TITRE DE L’INVENTION : PROCEDE DE RECHARGE D’UNE BATTERIE D’UN DISPOSITIF

[0001] La présente invention revendique la priorité de la demande française N° 2202976 déposée le 01 .04.2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

[0002] Un aspect de l’invention se rapporte à un procédé de recharge d’une batterie d’un dispositif. Ce dispositif peut par exemple être formé par une tablette numérique ou un outil portatif. Selon un autre exemple, le dispositif peut être formé par un véhicule électrique ou hybride et la batterie peut, quant à elle, être formée par une batterie de puissance. Un autre aspect de l’invention porte sur un véhicule électrique ou hybride, notamment automobile, agencé pour mettre en œuvre un tel procédé.

[0003] Ces aspects de l’invention trouvent des applications particulièrement intéressantes dans le domaine de la recharge de batteries de puissance des véhicules automobiles électriques ou hybrides.

[0004] Lors d’une recharge d’une batterie de puissance, il est connu de déterminer un courant maximal de recharge que peut supporter cette dernière en fonction d’un état de charge et d’une température de cette batterie de puissance.

[0005] Ce courant maximal de recharge que peut supporter de la batterie de puissance peut être déterminé par un système de contrôle batterie (plus connu sous l’acronyme BMS pour Battery Management System en anglais).

[0006] Lorsque la batterie de puissance est connectée à une borne de recharge électrique, le système de contrôle batterie transmet à la borne de recharge électrique une consigne de courant maximal de recharge qu’elle est en mesure de supporter. Comme décrit dans le document CN-B1 -109591650, la borne de recharge électrique fournit alors un courant de recharge à la batterie de puissance en fonction de la consigne reçue, la valeur de ce courant de recharge évoluant au fur et à mesure de la recharge de la batterie de puissance.

[0007] Cependant, une telle borne de recharge électrique présente usuellement une marge de sécurité, par exemple de 10%. Ainsi, le courant transmis par la borne de recharge électrique correspond à la consigne de courant à laquelle elle retire une marge de sécurité.

[0008] La marge de sécurité de 10% permet notamment de s’affranchir d’éventuels écarts de mesure de courant entre la borne de recharge électrique et le système de contrôle batterie du véhicule. Comme le courant de recharge fournit par la borne de recharge est 10% inférieur au courant maximal de recharge que peut supporter la batterie de puissance, le temps de recharge de la batterie de puissance est également augmenté de 10%.

[0009] Le but de l’invention est de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé de recharge d’une batterie d’un dispositif permettant d’optimiser son temps de recharge.

[0010] Dans ce contexte, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un procédé de recharge d’une batterie d’un dispositif.

[0011] Le procédé comporte, lorsque la batterie est en cours de recharge par un système de recharge électrique, les étapes, exécutées par des moyens de contrôle du dispositif, de :

Déterminer un premier courant maximal de recharge que peut fournir le système de recharge électrique ;

Déterminer un deuxième courant maximal de recharge de la batterie en fonction d’un état de charge et d’une température de la batterie ;

Déterminer un troisième courant maximal d’alimentation électrique de la batterie et d’un réseau électrique comportant au moins un équipement électrique, le troisième courant maximal d’alimentation étant fonction du deuxième courant maximal de recharge de la batterie et d’un quatrième courant consommé par le au moins un équipement électrique ;

Transmettre une première consigne de courant de recharge au système de recharge électrique, la première consigne de courant de recharge étant égale au troisième courant maximal d’alimentation déterminé ;

Charger la batterie au moyen d’un courant égal à la première consigne de courant de recharge ;

Déterminer un cinquième courant de recharge à des bornes de la batterie ; Si le cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie déterminé est inférieur au deuxième courant maximal de recharge de la batterie, transmettre, au système de recharge électrique, une deuxième consigne de courant de recharge supérieure à la première consigne de courant de recharge,

Charger la batterie au moyen d’un courant égal à la deuxième consigne de courant de recharge.

[0012] Le procédé selon cet aspect de l’invention permet, lorsque le système de recharge électrique applique une marge de sécurité au courant transmis, d’augmenter la deuxième consigne de courant transmise au système de recharge électrique au- delà du deuxième courant maximal de recharge acceptable par la batterie. Cette augmentation permet de compenser la marge de sécurité du système de recharge électrique et ainsi de positionner le cinquième courant, autrement dit le courant de recharge effectivement reçu par la batterie, au niveau du courant maximal de recharge acceptable par la batterie. Ainsi, le temps de recharge de la batterie est réduit grâce au procédé selon cet aspect de l’invention.

[0013] Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé selon cet aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.

[0014] Selon un aspect non limitatif de l’invention, la deuxième consigne de courant de recharge est égale à la première consigne de courant de recharge à laquelle on ajoute un écart de courant, l’écart de courant étant égal à un correcteur intégral du deuxième courant maximal de recharge de la batterie déterminé auquel on soustrait le cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie déterminé.

