EP4595452A1 - Pack de batterie comprenant une pluralité d'accumulateurs avec connectivité intégrée permettant l'acquisition et l'exploitation de données en fonctionnement - Google Patents

Pack de batterie comprenant une pluralité d'accumulateurs avec connectivité intégrée permettant l'acquisition et l'exploitation de données en fonctionnement

Info

Publication number
EP4595452A1
EP4595452A1 EP23789872.1A EP23789872A EP4595452A1 EP 4595452 A1 EP4595452 A1 EP 4595452A1 EP 23789872 A EP23789872 A EP 23789872A EP 4595452 A1 EP4595452 A1 EP 4595452A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
battery
telecommunications module
digital
measuring
battery pack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23789872.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Aurélien MESURON
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arts Energy
Original Assignee
Arts Energy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arts Energy filed Critical Arts Energy
Publication of EP4595452A1 publication Critical patent/EP4595452A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/10—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a centralized architecture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • H04Q2209/43—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture using wireless personal area networks [WPAN], e.g. 802.15, 802.15.1, 802.15.4, Bluetooth® or Zigbee®
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/80—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
    • H04Q2209/82—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device where the sensing device takes the initiative of sending data
    • H04Q2209/823—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device where the sensing device takes the initiative of sending data where the data is sent when the measured values exceed a threshold, e.g. sending an alarm
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/80—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
    • H04Q2209/82—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device where the sensing device takes the initiative of sending data
    • H04Q2209/826—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device where the sensing device takes the initiative of sending data where the data is sent periodically

Definitions

  • the present invention relates to the field of medium-power connected intelligent batteries, of less than one kilowatt hour.
  • Medium-power battery packs for equipping light electric mobility equipment such as bicycles or electric scooters, often use lithium-based accumulator cells called “NMC, LCO, NCA...” whose cell voltage is of 3.6V - 3.7V and the energy density is very often > 200Wh/kg.
  • LiFePO4 cells with a nominal voltage of 3.2V and a lower energy density (around 120Wh/kg). These cells have the particularity of being able to carry out a greater number of cycles (> 2000 compared to > 500 in other lithium technologies) and are more stable from a safety and thermal runaway point of view. Another advantage is that this phosphate technology better withstands temperatures > 45°C and is more robust in terms of lifespan.
  • Intelligent batteries integrate an electronic battery electrical management circuit (BMS, corresponding to the English designation “battery management system”) to optimize the operation of the battery, in particular ensuring charging, discharging, and management/control/balancing of the batteries. cells constituting the packs and battery and to preserve it.
  • BMS battery electrical management circuit
  • Patent US7598880 describes a battery monitoring system, comprising: a receiver; and a plurality of wireless transmitters, each of the transmitters being connectable to a corresponding battery, the transmitters being coded to identify the corresponding battery, the transmitters being programmed to transmit data regarding the corresponding battery to the receiver, and the transmitters being in further configured to connect a load across the corresponding battery terminals, the load being a modulated semiconductor configured to draw a current within an order of magnitude of a normal battery leakage current.
  • European patent EP2765643B1 describes a controller that performs wireless communication with a plurality of battery monitoring devices (BM1 - BM4) that are connected to a battery formed by connecting a plurality of groups of battery cells in series with each other. others, and which monitor a battery status for the respective battery cell groups (GB1), each of the plurality of battery cell groups being formed by one or a plurality of battery cells (BC1 - BC4) connected in series, wherein the controller sequentially sets communication ranges, transmission electrical powers, or antenna gains to perform wireless communication with the plurality of respective battery monitoring devices (BM1 - BM4) in a order of the potentials of the battery cell groups in the battery, to which the battery monitoring devices (BM1 - BM4) are connected, on the basis of information fixed in advance, and carries out wireless communication with each of the devices battery monitoring device (BM1 - BM4) in accordance with the set result and assigns the identification information to each of the plurality of battery monitoring devices (BM1 - BM4) in potential order.
  • said means for measuring at least one parameter of the battery comprises
  • said measuring means is connected to the storage battery management system (103) (BMS).
  • said measuring means comprises a geolocation module and/or means for controlling the disconnection of the accumulator cells upon receipt of a digital message transmitted by a server.
  • the battery cells are advantageously of the lithium iron phosphate type.
  • Such a module makes it possible to equip a simple battery to provide new functionalities.
  • said telecommunications module further comprises means for controlling the disconnection of the accumulator cells upon receipt of a digital message transmitted by a server.
  • the battery pack shown in by way of non-limiting example is constituted by a housing (1) integrating an assembly of accumulator cells (2) held by wedging plates (3, 4) having circular housings for the insertion of the ends of the cells. accumulators (2). Conductive tracks (5, 6) provide electrical connections between the poles of the cells, in a known manner.
  • the accumulator cells are LiFePO4 cells, with a nominal voltage of 3.2V and a lower energy density (around 120Wh/kg). These cells have the particularity of being able to carry out a greater number of cycles (> 2000 compared to > 500 in other lithium technologies) and are more stable from a safety and thermal runaway point of view.
  • the housing (1) also integrates an electronic card (7) of an electronic battery management circuit, as well as a radiocommunication module (8) comprising a modem, a radio frequency stage and an electronic circuit controlling the acquisition and the processing of data coming from the electronic battery management circuit (7) as well as controlling the remote transmission by the radio frequency stage.
  • This module (8) is intended to be able to collect information on a battery of any technology, to transmit it remotely via the 4G/LTE network with a 2G fallback option in the event of network weakness.
  • Module 8 and electronic card 7 can be merged onto one and the same card
  • the card (7) allows data to be retrieved in the form of analog quantities (voltage, current and two temperatures).
  • the card (7) is connected directly to the battery via the electrical tracks (5, 6), and has been optimized in order to consume the minimum amount of energy.
  • the recovered data is sent periodically to the platform using a 4G/LTE connection with integrated 2G fallback.
  • the sampling period of physical quantities as well as the transmission period on the platform can be modified remotely via a configuration file that is made available and which can be independent for each connected card. This makes it possible to refine and optimize the consumption of the card according to customer use and the volume of data necessary for a good analysis.
  • the platform allows you to visualize in the form of a curve the evolution of voltage, current and temperatures over time.
  • Alerts can be defined for each card, allowing you to be informed of sudden changes in the LiFePO4 battery whose energy performance is lower than that of batteries using cells.
  • the module (8) also includes a geolocation functionality, via sending GPS coordinates to the platform, to transmit a position at the given time, with visualization on a terrestrial map.
  • a geolocation functionality via sending GPS coordinates to the platform, to transmit a position at the given time, with visualization on a terrestrial map.
  • An “anti-theft” system which detects if a customer’s device is stolen, so that the use of the battery can be prohibited
  • the embedded software (firmware) is recorded in a rewritable memory (15), and can be updated by downloading a microcode transmitted by the server (100).
  • the data provided by the BMS circuit (103) for battery management consists of temperature variables, for example temperature of the cell assembly (2) and exterior temperature of the case, voltage and intensity. These variables are digitized by an ADC converter (30). Analog acquisitions are periodic by the measurement module. The RAW values are converted into physical quantities with the ratios (readable in measurement.c and measurement.h.
  • This offset is added to this value, this offset is modified through the configuration. It is characterized on each card. This offset can be positive or negative and corresponds to the correction to be made to the measurement in mV
  • the minimum, maximum and average values are updated. When the calculation period is over, these values are frozen then stored in RAM while awaiting transmission to the server.
  • the calculation period is not integrated in terms of temporalities but is converted into the number of samples. For example, if we have an acquisition of a measurement every second, and a calculation at 60 s, then we will wait for 60 samples to carry out the calculation step. Consequently, the value defined in the calculation must be a multiple of the measurement period.
  • the result is stored in a log. If several measurements have different calculation periods from each other, then the log will integrate the data from the measurements where the calculation is done at the same time.
  • Logs are stored using a circular buffer. This allows, when the quantity of stored logs is reached, to overwrite the oldest ones by replacing them with the new ones.
  • a cache memory (40) records the latest values in a non-volatile memory and buffers the data between the BMS circuit (103) and the telecommunications module.
  • the data is grouped (21) according to a predefined format, then transferred (22) to the software brick (14) calculating the AT commands.
  • the microcontroller includes a very low consumption standby zone (50), which can be reactivated by the detection of a signal coming from the server for example.
  • the server interface (100) makes it possible to recover and use the data, and to reprogram the embedded software, using a debugger (101) and an analyzer (102) using RTT (Real-Time Transfer) technology, for example SEGGER -RTT (trade name).
  • RTT Real-Time Transfer
  • SEGGER -RTT trade name
  • NVMEM Non Volatile Memory layer
  • configuration tool 1014 which can be queried on the command line using an online interface.
  • command (ILC) (105) for communication between the user and the computer is carried out in text mode: the user types a command line, that is to say text on the keyboard to ask the computer to perform an operation.
  • the “bootloader” launch program is responsible for starting the embedded software which has been previously installed and programmed in production (or by programming probe). It constitutes the real entry point of the application. He is also responsible for installing new embedded software and/or a new configuration downloaded and marked as “to install” in the exchange area.
  • the modem module takes care of communication with the remote server via the modem present on the product. Communication between the processor and the modem is done via UART (115200, 8 bits, 1 bit stop, no parity) and communication with the server is done using HTTP 1.0.
  • the HTTP protocol requires sending a header before sending the content.
  • This header includes a lot of information such as the HTTP method, version, server URI etc... but also the exact size of the content.
  • controller Since the controller does not offer unlimited resources to store the entire frame to be sent in memory (up to 200 KB), it is necessary to segment the message.
  • this frame is generated dynamically (the sizes of the fields change according to their values), so it is impossible to predetermine the size of the final content without performing the exercise of generating it. This is why the generation of the frame is executed twice.
  • the sequence of startup, data transmission and shutdown of the modem lasts between 30 and 120 seconds.
  • an upload failure no network, communication error
  • the logs are not overwritten and will be sent again during the new upload period, incorporating the most recent measurements.
  • JSON manifest the recovery of the update data (JSON manifest) is still carried out if it is not linked to a network connection problem.
  • a sequencer (34) ensures the sequencing of the different tasks to be carried out: Whether from the acquisition of the physical quantity, to calculation through the transmission of measurements to the server, they are all managed by this sequencer (34).
  • This sequencer (34) relies on the internal RTC of the microcontroller supported by its Qwartz Low frequency 32768 Hz.
  • the RTC has been accelerated to run at 16 Hz generating a tick of 62.5 ms.
  • Connectivity to the server is offered by a 4G or LTE-M solution through the Telit LE-910/ME-910 modules.
  • the latter is orchestrated by the main processor via UART communication (115200, 8 bits, 1 bit stop, no parity). Periodically, the modem will be powered and transmit all the measurements stored in RAM (up to 1420).
  • Communication with the server is done by HTTP using the Socket mechanism offered by the modem.
  • the latter uses the HTTP 1.0 protocol and uses the POST method to push data up and GET to retrieve OTA update files.
  • the operating parameters of the battery are obtained by reading the data available on a battery management circuit (BMS) ensuring in particular the balancing of each cell contained in a battery as a function of parameters such as current, voltage and temperature. These parameters can be acquired by the measurement means by reading the BMS memory registers.
  • BMS battery management circuit
  • the reading means consists of an independent circuit or integrated into the telecommunications circuit, receiving signals from a temperature sensor, or measuring the voltage and/or current for each of the cells or for the battery.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

