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Patent 2847528 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2847528
(54) English Title: PROCEDE ET DISPOSITIF DE RECHARGE OPTIMISEE DE BATTERIE ELECTRIQUE
(54) French Title: METHOD AND DEVICE FOR OPTIMIZED RECHARGING OF AN ELECTRIC BATTERY
Status: Deemed Abandoned and Beyond the Period of Reinstatement - Pending Response to Notice of Disregarded Communication
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • B60L 53/60 (2019.01)
  • H02J 03/14 (2006.01)
  • H02J 07/00 (2006.01)
  • H02J 07/04 (2006.01)
(72) Inventors :
  • ROUSSELLE, MELAINE (France)
  • ALBERDI, GAIZKA (France)
(73) Owners :
  • ELECTRICITE DE FRANCE
  • ELECTRICITE RESEAU DISTRIBUTION FRANCE
(71) Applicants :
  • ELECTRICITE DE FRANCE (France)
  • ELECTRICITE RESEAU DISTRIBUTION FRANCE (France)
(74) Agent: NORTON ROSE FULBRIGHT CANADA LLP/S.E.N.C.R.L., S.R.L.
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2012-09-06
(87) Open to Public Inspection: 2013-03-14
Examination requested: 2014-03-03
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2012/051990
(87) International Publication Number: FR2012051990
(85) National Entry: 2014-03-03

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
11 57960 (France) 2011-09-07

Abstracts

English Abstract

The invention relates to a method of optimized recharging of the electric battery (BAT) of at least one electrical system (VE) by an electrical recharging device (TE), in which the electric battery is recharged (400) during at least one time interval (?Tchg(i)) by applying a charging power level (Pk(i)) associated with this time interval, this time interval (?Tchg(i)) belonging to an available charging time period (Td) initiated by the connecting of the recharging system of the electric battery to the electrical recharging device, and the charging power level (Pk(i)) being determined (300) as a function of a charging curve (TLC) associated with the electrical recharging device and of the residual electrical energy (Ein) contained in the electric battery upon the connecting of the electric battery charging system to the electrical recharging device. The invention also relates to a device (TE) for optimized recharging implementing such a method, as well as to an optimized recharging system (SE) comprising such an optimized recharging device.


French Abstract

L'invention concerne un procédé de recharge optimisée de la batterie électrique (BAT) d'au moins un système électrique (VE) par un dispositif de recharge électrique (TE), dans lequel la batterie électrique est rechargée (400) durant au moins un intervalle de temps (?Tchg(i)) en appliquant un niveau de puissance de charge (Pk(i)) associé à cet intervalle de temps, cet intervalle de temps (?Tchg(i)) appartenant à une période de temps de charge disponible (Td) initiée par le branchement du système de recharge de la batterie électrique au dispositif de recharge électrique, et le niveau de puissance de charge (Pk(i)) étant déterminé (300) en fonction d'une courbe de charge (TLC) associée au dispositif de recharge électrique et de l'énergie électrique résiduelle (Ein) contenue dans la batterie électrique lors du branchement du système de charge de la batterie électrique au dispositif de recharge électrique. L'invention concerne également un dispositif (TE) de recharge optimisée mettant en uvre un tel procédé, ainsi qu'un système de recharge optimisée (SE) comprenant un tel dispositif de recharge optimisée.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


Revendications
1. Procédé de recharge optimisée de la batterie électrique (BAT) d'au moins
un système électrique (V E) par un dispositif de recharge électrique (T E),
dans lequel la
batterie électrique est rechargée (400) durant au moins un intervalle de temps
(.DELTA. T chg(i))
en appliquant un niveau de puissance de charge (P k(i)) associé audit
intervalle de
temps, ledit intervalle de temps (.DELTA.T chg(i)) appartenant à une période
de temps de
charge disponible (Td) initiée par le branchement du système de recharge de la
batterie
électrique au dispositif de recharge électrique, et le niveau de puissance de
charge
(P k(i)) étant déterminé (300) en fonction d'une courbe de charge (TLC)
associée audit
dispositif de recharge électrique et de l'énergie électrique résiduelle (E in)
contenue dans
la batterie électrique lors du branchement du système de charge de la batterie
électrique au dispositif de recharge électrique ;
comprenant en outre :
l'échantillonnage (311) de la courbe de charge (TLC) sur la période de temps
de
charge disponible (Td) afin d'obtenir un ensemble de valeurs de puissance de
courbe
de charge ({TLC(i)}1.ltoreq.1.ltoreq.n) associées respectivement à des
intervalles de temps (.DELTA.T(i))
consécutifs; et
le tri (313), par ordre croissant, des valeurs de puissance de courbe de
charge
({TLC(i)}1.ltoreq.1.ltoreq.n) afin d'obtenir un ensemble de valeurs de
puissance de courbe de charge
triées ({TTC(i)}1.ltoreq.1.ltoreq.n));
la batterie électrique du véhicule électrique étant rechargée (400) durant k
intervalles de temps de charge associés respectivement au k premières valeurs
de
puissance de courbe de charge triées, les niveaux de puissance de charge
appliqués
respectivement durant lesdits k intervalles de temps de charge étant
déterminés en
fonction de la k+1-ième valeur de puissance de courbe de charge triées
(TTC(k)).
2. Procédé de recharge optimisée selon la revendication 1, dans lequel la
détermination (300) des niveaux de puissance de charge appliqués durant
lesdits k
intervalles de temps de charge comprend les étapes suivantes, exécutées tant
que
l'indice k, de valeur initiale égale à 1, est incrémenté :
associer (320), pour les k intervalles de temps associés aux k premières
valeurs
de puissance de courbe de charge triées ({TTC(i)}1.ltoreq.1.ltoreq.k), une
valeur de puissance de
courbe de charge au rang k (TLC k(i)) égale à la k+1ème valeur de puissance de
courbe
de charge triée (TTC(k+1)) ;

calculer (330), pour chacun des k intervalles de temps associés aux k
premières
valeurs de puissance de courbe de charge triées ({TTC(i)}1.ltoreq.i.ltoreq.k),
un niveau de puissance
de charge au rang k (P k(i)) associé audit intervalle de temps, ledit niveau
de puissance
de charge au rang k (P k(i)) étant déterminé en fonction de la différence
entre la valeur
de puissance de courbe de charge au rang k (TLC k(i)) et la valeur de
puissance la
courbe de charge (TLC(i)) associées audit intervalle de temps ;
comparer (350) une énergie électrique au rang k (E k), déterminée (340) en
appliquant les niveaux de puissance de charge au rang k (P k(i)) sur les k
intervalles de
temps auxquels ils sont respectivement associés, avec une énergie électrique
(E)
requise pour la recharge de la batterie (BAT) ;
incrémenter (355) l'indice k si l'énergie électrique au rang k (E k) est
inférieure ou
égale à l'énergie (E) requise pour la recharge de la batterie (BAT).
3. Procédé de recharge optimisée selon la revendication 2, dans lequel,
pour
chacun des k intervalles de temps associés aux k premières valeurs de
puissance de
courbe de charge triées ({TTC(i)}1.ltoreq.i.ltoreq.k), le niveau de puissance
de charge au rang k
(P k(i)) associé audit intervalle de temps est égal à la valeur minimum entre,
d'une part,
une valeur de puissance de courbe de charge maximale (P max) et, d'autre
part, la
différence entre la valeur de puissance de courbe de charge au rang k (TLC
k(i)) et la
valeur de puissance de courbe de charge (TLC(i)) associées audit intervalle de
temps.
4. Procédé de recharge optimisée selon l'une des revendications 2 ou 3,
dans lequel, lorsque l'énergie électrique au rang k (E k) est supérieure à
l'énergie (E)
requise pour la recharge de la batterie (BAT), pour chacun des k intervalles
de temps
associés aux k premières valeurs de puissance de courbe de charge triées
({TTC(i)1.ltoreq.i.ltoreq.k), le niveau de puissance de charge au rang k (P
k(i)) associé audit intervalle
de temps est égal (360) à la valeur minimum entre, d'une part, une valeur de
puissance
de courbe de charge maximale (P max) et, d'autre part, la somme du niveau de
puissance de charge au rang k-1 (P k-1 (i)) et de la différence entre
l'énergie (E) requise
et l'énergie électrique au rang k-1 (E k-1) divisée par le nombre k.
5. Procédé de recharge optimisée selon l'une des revendications 2 à 4, dans
lequel, lorsque l'énergie électrique au rang k (E k) est inférieure ou égale à
l'énergie (E)
requise pour la recharge de la batterie (BAT), la détermination (300) comprend
en outre
la comparaison (370) entre une durée de charge au rang k (.SIGMA..DELTA.T
chg), égale à la somme

