FR2940547A1

FR2940547A1 - Systeme de gestion electronique d'une batterie modulaire rechargeable et son procede de gestion

Info

Publication number: FR2940547A1
Application number: FR0807120A
Authority: FR
Inventors: Etienne Durand
Original assignee: Saft Groupe SAS
Current assignee: Saft Groupe SAS
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-06-25
Anticipated expiration: 2028-12-18
Also published as: FR2940547B1

Abstract

L'invention se rapporte à système de gestion électronique d'une batterie (1) rechargeable et son procédé de gestion. La batterie (1) comportant au moins deux modules (3) d'accumulateurs électrochimiques (4). Chaque module (3) comprend au moins une carte électronique (5) adaptée à mesurer au moins un paramètre d'au moins un des accumulateurs du module (3). Au moins une des cartes électroniques (5) d'un des modules (3) est une carte maître (51) adaptée à communiquer avec les autres cartes dites cartes esclaves (52, 53). Chaque carte esclave (52, 53) étant adaptée à transmettre à la ou aux cartes maîtres (51) ledit au moins un paramètre mesuré, et la ou les cartes maîtres (51) étant adaptées à transmettre des commandes de modification du fonctionnement d'au moins un accumulateur (4) en fonction des paramètres mesurés.

Description

l SYSTEME DE GESTION ELECTRONIQUE D'UNE BATTERIE MODULAIRE RECHARGEABLE ET SON PROCEDE DE GESTION.

L'invention concerne un procédé et un système de gestion électronique de batteries modulaires rechargeables. Typiquement une batterie modulaire est constituée d'une pluralité de modules comportant chacun une pluralité d'accumulateurs appelés aussi générateurs électrochimiques, cellules ou éléments. Les accumulateurs sont reliés entre eux en série et/ou en parallèle par une ligne de puissance. Chaque accumulateur se décharge en fournissant de l'énergie électrique à une application donnée. La batterie peut être chargée par un chargeur qui fournit de l'énergie électrique aux bornes de la batterie pour augmenter la quantité d'énergie électrique stockée dans chaque accumulateur. Le chargeur charge la batterie en appliquant à ses bornes une tension supérieure à celle de la batterie. Il est connu de stopper la charge de la batterie en activant un organe de protection lorsque la tension aux bornes d'un des accumulateurs est supérieure à une valeur prédéterminée appelée tension de seuil maximum. Cette valeur de tension de seuil maximum est en général inférieure ou égale à la tension maximale admissible aux bornes d'un des accumulateurs de la batterie. L'organe de protection peut aussi interrompre la décharge de la batterie lorsque la tension aux bornes d'un accumulateur a atteint une tension de seuil minimum. Il est connu que les accumulateurs d'une même batterie, qui sont couramment prévus identiques, peuvent cependant présenter des caractéristiques différentes tels que le rendement faradique ou l'autodécharge et en conséquence des performances différentes. On appelle autodécharge, la baisse de l'état de charge de l'accumulateur, alors que celui-ci est simplement stocké, et ne débite aucun courant à travers un dispositif consommateur de courant. On appelle rendement faradique, le rapport entre la quantité d'électricité débitée à la décharge et la quantité d'électricité fournie lors de la charge. Ainsi, lorsque la batterie est en charge, les accumulateurs ne se chargent pas tous à la même vitesse. Dans une batterie, la tension aux bornes de chaque accumulateur n'est donc pas identique. Ainsi, lorsque la tension aux bornes d'un accumulateur atteint la tension de seuil maximum, les autres accumulateurs ne sont pas forcément entièrement chargés. La batterie n'utilise donc pas toute sa capacité de stockage lorsqu'elle est en fin de charge.