L'invention présente le pack de batterie comprenant une pluralité de cellules d'accumulateurs reliés mécaniquement et électriquement, ainsi qu'un moyen de mesure d'au moins un paramètre de la batterie et un module de télécommunication, les composants dudit pack étant intégrés dans un boîtier présentant des bornes de raccordement de puissance caractérisé en ce que - ledit module de télécommunication comportant un contrôleur commandant la réception et la transmission de données numériques entre un serveur et ledit moyen de mesure de la batterie via le réseau 4G basse fréquence, soit grâce à un protocole de type CAT-M1 soit avec un circuit de repli 2G, et - en ce ledit module de télécommunication comporte • une mémoire non volatile réinscriptible pour l'enregistrement d'une partie au moins du code informatique exécuté par ledit calculateur, ainsi qu'une partie au moins des paramètres numériques calculés périodiquement en fonction des données fournies par ledit module de télécommunication • une mémoire de type RAM pour l'enregistrement des paramètres numériques calculés périodiquement en fonction des données fournies par ledit module de télécommunication dans un buffer circulaire et - en ce ledit module de télécommunication comporte un circuit de commande de l'activation du module de télécommunication a) périodiquement pour la transmission des paramètres fournis par ledit moyen de mesure, b) en cas de détection d'un signal émis par ledit serveur pour la mise à jour du code informatique enregistré dans une mémoire dudit moyen de mesure et c) lorsque la tension de sortie desdites cellules d'accumulateur passe en dessous d'un seuil bas, pour émettre un message numérique d'avertissement.