des k intervalles de temps associés aux k premières valeurs de puissance de
courbe de
charge triées, avec la durée (Td) de la période de temps de recharge
disponible, l'indice
k n'étant incrémenté (355) que si la durée de charge au rang k
(.SIGMA..DELTA.T chg) est inférieure ou
égale à la durée (Td) de la période de temps de recharge disponible.
6. Procédé de recharge optimisée selon la revendication 5, dans lequel,
lorsque la durée de charge au rang k (.SIGMA..DELTA.T chg) est supérieure
(370) à la durée (Td) de la
période de temps de recharge disponible et lorsque l'énergie électrique au
rang k (E k)
diffère (380) de l'énergie (E) requise pour la recharge de la batterie (BAT)
d'au moins
un écart prédéterminé, la détermination (300) comprend le calcul (390), pour
chaque
intervalle de temps (.DELTA.T(j)) consécutif de la période de temps disponible
(Td), d'un
niveau de puissance de charge à appliquer égal à la valeur minimum entre,
d'une part,
une valeur de puissance de courbe de charge maximale (P max) et, d'autre part,
la
somme entre le niveau de puissance au rang k (P k(j)) associé audit intervalle
de temps
et la différence entre l'énergie électrique au rang k (Ek) et l'énergie (E)
requise divisée
par le nombre k.
7. Procédé de recharge optimisée selon l'une des revendications 1 à 6, dans
lequel la recharge (400) de la batterie électrique comprend en outre, pour
chacun des
intervalles de temps de charge (.DELTA.T chg(i)) auxquels sont associés un
niveau de
puissance de charge (P k(i)), la comparaison d'un niveau de puissance limite
(P lim(i))
associé audit intervalle de temps de charge avec une valeur prévisionnelle de
puissance de courbe de charge augmentée (TLC+VE(i)) égale à la somme de la
valeur
de puissance de courbe de charge (TLC(i)) et du niveau de puissance de charge
(P k(i))
associées audit intervalle de temps de charge, le niveau de puissance de
charge (P k(i))
n'étant appliqué, durant ledit intervalle de temps de charge (.DELTA.T
chg(i)), que si ladite
valeur prévisionnelle de puissance de courbe de charge augmentée (TLC+VE(i))
est
inférieure au niveau de puissance limite (P lim(i)) associé audit intervalle
de temps de
charge.
8. Procédé de recharge optimisée selon la revendication 7, dans lequel on
associe, à chaque intervalle de temps de charge (.DELTA.T chg(i)) pour lequel
la valeur
prévisionnelle de puissance de courbe de charge augmentée (TLC+VE(i)) est
supérieure ou égale au niveau de puissance limite (P lim(i)) associé audit
intervalle de
temps de charge, une valeur de puissance de charge (P k(i)) substantiellement
égale à

la différence entre le niveau de puissance limite (P lim(i)) et la valeur de
puissance de
courbe de charge (TLC(i)) associées audit intervalle de temps de charge
(.DELTA.T chg(i)).
9. Procédé de recharge optimisée selon l'une des revendications 1 à 8, dans
lequel la période de temps de charge disponible (Td) est déduite (100) en
fonction de
l'instant (t A) de branchement du système de recharge de la batterie
électrique (BAT) au
dispositif de recharge électrique (T E) et d'une indication relative à un
instant (t D) de fin
de recharge fournie par l'utilisateur du véhicule électrique.
10. Procédé de recharge optimisée selon l'une des revendications 1 à 9,
comprenant une vérification préalable (200) de la période de temps de charge
disponible (Td) en fonction de la durée (T100) nécessaire à la recharge
complète de la
batterie électrique (BAT), la recharge (400) de la batterie électrique durant
ledit au
moins un intervalle de temps de charge (.DELTA.T chg(i)) n'ayant lieu que si
la durée de la
période de temps de charge disponible (Td) est supérieure à la durée (T100)
nécessaire
à la recharge complète de la batterie électrique.
11. Procédé de recharge optimisée selon l'une des revendications 1 à 10,
dans lequel la batterie électrique est apte à être modulée en puissance de
charge et ne
présente substantiellement aucun effet de mémoire, en particulier une batterie
électrique de type Lithium¨lon.
12. Programme d'ordinateur comprenant des instructions pour mettre en
uvre les étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 11 lorsqu'il est
exécuté
par une unité de traitement d'un système de recharge électrique.
13. Dispositif de recharge optimisée (T E) d'au moins un véhicule
électrique
(V E), connecté à un réseau d'alimentation électrique (E NET) et comprenant au
moins un
port de branchement (p1) apte à être connecté à la batterie électrique (BAT)
d'un
véhicule électrique (V E), le dispositif étant configuré pour mettre en uvre
les étapes du
procédé selon l'une des revendications 1 à 11 suite au branchement de la
batterie
électrique (BAT) d'un véhicule électrique (V E) sur le port de branchement du
dispositif
de recharge optimisée.

14. Système de recharge optimisée (S E) pour recharger électriquement une
flotte composée d'au moins un véhicule électrique (V E), le système comprenant
un
réseau d'alimentation électrique (E NET) et au moins un dispositif de recharge
électrique
(T E) selon la revendication 13, connecté audit réseau d'alimentation
électrique.
15. Système de recharge optimisée (S E) selon la revendication 14,
comprenant en outre un système informatique distant, connecté au dispositif de
recharge électrique et comprenant une unité de traitement apte à mettre uvre
les
étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 11.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


CA 02847528 2014-03-03
WO 2013/034854
PCT/FR2012/051990
Procédé et dispositif de recharge optimisée de batterie électrique
L'invention concerne le domaine de la gestion de la recharge de batteries
électriques, et notamment la recharge de batteries électriques de véhicules
électriques.
Il existe actuellement une multitude de systèmes électriques disposant d'un
système de stockage d'énergie électrique, notamment constitué d'une ou
plusieurs
batteries électriques et de leur système de recharge associé, pouvant ainsi
être
connectés à un réseau électrique afin d'être rechargé électriquement.
Parmi ces systèmes électriques, on peut notamment citer les véhicules
électriques disposant d'un système de stockage d'énergie électrique pouvant
être
connecté sur des bornes d'alimentation électriques à l'aide d'une prise de
recharge. Les
bornes d'alimentation électrique sont chacune connectées au réseau de
distribution
électrique.
Habituellement, la recharge de la batterie électrique de tels systèmes
électriques
démarre dès la connexion de cette batterie électrique au réseau de
distribution
électrique et se termine lors de la déconnexion de cette batterie électrique
du réseau de
distribution électrique.
Ainsi, en ce qui concerne le cas particulier des véhicules électriques, cette
recharge démarre dès le branchement de la prise de recharge du véhicule
électrique
sur la borne d'alimentation électrique et se poursuit tant que le véhicule
électrique n'est
pas débranché, c'est-à-dire jusqu'au moment où l'utilisateur du véhicule
souhaite
reprendre son véhicule, ou tant que la batterie n'est pas pleine.
Cependant, ce type de recharge n'est pas optimal, car cette recharge ne tient
aucunement compte des contraintes liées au réseau électrique, à la batterie
électrique
à recharger ou à l'utilisateur du système électrique à recharger.
D'une part, les contraintes du réseau électrique auquel est raccordée la borne
d'alimentation électrique peuvent notamment se traduire par une courbe de
charge d'un
transformateur ou d'un point de livraison, qui n'est pas uniforme dans le
temps. Par
exemple, un transformateur est sous contrainte quand sa charge dépasse sa
puissance
nominale.
En effet, plus le niveau de charge du transformateur est élevé, et plus ce
transformateur s'échauffe, ce qui accélère son vieillissement. En outre, de
grandes
variations de charge peuvent induire des dilatations et des contraintes
mécaniques