Afin d'optimiser la charge et donc l'état de charge (SOC=State Of Charge) d'une batterie, il est connu de réaliser un équilibrage des accumulateurs de la batterie. L'équilibrage d'une batterie consiste à ajuster la tension aux bornes de chaque accumulateur à une même tension ou dans une même plage de tension. Ainsi, R `Brexets.28"00 2S74}--05121 7-tete dépôt doc - 17 12 08 - 16.12 - 1 15 lorsque la tension aux bornes d'un accumulateur atteint la tension de seuil maximum, un circuit de dérivation permet de ralentir ou stopper la charge de cet accumulateur sans que la charge des autres accumulateurs soit interrompue. En conséquence, la charge de la batterie modulaire est interrompue lorsque l'ensemble des accumulateurs a atteint la tension de seuil maximum. La batterie est donc chargée en utilisant pratiquement toute sa capacité de stockage. Le document FR-A-2 825 842 décrit un procédé d'équilibrage à seuil fixe ainsi que son système de gestion. Ce procédé consiste à dériver le courant de charge aux bornes d'un accumulateur pour lequel la tension dépasse une tension prédéterminée de fin de charge. La tension de fin de charge peut correspondre à la tension de seuil maximum pour un accumulateur ou être inférieure à celle-ci. Cependant ce procédé n'est pas adapté à certaines applications, telles que les applications dans lesquelles les batteries ne sont pas chargées jusqu'à leur pleine capacité durant plusieurs cycle de charge et de décharge. La tension de fin de charge n'est donc pas atteinte durant ces cycles. Par exemple, lorsque le chargeur est alimenté par des cellules photovoltaïques, la tension de charge dépend de l'ensoleillement. L'écart de l'état de charge (SOC) entre chaque accumulateur est alors susceptible d'augmenter de manière significative au cours du temps et au fur et à mesure des charges et des décharges successives de la batterie. Ainsi, la batterie peut se retrouver avec un déséquilibrage important qui peut conduire à une dégradation importante du fonctionnement de l'ensemble des accumulateurs. Le document EP-A-O 855780 décrit un procédé d'équilibrage à seuil dynamique et un système électronique de commande pour l'application de ce procédé à une batterie. Le procédé d'équilibrage à seuil dynamique consiste à dériver le courant de charge aux bornes d'un accumulateur ayant une tension supérieure à une tension liée à la tension de l'accumulateur le moins chargé de la batterie. Le système électronique de ce document comporte un circuit de dérivation de courant par accumulateur. Les circuits de dérivation sont supervisés par un calculateur qui est commun pour tous les accumulateurs. Le calculateur reçoit des mesures effectuées aux bornes de chaque accumulateur et notamment une mesure de tension de chaque accumulateur. Le calculateur détermine le déséquilibre de la batterie par le biais des mesures et supervise un chargeur de la batterie ainsi que les circuits de dérivation de courant en fonction du déséquilibre. La supervision des circuits de dérivation permet d'atteindre une même tension aux bornes de tous les accumulateurs et/ou un même écart de quantité d'énergie stockée dans chaque accumulateur. La supervision du chargeur permet de modifier la valeur du courant de charge si besoin. En conséquence, l'équilibrage de la batterie est assuré de façon dynamique. R Brevets 2370028743ù08171"-textedépôtdoc - 12 OS- 16 12 15 Pour simplifier l'architecture de la batterie, on peut envisager de déplacer le calculateur vers l'application ou dans un ensemble extérieur à la batterie. Cependant, un tel système entraîne une complexité de câblage entre la batterie et l'application et nécessite une interface entre l'application et la batterie. En effet, les cartes mesurant la tension des accumulateurs doivent communiquer avec le calculateur et le calculateur doit communiquer avec chaque circuit de dérivation afin d'équilibrer de façon dynamique la batterie. Le document FR-A-2 889742 propose de supprimer le calculateur maître. Un circuit de contrôle est associé à chaque générateur électrochimique. Les circuits de contrôles commandent un organe de protection pour stopper la charge ou la décharge. Le système