Description

    Pack de batterie comprenant une pluralité d'accumulateurs avec connectivité intégrée permettant l'acquisition et l'exploitation de données en fonctionnement. Domaine de l’invention
  • La présente invention concerne le domaine des batteries intelligentes connectées de moyenne puissance, de moins d’un kilowatt.heure. Les packs de batteries de moyenne puissance pour équiper des équipements de mobilité électrique légère, tels que des bicyclettes ou des trottinettes électriques utilisent souvent des cellules d’accumulateurs à base de lithium dits « NMC, LCO, NCA… » dont la tension des cellules est de 3.6V - 3.7V et la densité énergétique est très souvent > 200Wh/kg.
  • D’autres packs de batteries utilisent des cellules LiFePO4, de tension nominale 3.2V et de densité énergétique inférieure (de l’ordre de 120Wh/kg). Ces cellules ont la particularité de pourvoir effectuer un plus grand nombre de cycles (> 2000 contre > 500 dans les autres technologies lithium) et sont plus stables d’un point de vue sécurité, emballement thermique. Un autre atout est que cette technologie phosphate supporte mieux les températures > 45°C et est plus robuste en termes de durée de vie.
  • Leur densité énergétique est plus faible, et pour un même encombrement, on a un produit qui présente une autonomie plus faible mais suffisante pour les utilisations faites, et surtout une meilleure disponibilité sur le marché. De plus, ce type de batteries présente les avantages suivants :
    • Durée de vie 3 à 4 fois supérieure au lithium classique
    • Un renouvellement des batteries beaucoup moins fréquentes pour les utilisateurs et ainsi un impact écologique positif
    • Un prix plus compétitif et donc plus accessible pour les utilisateurs
    • Même encombrement qu’une batterie en lithium classique
    • Une plus grande disponibilité de la technologie
    • Compatible avec les applications en lithium classique.
  • Les batteries intelligentes intègrent un circuit électronique de management électrique de la batterie (BMS, correspondant à la désignation anglaise « battery management système ») pour optimiser le fonctionnement de la batterie notamment assurer la charge, la décharge, et la gestion/contrôle/équilibrage des cellules constitutives du packs et de batterie et pour la préserver.
  • Plus récemment, on a proposé des circuits de SmartBMS connectés, permettant de recueillir sur un serveur les données de fonctionnement et éventuellement piloter à distance certains paramètres de de fonctionnement des cellules d’un pack de batteries.
    •  Etat de la technique
  • On connaît dans l’état de la technique le brevet US7598880 décrit un système de surveillance de batterie, comprenant : un récepteur; et une pluralité d'émetteurs sans fil, chacun des émetteurs pouvant être connecté à une batterie correspondante, les émetteurs étant codés pour identifier la batterie correspondante, les émetteurs étant programmés pour transmettre des données concernant la batterie correspondante au récepteur, et les émetteurs étant en outre configurés pour connecter un charge aux bornes de la batterie correspondante, la charge étant un semi-conducteur modulé configuré pour tirer un courant dans un ordre de grandeur d'un courant de fuite de batterie normal.
  • Le brevet européen EP2765643B1 décrit un contrôleur qui effectue une communication sans fil avec une pluralité de dispositifs de surveillance de batterie (BM1 - BM4) qui sont connectés à une batterie formée en connectant une pluralité de groupes de cellules de batterie en série les uns avec les autres, et qui surveillent un état de la batterie pour les groupes de cellules de batterie respectifs (GB1), chacun de la pluralité de groupes de cellules de batterie étant formé par une ou une pluralité de cellules de batterie (BC1 - BC4) connectées en série, dans lequel le contrôleur fixe de manière séquentielle des plages de communication, des puissances électriques de transmission, ou des gains d'antenne pour exécuter une communication sans fil avec la pluralité de dispositifs de surveillance de batterie respectifs (BM1 - BM4) dans un ordre des potentiels des groupes de cellules de batterie dans la batterie, auxquels les dispositifs de surveillance de batterie (BM1 - BM4) sont connectés, sur la base d'informations fixées à l'avance, et effectue une communication sans fil avec chacun des dispositifs de surveillance de batterie (BM1 - BM4) en accord avec le résultat fixé et attribue l'information d'identification à chacun de la pluralité de dispositifs de surveillance de batterie (BM1 - BM4) dans l'ordre des potentiels.
  • Le brevet européen EP2778697B1 décrit un autre système comprenant un système de surveillance d'état de batterie et un équipement muni d'une batterie assemblée composée d'une pluralité de batteries de stockage connectées en série, et d'une installation de production d'énergie utilisant une énergie naturelle, dans lequel le système de surveillance d'état de batterie surveille un état de chaque batterie parmi la pluralité de batteries de stockage, le système de surveillance d'état de batterie (1) comprenant :
    • une unité de détection de courant qui détecte un courant dans chacune des batteries de stockage ;
    • une unité de mesure d’état qui mesure une température, une tension, et une résistance interne de chacune des batteries de stockage, la résistance interne étant mesurée en utilisant au moins deux types de fréquences ou plus, incluant au moins une première fréquence inférieure à 200 Hz, et une deuxième fréquence égale ou supérieure à 200 Hz et inférieure à 2 000 Hz;
    • une unité de commande configurée de manière à commander la décharge de la batterie de stockage vers une charge, et la charge de la batterie de stockage avec une puissance excédentaire provenant de l'installation de production d'énergie ; et
    • une unité de surveillance principale qui est configurée de manière à acquérir des données de mesure à partir de l'unité de mesure d’état correspondant à chacune des batteries de stockage, et qui est configurée de manière à émettre une instruction connexe à une opération, à destination de l'unité de détection de courant et de l'unité de mesure d'état ;
    • dans lequel l'unité de surveillance principale est configurée de manière à estimer une dégradation de chacune des batteries de stockage, sur la base d'au moins une ou plusieurs valeurs parmi la température, la tension et la résistance interne, mesurées par l'unité de mesure d'état, et d'une résistance continue de chacune des batteries de stockage obtenue à partir d'un rapport entre une variation d'une valeur de courant détectée par l'unité de détection de courant et une variation d'une valeur de tension mesurée par l'unité de mesure d'état lors de la charge et de la décharge de chacune des batteries de stockage ;
    • 'unité de surveillance principale est configurée de manière à donner instruction, à l'unité de commande, de connecter la batterie de stockage à un circuit de décharge vers la charge, lorsqu'une valeur de mesure de la tension de la batterie de stockage acquise à partir de l'unité de mesure d'état est égale ou supérieure à une tension de prévention de décharge excessive prédéterminée, et à donner instruction, à l'unité de commande, de déconnecter la batterie de stockage du circuit de décharge, lorsque la valeur de mesure de la tension est inférieure à la tension de prévention de décharge excessive; et
    • l'unité de surveillance principale est configurée de manière à donner instruction, à l'unité de commande, de connecter la batterie de stockage, à un circuit de charge, à partir de l'installation de production d'énergie, lorsque la valeur de mesure de la tension est égale ou inférieure à une tension de prévention de surcharge prédéterminée, et lorsque la valeur de mesure de la tension est supérieure à la tension de prévention de surcharge, et qu'une valeur de courant de charge vers la batterie de stockage, détectée par l'unité de détection de courant, est supérieure ou égale à une valeur prédéterminée, et à donner instruction, à l'unité de mesure d'état, d'acquérir une valeur de résistance interne de la batterie de stockage, et est également configurée de manière à donner instruction, à l'unité de commande, de déconnecter la batterie de stockage du circuit de charge, lorsque la valeur de mesure de la tension est supérieure à la tension de prévention de surcharge, et lorsque la valeur de courant de charge vers la batterie de stockage détectée par l'unité de détection de courant est inférieure à une valeur prédéterminée.
    La demande de brevet EP3624297A1 décrit un dispositif de gestion de batteries comprenant :
    • une unité de gestion de batteries, configurée pour recevoir des informations sur l'état d'un ou plusieurs modules de batterie et des informations sur l'état d'un bloc de batteries et transmettre une instruction de commande vers un ou plusieurs circuits de mesure de cellules (CMC 1, CMC n), dans laquelle le bloc de batteries comprend l'un ou plusieurs modules de batterie et l'un ou plusieurs modules de batterie contiennent une ou plusieurs cellules (Cellule 1 ... Cellule n); dans laquelle l'une ou plusieurs circuits de mesure de cellules sont configurés pour collecter les informations sur l'état de l'une ou plusieurs modules de batterie, transmettre les informations sur l'état de l'une ou plusieurs modules de batterie vers l'unité de gestion de batteries, et recevoir et exécuter l'instruction de commande transmise depuis l'unité de gestion de batteries;