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assez brutales. A terme, ce transformateur peut devenir plus bruyant par
augmentation
des jeux.
En ce qui concerne la batterie électrique à recharger, cette dernière peut
présenter des niveaux de charge très variés lors de son branchement à une
borne
d'alimentation électrique, ce qui conditionne la quantité d'énergie électrique
nécessaire
à obtenir de la borne d'alimentation électrique, et donc la durée de recharge
nécessaire
pour aboutir à une recharge complète.
Enfin, en ce qui concerne les contraintes de l'utilisateur du système
électrique à
recharger, ce dernier branche et débranche le système à des instants très
variables,
dépendant de son emploi du temps. Ainsi, lorsque le système électrique est une
voiture
électrique, le conducteur de ce véhicule gare et reprend son véhicule à des
instants
dépendant de son emploi du temps, ce qui conditionne le temps de charge
disponible
de la borne d'alimentation électrique.
La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités, en
proposant un procédé de recharge optimisée permettant la prise en compte aussi
bien
des contraintes liées au réseau électrique que de celles liées à l'utilisateur
du système
électrique à recharger, ainsi que des contraintes liées à la batterie
électrique à
recharger, et permettant une meilleure préservation des dispositifs de
recharge du
réseau électrique.
Elle propose à cet effet un procédé de recharge optimisée de la batterie
électrique
d'au moins un système électrique par un dispositif de recharge électrique,
dans lequel
la batterie électrique est rechargée durant au moins un intervalle de temps en
appliquant un niveau de puissance de charge associé à cet intervalle de temps,
cet
intervalle de temps appartenant à une période de temps de charge disponible
initiée par
le branchement du système de recharge de la batterie électrique au dispositif
de
recharge électrique, et le niveau de puissance de charge étant déterminé en
fonction
d'une courbe de charge associée audit dispositif de recharge électrique et de
l'énergie
électrique résiduelle contenue dans la batterie électrique lors du branchement
du
système de charge de la batterie électrique au dispositif de recharge
électrique.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend l'échantillonnage de la
courbe
de charge sur la période de temps de charge disponible afin d'obtenir un
ensemble de
valeurs de puissance de courbe de charge associées respectivement à des
intervalles
de temps consécutifs, et le tri, par ordre croissant, des valeurs de puissance
de courbe

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de charge afin d'obtenir un ensemble de valeurs de puissance de courbe de
charge
triées ;
la batterie électrique du véhicule électrique étant rechargée durant k
intervalles de
temps de charge associés respectivement au k premières valeurs de puissance de
courbe de charge triées, les niveaux de puissance de charge appliqués
respectivement
durant lesdits k intervalles de temps de charge étant déterminés en fonction
de la k+1-
ième valeur de puissance de courbe de charge triée.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la détermination des
niveaux de puissance de charge appliqués durant lesdits k intervalles de temps
de
charge comprend les étapes suivantes, exécutées tant que l'indice k, de valeur
initiale
égale à 1, est incrémenté :
associer, pour les k intervalles de temps associés aux k premières valeurs de
puissance de courbe de charge triées, une valeur de puissance de courbe de
charge au
rang k égale à la k+1ème valeur de puissance de courbe de charge triée ;
calculer, pour chacun des k intervalles de temps associés aux k premières
valeurs
de puissance de courbe de charge triées, un niveau de puissance de charge au
rang k
associé audit intervalle de temps, le niveau de puissance de charge au rang k
étant
déterminé en fonction de la différence entre la valeur de puissance de courbe
de charge
au rang k et la valeur de puissance la courbe de charge associées à
l'intervalle de
temps ;
comparer une énergie électrique au rang k, déterminée en appliquant les
niveaux
de puissance de charge au rang k sur les k intervalles de temps auxquels ils
sont
respectivement associés, avec une énergie électrique requise pour la recharge
de la
batterie ;
incrémenter l'indice k si l'énergie électrique au rang k est inférieure ou
égale à
l'énergie requise pour la recharge de la batterie.
Selon un mode de réalisation, pour chacun des k intervalles de temps associés
aux k premières valeurs de puissance de courbe de charge triées, le niveau de
puissance de charge au rang k associé à l'intervalle de temps est égal à la
valeur
minimum entre, d'une part, une valeur de puissance de courbe de charge
maximale et,
d'autre part, la différence entre la valeur de puissance de courbe de charge
au rang k et
la valeur de puissance de courbe de charge associées à cet intervalle de
temps.
Selon un autre mode de réalisation, lorsque l'énergie électrique au rang k est
supérieure à l'énergie requise pour la recharge de la batterie, pour chacun
des k
intervalles de temps associés aux k premières valeurs de puissance de courbe
de

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charge triées, le niveau de puissance de charge au rang k associé à cet
intervalle de
temps est égal à la valeur minimum entre, d'une part, une valeur de puissance
de
courbe de charge maximale et, d'autre part, la somme du niveau de puissance de
charge au rang k-1 et de la différence entre l'énergie requise et l'énergie
électrique au
rang k-1 divisée par le nombre k.
Selon un autre mode de réalisation, lorsque l'énergie électrique au rang k est
inférieure ou égale à l'énergie requise pour la recharge de la batterie, la
détermination
comprend en outre la comparaison entre une durée de charge au rang k, égale à
la
somme des k intervalles de temps associés aux k premières valeurs de puissance
de
courbe de charge triées, avec la durée de la période de temps de recharge
disponible,
l'indice k n'étant incrémenté que si la durée de charge au rang k est
inférieure ou égale
à la durée de la période de temps de recharge disponible.
En particulier, lorsque la durée de charge au rang k est supérieure à la durée
de
la période de temps de recharge disponible et lorsque l'énergie électrique au
rang k
diffère de l'énergie requise pour la recharge de la batterie d'au moins un
écart
prédéterminé, la détermination comprend le calcul, pour chaque intervalle de
temps
consécutif de la période de temps disponible, d'un niveau de puissance de
charge à
appliquer égal à la valeur minimum entre, d'une part, une valeur de puissance
de
courbe de charge maximale et, d'autre part, la somme entre le niveau de
puissance au
rang k associé audit intervalle de temps et la différence entre l'énergie
électrique au
rang k et l'énergie requise divisée par le nombre k.
Dans un mode de réalisation particulier, la recharge de la batterie électrique
comprend en outre, pour chacun des intervalles de temps de charge auxquels
sont
associés un niveau de puissance de charge, la comparaison d'un niveau de
puissance
limite associé à cet intervalle de temps de charge avec une valeur
prévisionnelle de
puissance de courbe de charge augmentée égale à la somme de la valeur de
puissance de courbe de charge et du niveau de puissance de charge associées à
cet
intervalle de temps de charge, le niveau de puissance de charge n'étant
appliqué,
durant cet intervalle de temps de charge, que si ladite valeur prévisionnelle
de
puissance de courbe de charge augmentée est inférieure au niveau de puissance
limite
associé à cet intervalle de temps de charge.
De manière particulièrement avantageuse, on associe, à chaque intervalle de
temps de charge pour lequel la valeur prévisionnelle de puissance de courbe de
charge
augmentée est supérieure ou égale au niveau de puissance limite associé à cet
intervalle de temps de charge, une valeur de puissance de charge
substantiellement

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égale à la différence entre le niveau de puissance limite et la valeur de
puissance de
courbe de charge associées à cet intervalle de temps de charge.
Selon un mode de réalisation, la période de temps de charge disponible est
déduite en fonction de l'instant de branchement du système de recharge de la
batterie
électrique au dispositif de recharge électrique et d'une indication relative à
un instant de
fin de recharge fournie par l'utilisateur du véhicule électrique.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé comprend une vérification
préalable de la période de temps de charge disponible en fonction de la durée
nécessaire à la recharge complète de la batterie électrique, la recharge de la
batterie
électrique durant ledit au moins un intervalle de temps de charge n'ayant lieu
que si la
durée de la période de temps de charge disponible est supérieure à la durée
nécessaire
à la recharge complète de la batterie électrique.
Dans un mode de réalisation particulier, la batterie électrique est apte à
être
modulée en puissance de charge et ne présente substantiellement aucun effet de
mémoire, en particulier une batterie électrique de type Lithium¨Ion.
La présente invention propose également un programme d'ordinateur comprenant
des instructions pour mettre en oeuvre les étapes du procédé ci-avant
lorsqu'il est
exécuté par une unité de traitement d'un système de recharge électrique. Un
tel
programme doit être considéré comme un produit dans le cadre de la protection
qui est
recherchée par la présente demande de brevet.
La présente invention propose en outre un dispositif de recharge optimisée
d'au
moins un véhicule électrique, connecté à un réseau d'alimentation électrique
et
comprenant au moins un port de branchement apte à être connecté à la batterie
électrique d'un véhicule électrique, le dispositif étant configuré pour mettre
en oeuvre les
étapes du procédé ci-avant suite au branchement de la batterie électrique d'un
véhicule
électrique sur le port de branchement du dispositif de recharge optimisée.
La présente invention propose enfin un système de recharge optimisée pour
recharger électriquement une flotte composée d'au moins un véhicule
électrique, le
système comprenant un réseau d'alimentation électrique et au moins un
dispositif de
recharge électrique tel que décrit ci-avant, connecté audit réseau
d'alimentation
électrique. En particulier, ce système comprend en outre un système
informatique