de gestion décrit dans ce document ne permet pas un équilibrage dynamique. Il existe donc un besoin pour simplifier les systèmes de gestion électronique des batteries modulaires qui permettent d'équilibrer la batterie de façon dynamique et de simplifier l'interface entre une batterie et l'application. A cet effet, l'invention propose un système de gestion électronique d'une batterie rechargeable comportant au moins deux modules d'accumulateurs électrochimiques, chaque module comprenant au moins une carte électronique adaptée à mesurer au moins un paramètre d'au moins un des accumulateurs du module, caractérisé en ce que au moins une des cartes électroniques d'un des modules est une carte maître adaptée à communiquer avec les autres cartes dites cartes esclaves, chaque carte esclave étant adaptée à transmettre à la ou aux cartes maîtres ledit au moins un paramètre mesuré, et la ou les cartes maîtres étant adaptées à transmettre des commandes de modification du fonctionnement d'au moins un accumulateur en fonction des paramètres mesurés. Selon les modes de réalisation, le système de gestion électronique de l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : le système de gestion comprend en outre un bus de communication reliant les cartes électroniques et adapté à transmettre les paramètres mesurés et les commandes ; - les paramètres mesurés sont choisis parmi une tension, une impédance, un courant, une température, une pression ou une combinaison de ceux-ci ; - les cartes électroniques sont fonctionnellement identiques ; - la ou les cartes maîtres sont choisies parmi toutes les cartes électroniques lors de leur mise sous tension ; - le choix de la ou des cartes maîtres est basé sur le numéro de série des cartes électroniques ; R lires ea 25-00 2S-43--O8121'1ez1e dépt dnc - 17 12 OS - 16 12 - 3 15 35 - le choix de la ou des cartes maîtres est aléatoire ; - chaque carte électronique est adaptée à empêcher la charge ou la décharge des accumulateurs de son module jusqu'à ce que la ou les cartes maîtres soient choisies ; - la ou les cartes maîtres sont adaptées à empêcher la charge ou la décharge de la batterie si l'une des cartes esclaves n'est pas en mesure de transmettre les paramètres mesurés ; - la commande comprend une tension d'équilibrage et la modification du fonctionnement d'au moins un accumulateur consiste à dériver un courant aux bornes des accumulateurs ayant une tension supérieure à la tension d'équilibrage. L'invention propose aussi un procédé de gestion électronique d'une batterie rechargeable comportant au moins deux modules d'accumulateurs électrochimiques, chaque module comprenant une carte électronique, le procédé comportant les étapes suivantes: au moins une des cartes électronique est choisie pour être carte maître, les autres cartes étant dites cartes esclaves, - chaque carte électronique mesure au moins un paramètre d'au moins un des accumulateurs du module, - chaque carte esclave transmet à la ou les cartes maîtres le paramètre mesuré, - la ou les cartes maîtres calculent au moins une valeur seuil à partir des paramètre mesurés par chaque carte, - la ou les cartes maîtres commandent une modification du fonctionnement d'au moins un accumulateur si le paramètre mesuré de cet accumulateur atteint la valeur seuil. Selon les modes de réalisation, le procédé de l'invention peut comprendre en outre une ou plusieurs des étapes suivantes : - la ou les cartes maîtres sont choisies parmi toutes les cartes électroniques lors de leur mise sous tension ; chaque carte électronique empêche la charge ou la décharge de la batterie tant que la ou les cartes maîtres ne sont pas choisies ; - la ou les cartes maîtres interrogent chaque carte esclave, en attendent une réponse et empêchent la charge ou la décharge de la batterie si l'une des cartes esclaves ne répond pas. R Brevets 28700 28'43ù08 I217-^exte dép0t. doc - 17 1208 - 16.12 - 4 15 25 30 35 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit. Cette description est donnée à titre d'exemple uniquement et en référence à la figure annexée qui montre de façon schématique un système de gestion d'une batterie selon un mode de réalisation.

