de guidage, par exemple sur rails, propre à extraire la batterie de traction 2 du véhicule, - un moyen de verrouillage et de déverrouillage du système de guidage, immobilisant la batterie de traction 2 en position de service dans le véhicule. Ce moyen de changement est par exemple commandé par le calculateur principal 4, ou l’un des calculateurs secondaires, ou actionné manuellement par un opérateur, et est propre à informer ces calculateurs de sont état, par exemple de son état verrouillé ou déverrouillé. Ce moyen de changement peut en outre intégrer un manipulateur manuel ou commandé par le calculateur principal 4, en fait ce moyen de changement peut être plus ou moins complexe selon le degré d’automatisation ou d’assistance voulu. Cette opération de changement de batterie est connue de l’homme de l’art, et comme précédemment explicité, ces instants de début et de fin sont en fait le début et la fin d’un mode de changement de batterie du véhicule, ou le début et la fin d’une phase dangereuse de ce mode de changement par exemple précisément le moment où la batterie est manipulée, ce mode étant par exemple exécuté totalement ou en partie par le calculateur principal 4. Ce mode de changement de batterie est connu de l’homme de l’art, et n’est pas l’objet de la présente invention. Ce mode de changement de batterie comprend par exemple : - une étape d’identification du véhicule et/ou du demandeur, - une étape d’identification de la batterie à changer, et de la batterie à venir et de son état de charge, - une étape de transaction financière, - une étape d’endormissement de tous calculateurs non nécessaires au changement de batterie, s’ils ne sont pas déjà endormis, notamment par exemple tous les calculateurs secondaires selon un ordre prédéterminé, - une étape isolant électriquement la batterie de traction 2 à changer du véhicule, - une étape de déverrouillage mécanique de la batterie à changer si le véhicule est équipé du moyen de déverrouillage et verrouillage de la batterie à changer, - une étape de détection de présence ou d’absence des batteries concernées, cette liste d’étapes n’étant pas exhaustive. Il a été présenté un calculateur principal 4 et des calculateurs secondaires. Cette configuration n’est pas obligatoire. L’invention propose notamment de mettre en œuvre, au sein du véhicule, un procédé destiné à avertir du changement en cours de la batterie de traction électrique. Cette mise en œuvre peut se faire au moyen du calculateur principal 4. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, il pourrait être mis en œuvre dans un autre calculateur secondaire, tout en étant couplé au calculateur principal 4, et être considéré comme un simple dispositif de contrôle. Dans ce dernier cas, ce dispositif de contrôle peut être un calculateur dédié comprenant un éventuel programme dédié, par exemple. Par conséquent, un calculateur ou dispositif de contrôle, selon l’invention, peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)), ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels ». La FIG. 1 divulgue un logigramme des étapes du procédé selon l’invention. L’invention porte ainsi sur un procédé d’avertissement de changement de la batterie de traction électrique 2 du véhicule précédemment décrit et comprenant: - la batterie de traction 2 au début et à la fin du changement de batterie, - le groupe motopropulseur électrique 1 , alimenté en roulage par la batterie de traction 2, - le calculateur 4 comprenant les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à la mise en œuvre du procédé, - le moyen d’avertissement 3 en direction de l’environnement extérieur au véhicule, le dit procédé exécutant : - une étape d’acquisition 10, 30 de l’instant de début et de fin d’un même changement de la batterie de traction 2, ces deux instants définissant les bornes de la durée de changement pendant laquelle la batterie de traction 2 est changée, - une étape de commande 20 du moyen d’avertissement 3 pendant toute la durée de changement. Cette étape de commande 20 peut ordonner un actionnement en continu du moyen d’avertissement pendant toute la durée de changement, mais pour des raisons d’économie d’énergie, par exemple, l’étape de commande 20 actionne le moyen d’avertissement 3 de façon intermittente pendant toute la durée de changement. Pour la même raison, par exemple, l’étape de commande 20 actionne le moyen d’avertissement 3 selon un séquençage prédéfini pendant toute la durée de changement. Ce séquençage est par exemple une succession de deux actionnements sous forme de pulses espacés de 500 millisecondes, toutes les 2 secondes. Ce séquençage est par exemple une succession de deux actionnements d’une seconde espacés d’une seconde, toutes les 4 secondes. Mais bien d’autres séquençages sont possibles, du moment qu’ils se démarquent de séquençages déjà connus comme celui des feux de détresse. On peut également entrelacer deux séquençages. Si le moyen d’avertissement comprend plusieurs feux ou voyants, chaque feu ou voyant peut être actionné selon un séquençage différent ou alternativement. Ainsi se séquençage est une signature signifiant que la batterie de traction 2 est en cours de changement. L’instant de début et/ou l’instant de fin sont par exemple générés par la station de changement automatique de batterie de traction 2 et/ou par une action d’un opérateur. Par exemple, l’instant de début et/ou l’instant de fin sont générés par le moyen de changement de batterie de traction. Par exemple l’instant de début peut être la détection du changement de position du moyen de verrouillage (et de déverrouillage) de la position verrouillée à la position déverrouillée, et inversement pour l’instant de fin. Procédé d’avertissement de changement de batterie de traction électrique (2) d’un véhicule comprenant : - la batterie de traction (2) au début et à la fin du changement de batterie, - un groupe motopropulseur électrique (1) , alimenté en roulage par la batterie de traction (2), - un calculateur (4) comprenant les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à la mise en œuvre du procédé, - un moyen d’avertissement (3) en direction de l’environnement extérieur au véhicule, le dit procédé exécutant une étape d’acquisition (10, 30) d’un instant de début et de fin d’un même changement de la batterie de traction (2), ces deux instants définissant les bornes d’une durée de changement pendant laquelle la batterie de traction (2) est changée, caractérisé en ce que ce procédé exécute une étape de commande (20) du moyen d’avertissement (3) pendant toute la durée de changement. Procédé selon la revendication 1, l’étape de commande (20) actionnant le moyen d’avertissement (3) de façon intermittente pendant toute la durée de changement. Procédé selon l’une des revendications précédentes, l’étape de commande (20) actionnant le moyen d’avertissement (3) selon un séquençage prédéfini pendant toute la durée de changement. Procédé selon l’une des revendications précédentes, l’instant de début et/ou l’instant de fin étant générés par une station de changement automatique de batterie de traction (2) et/ou par une action d’un opérateur. Procédé selon l’une des revendications précédentes, le véhicule comprenant un moyen de changement de batterie de traction, l’instant de début et/ou l’instant de fin étant généré par le moyen de changement de batterie de traction. Calculateur (4) comprenant les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande configurés pour mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes. Véhicule comprenant : - une batterie de traction (2), - un groupe motopropulseur électrique (1), alimenté en courant par la batterie de traction (2), - un moyen d’avertissement (3) en direction de l’environnement extérieur au véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend un calculateur (4) selon la revendication 6. Véhicule selon la revendication 7, comprenant un moyen de changement de batterie de traction. Véhicule selon la revendication 7 ou 8, comprenant une batterie électrique de servitude (9) électriquement couplée au calculateur (4) et au moyen d’avertissement (3) pour leur alimentation électrique.