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distant, connecté au dispositif de recharge électrique et comprenant une unité
de
traitement apte à mettre oeuvre les étapes du procédé ci-avant.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen
de la
description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre un système de recharge optimisée de véhicules
électriques
selon la présente invention ;
- la figure 2 illustre les étapes d'un procédé de recharge optimisée d'un
véhicule
électrique selon la présente invention ;
- la figure 3 illustre un mode de réalisation d'une étape de vérification
préalable du
procédé de recharge optimisée selon la présente invention ;
- la figure 4 illustre un mode de réalisation de l'étape de détermination
des niveaux
de puissance à appliquer dans le procédé de recharge optimisée selon la
présente
invention ; et
- la figure 5 représente un graphique illustrant l'effet positif obtenu en
employant le
procédé de recharge électrique selon la présente invention.
On se réfère tout d'abord à la figure 1 sur laquelle est illustré un système
de
recharge optimisée de véhicules électriques selon la présente invention.
Ce système de recharge optimisée, désigné par SE sur la figure 1, comprend au
moins un dispositif de recharge électrique TE, apte à être connecté au système
de
recharge de la batterie électrique BAT d'un ou plusieurs systèmes électriques
VE afin de
la recharger électriquement.
Un seul dispositif de recharge électrique TE et un seul système électrique VE
sont
représentés sur cette figure 1, à titre purement illustratif, mais le système
de recharge
optimisée SE peut comprendre un nombre quelconque de dispositifs de recharge
électrique afin de pouvoir recharger électriquement un nombre quelconque de
systèmes
électriques.
Ce dispositif de recharge électrique TE est lui-même connecté à un réseau
d'alimentation électrique ENET afin d'obtenir l'énergie électrique nécessaire
à cette
recharge et peut comprendre un transformateur électrique, par exemple. Ce
dispositif
TE dispose ainsi d'un ou plusieurs ports de branchement Pi,.. .,Pi apte(s) à
être
connecté(s) à la batterie électrique BAT d'un système électrique pour procéder
à sa

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recharge au moyen de l'énergie électrique fourni par le réseau d'alimentation
électrique
ENET=
Le système électrique VE comprend une, voire plusieurs, batterie électrique
BAT
associée à un système de charge de cette batterie. Ce système électrique VE
est utilisé
par un utilisateur U qui branche, et débranche, le système de charge de cette
batterie
électrique BAT au dispositif de recharge électrique TE en fonction de son
emploi de
temps.
Sur la figure 1, à titre purement illustratif, le système électrique VE est
représenté
comme étant un véhicule électrique, la présente demande trouvant une
application
particulièrement avantageuse à ce type particulier de système électrique. Dans
cet
exemple illustratif, le véhicule électrique VE est conduit par un utilisateur
U qui branche
et débranche le système de recharge de la batterie électrique BAT au
dispositif de
recharge électrique TE en fonction de son emploi de temps. Un tel véhicule
électrique
peut être une automobile, un vélomoteur, ou tout autre équipement disposant
d'une
batterie électrique pouvant être rechargée depuis le réseau électrique.
Ainsi, lors de l'optimisation de la recharge du système électrique VE,
différentes
contraintes s'appliquent au système de recharge optimisée décrit à la figure 1
:
- les contraintes liées au réseau de recharge électrique, telle que la courbe
de
charge associée au dispositif de recharge électrique TE;
- les contraintes liées à la batterie électrique à recharger, telles que le
profil de
charge de la batterie électrique BAT, ou l'énergie électrique encore stockée
dans cette
batterie lorsque l'utilisateur U branche cette batterie BAT au dispositif de
recharge
électrique TE; et
- les contraintes liées à l'utilisateur U lui-même, notamment au niveau de son
emploi de temps, qui influencent les instants de branchement et de
débranchement du
système électrique sur le dispositif de recharge électrique TE, et donc la
durée
disponible de recharge de la batterie BAT.
Dans la présente invention, la batterie électrique BAT du système électrique
VE
est ainsi rechargée durant au moins un intervalle de temps de charge ATchg(i)
appartenant à une période de temps de charge disponible Td, qui est initiée
par le
branchement du système de recharge de cette batterie électrique BAT au
dispositif de
recharge électrique TE, ce qui permet d'optimiser la recharge de cette
batterie en
fonction de certaines contraintes liées à l'utilisateur en matière d'emploi du
temps.
Par ailleurs, l'intervalle de temps de charge ATchg(i) est déterminé en
fonction
d'une courbe de charge TLC associée au dispositif de recharge électrique TE,
ce qui

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permet également d'optimiser la recharge de la batterie électrique BAT en
fonction de
contraintes liées au dispositif de recharge électrique TE, et donc au système
de
recharge optimisée SE.
Une telle courbe de charge TLC peut être estimée à un moment donné, par
exemple sur la base d'une variation de charge attendue, ou mise à jour en
cours de
charge, de manière à assurer une optimisation continue de la charge par
rapport à l'état
instantané du dispositif de recharge électrique TE. D'une part, à titre
illustratif,
l'estimation de la courbe de charge TLC peut être effectuée sur la base de
modèles
prédéfinis de courbe de charge ou de modèles de courbe de charge calculés à
partir
d'un historique de charges relevées au niveau du dispositif de recharge
électrique TE.
D'autre part, la mise à jour de la courbe de charge TLC peut en particulier
être réalisée
grâce à l'échantillonnage en temps-réel de la charge du dispositif de recharge
électrique TE. Une telle mise à jour est particulièrement intéressante dans le
cas où un
grand nombre de batteries se connectent et se rechargent en même temps, ce qui
peut
induire des variations importantes de la courbe de charge TLC.
On se réfère maintenant à la figure 2, sur laquelle sont illustrées les étapes
d'un
procédé de recharge optimisée de la batterie électrique d'un système
électrique selon la
présente invention.
Ce procédé concerne la recharge électrique optimisée de la batterie électrique
d'un ou plusieurs systèmes électriques VE par un dispositif de recharge
électrique TE, le
système électrique VE comprenant une batterie électrique BAT associée à un
système
de recharge pouvant être connecté à ce dispositif de recharge électrique TE
afin de
procéder à cette recharge. Par la suite, la recharge optimisée d'un seul
système
électrique VE est décrite à titre illustratif, mais le procédé peut
s'appliquer à la recharge
d'un nombre quelconque de systèmes électriques.
Ce procédé peut tout d'abord comprendre la détermination (étape 100) d'une
période de temps de charge disponible Td, effectuée pour tenir compte des
contraintes
de l'utilisateur, en particulier en termes d'emploi du temps, ce qui influence
le temps
disponible pour procéder à la recharge de la batterie électrique BAT.
Ainsi, l'instant tA de branchement du système de recharge de la batterie
électrique
BAT au dispositif de recharge électrique TE permet de déterminer le début de
la période
de temps de charge disponible Td. En d'autres termes, cet instant tA de
branchement
de la batterie électrique initie la période de temps de charge disponible Td.

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Pour déterminer l'instant tij correspondant à la fin la période de temps de
charge
disponible Td, il est avantageux de demander à l'utilisateur d'indiquer
l'heure à laquelle
il prévoit de déconnecter le système électrique VE (par exemple l'heure à
laquelle il
prévoit de reprendre son véhicule électrique), par exemple son heure de départ
le matin
avant de partir au travail. L'utilisateur U peut ainsi fournir une indication
relative à cet
instant tp de fin de recharge, par exemple via une interface web
spécifiquement dédiée
à cet effet sur un smartphone ou sur le tableau de bord du véhicule électrique
employé.
Une fois cette période de temps de charge disponible Td déterminée, il est
avantageux de vérifier préalablement (étape 200) que la période de temps de
charge
lo disponible Td est suffisante, afin de n'engager le processus de recharge
optimisée que
lorsque c'est le cas. Dans le cas contraire, un processus de recharge
électrique
classique peut être mis en oeuvre (étape 250) durant toute la durée de la
période de
temps de charge disponible Td, comme cela sera expliqué ultérieurement.
La figure 3 illustre un mode de réalisation d'une telle étape 200 de
vérification
préalable.
Dans ce mode de réalisation, une durée de charge partielle Tx, correspondant
au
niveau d'énergie électrique résiduelle E,n contenue dans la batterie
électrique BAT lors
de son branchement au dispositif de recharge TE, est tout d'abord calculée
(étape 210).
En d'autres termes, cette durée de charge partielle Tx correspond au temps
nécessaire pour charger la batterie électrique BAT, à partir d'un état où elle
est vide
d'énergie (c'est-à-dire en partant d'un état de charge SoC nul), jusqu'au
niveau
d'énergie électrique résiduelle Ein.
Dans le cas particulier où l'information disponible au moment du branchement
consiste en un état de charge SoCo de la batterie BAT, ce niveau d'énergie
électrique
résiduelle E,n est calculé au préalable au moyen de l'équation (1) suivante :
(1) = Eexp = SO Co
où:
- Eexpi est la capacité exploitable de cette batterie BAT ; et
- SoCo est l'état de charge de la batterie électrique BAT au moment de son
branchement au dispositif de recharge TE (i.e. à l'instant tA illustré sur la
figure 4).