L'invention se rapporte à un système de gestion électronique d'une batterie rechargeable comportant au moins deux modules d'accumulateurs électrochimiques. Chaque module comprend une carte électronique adaptée à mesurer au moins un paramètre d'au moins un des accumulateurs du module auquel la carte est associée. Au moins une des cartes électroniques d'un des modules est une carte maître adaptée à communiquer avec toutes les autres cartes, dites cartes esclaves. Les cartes esclaves sont adaptées à transmettre à la carte maître les mesures effectuées. La carte maître est adaptée à transmettre des commandes de modification du fonctionnement d'au moins un accumulateur en fonction des paramètres mesurés. Le paramètre mesuré peut être relatif à la quantité d'énergie stockée dans l'accumulateur mesuré. Le paramètre mesuré peut aussi être relatif à une sécurité de la batterie. Par exemple, une première carte électronique peut être choisie comme carte maître pour assurer l'équilibrage de la batterie et une seconde carte électronique peut être choisie afin d'assurer des fonctions de sécurité. La description qui suit fait référence à une carte maître afin de simplifier la lecture.

La carte maître gère l'équilibrage de la batterie en transmettant les commandes de modifications aux cartes esclaves en fonction des paramètres mesurés. Le fait que la carte maître soit une des cartes électroniques des modules permet de simplifier l'architecture de la batterie. Le fait qu'une des cartes électroniques (la carte maître) puisse gérer l'équilibrage de la batterie permet au calculateur d'application de s'affranchir de cette fonction. Le calculateur de l'application, c'est-à-dire du système qui utilise la batterie, n'a plus besoin de communiquer avec chaque module de la batterie. L'interfaçage et le câblage sont donc simplifiés, notamment lorsque le mode de câblage implique des liaisons filaires. Le calculateur de l'application peut donc seulement s'occuper de la gestion externe de la batterie, c'est-à-dire la charge ou la décharge de la batterie en ne gérant que le chargeur et l'application. En conséquence, le calculateur de l'application peut être plus simple et plus compact. La carte maître ne gère que la batterie et non la supervision du chargeur ou de l'application. La gestion de la batterie comprend notamment la dérivation d'un accumulateur chargé à pleine capacité, l'isolation d'un accumulateur défaillant, la commande de l'arrêt de la décharge lorsqu'un accumulateur est complètement déchargé. R Bresets2870008743--081217-lexie dépGt duc - 1-7 12 US - 16.12 - 5 15 Le système de gestion électronique selon l'invention peut permettre aussi de rendre autonome l'équilibrage à seuil dynamique de la batterie. Ainsi, lorsque la batterie est stockée, elle peut rester équilibrée. Le système de gestion électronique peut être aussi mis en veille lorsque la batterie est stockée. Le système de gestion peut mesurer une caractéristique de la batterie telle que le courant de sortie et déterminer ainsi si l'application est en veille ou si la batterie est en stockage. L'application peut aussi émettre un signal (veille) qui informe le système de gestion si l'application sollicite la batterie ou si elle est en veille. Les commandes de modification du fonctionnement d'un accumulateur peuvent être envoyées aux cartes esclaves par courant porteur sur un bus de communication. En réponse à ces commandes, chaque carte électronique peut agir sur le fonctionnement du module associé. De ce fait, le système de gestion peut réaliser un équilibrage à seuil dynamique. En effet, les paramètres mesurés peuvent inclure la tension aux bornes de chaque accumulateur et chaque carte peut transmettre la plus petite tension qu'elle a mesurée. La carte maître peut donc déterminer la tension de l'accumulateur le moins chargé et envoyer une valeur seuil à chaque carte esclave en fonction de cette tension minimale. Chaque carte peut commander une dérivation du courant pour les accumulateurs auxquels elle est associée. Cette commande de dérivation peut avoir lieu lors de la charge ou de la décharge ou du stockage de la batterie. Le courant peut être dérivé soit dans un circuit de dérivation comportant une résistance qui dissipe ce courant, soit dans un circuit de dérivation contournant l'accumulateur. Ce courant est appelé dans la suite de la description courant dissipé. Chaque carte peut commander une dérivation du courant pour les accumulateurs présentant une tension supérieure à la valeur seuil de la tension d'équilibrage déterminée par la carte maître. La carte maître commande ainsi l'équilibrage de la batterie en fonction des paramètres mesurés aux bornes des accumulateurs. La valeur seuil de tension envoyée par la carte maître peut être une valeur légèrement supérieure à la tension minimale mesurée. Par exemple la valeur seuil de tension envoyée peut être égale à la somme de la tension minimale mesurée et une tension dite tension d'adition prédéterminée. Ainsi, les accumulateurs peuvent présenter un même écart de quantité d'énergie stockée. La dérivation du courant dissipé aux bornes d'un accumulateur est effectuée jusqu'à ce que la tension aux bornes de l'accumulateur atteigne une autre valeur dite valeur d'arrêt de dérivation. Cette valeur d'arrêt de dérivation peut être la valeur de tension minimale mesurée ou une valeur inférieure à celle-ci. Cette valeur d'arrêt de dérivation peut être déterminée par chaque carte électronique ou par la carte maître qui l'envoie aux cartes esclaves. R Brevets 2S"00 .S'a}--OS I'_ I --tete depin doi - 1- 12 OS - 16 12 - 6 15 Dans la suite, un mode de réalisation va être décrit en référence à la figure 1. La figure 1 représente une batterie 1 ayant deux bornes positive et négative connectées à une application 2. La batterie 1 peut aussi être connectée à un chargeur qui fournit un courant de charge à la batterie. La batterie 1 comporte une pluralité de modules 3 (seulement trois modules sont représentés sur la figure 1) montés en série. Chaque module comporte des accumulateurs 4 montés en série et reliés par une ligne de puissance. Il est entendu que le système de gestion électronique selon l'invention s'applique également à des modules montés en parallèle et/ou à des accumulateurs reliés en parallèle dans des modules.