    • une ou plusieurs unités de détection, configurées pour collecter les informations sur l'état du bloc de batterie et transmettre les informations sur l'état du bloc de batterie vers l'unité de gestion de batteries.
    • Une unité de communication sans fil est disposée dans l'unité de gestion de batteries, et une unité de communication sans fil est disposée dans au moins un circuit de mesure de cellules de l'un ou plusieurs circuits de mesure de cellules (CMC 1 ... CMC n), de sorte que l'unité de gestion de batteries soit connectée à au moins un circuit de mesure de cellules de l'un ou plusieurs circuits de mesure de cellules par communication sans fil, et/ou qu'une unité de communication sans fil soit disposée dans au moins une unité de détection de l'une ou plusieurs unités de détection, de sorte que l'unité de gestion de batteries soit connectée à au moins une unité de détection d'une ou plusieurs unités de détection par communication sans fil; et
    • lorsqu'une première unité fonctionnelle ne parvient pas à communiquer avec l'unité de gestion de batteries, la première unité fonctionnelle est configurée pour établir une connexion de communication sans fil avec une deuxième unité fonctionnelle et communiquer avec l'unité de gestion de batteries via la deuxième unité fonctionnelle ; ou
    • lorsqu'une première unité fonctionnelle ne parvient pas à communiquer avec l'unité de gestion de batteries, la première unité fonctionnelle est configurée pour changer la fréquence de communication avec l'unité de gestion de batteries et établir à nouveau une communication sans fil avec l'unité de gestion de batteries ;
    • dans lequel la première unité fonctionnelle est l'une quelconque de l'une ou plusieurs unités de détection ou de l'une ou plusieurs circuits de mesure de cellules (CMC 1 ... CMC n) ayant une unité de communication sans fil disposée à l'intérieur, et la deuxième unité fonctionnelle est l'une quelconque de l'une ou plusieurs unités de détection ou de l'une ou plusieurs circuits de mesure de cellules (CMC 1... CMC n) ayant une unité de communication sans fil disposée à l'intérieur, autre que la première unité fonctionnelle.
    Inconvénients de l’art antérieur
  • Les solutions de l’art antérieur ne sont pas totalement satisfaisantes car le module de communication constitue une source de consommation électrique significative, qui dégrade les capacités nominales du pack de batterie, en raison de la consommation continue du module de télécommunication, même lorsque la charge principale de la batterie est hors circuit. Pour des équipements susceptibles de rester inutilisés pendant une période prolongée, les solutions de l’art antérieur entrainent une consommation résiduelle significative conduisant à une décharge même lorsque l’équipement est au repos.
  • Cette situation est particulièrement préjudiciable pour des packs de batteries utilisant des cellules LiFePO4 dont les performances énergétiques sont légèrement inférieures aux batteries à base de lithium mais qui présentent un intérêt car elles acceptent un plus grand nombre de charges/décharges.
  • Par ailleurs, pour des équipements de mobilité léger susceptibles de se déplacer dans des zones où la couverture par les réseaux de télécommunication est imparfaite, les solutions connues conduisent à la perte de connexion et donc d’informations.
    • Solution apportée par l’invention
  • Afin de répondre à ces inconvénients, l’invention concerne selon son acception la plus générale un pack de batterie comprenant une pluralité de cellules d’accumulateurs reliés mécaniquement et électriquement, ainsi qu’un moyen de mesure d’au moins un paramètre de la batterie et un module de télécommunication, les composants dudit pack étant intégrés dans un boîtier présentant des bornes de raccordement de puissance caractérisé en ce que ledit module de télécommunication comportant un contrôleur commandant la réception et la transmission de données numériques entre un serveur et ledit moyen de mesure de la batterie via le réseau 4G basse fréquence, soit grâce à un protocole de type CAT-M1 soit avec un circuit de repli 2G, et en ce ledit module de télécommunication comporte
    1. une mémoire non volatile réinscriptible pour l’enregistrement d’une partie au moins du code informatique exécuté par ledit calculateur, ainsi qu’une partie au moins des paramètres numériques calculés périodiquement en fonction des données fournies par ledit module de télécommunication
    2. une mémoire de type RAM pour l’enregistrement des paramètres numériques calculés périodiquement en fonction des données fournies par ledit module de télécommunication dans un buffer circulaire.
    ledit module de télécommunication comporte un circuit de commande de l’activation du module de télécommunication :
  • a) périodiquement pour la transmission des paramètres fournis par ledit moyen de mesure,
  • b) en cas de détection d’un signal émis par ledit serveur pour la mise à jour du code informatique enregistré dans une mémoire dudit moyen de mesure et
  • c) lorsque la tension de sortie desdites cellules d’accumulateur passe en dessous d’un seuil bas, pour émettre un message numérique d’avertissement.
  • Selon des variantes, ledit moyen de mesure d’au moins un paramètre de la batterie comporte
  • - un capteur de température
  • - et/ou un capteur de courant
  • -et/ou un capteur de tension.
  • Selon une autre variante ledit moyen de mesure est relié au système (103) de gestion (BMS) des batteries d'accumulateurs.
  • Avantageusement, ledit moyen de mesure comporte un module de géolocalisation et/ou un moyen pour commander la déconnection des cellules d’accumulateurs à la réception d’un message numérique transmis par un serveur.
  • Pour des applications de mobilité, les cellules d’accumulateurs sont avantageusement de type lithium Phosphate de fer.
  • L’invention concerne aussi un module de télécommunication pour la télétransmission d’informations numériques provenant d’un circuit électronique de mesure d’au moins un paramètre de batterie caractérisé en ce qu’il comporte un contrôleur commandant la réception et la transmission de données numériques entre un serveur et ledit circuit électronique de mesure d’au moins un paramètre de la batterie via le réseau 4G basse fréquence, soit grâce à un protocole de type CAT-M1 soit avec un circuit de repli 2G, et un ensemble de mémoires comprenant :
    1. une mémoire non volatile réinscriptible pour l’enregistrement d’une partie au moins du code informatique exécuté par ledit calculateur, ainsi qu’une partie au moins des paramètres numériques calculés périodiquement en fonction des données fournies par ledit module de télécommunication
    2. une mémoire de type RAM pour l’enregistrement des paramètres numériques calculés périodiquement en fonction des données fournies par ledit module de télécommunication dans un buffer circulaire
    et
  • un circuit de commande de l’activation du module de télécommunication
  • a) périodiquement pour la transmission des paramètres fournis par ledit moyen de mesure,
  • b) en cas de détection d’un signal émis par ledit serveur pour la mise à jour du code informatique enregistré dans une mémoire dudit moyen de mesure et
  • c) lorsque la tension de sortie desdites cellules d’accumulateur passe en dessous d’un seuil bas, pour émettre un message numérique d’avertissement.
  • Un tel module permet d’équiper une batterie simple pour apporter des fonctionnalités nouvelles.
  • Selon une autre variante, ledit module de télécommunication comporte en outre un moyen pour commander la déconnection des cellules d’accumulateurs à la réception d’un message numérique transmis par un serveur.
  • L’invention concerne aussi un procédé de télétransmission d’informations numériques provenant d’un moyen de mesure d’un paramètre au moins de d’une batterie caractérisée en ce qu’il comporte :
    • des étapes périodiques d’acquisition, pendant une période T paramétrée, des données numériques provenant dudit moyen de mesure et de calcul de paramètres fonction desdites données numériques
    • des étapes de stockage desdits paramètres à l’issue de chaque période dans un buffer circulaire
    • des étapes périodiques d’activation d’un modem, de transmission périodique à un serveur du contenu dudit buffer circulaire sous forme d’un message numérique selon le protocole http dont l’en-tête comporte notamment la taille du contenu, et d’effacement dudit buffer après réception d’un signal d’acquittement par ledit serveur et d’extinction dudit modem à l’issue de chaque étape de transmission.
    Description détaillée d’un exemple non limitatif de réalisation
  • La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, concernant un exemple non limitatif de réalisation illustré par les dessins annexés où :
  • La représente une vue éclatée d’un exemple de pack de batterie selon l’invention
  • La représente le synoptique système des briques logiciel d’un pack de batterie selon l’invention et de son interface utilisateur.
    • Principe général de l’invention