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La durée de charge partielle Tx est alors déterminée grâce à l'équation (2)
suivante :
Tx
(2) E in = 11 BAT = 11 chrgr f PFL(t)dt ,
o
où:
- T1BAT est le paramètre d'efficacité de la batterie électrique BAT,
compris entre 0 et
100%;
- Tichrgr est le paramètre d'efficacité du chargeur de cette batterie BAT,
compris
également entre 0 et 100% ; et
- PFL(t) est le profil de la charge de la batterie électrique BAT soutirée du
réseau
d'alimentation électrique.
La durée de charge complète Tcomp, correspondant au temps nécessaire à la
charge complète de la batterie électrique BAT à partir d'un état où elle est
vide
d'énergie (c'est-à-dire en partant d'un état de charge SoC nul), est ensuite
déterminée
(étape 220) en fonction du le profil PFL(t) de charge de la batterie
électrique BAT.
En particulier, cette durée de charge Tcomp est calculée grâce à l'équation
(3)
suivante :
Tcomp
(3) E max = 11 BAT = 1 1 chrgr f PFL(t)dt
0
Où Emax est le niveau d'énergie électrique atteint à la fin de cette charge
complète,
correspondant typiquement au niveau d'énergie de charge maximum de la batterie
électrique BAT. La présente invention ne se limite cependant pas à ce seul
cas, et peut
aussi s'appliquer au cas où Emax est un niveau d'énergie électrique
correspondant à un
certain niveau d'énergie de charge souhaité, différent du niveau maximum de
charge de
la batterie électrique BAT.
Les étapes 210 de détermination de la durée de charge partielle Tx et 220 de
détermination de la durée de charge complète Tcomp ne sont pas nécessairement
réalisées dans l'ordre indiqué précédemment, mais peuvent très bien être
réalisées
dans l'ordre inverse, c'est-à-dire avec une détermination de la durée de
charge
complète Tcomp précédant la détermination de la durée de charge partielle Tx.

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Une fois les durées Tx et Tcomp déterminées, la durée T100 de charge
nécessaire
pour une charge complète de la batterie BAT contenant un niveau d'énergie
résiduelle
Ein peut être déterminée (étape 230) au moyen de l'équation suivante :
(4) T100 = Tcomp¨Tx
Cette durée T100 peut alors être comparée (étape 240) avec la durée de la
période
de temps de charge disponible Td, afin de déterminer si l'on dispose de
suffisamment
de temps pour effectuer une recharge complète.
Si cette durée T100 est inférieure à la durée de la période de temps de charge
disponible Td, alors il est possible de mettre avantageusement le procédé de
recharge
optimisé selon la présente invention. Si, par contre, cette durée T100 est
supérieure à la
durée de la période de temps de charge disponible Td, alors une recharge
complète de
la batterie électrique BAT n'est pas possible.
Dans ce dernier cas, on peut procéder à une recharge électrique traditionnelle
au
cours de laquelle le profil de charge PFL(t), tronqué par la durée Tx, est
appliqué durant
toute la période de temps de charge disponible Td, c'est-à-dire où le plan de
charge
durant cette période Td se base sur une puissance de charge correspondant à
P(t) = PFL(Tx + t) .
Pour revenir au procédé de recharge optimisée illustré à la figure 2, après
avoir
déterminé la période de temps de charge disponible Td et éventuellement
vérifié que la
durée T100 est bien inférieure à la durée de cette période de temps de charge
disponible
Td, on détermine (étape 300) un, ou plusieurs, niveau de puissance de charge
Pk(i) à
appliquer respectivement pendant un, ou plusieurs, intervalle de temps de
charge
ATchg(i) appartenant à la période de temps de charge disponible Td, initiée
par le
branchement du système de recharge de la batterie électrique BAT au dispositif
de
recharge électrique TE, un niveau de puissance de charge Pk(i) étant déterminé
pour
chaque intervalle de temps de charge ATchg(i) et associé à celui-ci.
La détermination du ou des niveau(x) de puissance de charge Pk(i) est
effectuée,
d'une part, en fonction d'une courbe de charge TLC associée au dispositif de
recharge
électrique TE et, d'autre part, de l'énergie électrique résiduelle Ein
contenue dans la
batterie électrique BAT lors du branchement de la batterie électrique au
dispositif de
recharge électrique.

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La batterie électrique BAT est alors rechargée (étape 400) durant le(s)
intervalle(s)
de temps de charge ATchg(i) en appliquant, lors de chaque intervalle de temps
de
charge ATchg(i), le niveau de puissance de charge Pk(i) qui lui est associé.
Ainsi, la recharge de la batterie électrique BAT se fait en tenant compte des
contraintes de l'utilisateur (reflétées par la période de temps de charge
disponible Td),
du réseau électrique (reflétées par la courbe de charge TLC du dispositif de
recharge
électrique TE) et du véhicule électrique (reflétées par l'énergie électrique
résiduelle E,n
encore contenue dans la batterie électrique BAT au moment de son branchement
sur le
dispositif de recharge électrique TE).
La figure 4 illustre un mode de réalisation de l'étape 300 de détermination
des
niveaux de puissance à appliquer.
Cette étape de détermination comprend la détermination préalable (étape 310)
d'un ensemble de valeurs de puissance de courbe de charge {TTC(i)}1<1<n triées
par
ordre croissant à partir de la courbe de charge TLC associée au dispositif de
recharge
électrique TE
En particulier, cette détermination préalable peut comprendre, dans un premier
temps, l'échantillonnage (sous-étape 311) de la courbe de charge TLC associée
au
dispositif de recharge électrique TE, sur la période de temps de charge
disponible Td,
afin d'obtenir un ensemble {TLC(i)}1<1<n de valeurs de puissance de courbe de
charge
TLC(1) à TLC(n) associées chacune à des intervalles de temps AT(1) à AT(n)
consécutifs dans la période de temps de charge disponible Td.
Cet échantillonnage est avantageusement réalisé avec un pas de temps
prédéterminé correspondant à une durée d'intervalle de temps de recharge AT,
une
valeur de puissance de courbe de charge TLC(i) étant alors associée à l'indice
de
temps i désignant le i-ème intervalle de temps AT(i) compris dans la période
de temps
de charge disponible Td.
Ainsi, à l'issue de cette phase d'échantillonnage, des valeurs de puissance de
courbe de charge TLC(1),...,TLC(i),...,TLC(n) sont associées respectivement à
une
succession d'intervalles de temps AT(1),...4T(i),...4T(n) consécutifs, eux-
mêmes
désignés par une succession d'indice de temps 1,...,i,....n, respectant la
relation
AT(i).i*AT.
L'échantillonnage de la courbe de charge TLC permet de travailler en temps
discret, notamment lors du tri des indices associés aux valeurs de puissance
de courbe

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de charge, ce qui est plus facilement réalisable notamment avec des moyens
informatiques.
Une fois la courbe de charge TLC échantillonnée, les valeurs de puissance de
courbe de charge TLC(1) à TLC(n) sont triées (sous-étape 313) par ordre
croissant,
dans un deuxième temps, afin d'obtenir l'ensemble {TTC(i)}1<1<n de valeurs de
puissance
de courbe de charge triées, chacune de ces valeurs de puissance de courbe de
charge
triées {TTC(i)}1<1<n étant associée respectivement à l'un desdits intervalles
de temps
AT(1) à AT(n).
Ainsi, si les valeurs TLC(i) suivantes sont obtenues, purement à titre
d'exemple,
en échantillonnant la courbe de charge toutes les heures entre 1 heure et 7
heures du
matin :
TLC(1) = 75 kW
TLC(2) = 80 kW
TLC(3) = 70 kW
TLC(4) = 65 kW
TLC(5) = 65 kW
TLC(6) = 60 kW
TLC(7) = 70 kW
Alors, on obtient les valeurs de puissance de courbe de charge triées TTC(i)
suivantes :
TTC(1) = TLC(6) = 60 kW;
TTC(2) = TLC(4) = 65 kW;
TTC(3) = TLC(5) = 65 kW;
TTC(4) = TLC(3) = 70 kW;
TTC(5) = TLC(7) = 70 kW;
TTC(6) = TLC(1) = 75 kW; et
TTC(7) = TLC(2) = 80 kW.
Dans ce tri, lorsque plusieurs valeurs de puissance de courbe de charge TLC(i)
sont identiques, on peut les trier par exemple selon leur ordre chronologique,
ce qui est
illustré ci-avant avec les valeurs TLC(4) et TLC(5) qui donnent respectivement
les
valeurs de puissance de courbe de charge triées TTC(2) et TTC(3).