Chaque module comporte une carte électronique 5. Les cartes électroniques 5 communiquent les unes avec les autres par un bus de communication 6. Les bornes de chaque accumulateur 4 sont raccordées à la carte électronique 5 du module 3 correspondant. Chaque carte électronique 5 comporte au moins un dispositif de mesure (non représenté sur la figure 1) adapté à mesurer un paramètre relatif à la quantité d'énergie stockée dans chaque accumulateur 4. Ce paramètre peut être par exemple la température, la pression, l'impédance, la tension aux bornes de chaque accumulateur ou le courant que peut délivrer l'accumulateur ou encore une pluralité de ces paramètres. Pour simplifier la compréhension, la description fera référence par la suite uniquement à une mesure de tension aux bornes des accumulateurs. Les cartes électroniques 5 peuvent comprendre chacune un seul dispositif de mesure. Les dispositifs de mesure sont connus en soi et ne sont pas décrits en détail. La carte électronique 5 peut commuter les entrées du dispositif de mesure afin que celui-ci prenne une mesure aux bornes de chaque accumulateur du module successivement. Une des cartes électroniques 5 d'un des modules 3 est choisie comme carte maître 51 et les autres cartes électroniques 5 sont appelées cartes esclaves 52 et 53. Les cartes esclaves 52 et 53 sont adaptées à transmettre à la carte maître 51 les valeurs des tensions mesurées par leurs dispositifs de mesures. La transmission des valeurs des tensions mesurées par les cartes esclaves 52 et 53 à la carte maître 51 peut être réalisée par le biais d'un bus de communication 6 par courant porteur ou de type CAN (Controller Area Network). La carte maître 51 stocke dans une mémoire toutes les valeurs de tension transmises par les cartes esclaves ainsi que les valeurs des tensions aux bornes des accumulateurs du module auquel elle est associée. La carte maître détermine la tension mesurée la plus basse (la tension minimale mesurée) par les dispositifs de mesures de tous les modules. De ce fait, la carte maître connaît la valeur de tension aux bornes de l'accumulateur ayant la plus petite quantité d'énergie et détermine une valeur seuil. R Brevets '_6-Pt"S'4?--O5l'_ I'-terre dépôt dec - 1, 12 OS - k, 1 - - 15 La carte maître détermine alors une commande pour chaque carte esclave qui est fonction des tensions mesurées aux bornes de chaque accumulateur et fonction de la valeur seuil. Sur cette commande, chaque carte est adaptée à modifier le fonctionnement d'au moins un accumulateur. Cette commande peut être une commande d'équilibrage. Si la valeur de tension mesurée sur un des accumulateurs est supérieure à la valeur seuil, la carte électronique 5 associée à cet accumulateur va commander la fermeture d'un circuit de dérivation de cet accumulateur. Le circuit de dérivation comprend un organe de contournement qui est normalement ouvert et se ferme lorsqu'il est activé par la carte électronique associée. L'organe de contournement peut être un contact d'un contacteur ou un transistor. Les cartes électroniques 5 activent les organes de contournement des circuits de dérivation des accumulateurs ayant une tension supérieure à la tension seuil d'équilibrage. En conséquence, si la batterie est en charge, une partie du courant de charge fourni par le chargeur passe par les organes de contournement fermés alors que la totalité du courant de charge passe par les accumulateurs dont l'organe de contournement est ouvert. Ainsi, les accumulateurs ayant une tension inférieure à la tension seuil d'équilibrage se chargent plus rapidement que les accumulateurs contournés. Lorsque la batterie est en stockage, chaque accumulateur peut se décharger naturellement (phénomène d'autodécharge), un accumulateur peut alors se décharger naturellement plus vite que les autres et donc déséquilibrer la batterie. Les circuits de dérivation du système de gestion électronique peuvent décharger les accumulateurs ayant une tension supérieure à une première tension seuil. Lorsque la tension aux bornes d'un accumulateur contourné par un circuit de dérivation devient inférieure ou égale à une deuxième tension seuil inférieure à la première tension seuil, la carte électronique 5 commande l'ouverture de l'organe de contournement du circuit de dérivation. Ainsi, tous les accumulateurs se retrouvent dans une même plage de tension et la batterie est équilibrée. La première tension seuil est égale à la tension minimale mesurée sur les accumulateurs à laquelle s'ajoute une tension d'addition. La tension d'addition est fixée pour ne pas accélérer la décharge. En cas de défaut d'un accumulateur, la carte électronique associée peut déclencher un signal de seuil minimal qui interrompt l'équilibrage de la batterie et met en veille les cartes électroniques. D'autres signaux peuvent être transmis par les cartes électroniques, par exemple lorsque l'état de charge (SOC) de la batterie est en dessous d'un seuil prédéterminé.