[0015] Selon un aspect non limitatif de l’invention, le correcteur intégral comporte une valeur de gain prédéterminé.

[0016] Selon un aspect non limitatif de l’invention,

Le procédé réitère les étapes de : déterminer un premier courant maximal de recharge que peut fournir le système de recharge électrique ; Déterminer un deuxième courant maximal de recharge de la batterie ;

Déterminer un troisième courant maximal d’alimentation électrique de la batterie et du réseau électrique ;

Selon cet aspect de l’invention, le procédé comporte les étapes supplémentaires de :

Transmettre une troisième consigne de courant de recharge au système de recharge électrique, la troisième consigne de courant de recharge étant égale au troisième courant maximal d’alimentation déterminé auquel on ajoute l’écart de courant ;

Charger la batterie au moyen d’un courant égal à la troisième consigne de courant de recharge ;

Selon cet aspect de l’invention, le procédé réitère ensuite l’étape de déterminer le cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie ;

Si ledit cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie déterminé est inférieur au deuxième courant maximal de recharge de la batterie déterminé, le procédé réitère l’étape de transmettre, au système de recharge électrique, une deuxième consigne de courant de recharge supérieure à la première consigne de courant de recharge, si le cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie déterminé est supérieur d’un pourcentage prédéterminé au deuxième courant maximal de recharge de la batterie déterminé, le procédé comporte une étape complémentaire de transmettre, au système de recharge électrique, une deuxième consigne de courant de recharge égale au troisième courant maximal d’alimentation électrique de la batterie et du réseau électrique, selon cet aspect de l’invention, le procédé réitère ensuite l’étape de charger la batterie au moyen d’un courant égal à la deuxième consigne de courant de recharge.

[0017] Selon un aspect non limitatif de l’invention, le pourcentage prédéterminé est égal à 0,5%. [0018] Selon un aspect non limitatif de l’invention, le cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie déterminé est égal à une valeur maximale de courant sélectionnée parmi une pluralité de valeurs de courant mesurées aux bornes de la batterie dans une fenêtre de temps prédéterminée.

[0019] Selon un aspect non limitatif de l’invention, l’étape de déterminer le cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie est réitérée selon une première période prédéterminée comprise entre 10 et 20 millisecondes.

[0020] Selon un aspect non limitatif de l’invention, l’étape de transmettre une troisième consigne de courant de recharge est réitérée selon une deuxième période prédéterminée comprise entre 20 et 100 millisecondes.

Selon un aspect non limitatif de l’invention,

- Le dispositif est un véhicule électrique ou hybride ;

- Le réseau électrique est un réseau de puissance ;

- La batterie est une batterie de puissance ; et

- Le système de recharge électrique est une borne de recharge électrique.

[0021] Un autre aspect de l’invention se rapporte à un véhicule électrique ou hybride comportant des moyens de contrôle agencés pour mettre en œuvre le procédé selon l’un quelconque des aspects de l’invention précités.

[0022] L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.

[0023] [[Fig. 1] illustre, de façon schématique, un véhicule selon un aspect non limitatif de l’invention.

[0024] [Fig. 2] représente, de façon schématique, un mode de mise en œuvre non limitatif du procédé selon l’invention.

[0025] [Fig. 3] représente une cartographie de courants mise en œuvre par le procédé selon l’invention.

[0026] Pour les exemples non limitatifs de mises en œuvre de l’invention illustrés aux figures 1 , 2 et 3,

Le dispositif de l’invention est formé par un véhicule électrique; Le réseau électrique est formé par un réseau de puissance dudit véhicule électrique ;

La batterie de l’invention est formée une batterie de puissance dudit véhicule électrique ; et

Le système de recharge électrique est formé, quant à lui, par une borne de recharge électrique.

[0027] La figure 1 illustre un véhicule électrique 1 agencé pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention. Le véhicule électrique 1 comporte notamment

Un réseau de puissance 2 comportant des équipements électriques, dans l’exemple illustré les équipements électriques sont formés par un compresseur de climatisation électrique 3 et un système de chauffage 4,

Une batterie de puissance 5, par exemple de 400V ou de 48V, la batterie de puissance 5 alimentant électriquement les équipements électriques 3, 4 du réseau de puissance 2, et

Des moyens de contrôle 6 agencés pour mettre en œuvre un procédé de recharge de la batterie de puissance 5 selon un aspect de l’invention.

[0028] Dans un exemple de réalisation non limitatif, les moyens de contrôle 6 peuvent comporter :

Une unité de contrôle véhicule 7 (plus connue sous l’acronyme VCU pour Vehicle Control Unit en anglais), et

Un système de contrôle batterie 8 (plus connu sous l’acronyme BMS pour Battery Management System en anglais).