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Une fois les valeurs de puissance de courbe de charge triées TTC(1) à TTC(n)
obtenues, l'énergie électrique résiduelle E,n de la batterie électrique BAT du
véhicule
électrique est alors déterminée (étape 315).
Cette énergie électrique résiduelle E,n est communiquée telle quelle par le
véhicule
électrique VE, si ce dernier est capable de la mesurer lui-même. Si, par
contre, le
véhicule électrique VE mesure l'état de charge résiduel SoCo de la batterie
BAT au
moment du branchement au dispositif de recharge électrique TE, alors cette
énergie
électrique résiduelle E,n peut être calculée à partir de cet état de charge
résiduel SoCo
au moyen de l'équation (1) décrite précédemment.
Une fois obtenues les valeurs de puissance de courbe de charge triées TTC(1) à
TTC(n) et l'énergie électrique résiduelle E,n de la batterie BAT, le ou les
niveaux de
puissance de charge Pk(i), à appliquer pendant un ou plusieurs intervalles de
temps
charge parmi les intervalles de temps AT(i) consécutifs, sont alors déterminés
au
moyen de ces paramètres.
En particulier, on applique au moins un premier niveau de puissance de charge
Pk(1) pendant un premier intervalle de temps de charge ATchg(1) correspondant
à
l'intervalle de temps AT(i) associé à la première valeur de puissance de
courbe de
charge triées TTC(1), ce premier niveau de puissance de charge étant déterminé
en
fonction de la deuxième valeur de puissance de courbe de charge triées TTC(2),
afin de
pouvoir rehausser ce premier niveau de puissance de charge.
Plus généralement, k niveaux de puissance de charge Pk(1),..., Pk(k) sont
appliqués respectivement durant les k intervalles de temps associés aux k
premières
valeurs de puissance de courbe de charge triées TTC(1) à TTC(k), ces k niveaux
de
puissance de charge Pk(1),..., Pk(k) étant déterminés en fonction de la k+1-
ième valeur
de puissance de courbe de charge triées TTC(k), ce qui permet de rehausser les
niveaux de puissance de charge de la batterie BAT à des moments de faible
niveau de
courbe de charge TLC du dispositif de recharge électrique TE.
Le rehaussement des niveaux de puissance de charge de la batterie à de tels
moments permet de limiter l'impact sur la courbe de charge TLC du dispositif
de
recharge électrique TE et d'éviter les effets délétères associés aux zones de
charge de
valeur élevée de cette courbe de charge TLC.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 4, la détermination des k
niveaux de
puissance de charge Pk(1),...,Pk(k) appliqués durant lesdits k intervalles de
temps
associés aux k premières valeurs de puissance de courbe de charge triées
TTC(1) à

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TTC(k), comprend un processus itératif, fonction d'un indice k, de valeur
initiale égale à
1, qui est incrémenté tant que certaines conditions ne sont pas remplies.
Ce processus itératif comprend les étapes suivantes, répétées tant que
l'indice k
est incrémenté :
= On associe (étape 320), à chacun des k intervalles de temps associés aux
k
premières valeurs de puissance de courbe de charge triées
TTC(1),...,TTC(i),...,TTC(k), une valeur de puissance de courbe de charge au
rang k,
désignée par TLCk(i) pour l'intervalle de temps associé à la i-ème valeur de
puissance
de courbe de charge triées TTC(i), égale à la k+1ème valeur de puissance de
courbe
de charge triée TTC(k+1).
Par cette opération, pour tous les intervalles de temps associés au k
premières
valeurs de puissance de courbe de charge triées TTC(1),...,TTC(i),...,TTC(k),
les
valeurs de puissance de courbe de charge au rang k TLCk(i) sont rehaussées au
niveau
de la k+1ème valeur de puissance de courbe de charge triée TTC(k+1).
= On calcule ensuite (étape 330), pour chacun des k intervalles de temps
associés aux k premières valeurs de puissance de courbe de charge triées
TTC(1),...,TTC(i),...,TTC(k), un niveau de puissance de charge au rang k,
désigné par
Pk(i) lorsque ce niveau est associé à l'intervalle de temps lui-même associé à
la i-ème
valeur de puissance de courbe de charge triées TTC(i).
Ici, pour un intervalle de temps associés à la i-ème valeur de puissance de
courbe
de charge triées TTC(i), le niveau de puissance de charge au rang k Pk(i) est
déterminé
en fonction de la différence entre la valeur de puissance de courbe de charge
au rang k
TLCk(i) et la valeur de puissance de courbe de charge TLC(i) associées à cet
intervalle
de temps.
Dans un mode de réalisation avantageux, pour chacun des k intervalles de temps
associés aux k premières valeurs de puissance de courbe de charge triées
TTC(1),...,TTC(i),...,TTC(k), le niveau Pk(i) de puissance de charge au rang k
associé à
cet intervalle de temps est égal à la valeur minimum entre, d'une part, une
valeur de
puissance de courbe de charge maximale Pmax et, d'autre part, la différence
entre la

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valeur de puissance de courbe de charge au rang k TLCk(i) et la valeur de
puissance de
courbe de charge TLC(i) associées à cet intervalle de temps.
En d'autres termes, le niveau Pk(i) de puissance de charge au rang k est
calculé
selon l'équation (5) suivante :
(5) Pk (i) = min(P , TLCk (i)¨ TLC (i))
La valeur de puissance de courbe de charge maximale Pmax est un paramètre
dépendant de la batterie ou de la puissance souscrite.
Ainsi, dans ce mode de réalisation avantageux, le niveau de puissance Pk(i)
est
toujours au plus égal à cette valeur de puissance de courbe de charge maximale
Pmax,
ce qui garantit de ne jamais dépasser ce seuil.
= On détermine alors (étape 340) une énergie électrique au rang k, désignée
par
Ek, en appliquant les niveaux de puissance de charge au rang k Pk(i) sur les k
intervalles de temps ATchg(1 ),...,ATchg(k) auxquels ils sont respectivement
associés.
Cette énergie Ek correspond à l'augmentation d'énergie électrique pouvant être
obtenue grâce au rehaussement des k premières valeurs de puissance de courbe
de
charge triées.
Cette énergie Ek peut notamment être obtenue au moyen de l'équation (6)
suivante :
(6) Ek = EPk (i) 'ATch g (i)
1=1
= On compare alors (étape 350) l'énergie électrique Ek au rang k ainsi
déterminée avec une énergie électrique E requise pour la recharge de la
batterie
électrique BAT.
Une telle énergie électrique E requise peut être définie au préalable. Elle
peut
notamment être définie comme étant l'énergie nécessaire à la recharge complète
de la
batterie électrique BAT. Elle dépend dans ce cas de l'énergie électrique
résiduelle E,n
contenue dans la batterie électrique lors du branchement de la batterie
électrique au
dispositif de recharge électrique. Plus précisément, elle est égale à la
différence entre

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l'énergie maximale Emax de charge de la batterie électrique et l'énergie
électrique
résiduelle E,n contenue dans la batterie électrique lors du branchement de la
batterie
électrique au dispositif de recharge électrique.
= L'indice k est alors incrémenté (étape 355) si l'énergie électrique Ek au
rang k
est inférieure ou égale à l'énergie E requise pour la recharge de la batterie.
Si, par contre, l'énergie électrique Ek au rang k est supérieure à l'énergie E
requise pour la recharge de la batterie, l'incrémentation de l'indice k n'a
pas lieu et le
processus itératif permettant d'obtenir les niveaux de puissance de charge à
appliquer
s'arrête à ce stade.
Dans un premier mode de réalisation, les niveaux de puissance de courbe de
charge Pk(1) à Pk(k) obtenus à ce stade peuvent alors être appliqués
respectivement
durant les intervalles de temps ATchg(1) Tchg(k) auxquels ils sont
associés.
Cependant, dans un autre mode de réalisation avantageux, pour chacun des k
intervalles de temps associés aux k premières valeurs de puissance de courbe
de
charge triées TTC(1),...,TTC(i),...,TTC(k), le niveau de puissance de charge
au rang k
Pk(i) associé à l'intervalle de temps peut être calculé (étape 360) pour être
est égal à la
valeur minimum entre, d'une part, la valeur de puissance de courbe de charge
maximale Pmax définie précédemment et, d'autre part, la somme entre le niveau
Pk_1(i)
de puissance de charge au rang k-1 associé à l'intervalle de temps et la
différence entre
l'énergie électrique E requise et l'énergie électrique Ek_i au rang k-1,
divisée par le
nombre k.
En d'autres termes, pour le i-ème intervalle de temps concerné, le niveau
Pk(i) de
puissance de charge au rang k est calculé selon l'équation (7) suivante :
(7) Pk (i) =Pk_l (i) E - Ek-1 )
Cette opération permet de répartir équitablement, sur les intervalles de temps
associés aux k premières valeurs de puissance de courbe de charge triées
TTC(1),...,TTC(i),...,TTC(k), le surplus d'énergie nécessaire entre l'énergie
électrique
Ek_i au rang k-1 et l'énergie électrique E requise.