  • Le pack de batterie représenté en à titre d’exemple non limitatif est constitué par un boîtier (1) intégrant un assemblage de cellules d’accumulateurs (2) maintenus par des platines de calage (3, 4) présentant des logements circulaires pour l’insertion des extrémités des cellules d’accumulateurs (2). Des pistes conductrices (5, 6) assurent les liaisons électriques entre les pôles des cellules, de manière connue. Les cellules d’accumulateurs sont des cellules LiFePO4, de tension nominale 3.2V et de densité énergétique inférieure (de l’ordre de 120Wh/kg). Ces cellules ont la particularité de pourvoir effectuer un plus grand nombre de cycles (> 2000 contre > 500 dans les autres technologies lithium) et sont plus stables d’un point de vue sécurité, emballement thermique.
  • Le boîtier (1) intègre aussi une carte électronique (7) d’un circuit de gestion électronique de batterie, ainsi qu’un module de radiocommunication (8) comportant un modem, un étage radiofréquence et un circuit électronique commandant l’acquisition et le traitement des données provenant du circuit de gestion électronique de batterie (7) ainsi que la commande de la télétransmission par l’étage radiofréquence. Ce module (8) est destiné à pouvoir récolter des informations sur une batterie de n’importe quelle technologie, de les transmettre à distance via le réseau 4G/LTE avec une option de fallback en 2G en cas de faiblesse du réseau.
  •  Le module 8 et la carte électronique 7 peuvent être fusionnés sur une seule et même carte 
  • Toutes ces données sont récupérées et affichées sur une plateforme de supervision, permettant ainsi l’analyse des données.
  • La carte (7) permet de récupérer des données sous forme de grandeurs analogique (Tension, courant et deux températures).
  • La carte (7) est connectée directement sur la batterie par l’intermédiaire des pistes électriques (5, 6), et a été optimisée afin de consommer le minimum d’énergie. Les données récupérées sont envoyées périodiquement sur la plateforme au moyen d’une connexion 4G/LTE avec fallback 2G intégré. La période d’échantillonnage des grandeurs physiques ainsi que la période de transmission sur la plateforme peuvent être modifiée à distance via un fichier de configuration que l’on met à disposition et qui peut être indépendant pour chaque carte connectée. Cela permet de pouvoir affiner et optimiser la consommation de la carte en fonction de l’utilisation client et du volume de données nécessaires pour une bonne analyse.
  • On peut également effectuer une mise à jour du logiciel applicatif (firmware) de la carte à distance en mettant à disposition le fichier sur la plateforme.
  • La plateforme permet de visualiser sous forme de courbe l’évolution de la tension, du courant et des températures au fil du temps.
  • Elle permet également de visualiser la version du logiciel applicatif (firmware) de la carte ainsi que celle du fichier de configuration. Un état de la batterie est aussi envoyé permettant de savoir si la batterie possède encore une tension suffisante pour émettre, ou bien si la transmission est interrompue car une tension batterie trop faible.
  • Des alertes peuvent être définies pour chaque carte, permettant d’être informé de changements brutaux de la batterie LiFePO4 dont la performance énergétique est inférieure à celle des batteries utilisant des cellules
  • Optionnellement, le module (8) comporte également une fonctionnalité de géolocalisation, via l’envoi de coordonnées GPS sur la plateforme, pour transmettre une position à l’instant donné, avec la visualisation sur une carte terrestre. Une solution moins précise et moins couteuse qui permet également de réaliser cette option, est la triangulation via les antennes LTE présente à proximité.
  • Un système « antivol », permettant de détecter si l’appareil d’un client est volé, pour pouvoir interdire l’utilisation de la batterie
  • L’intégration de remonter de données numériques, lorsque la carte IoT est couplée avec un BMS. Cela permettrait d’analyser un plus grand nombre de données, et de pouvoir ainsi adapter les paramètres du BMS en fonction des cas d’usage et des contraintes, en particulier de température.
    • Fonctionnement du module de télétransmission
  • La représente un synoptique système des briques logicielles du code informatique (25) du système comprenant un pack de batterie et un serveur (100) (en anglais firmware).
  • Il comprend un ensemble de codes commandant le fonctionnement du module de télécommunication. Ce module est constitué des sous-ensembles suivants :
    • Un étage (10) radiofréquence d’émission et de réception sur un réseau étendu à basse consommation (Low Power Wide Area Network ou LPWAN) utilisant la fréquence basse 800 MHz du standard 4G avec le protocole LTE-M, ( eMTC (enhanced Machine Type Communication) ou LTE Cat M1) avec une fonction de repli sur le standard de seconde génération 2G avec une fréquence de 900 MHz par exemple
    • Une carte MicroSIM ou NanoSIM (11)
    • Deux pilotes de l’étage (10) radiofréquence, respectivement un pilote GSM (12) et un pilote LPWAN (13) destinés à exploiter les instructions provenant d’une brique calculant les commandes Hays (AT Commands en anglais) pour fournir des commandes dans le langage Hays.
  • Le logiciel embarqué (firmware) est enregistré dans une mémoire réinscriptible (15), et peut être actualisé par téléchargement d’un microcode transmis par le serveur (100).
  • Les données fournies par le circuit BMS (103) de gestion de la batterie sont constitués par des variables de température, par exemple température de l’assemblage de cellules (2) et température extérieure du boîtier, la tension et l’intensité. Ces variables sont numérisées par un convertisseur ADC (30). Les acquisitions analogiques sont périodiques par le module de mesure. Les valeurs RAW sont converties en grandeurs physiques avec les ratios (lisible dans mesure.c et mesure.h.
  • A cette valeur est ajouté un offset, cet offset est modifié au travers de la configuration. Il est caractérisé sur chaque carte. Cet offset peut être positif ou négatif et correspond à la correction à apporter sur la mesure en mV
  • Ces données sont ensuite échantillonnées à une fréquence fixée par une horloge (35) et transformées par un calcul (31) d’un paramètre fonction des valeurs échantillonnées, par exemple une valeur maximale ou minimale. Ces paramètres sont enregistrés sous forme séquentielle dans un fichier historisé (33) de type fichier log.
  • Lors de chaque acquisition, les valeurs minimales, maximales et moyennes sont mises à jour. Lorsque la période de calcul est terminée, ces valeurs sont figées puis stockées en RAM en attendant une transmission sur le serveur.
  • La période de calcul n’est pas intégrée en termes de temporalités mais est convertie en nombre d'échantillons. Par exemple, si on a une acquisition d’une mesure toutes les secondes, et un calcul à 60 s, alors nous attendrons 60 échantillons pour réaliser l’étape de calcul. Par conséquent, il faut que la valeur définie dans calcul soit un multiple de la période de mesures.
  • Dès qu’au moins une des mesures physiques requiert une phase de calcul, le résultat est stocké dans un log. Si plusieurs mesures ont des périodes de calcul différentes les unes aux autres, alors le log intégrera les données des mesures où le calcul se fait au même instant.
  • Exemple : Si le courant/tension a un calcul fait toutes les 10 s tandis que pour la température, le calcul est fait toutes les 30 secondes, alors :
    • log à t = 10s contiendra courant/tension
    • log à t = 20s contiendra courant/tension
    • log à t = 30s contiendra courant/tension, température
  • Si les périodes de calculs n’ont pas de diviseur commun, il y aura d’autant plus de logs à stocker.
  • Si la période de calcul de tension/courant est fait toutes les 15 secondes et la période de température est fait toutes les 18 secondes alors, on aura :
    • log à t = 15 s contiendra courant/tension
    • log à t = 18 s contiendra température
    • log à t = 30 s contiendra courant/tension
    • log à t = 36 s contiendra température
  • Le stockage des logs est fait grâce à un buffer circulaire. Cela permet, lorsque la quantité de logs stockées est atteinte, d’écraser les plus anciens en les remplaçant par les nouveaux.
  • Le stockage des logs permet de conserver jusqu’à 1440 échantillons (1 mesure/min pendant 24 heures). Cependant, à l’export, seuls les 1420 plus récents échantillons seront transmis pour éviter de corrompre les informations lorsque de nouveaux calculs sont stockés en cours de transmission au serveur.
  • Etant donné que ces mesures sont en RAM (Bloc SRAM2), à chaque reset du produit, les données présentes seront perdues. Cela a lieu :
    • Lors d’un niveau de batterie bas après un ultime upload des données restantes
    • Lors d’un niveau critique de la batterie
    • Lors d’un déclenchement du watchdog
    • Retrait de son alimentation
  • Une mémoire cache (40) enregistre les dernières valeurs dans une mémoire non volatile et assure le tampon des données entre le circuit BMS (103) et le module de télécommunication.
  • Les données sont regroupées (21) selon un format prédéfini, puis transférées (22) vers la brique logiciel (14) calculant les commandes AT.
  • Le microcontrôleur comprend une zone de mise en veille (50) à très basse consommation, réactivable par la détection d’un signal provenant du serveur par exemple.