Le système de gestion électronique selon l'invention peut permettre aussi d'équilibrer la batterie pendant qu'elle se décharge. Dans ce cas, l'équilibrage s'effectue de la même manière que durant la charge de la batterie. Chaque R Bres ets 25-00 _S 4 3--05 1 2 1'-tete depét dec - 1", 12 08 - 16 12_ - 3 15 accumulateur, dont le circuit de dérivation dérive une partie de son courant, se décharge plus vite que les autres accumulateurs. Les cartes esclaves transmettent les mesures de tension à la carte maître périodiquement. Par exemple, les cartes esclaves transmettent les valeurs mesurées toutes les 100 millisecondes et la carte maître peut déterminer toutes les secondes une nouvelle tension d'équilibrage qui est transmise aux cartes esclaves. Ces valeurs temporelles sont données à titre d'exemple et ne sont pas limitative de l'invention. La carte maître peut aussi envoyer un signal aux cartes esclaves qui, en réponse à ce signal, mesurent les paramètres et les transmettent à la carte maître.

Toutes les mesures peuvent donc être effectuées en même temps. Cela permet une cohérence des mesures dans le temps et donc un meilleur équilibrage. Ainsi le processus d'équilibrage est dynamique. La carte maître connaît le nombre de cartes électroniques incorporées dans la batterie afin de savoir si chaque carte électronique a transmis la ou les valeurs des paramètres mesurés.

Les mesures réalisées par les dispositifs de mesure peuvent être échantillonnées ou être réalisées continuellement. Les cartes électroniques 5 peuvent donc connaître la tension des accumulateurs 4 en permanence et peuvent activer ou désactiver le circuit de dérivation avant de recevoir une nouvelle valeur seuil de tension d'équilibrage.

Lorsque la valeur d'un accumulateur est supérieure ou correspond à une tension de seuil maximum prédéterminée, la carte électronique associée envoie un signal d'alarme via un bus d'alarme 7 au chargeur qui interrompt la charge. La tension de seuil maximum correspond à la tension aux bornes d'un accumulateur entièrement chargé (SOC=100%). Pour une meilleure sécurité, le signal d'alarme peut être redondant. Par exemple, la carte maître peut aussi envoyer ce signal d'alarme lorsqu'une des valeurs mesurées est supérieure ou correspond à la tension de seuil maximum prédéterminée. Lorsqu'une valeur mesurée correspond à une tension de seuil minimum prédéterminée, la carte maître envoie aussi un signal d'alarme via le bus d'alarme 7 au calculateur de l'application qui peut interrompre la décharge. La tension de seuil minimum correspond à une tension d'un accumulateur dont l'état de charge est quasiment nul (par exemple un SOC< 30%). Ce seuil minimum est paramétrable en fonction de l'application. Ainsi l'application peut informer l'utilisateur par exemple par le biais d'un voyant que la batterie sera bientôt complètement déchargée.