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Jusqu'ici, seule une condition liée à la comparaison de l'énergie électrique
Ek au
rang k avec l'énergie E requise pour la recharge de la batterie a été évoquée
pour
décider, ou non, de la poursuite du processus itératif. Il peut cependant être
avantageux
d'ajouter des conditions supplémentaires.
Ainsi, dans un mode de réalisation avantageux, lorsque l'énergie électrique Ek
au
rang k est inférieure ou égale à l'énergie E requise pour la recharge de la
batterie BAT,
le processus 300 de détermination peut comprendre en outre la comparaison
(étape
370) entre une durée de charge au rang k, désignée par EATchg avec la durée de
la
période de temps de recharge disponible Td. Plus précisément, la durée EATchg
de
charge au rang k est égale à la somme des k intervalles de temps associés aux
k
premières valeurs de puissance de courbe de charge triées.
En particulier, lorsque les intervalles de temps AT(i) et les intervalles de
temps de
charge ATchg(i) ont une durée AT correspondant à un pas d'échantillonnage
prédéterminé, ceci revient à comparer l'indice k avec le nombre n
d'intervalles de temps
consécutifs AT(i).
L'indice k n'est alors incrémenté que si la durée EATchg de charge au rang k
est
inférieure ou égale à la durée de la période de temps de recharge disponible
Td
(autrement dit si l'indice k est inférieur au nombre n dans le cas d'un
échantillonnage
avec un pas de durée ET), c'est-à-dire que si la durée de recharge disponible
est
suffisante pour permettre l'application des k niveaux de puissance Pk(i)
déterminés
jusqu'ici sur leurs k intervalles de temps respectifs.
Si tel n'est pas le cas, c'est-à-dire si la durée totale des k intervalles de
temps
associés aux k premières valeurs de puissance de courbe de charge triées
TTC(1) à
TTC(k) dépasse la durée de la période de recharge disponible Td (autrement dit
si
l'indice k est supérieur ou égal nombre n dans le cas d'un échantillonnage
avec un pas
de durée ET), alors le processus itératif s'arrête à ce stade, la puissance de
charge à
appliquer à la batterie électrique BAT étant modulée sur l'ensemble de la
période de
recharge disponible Td.
Les niveaux de puissance de charge Pk(1) à Pk(k) obtenus à ce stade peuvent
alors être appliqués respectivement durant les intervalles de temps ÅTchg(1)
Tchg(k)
auxquels ils sont respectivement associés, dans un mode de réalisation.
Cependant, dans un autre mode de réalisation, il peut être avantageux à ce
stade de comparer (étape 380) à nouveau l'énergie électrique Ek au rang k avec
l'énergie E requise pour la recharge de la batterie électrique BAT, afin de
déterminer si

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cette énergie électrique Ek au rang k diffère de l'énergie E requise pour la
recharge de
la batterie électrique BAT d'au moins un écart prédéterminé.
Si l'énergie électrique Ek au rang k ne diffère pas substantiellement de
l'énergie E
requise pour la recharge de la batterie électrique BAT, alors les niveaux de
puissance
de charge Pk(1) à Pk(k) obtenus à ce stade peuvent alors être appliqués
respectivement
durant les intervalles de temps ATchg(1)
Tchg(k) auxquels ils sont respectivement
associés.
Si, par contre, l'énergie électrique Ek au rang k diffère de l'énergie E
requise pour
la recharge de la batterie électrique BAT d'au moins un écart prédéterminé,
alors, pour
lo
chaque intervalle de temps AT(j) consécutif de la période de temps disponible
Td, un
niveau de puissance de charge est calculé (étape 390) à appliquer en fonction
du
niveau de puissance au rang k Pk(j) associé à cet intervalle de temps et de la
différence
entre l'énergie électrique Ek au rang k et l'énergie E requise.
Plus particulièrement, pour chacun des intervalles de temps AT(j) consécutifs,
le
niveau de puissance de charge à appliquer est égal à la valeur minimum entre,
d'une
part, une valeur de puissance de courbe de charge maximale Pmax et, d'autre
part, la
somme entre le niveau de puissance au rang k Pk(j) associé audit intervalle de
temps et
la différence entre l'énergie électrique Ek au rang k et l'énergie E requise
divisée par le
nombre k.
En d'autres termes, pour le j-ème intervalle de temps concerné, le niveau
Pk(j) de
puissance de charge au rang k est calculé selon l'équation (8) suivante :
(8)
Ainsi, à l'issue de ce processus itératif, un certain nombre k de niveaux de
puissance de charge Pk(1) à Pk(k) sont donc appliqués pendant k intervalles de
temps
de charge ATchg(1)
Tchg(k) correspondant aux k premières valeurs de puissance de
courbe de charge triées TTC(1) à TTC(k), ces k intervalles de temps de charge
ATchg(1)
à ATchg(k) pouvant recouvrir l'ensemble de la période de charge disponible Td
si celle-ci
s'avère relativement courte par rapport à la quantité d'énergie électrique à
recharger.
Dans un mode de réalisation particulier, on peut chercher à éviter que les
niveaux
de puissance de charge Pk(i) dépassent un niveau de puissance limite Piim,
pouvant
être avantageusement fixé par exemple à 50-60 % de la puissance de charge
nominale

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du dispositif de recharge électrique TE, pour laquelle les niveaux de charge
dépassant
cette valeur sont considérés comme défavorables.
Ce niveau de puissance limite Pim peut être constant sur l'ensemble de la
période
de charge disponible ou présenter des variations, auquel cas un niveau de
puissance
limite Phm(i) est associé à chaque intervalle de temps AT(i), les valeurs
Phm(i) pouvant
être différentes les unes des autres.
Dans ce mode de réalisation, après avoir déterminé les k niveaux de puissance
de
charge Pk(1) à Pk(k), on procède à la comparaison, pour chacun des intervalles
de
temps ATchg(i) auxquels est associé un niveau de puissance de charge Pk(i), du
niveau
de puissance limite Phm(i) associé à l'intervalle de temps ATchg(i) avec une
valeur
prévisionnelle de puissance de courbe de charge augmentée, désignée par
TLC+VE(i),
correspondant à la somme de la valeur de puissance de courbe de charge TLC(i)
associée à l'intervalle de temps ATchg(i) et du niveau de puissance de charge
Pk(i)
associée à l'intervalle de temps ATchg (i).
La recharge, durant l'intervalle de temps ATchg (i), à un niveau de puissance
de
charge Pk(i) n'a alors lieu que si la valeur prévisionnelle de puissance de
courbe de
charge augmentée TLC+VE(i) associée à cet intervalle de temps ATchg(i) est
inférieure
au niveau de puissance limite Phm(i), c'est-à-dire que si la courbe de charge
n'est pas
augmentée au-delà de ce niveau de puissance limite Phm(i) du fait de
l'application du
processus de recharge optimisée selon la présente invention.
Par contre, si la valeur prévisionnelle de puissance de courbe de charge
augmentée TLC+VE(i) associée à cet intervalle de temps ATchg(i) est supérieure
ou
égale au niveau de puissance limite Phm(i), alors le niveau de puissance de
charge Pk(i)
telle que déterminé n'est pas appliqué. Dans un mode de réalisation, la
recharge est
alors inhibée durant cet intervalle de temps ATchg(i). Dans un autre mode de
réalisation
plus avantageux, la valeur de puissance de charge Pk(i) est alors recalculée
pour être
substantiellement égale à la différence entre le niveau de puissance limite
Phm(i) et la
valeur de puissance de courbe de charge TLC(i) associées à l'intervalle de
temps
ATchg(i)
En particulier, dans un cas où il est toléré que la valeur de la courbe de
change
augmentée TLC+VE(i) atteigne le niveau de puissance limite Phm(i), alors la
valeur de
puissance de charge Pk(i) peut être égale à la différence entre le niveau de
puissance
limite Phm(i) et la valeur de puissance de courbe de charge TLC(i) associées à
l'intervalle de temps ATchg(i).