  • L’interface du serveur (100) permet de récupérer et exploiter les données, et de reprogrammer le logiciel embarqué, en utilisant un débogueur (101) et un analyseur (102) exploitant la technologie RTT (Real-Time Transfer), par exemple SEGGER-RTT (nom commercial).
  • Les données recueillies sont enregistrées dans une mémoire (110) non volatile NVMEM (« Non Volatile Memory layer »), par exemple un disque SSD et exploitées par un outil de configuration (104) interrogeable en ligne de commande grâce à une interface en ligne de commande (ILC) (105) pour la communication entre l'utilisateur et l'ordinateur s'effectue en mode texte : l'utilisateur tape une ligne de commande, c'est-à-dire du texte au clavier pour demander à l'ordinateur d'effectuer une opération.
  • A titre d’exemple, le module de télétransmission comprend :
    • Des mémoires FLASH pour :
      • l’enregistrement du code de lancement (bootloader) du programme contenu dans le microcontrôleur lors de sa mise sous tension
      • du code commandant les échanges entre le code de lancement et de l’application embarquée constitué d’une structure de données qui est écrite par le logiciel embarqué avant un redémarrage logiciel, pour qu’il soit intercepté par le code de lancement, qui les réinitialise lorsque les process associés sont effectués
      • une zone de téléchargement (Download) dont la taille correspond à la taille de la zone contenant l’application embarquée et de la zone contenant les données de configuration
      • le code de l’application embarquée
      • les données de configuration reconfigurables
      • et des identifiants
    • une mémoire RAM, de type SRAM pour l’enregistrement des données provenant du circuit de gestion de la batterie (103), par exemple de 96 kB
    • une mémoire préservée RAM2 de type CCM-RAM, de plus petite capacité, par exemple de 32 kB. Dans le cas de sommeil profond, un circuit interne au microcontrôleur permet de préserver son contenu sans qu’il soit altéré.
  • Le programme de lancement « bootloader » est chargé de démarrer le logiciel embarqué qui a été installé préalablement et programmé en production (ou par sonde de programmation). Il constitue le véritable point d’entrée de l’application. Il est aussi chargé d'installer un nouveau logiciel embarqué et/ou une nouvelle configuration téléchargée et marquée comme “à installer” dans la zone d’échange.
    • Etages radiofréquences (Modem)
  • Le module modem s’occupe de la communication avec le serveur distant par l’intermédiaire du modem présent sur le produit. La communication entre le processeur et le modem se fait via UART (115200, 8 bits, 1 bit stop, no parity) et la communication au serveur se fait en HTTP 1.0.
  • Le module s’occupe des fonctions suivantes :
    • Mise sous tension du modem et adaptateur de niveau logique
    • Initialisation du protocole UART
    • Monitoring de la tension 1V8 généré par le modem pour vérifier sa mise sous tension
    • Création de commandes AT pour communiquer avec le modem
    • Gestion de la carte SIM
    • Récupération des informations du modem (IP, IMEI, Version logiciel, Version de module)
    • Vérification d’accroche au réseau
    • Ouverture de Socket
    • Moteur allégé HTTP pour générer des requêtes HTTP
    • Création et formatage de la donnée à transmettre au serveur sous un format JSON
    • Téléchargement d’un manifeste de mise à jour depuis le serveur, puis téléchargement d’une nouvelle configuration ou d’un nouveau firmware.
    • Extinction logicielle et électronique du modem
    • Sectionnement et dé-initialisation des alimentations/protocole de communication avec le modem.
  • L’ensemble de ce code est concentré dans les fichiers suivants :
    • modem.c/.h pour la partie module avec la gestion de la machine d’état du modem
    • usart.c/.h qui gère la partie UART Hardware du CPU.
    • modem_frame.c/.h qui gère le moteur JSON pour formater la trame à remonter
    A titre d’exemple, le module modem est utilisé lors de trois évènements spécifiques :
    • Périodiquement, selon la valeur spécifiée sous “upload_period” qui permet la remontée des informations de mesures. La trame est de type “MEASURE”
    • Le traitement de la mise à jour OTA (Over-The-Air) est effectué après chaque remontée d’information.
    • Lorsque la tension d’alimentation passe en dessous du seuil bas. Un ultime message intégrant toutes les mesures à disposition est émis au serveur avant extinction et mise en stand by. La trame est de type “LOW_BATT”
  • Le protocole HTTP impose d’envoyer un en-tête avant d’envoyer le contenu. Cet en-tête intègre de nombreuses informations comme la méthode HTTP, la version, l’URI du serveur etc... mais également la taille exacte du contenu.
  • Etant donné que le contrôleur n’offre pas des ressources illimitées pour stocker en mémoire l’ensemble de la trame à remonter (jusqu’à 200 Ko), il est nécessaire de segmenter le message.
  • De plus, cette trame est générée dynamiquement (les tailles des champs évoluent selon leurs valeurs), il est donc impossible de prédéterminer la taille du contenu final sans faire l’exercice de la générer. C’est pourquoi, la génération de la trame est exécutée deux fois. Une première fois, à vide (i.e. sans transmission), ce qui permet de déterminer et mesurer la taille de la trame à remonter et une deuxième fois où le contenu est envoyé au modem (et donc au socket HTTP ouvert). Cela demande un temps non négligeable (< 10 secondes). C’est pour cette raison, qu’au moment de la première itération, la liste des logs à remonter est “figée” en envoyant qu’au maximum les 1420 plus récents logs sur les 1440 disponibles afin d’éviter tout risque de modification du contenu de la trame entre les deux itérations.
  • La séquence de mise en route, transmissions des données et extinction du modem dure entre 30 et 120 secondes. En cas d’échec de remontée (pas de réseau, erreur de communication), les logs ne sont pas écrasés et seront envoyés à nouveau lors de la nouvelle période d’upload en y intégrant les mesures les plus récentes.
  • A la suite de cet échec, la récupération des données de mise à jour (manifeste JSON) est tout de même effectuée s’il n’est pas lié à un problème d’accroche au réseau.
    • Module séquenceur :
  • Un séquenceur (34) assure le séquençage des différentes tâches à réaliser : Que ça soit de l’acquisition de la grandeur physique, au calcul passant par la transmission des mesures au serveur, elles sont toutes gérées par ce séquenceur (34).
  • Ce séquenceur (34) s’appuie sur la RTC interne du microcontrôleur épaulé de son Qwartz Basse fréquence 32768 Hz. La RTC a été accéléré pour tourner à 16 Hz générant un tick de 62.5 ms.
  • Il utilise l’alarme lié au calendrier de cette RTC pour fixer les prochains réveils et lancer les tâches programmées.
    • Connectivité serveur
  • La connectivité au serveur est offerte par une solution 4G ou LTE-M à travers les modules Telit LE-910/ME-910. Ce dernier est orchestré par le processeur principal par le biais d’une communication UART (115200, 8 bits, 1 bit stop, no parity). Périodiquement, le modem sera alimenté et transmettra l’ensemble des mesures stockées en RAM (jusqu’à 1420).
  • Théoriquement, il y a 1440 échantillons sauvegardés mais pour se prémunir des temps de traitements lors des remontées de données et par conséquent un risque d’écrasement de mesures antérieures, seules les 1420 plus récentes seront remontées pour garantir leur intégrité.
  • La communication au serveur se fait par HTTP en utilisant le mécanisme de Socket offert par le modem. Ce dernier utilise le protocole HTTP 1.0 et utilise la méthode POST pour pousser les données à remonter et GET pour récupérer les fichiers de mise à jour OTA.
    • Utilisation de l’invention
  • Une batterie connectée selon l’invention permet de :
    • Collecter les données de fonctionnement de nos produits en application réelle sur le terrain (tension, courant, température)
    • Transmettre les données sur la plateforme
    • Optimiser les produits aux conditions d’utilisation réelles par analyse de ces données
    • Diagnostiquer et analyser les écarts de fonctionnements ou dysfonctionnement à distance
    • Donner accès à nos clients au comportement de nos produits dans leur application
    • Gérer des alertes pour des interventions en préventif ou curatif
    • Possibilité de suivre les consommations en temps réel et donc de proposer un service de « leasing »/ « Location »/ « vente de Wh »
    Variante concernant la mesure des paramètres de la batterie
  • Dans l’exemple de réalisation susvisé, les paramètres de fonctionnement de la batterie sont obtenus par lecture des données disponible sur un circuit de gestion de batterie (BMS) assurant notamment l’équilibrage de chaque cellule que contient une batterie en fonction de paramètres tels que le courant, la tension et la température. Ces paramètres peuvent être acquis par le moyen de mesure par lecture des registres de la mémoire du BMS.
  • Pour des batteries ne disposant pas de BMS, le moyen de lecture est constitué par un circuit indépendant ou intégré au circuit de télécommunication, recevant des signaux provenant d’un capteur de température, ou mesurant la tension et/ou le courant pour chacune des cellules ou pour la batterie.
    •