[0029] Le véhicule électrique 1 est en outre branché à une borne de recharge électrique 9 agencée pour recharger électriquement la batterie de puissance 5.

[0030] La figure 2 montre les étapes d’un mode de mise en œuvre du procédé 100 selon l’invention. Les étapes du procédé 100 sont exécutées par des moyens de contrôle tels que, par exemple, les moyens de contrôle 6 représentés à la figure 1 .

[0031] Lorsque la batterie de puissance 5 est en cours de recharge par la borne de recharge électrique 9, le procédé 100 comporte une étape de déterminer 101 un premier courant maximal de recharge que peut fournir la borne de recharge électrique 9 au véhicule électrique 1 .

[0032] A cette fin, dans une mise en œuvre non limitative, la borne de recharge électrique 9 transmet, à l’unité de contrôle véhicule 7, un niveau de courant de recharge qu’elle est en mesure de fournir. L’unité de contrôle véhicule 7 détermine alors un premier courant maximal de recharge que peut fournir la borne de recharge électrique 9.

[0033] Le procédé 100 comporte en outre une étape de déterminer 102 un deuxième courant maximal de recharge de la batterie de puissance 5 en fonction d’un état de charge et d’une température de la batterie de puissance 5.

[0034] L’état de charge de la batterie de puissance 5 est également connu sous la dénomination SoC (pour State of Charge en anglais).

[0035] Dans un exemple de réalisation non limitatif, le système de contrôle batterie 8 détermine l’état de charge de la batterie de puissance 5 ainsi que la température de cette batterie de puissance 5.

[0036] Dans un exemple de réalisation non limitatif, la température de la batterie de puissance 5 est déterminée par le système de contrôle batterie 8 au moyen de valeurs de température mesurées par des capteurs de température (non représentés) que comporte la batterie de puissance 5 et transmises au système de contrôle batterie 8.

[0037] Dans une mise en œuvre non limitative, le système de contrôle batterie 8 est ensuite en mesure, au moyen d’une cartographie de courants, de déterminer le deuxième courant maximal de recharge de la batterie de puissance 5 en fonction de l’état de charge et de la température de la batterie de puissance 5.

[0038] La figure 3 illustre de façon schématique un exemple de cartographie de courants comportant différents courants de recharge de la batterie de puissance 5 en fonction d’états de charge et de températures batteries. Par exemple, pour une température batterie de 10°C et un état de charge de l’ordre de 30%, le deuxième courant maximal de recharge de la batterie de puissance 5 est de 290A. Ce deuxième courant maximal de recharge de la batterie de puissance 5 correspond à un courant électrique ne risquant pas de l’endommager. [0039] Le procédé 100 comporte une étape de déterminer 103, par exemple au moyen de l’unité de contrôle véhicule 7, un troisième courant maximal d’alimentation électrique de la batterie de puissance 5 et du réseau de puissance 2 comportant, dans notre exemple, un compresseur de climatisation électrique 3 et un système de chauffage 4. Dans un exemple de réalisation, le troisième courant maximal d’alimentation est égal à la somme du deuxième courant maximal de recharge de la batterie de puissance 5 déterminé lors de I’ étape 102 et d’un quatrième courant consommé par le compresseur de climatisation électrique 3 ou le système de chauffage 4.

[0040] Le procédé 100 comporte en outre une étape de transmettre 104 une première consigne de courant de recharge à la borne de recharge électrique 9. La première consigne de courant de recharge est égale au troisième courant maximal d’alimentation déterminé lors de l’étape 103.

[0041] Le procédé 100 comporte alors une étape 105 de charger la batterie de puissance 5 au moyen d’un courant égal à la première consigne de courant de recharge. A cette fin, la borne de recharge électrique 9 transmet un courant égal à la première consigne de courant de recharge à la batterie de puissance 5.

[0042] Le procédé 100 comporte ensuite une étape de déterminer 106, par exemple au moyen du système de contrôle batterie 8, un cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie de puissance 5.

[0043] Dans un mode de mise en œuvre non limitatif, cette étape 106 est exécutée périodiquement par le système de contrôle batterie 8 selon une première période prédéterminée comprise entre 10 et 20 millisecondes, typiquement 20 millisecondes.

[0044] Dans un exemple de réalisation non limitatif, pour déterminer le cinquième courant de recharge, une mesure de courant est effectuée aux bornes de la batterie de puissance 5 et transmise au système de contrôle batterie 8.

[0045] Dans un exemple de réalisation différent, plusieurs mesures de courant sont effectuées aux bornes de la batterie de puissance 5 dans une fenêtre de temps prédéterminée, par exemple comprise entre 10 et 30 millisecondes, typiquement 20 millisecondes. Le cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie de puissance déterminé est alors égal à la valeur de courant maximal de la fenêtre de temps. Autrement dit, dans la fenêtre de temps de 20 millisecondes, si quatre mesures de courant sont effectuées, on sélectionne la valeur de courant la plus importante parmi ces quatre mesures de ladite fenêtre de temps.