La carte maître peut vérifier que chaque carte esclave est en mesure de communiquer et empêcher la charge ou la décharge de la batterie si l'une des cartes esclaves n'est pas en mesure de communiquer. La carte maître doit alors connaître le nombre de cartes électroniques dans le module. La carte maître peut empêcher la R Brec ets 28'00 28"4;--08121 ^-texte dépôt doc - 1 7 12_ 08 - 16 12 - 9 15 charge ou la décharge en activant une des alarmes décrites ci-dessus ou en ouvrant un organe de protection tel qu'un interrupteur situé sur la ligne de puissance qui relie en série les accumulateurs de la batterie. Selon un mode de réalisation, les cartes esclaves 52 et 53 peuvent déterminer la plus petite tension mesurée et transmettre à la carte maître 51 seulement cette plus petite tension mesurée. Ainsi, les cartes esclaves 52 et 53 transmettent seulement la valeur de la tension aux bornes de l'accumulateur ayant la plus petite quantité d'énergie stockée. Cela permet de réduire le nombre de valeurs reçues la carte maître. Ainsi, la détermination de la tension seuil est réalisée plus rapidement. De plus, la carte maître n'est plus obligée de stocker dans une mémoire tous les paramètres mesurés mais peut seulement les comparer deux par deux en retenant le plus faible. Les cartes esclaves peuvent aussi envoyer la plus grande tension mesurée afin que la carte maître puisse envoyer une alarme si une des valeurs mesurées est supérieure ou égale à la tension de seuil maximum prédéterminée.

Selon un mode de réalisation, seulement la carte maître comprend des fonctionnalités permettant de transmettre une commande aux cartes esclaves pour modifier le fonctionnement des accumulateurs. Par exemple, seule la carte maître peut comprendre un logiciel adapté à formaliser et transmettre la commande en fonction des paramètres mesurés.

Selon un mode de réalisation, toutes les cartes électroniques sont fonctionnellement identiques et la carte maître est choisie parmi toutes les cartes électroniques. Le choix d'une carte maître 51 parmi l'une des cartes électroniques 5 de la batterie permet un montage et une maintenance simplifiés. L'opérateur connaît la référence de la carte à changer sans avoir à se préoccuper de savoir si c'est une carte maître ou une carte esclave. Le choix de la carte maître peut être réalisé en sélectionnant manuellement la carte maître, par exemple à l'aide d'un interrupteur. Le choix de la carte maître peut être aussi réalisé par un logiciel incorporé dans chaque carte électronique lors de la mise sous tension des cartes électroniques. Cela permet d'éviter une erreur de manipulation tel que sélectionner manuellement deux cartes maîtres. De plus, l'opérateur n'a pas besoin de connaître quelle est la carte maître lorsqu'une des cartes doit être changée lors du montage ou lors d'une maintenance. Les cartes électroniques 5 peuvent se communiquer mutuellement leur numéro de série; la carte électronique ayant le numéro de série le plus ancien ou le plus récent est choisie comme carte maître. Le choix de la carte maître peut aussi être aléatoire. Par exemple, lors de la mise sous tension des cartes électroniques, les cartes électroniques initient une communication avec les autres cartes électroniques au bout d'un temps aléatoire. La carte électronique qui est la première à communiquer peut R Bre, ets 25,00 28'45--OS I2I7-texte dépôt.dec - 17,12 OS - 16 : 12 - 10 15 être choisie comme carte maître. Chaque carte électronique peut empêcher la charge ou la décharge des accumulateurs du module auquel elle est associée jusqu'à ce que la carte maître soit choisie. Elles peuvent empêcher la charge ou la décharge en envoyant une alarme au calculateur de l'application ou au chargeur, ou en ouvrant un organe de protection tel qu'un interrupteur qui relie deux accumulateurs ou modules en série. L'invention a été décrite plus spécifiquement avec une application à l'équilibrage de charge, mais il est entendu que le système et le procédé de l'invention peuvent être mis en oeuvre pour contrôler d'autres fonctions, notamment des fonctions de sécurité. Ainsi, selon un autre mode réalisation, plus d'une carte électronique peuvent être choisies comme carte maître. Par exemple, une première carte électronique est choisie comme carte maître pour assurer l'équilibrage de la batterie comme précédemment décrit et une seconde carte électronique est choisie afin d'assurer des fonctions de sécurité comme précédemment décrit. R Brevets•28"00`28743--081217-tene dépôt doc - 17'12'08 - 16 12_ - 11,15