Claims (9)

  1. Pack de batterie comprenant une pluralité de cellules d’accumulateurs (2) reliés mécaniquement et électriquement, ainsi qu’un moyen de mesure d’au moins un paramètre de la batterie et un module de télécommunication, les composants dudit pack étant intégrés dans un boîtier (1) présentant des bornes de raccordement de puissance caractérisé en ce que
    • ledit module de télécommunication comportant un contrôleur commandant la réception et la transmission de données numériques entre un serveur et ledit moyen de mesure de la batterie via le réseau 4G basse fréquence, soit grâce à un protocole de type CAT-M1 soit avec un circuit de repli 2G, et
    • en ce ledit module de télécommunication comporte
      • une mémoire non volatile réinscriptible pour l’enregistrement d’une partie au moins du code informatique exécuté par ledit calculateur, ainsi qu’une partie au moins des paramètres numériques calculés périodiquement en fonction des données fournies par ledit module de télécommunication
      • une mémoire de type RAM pour l’enregistrement des paramètres numériques calculés périodiquement en fonction des données fournies par ledit module de télécommunication dans un buffer circulaire
    et
    • en ce ledit module de télécommunication comporte un circuit de commande de l’activation du module de télécommunication
    • périodiquement pour la transmission des paramètres fournis par ledit moyen de mesure,
    • en cas de détection d’un signal émis par ledit serveur pour la mise à jour du code informatique enregistré dans une mémoire dudit moyen de mesure et
    • lorsque la tension de sortie desdites cellules d’accumulateur passe en dessous d’un seuil bas, pour émettre un message numérique d’avertissement.
  2. Pack de batterie selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen de mesure d’au moins un paramètre de la batterie comporte un capteur de température.
  3. Pack de batterie selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen de mesure d’au moins un paramètre de la batterie comporte un capteur de courant.
  4. Pack de batterie selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen de mesure d’au moins un paramètre de la batterie comporte un capteur de tension.
  5. Pack de batterie selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen de mesure est relié au système (103) de gestion (BMS) des batteries d'accumulateurs.
  6. Pack de batterie selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen de mesure comporte un module de géolocalisation.
  7. Pack de batterie selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit module de télécommunication comporte en outre un moyen pour commander la déconnection des cellules d’accumulateurs à la réception d’un message numérique transmis par un serveur.
  8. Pack de batterie selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites cellules d’accumulateurs sont de type lithium Phosphate de fer.
  9. Module de télécommunication pour la télétransmission d’informations numériques provenant d’un circuit électronique de mesure d’au moins un paramètre de batterie caractérisé en ce qu’il comporte :
    • un contrôleur commandant la réception et la transmission de données numériques entre un serveur et ledit circuit électronique de mesure d’au moins un paramètre de la batterie via le réseau 4G basse fréquence, soit grâce à un protocole de type CAT-M1 soit avec un circuit de repli 2G, et
    • un ensemble de mémoires comprenant :
      • une mémoire non volatile réinscriptible pour l’enregistrement d’une partie au moins du code informatique exécuté par ledit calculateur, ainsi qu’une partie au moins des paramètres numériques calculés périodiquement en fonction des données fournies par ledit module de télécommunication
      • une mémoire de type RAM pour l’enregistrement des paramètres numériques calculés périodiquement en fonction des données fournies par ledit module de télécommunication dans un buffer circulaire
    et
    • un circuit de commande de l’activation du module de télécommunication
    • périodiquement pour la transmission des paramètres fournis par ledit moyen de mesure,
    • en cas de détection d’un signal émis par ledit serveur pour la mise à jour du code informatique enregistré dans une mémoire dudit moyen de mesure et
    • lorsque la tension de sortie desdites cellules d’accumulateur passe en dessous d’un seuil bas, pour émettre un message numérique d’avertissement.
EP23789872.1A 2022-09-27 2023-09-27 Pack de batterie comprenant une pluralité d'accumulateurs avec connectivité intégrée permettant l'acquisition et l'exploitation de données en fonctionnement Pending EP4595452A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2209780A FR3140210A1 (fr) 2022-09-27 2022-09-27 Pack de batterie comprenant une pluralité d'accumulateurs avec connectivité intégrée permettant l'acquisition et l'exploitation de données en fonctionnement
PCT/EP2023/076761 WO2024068762A1 (fr) 2022-09-27 2023-09-27 Pack de batterie comprenant une pluralité d'accumulateurs avec connectivité intégrée permettant l'acquisition et l'exploitation de données en fonctionnement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4595452A1 true EP4595452A1 (fr) 2025-08-06