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Si, par contre, il n'est pas souhaitable que la valeur de la courbe de change
augmentée TLC+VE(i) atteigne le niveau de puissance limite Phm(i), alors la
valeur de
puissance de charge Pk(i) peut être égale à la différence entre le niveau de
puissance
limite Phm(i) et la valeur de puissance de courbe de charge TLC(i) associées à
l'intervalle de temps ATchg(i), minorée d'un faible écart de puissance
prédéterminé (par
exemple de l'ordre dl KW), de sorte à ce que la valeur de la courbe de charge
augmentée atteigne quasiment, mais n'égale pas, ni ne dépasse, le niveau de
puissance limite Phm(i).
Ainsi, en évitant de recharger la batterie électrique BAT dans des zones de la
courbe de charge TLC supérieures au niveau de puissance limite Pim, ce mode de
réalisation préserve le dispositif de recharge électrique TE, moyennant une
éventuelle
recharge incomplète de la batterie électrique BAT.
La figure 5 est un graphique illustrant l'effet positif obtenu au moyen du
procédé
de recharge optimisée selon la présente invention.
Sur ce graphique sont illustrées, d'une part, la courbe de charge TLC d'un
transformateur électrique durant une journée entière, ainsi que la courbe
représentant
l'évolution temporelle de la puissance limite Pim au-delà de laquelle cette
courbe de
charge TLC induit des effets délétères, le niveau de puissance limite Pim
étant ici défini
à 80 kW.
L'instant d'arrivée tA de l'utilisateur à 18 heures (i.e. l'instant de
branchement d'un
véhicule électrique VE au transformateur) et l'instant de départ tp de
l'utilisateur vers 7
heures (i.e. l'instant de débranchement du véhicule électrique VE de la borne
d'alimentation) sont indiqués, ce qui permet de définir une période de charge
disponible
Td équivalent à l'intervalle [tA ; tp].
En bas de ce graphique est illustrée, d'autre part, la courbe CRM représentant
temporellement la modulation de la puissance de charge appliquée à la batterie
électrique BAT.
On voit bien en particulier, sur cette courbe CRM, que la puissance de charge
appliquée à la batterie électrique BAT est principalement maximale à des
moments où
la courbe de charge TLC est minimale, et tout du moins en dessous du niveau de
la
puissance limite Phm.
Enfin, la courbe de charge résultante, désignée par TLC+VE, est illustrée. On
voit
bien, sur cette courbe de charge résultante, que ce sont principalement les
parties

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minimales de la courbe de charge TLC, situées en dessous du niveau de
puissance
limite Piim, qui sont rehaussées par la recharge optimisée du véhicule VE et
ce jusqu'à
une valeur de puissance répartie tout au long de la période de charge
disponible Td. La
courbe de charge TLC est donc lissée grâce au procédé de la présente
invention.
Par conséquent, l'augmentation de la courbe de charge induite par la recharge
du
véhicule VE se cantonne principalement à des valeurs de charge minimales de la
courbe de charge TLC, ce qui limite les effets délétères engendrés pour le
transformateur électrique, contrairement à ce qui serait le cas si la recharge
était
activée de façon permanente durant la période [tA ; td. Avec la présente
invention, la
consommation électrique engendrée par la recharge se limite à ce qui est
nécessaire
pour recharger la batterie électrique, sans forcément qu'il y ait
établissement permanent
d'une consommation électrique.
Les différentes étapes du procédé de recharge optimisée décrit précédemment
peuvent notamment être mises en oeuvre par un programme, susceptible d'être
exécuté
par une unité de traitement d'un système de recharge optimisée, implémentée
par
exemple sous la forme d'un ordinateur ou d'un processeur de données, ce
programme
comportant des instructions pour commander l'exécution des étapes d'un procédé
tel
que mentionné ci-dessus.
En particulier, l'unité de traitement en question peut être située dans le
dispositif
de recharge optimisée TE ou dans le système électrique VE, afin de gérer
localement la
recharge des véhicules électrique.
L'unité de traitement en question peut aussi être située à distance de ce
dispositif
de recharge optimisée TE, dans un système informatique distant appartenant au
système de recharge optimisée SE, afin de gérer de façon centralisée cette
recharge, ce
qui est approprié dans le cas d'une flotte de grande envergure. Dans ce
dernier cas,
des consignes sont communiquées au dispositif de recharge optimisée TE ou au
système électrique VE via différents réseaux de télécommunication afin de
gérer la
recharge optimisée.
Pour sa part, le programme peut utiliser n'importe quel langage de
programmation, et être sous la forme d'un code source, code objet, ou de code
intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme
partiellement
compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable.
L'invention vise aussi un support d'informations lisible par un ordinateur ou
processeur de données, et comportant des instructions d'un programme tel que

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mentionné ci-dessus. Ce support d'informations peut être n'importe quelle
entité ou
dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut
comporter un
moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD-ROM ou une ROM de circuit
microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple
une
disquette ou un disque dur.
D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel
qu'un
signal électrique, électromagnétique ou optique, qui peut être acheminé via un
câble
électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon
l'invention
peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.
Alternativement, le
support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme
est
incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans
l'exécution du
procédé en question.
Le procédé de recharge optimisée de la présente invention trouve une
application
particulièrement intéressante dans le cadre de la recharge de batteries
électrique de
type ne présentant pas d'effet mémoire, d'inconvénients de charges partielles
ou de
contre-indication du constructeur, ce type de batterie passant d'un état
d'activation de
charge à un état d'inhibition de charge avec un faible délai de transition, et
ne se
rechargeant pas nécessairement à 100%. Ainsi, la batterie électrique BAT peut
avantageusement être de type Lithium-Ion.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-
dessus
décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et
d'autres
formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, le système électrique a été illustré précédemment sous la forme d'un
véhicule électrique. Cependant, le système électrique VE peut très bien
prendre la
forme de n'importe quel système électrique ayant des capacités de stockage
d'énergie
électrique, par exemple un téléphone portable disposant d'une batterie
électrique à
recharger.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Description Date
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Inactive: IPC deactivated 2020-02-15
Inactive: First IPC assigned 2020-01-24
Inactive: IPC assigned 2020-01-24
Inactive: IPC expired 2019-01-01
Inactive: IPC expired 2019-01-01
Inactive: Dead - No reply to s.30(2) Rules requisition 2018-04-12
Application Not Reinstated by Deadline 2018-04-12
Deemed Abandoned - Failure to Respond to Maintenance Fee Notice 2017-09-06
Inactive: Abandoned - No reply to s.30(2) Rules requisition 2017-04-12
Inactive: S.30(2) Rules - Examiner requisition 2016-10-12
Inactive: Report - QC failed - Minor 2016-10-06
Amendment Received - Voluntary Amendment 2016-04-19
Inactive: S.30(2) Rules - Examiner requisition 2015-10-22
Inactive: Report - No QC 2015-10-06
Letter Sent 2014-07-11
Inactive: Single transfer 2014-07-03
Inactive: Cover page published 2014-04-14
Inactive: Acknowledgment of national entry - RFE 2014-04-04
Inactive: IPC assigned 2014-04-04
Inactive: IPC assigned 2014-04-04
Inactive: IPC assigned 2014-04-04
Inactive: IPC assigned 2014-04-04
Inactive: IPC assigned 2014-04-04
Application Received - PCT 2014-04-04
Inactive: First IPC assigned 2014-04-04
Letter Sent 2014-04-04
National Entry Requirements Determined Compliant 2014-03-03
Request for Examination Requirements Determined Compliant 2014-03-03
All Requirements for Examination Determined Compliant 2014-03-03
Application Published (Open to Public Inspection) 2013-03-14

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2017-09-06

Maintenance Fee

The last payment was received on 2016-08-16

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  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
  • additional fee to reverse deemed expiry.

Patent fees are adjusted on the 1st of January every year. The amounts above are the current amounts if received by December 31 of the current year.
Please refer to the CIPO Patent Fees web page to see all current fee amounts.

Fee History

Fee Type Anniversary Year Due Date Paid Date
Basic national fee - standard 2014-03-03
Request for examination - standard 2014-03-03
Registration of a document 2014-07-03
MF (application, 2nd anniv.) - standard 02 2014-09-08 2014-08-14
MF (application, 3rd anniv.) - standard 03 2015-09-08 2015-08-13
MF (application, 4th anniv.) - standard 04 2016-09-06 2016-08-16
Owners on Record

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ELECTRICITE RESEAU DISTRIBUTION FRANCE
Past Owners on Record
GAIZKA ALBERDI
MELAINE ROUSSELLE
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Description 2014-03-02 23 1,227
Abstract 2014-03-02 2 101
Drawings 2014-03-02 5 73
Claims 2014-03-02 5 237
Representative drawing 2014-04-06 1 6
Claims 2016-04-18 6 313
Acknowledgement of Request for Examination 2014-04-03 1 176
Notice of National Entry 2014-04-03 1 203
Reminder of maintenance fee due 2014-05-06 1 111
Courtesy - Certificate of registration (related document(s)) 2014-07-10 1 102
Courtesy - Abandonment Letter (Maintenance Fee) 2017-10-17 1 174
Courtesy - Abandonment Letter (R30(2)) 2017-05-23 1 164
PCT 2014-03-02 18 634
Examiner Requisition 2015-10-21 4 291
Amendment / response to report 2016-04-18 9 475
Examiner Requisition 2016-10-11 3 192