Claims

REVENDICATIONS1. Système de gestion électronique d'une batterie (1) rechargeable comportant au moins deux modules (3) d'accumulateurs électrochimiques (4), chaque module (3) comprenant au moins une carte électronique (5) adaptée à mesurer au moins un paramètre d'au moins un des accumulateurs du module (3), caractérisé en ce qu'au moins une des cartes électroniques (5) d'un des modules (3) est une carte maître (51) adaptée à communiquer avec les autres cartes dites cartes esclaves (52, 53), chaque carte esclave (52, 53) étant adaptée à transmettre à la ou aux cartes maîtres (51) ledit au moins un paramètre mesuré, et la ou les cartes maîtres (51) étant adaptées à transmettre des commandes de modification du fonctionnement d'au moins un accumulateur (4) en fonction des paramètres mesurés.
2. Système de gestion selon la revendication 1, comprenant en outre un bus de communication (6) reliant les cartes électroniques (5) et adapté à transmettre les paramètres mesurés et les commandes.
3. Système de gestion selon la revendication I ou 2, dans lequel les paramètres mesurés sont choisis parmi une tension, une impédance, un courant, une température, une pression ou une combinaison de ceux-ci.
4. Système de gestion selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les cartes électroniques sont fonctionnellement identiques.
5. Système de gestion selon la revendication 4, dans lequel la ou les cartes maîtres (51) sont choisies parmi toutes les cartes électroniques (5) lors de leur mise sous tension.
6. Système de gestion selon la revendication 5, dans lequel le choix de la ou des cartes maîtres (51) est basé sur le numéro de série des cartes électroniques.
7. Système de gestion selon la revendication 5, dans lequel le choix de la ou des cartes maîtres (51) est aléatoire.
8. Système de gestion selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel chaque carte électronique (5) est adaptée à empêcher la charge ou la décharge des R Brevets 28 0023743--081217-leste dépit doc - 7 2 08 - 16 12 - 12 15accumulateurs de son module (3) jusqu'à ce que la ou les cartes maîtres (51) soient choisies.
9. Système de gestion selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la ou les cartes maîtres (51) sont adaptées à empêcher la charge ou la décharge de la batterie (1) si l'une des cartes esclaves (52, 53) n'est pas en mesure de transmettre les paramètres mesurés.
10. Système de gestion selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la commande comprend une tension d'équilibrage et la modification du fonctionnement d'au moins un accumulateur (4) consiste à dériver un courant aux bornes des 10 accumulateurs (4) ayant une tension supérieure à la tension d'équilibrage.
11. Procédé de gestion électronique d'une batterie (1) rechargeable comportant au moins deux modules (3) d'accumulateurs électrochimiques (4), chaque module (3) comprenant une carte électronique (5), le procédé comportant les étapes suivantes : au moins une des cartes électronique (5) est choisie pour être carte maître (51), 15 les autres cartes étant dites cartes esclaves (52, 53), chaque carte électronique (5) mesure au moins un paramètre d'au moins un des accumulateurs (4) du module (3), chaque carte esclave (52, 53) transmet à la ou les cartes maîtres (51) le paramètre mesuré, 20 la ou les cartes maîtres calculent au moins une valeur seuil à partir des paramètres mesurés par chaque carte, la ou les cartes maîtres (51) commandent une modification du fonctionnement d'au moins un accumulateur (4) si le paramètre mesuré de cet accumulateur atteint la valeur seuil. 25
12. Procédé de gestion selon la revendication 11, dans lequel la ou les cartes maîtres (51) sont choisies parmi toutes les cartes électroniques (5) lors de leur mise sous tension.
13. Procédé de gestion selon la revendication I 1 ou 12, dans lequel chaque carte électronique (5) empêche la charge ou la décharge de la batterie (1) tant que la ou les 30 cartes maîtres (51) ne sont pas choisies.
14. Procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications I l à 13, dans lequel la ou les cartes maîtres (51) interrogent chaque carte esclave (52, 53), en R- Brese1s 2S'00 2S'-13--OS l'_ 1--tear dépôt dot - 171: - Id 12 - 13 15attendent une réponse et empêchent la charge ou la décharge de la batterie (1) si l'une des cartes esclaves (52, 53) ne répond pas. R Brevets 28700 28743--OS! 1"-teste dépôt dot: - 1 7 1 2 08 - 1 6 12 - 1415