Family

ID=88068365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23789872.1A Pending EP4595452A1 (fr) 2022-09-27 2023-09-27 Pack de batterie comprenant une pluralité d'accumulateurs avec connectivité intégrée permettant l'acquisition et l'exploitation de données en fonctionnement

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4595452A1 (fr)
FR (1) FR3140210A1 (fr)
WO (1) WO2024068762A1 (fr)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7598880B2 (en) 2005-03-14 2009-10-06 Liebert Corporation Wireless battery monitoring system and method
WO2013051157A1 (fr) 2011-10-07 2013-04-11 日立ビークルエナジー株式会社 Système de surveillance de batteries, organe de commande hôte et dispositif de surveillance de batteries
JP5403191B2 (ja) 2011-11-08 2014-01-29 新神戸電機株式会社 蓄電池状態監視システム
CN108400397B (zh) * 2018-03-29 2020-03-10 中科创能实业有限公司 电池管理系统及平台
CN110896233B (zh) 2018-09-12 2021-07-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池管理系统
US12392843B2 (en) * 2019-09-25 2025-08-19 Exicom Tele-Systems Limited System and method for managing a battery pack
CN111640887A (zh) * 2020-04-23 2020-09-08 华富(江苏)锂电新技术有限公司 磷酸铁锂软包动力锂离子电池组及换电方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024068762A1 (fr) 2024-04-04
FR3140210A1 (fr) 2024-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10408647B2 (en) Analysis of pipe systems with sensor devices
CN108357382B (zh) 电池充电方法和系统、远程监控平台和存储介质
EP2810090B1 (fr) Système protégé de contrôle de transactions d&#39;énergie pour un véhicule électrique
US20150379786A1 (en) Remotely monitoring a plurality of vehicles
CN112714368B (zh) 用电量异常提示方法、装置、计算机设备和存储介质
FR2981776A1 (fr) Outil electrique et son procede de gestion
CN111212454A (zh) 可智能切换数据传输方式的远程终端控制系统及存储介质
WO2022025743A1 (fr) Système intelligent pour ta détection et l&#39;identification des appareils en fonctionnement à l&#39;aide d&#39;une surveillance bimodale non-intrusive du signal électrique
CN110147409B (zh) 用于查询车辆的电池信息的方法、设备以及介质
CN120348187A (zh) 异常充电桩的识别方法、装置、计算机设备及存储介质
EP2839302A1 (fr) Dispositif de determination d&#39;une caracteristique d&#39;une batterie et procede de fonctionnement d&#39;un tel dispositif
WO2018049527A1 (fr) Systèmes et procédés associés d&#39;intelligence environnementale
WO2024068762A1 (fr) Pack de batterie comprenant une pluralité d&#39;accumulateurs avec connectivité intégrée permettant l&#39;acquisition et l&#39;exploitation de données en fonctionnement
EP4457115B1 (fr) Procédé et un système de gestion d&#39;un dispositif de batterie électrique d&#39;un véhicule à motorisation électrique ou hybride
US20220413053A1 (en) Information providing system, server, and information providing method
EP3690458B1 (fr) Procede de suivi de temps d&#39;utilisation d&#39;un groupe electrogene, dispositif autonome, procede de suivi de la maintenance, et systeme correspondants
EP3066741A2 (fr) Dispositif et procédé de charge
CN118133185A (zh) 基于智能电能采集终端的区域用电异常预测的用户安全评估系统
EP2884412A1 (fr) Procede de gestion d&#39;une installation electrique et systeme de gestion d&#39;une telle installation
JP6721170B1 (ja) 非常用充放電器の遠隔監視システム
CN220820272U (zh) 气象数据获取装置和设备
KR102561607B1 (ko) IoT 원격감시 기반의 충전시스템
US12489152B2 (en) Flexible continuous load unit/monitor interface for battery capacity testing
AU2012101510A4 (en) Battery Monitoring Apparatus and Method
EP3861616B1 (fr) Estimation d&#39;une grandeur physique par un système de mesure distribué

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250328

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)