[0046] Le procédé 100 comporte en outre une étape, exécutée par exemple au moyen de l’unité de contrôle véhicule 7, de transmettre 107a une deuxième consigne de courant de recharge supérieure à la première consigne de courant de recharge lorsque le cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie de puissance 5 déterminé est inférieur au deuxième courant maximal de recharge de la batterie de puissance 5.

[0047] Dans un mode de réalisation non limitatif, la deuxième consigne de courant de recharge est égale à la première consigne de courant de recharge à laquelle on ajoute un écart de courant. L’écart de courant ajouté est égal au deuxième courant maximal de recharge de la batterie de puissance 5 déterminé auquel on soustrait le cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie de puissance 5 déterminé.

[0048] Dans un mode de réalisation non limitatif, un correcteur intégral peut être appliqué à cette soustraction.

[0049] L’utilisation d’un correcteur intégral pour le calcul de l’écart de courant permet de diminuer le risque de dépassement du deuxième courant maximal de recharge de la batterie de puissance 5 par le cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie de puissance 5.

[0050] Dans un mode de réalisation complémentaire, le correcteur intégral comporte une valeur de gain prédéterminé. Cette valeur de gain permet de déterminer une vitesse de convergence du cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie de puissance avec le deuxième courant maximal de recharge de la batterie de puissance.

[0051] Le procédé 100 comporte ensuite une étape de charger 108 la batterie de puissance 5 au moyen d’un courant égal à la deuxième consigne de courant de recharge. A cette fin, la borne de recharge électrique 9 transmet un courant égal à la deuxième consigne de courant de recharge à la batterie de puissance 5.

[0052] Dans une mise en œuvre non limitative, le procédé 100 réitère les étapes de : Déterminer 101 un premier courant maximal de recharge que peut fournir la borne de recharge électrique 9 ;

Déterminer 102 un deuxième courant maximal de recharge de la batterie de puissance 5 ;

Déterminer 103 un troisième courant maximal d’alimentation électrique de la batterie de puissance 5 et du réseau électrique 2.

[0053] Le procédé 100 comporte ensuite une étape supplémentaire, exécutée par exemple au moyen de l’unité de contrôle véhicule 7, de transmettre 109 une troisième consigne de courant de recharge à la borne de recharge électrique 9, la troisième consigne de courant de recharge étant égale au troisième courant maximal d’alimentation déterminé auquel on ajoute l’écart de courant.

[0054] Dans une mise en œuvre non limitative, cette étape 109 est exécutée périodiquement par l’unité de contrôle véhicule 7 selon une deuxième période prédéterminée comprise entre 20 et 100 millisecondes.

[0055] Le procédé 100 comporte ensuite une étape supplémentaire, exécutée par exemple au moyen de l’unité de contrôle véhicule 7, de charger 110 la batterie de puissance 5 au moyen d’un courant égal à la troisième consigne de courant de recharge. A cette fin, la borne de recharge électrique 9 transmet un courant égal à la troisième consigne de courant de recharge à la batterie de puissance 5.

[0056] Le procédé 100 réitère ensuite l’étape de déterminer 106 le cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie de puissance 5.

[0057] Ensuite, le procédé 100 comporte les étapes, exécutée par exemple au moyen de l’unité de contrôle véhicule 7, de :

Si le cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie de puissance 5 déterminé est inférieur au deuxième courant maximal de recharge de la batterie de puissance 5 déterminé, transmettre 107a, à la borne de recharge électrique 9, une deuxième consigne de courant de recharge supérieure à la première consigne de courant de recharge, ou si le cinquième courant de recharge aux bornes de la batterie de puissance 5 déterminé est supérieur d’un pourcentage prédéterminé au deuxième courant maximal de recharge de la batterie de puissance 5 déterminé, transmettre 107b, à la borne de recharge électrique 9, une deuxième consigne de courant de recharge égale au troisième courant maximal d’alimentation électrique de ladite batterie 5 et du réseau électrique 2. Le pourcentage prédéterminé peut par exemple être de 1%. [0058] Le procédé 100 réitère ensuite l’étape de charger 108 la batterie de puissance 5 au moyen d’un courant égal à la deuxième consigne de courant de recharge.

[0059] Il convient de noter que l’homme du métier est en mesure d’apporter différentes variantes aux aspects de l’invention précités, par exemple en modifiant les valeurs de la cartographie de courants.

[0060] En outre, les exemples décrits portent sur un véhicule mais il est entendu que le procédé selon l’invention peut s’appliquer à tout autre type de dispositif équipé d’une batterie, par exemple une tablette numérique ou un outil portatif.