FR2973177A1 - Method for managing energy of e.g. lithium-ion batteries of hybrid car, involves supplying current with voltage level adapted to satisfy additional need or another voltage level adapted to satisfy motorization need, based on chosen category - Google Patents

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Abstract

The method involves taking into account energy demand of an electric or hybrid vehicle, and assigning the energy demand to a category selected from a motorization need and additional need. One of portable modular batteries (B1, B2) is or the batteries are connected in series with an electric network of the vehicle. Electric current having a voltage level adapted to satisfy the additional need or another voltage level adapted to satisfy the motorization need is supplied directly to the network based on the selected category, where the latter voltage level is higher than the former level. An independent claim is also included for a battery assembly.

Description

GESTION DE BATTERIES ELECTRIQUES La présente invention concerne de manière générale la gestion fonctionnelle de batteries montées sur un véhicule automobile, et en particulier, la gestion de leur statut énergétique dans le véhicule. Il est connu dans l'art antérieur des dispositifs comportant plusieurs batteries et utilisant un certain nombre d'informations afin de gérer convenablement chaque batterie, pour alimenter les appareils d'un véhicule, ou afin de participer à sa motorisation (par traction ou propulsion). Le document US7014949 propose un arrangement de batteries dont température et refroidissement sont contrôlés pour en améliorer l'utilisation et la durée de vie. Malheureusement, ce système ne permet pas d'offrir une réponse flexible à la demande en courant d'un véhicule, les possibilités d'augmenter la puissance délivrée par les batteries étant limitées par les conducteurs électriques dont la taille détermine l'intensité électrique maximale pouvant les traverser, et il est nécessaire de prévoir des appareils aptes à effectuer une régulation de la puissance, ce qui augmente le coût du véhicule. Le document US2004164706 divulgue un dispositif pour véhicule électrique ou hybride comportant plusieurs batteries et l'utilisation de celles-ci est optimisée en tenant compte de l'état de charge unitaire de chacune des batteries. Le statut énergétique de chaque batterie (en charge ou fournisseur de courant) est alors choisi pour obtenir un état de charge homogène entre toutes les batteries et leur éviter des surcharges. Néanmoins, cette gestion des batteries ne permet pas d'adapter la puissance fournie au moteur et ici aussi, les possibilités d'augmenter la puissance délivrée par les batteries sont limitées par les conducteurs électriques dont la taille détermine l'intensité électrique maximale pouvant les traverser. The present invention generally relates to the functional management of batteries mounted on a motor vehicle, and in particular, the management of their energy status in the vehicle. It is known in the prior art devices with multiple batteries and using a number of information to properly manage each battery to power the devices of a vehicle, or to participate in its engine (traction or propulsion) . Document US7014949 proposes an arrangement of batteries whose temperature and cooling are controlled to improve their use and service life. Unfortunately, this system does not provide a flexible response to the current demand of a vehicle, the possibilities of increasing the power delivered by the batteries being limited by electrical conductors whose size determines the maximum electrical intensity cross them, and it is necessary to provide devices capable of performing a power control, which increases the cost of the vehicle. US2004164706 discloses a device for electric or hybrid vehicle with multiple batteries and the use thereof is optimized by taking into account the unit charge state of each of the batteries. The energy status of each battery (charging or current supplier) is then chosen to obtain a uniform state of charge between all the batteries and to avoid them overcharging. Nevertheless, this management of the batteries does not make it possible to adapt the power supplied to the motor and here too, the possibilities of increasing the power delivered by the batteries are limited by the electrical conductors whose size determines the maximum electrical intensity that can cross them. .

Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients des documents de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de gérer des batteries d'un véhicule de sorte à lui fournir un courant électrique adapté à ses besoins, sans que la puissance délivrée soit limitée par la taille des conducteurs électriques, tout en supprimant ou en limitant l'usage et la complexité des appareils de régulation de puissance. Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un procédé de gestion énergétique d'au moins deux batteries aptes à fournir un courant électrique à un réseau électrique d'un véhicule électrique ou hybride, le procédé comportant les étapes consistant à : - prendre en compte une demande énergétique du véhicule - affecter la demande énergétique à une catégorie choisie parmi un besoin auxiliaire ou un besoin de motorisation ; - fournir directement au réseau électrique du véhicule, en fonction de la catégorie choisie, un courant électrique à un premier niveau de tension apte à répondre au besoin auxiliaire ou à au moins un deuxième niveau de tension supérieur au premier niveau, apte à répondre au besoin de motorisation. Le procédé selon l'invention prend en compte le besoin énergétique du véhicule avant de fournir du courant au véhicule, on a donc une gestion intelligente des batteries. Ensuite, en fonction des besoins en puissance, le procédé est apte à fournir du courant électrique sous différents niveaux de tension, de sorte à limiter les variations de l'intensité du courant pour rester dans des valeurs compatibles avec la section des câbles. Avec deux batteries, le procédé peut fournir directement une première puissance électrique pour alimenter des appareils auxiliaires du véhicule, ou une deuxième puissance électrique supérieure à la première pour participer à la motorisation du véhicule. En plus de diminuer la taille des conducteurs, l'invention permet de supprimer ou réduire la complexité des régulateurs de puissance, car le procédé fournit directement au circuit électrique une puissance adaptée au besoin du véhicule. An object of the present invention is to meet the disadvantages of the documents of the prior art mentioned above and in particular, first of all, to manage batteries of a vehicle so as to provide an electric current adapted to its needs, without the power output being limited by the size of the electrical conductors, while eliminating or limiting the use and complexity of power control devices. For this purpose, a first aspect of the invention concerns a method of energy management of at least two batteries able to supply an electric current to an electrical network of an electric or hybrid vehicle, the method comprising the steps of: considers an energy demand of the vehicle - to affect the energy demand to a category chosen from an auxiliary need or a need for motorization; - supply directly to the electrical network of the vehicle, according to the chosen category, an electric current at a first voltage level able to meet the auxiliary need or at least a second voltage level higher than the first level, able to meet the need of motorization. The method according to the invention takes into account the energy requirement of the vehicle before supplying power to the vehicle, so we have intelligent battery management. Then, depending on power requirements, the method is capable of supplying electrical power at different voltage levels, so as to limit the variations in the intensity of the current to remain in values compatible with the section of the cables. With two batteries, the method can directly provide a first electrical power to supply auxiliary devices of the vehicle, or a second electrical power greater than the first to participate in the motorization of the vehicle. In addition to reducing the size of the conductors, the invention makes it possible to eliminate or reduce the complexity of the power regulators, since the process directly supplies the electrical circuit with power adapted to the vehicle's needs.

De manière avantageuse, l'étape de fourniture de courant électrique consiste à fournir au réseau électrique du véhicule, en fonction du besoin énergétique du véhicule, un courant électrique à un premier niveau de tension positif apte à répondre au besoin auxiliaire ou un deuxième niveau de tension supérieur au premier niveau et apte à répondre partiellement au besoin de motorisation ou à un troisième niveau de tension supérieur au deuxième niveau et apte à répondre partiellement ou entièrement au besoin de motorisation. Avec deux batteries, le procédé peut fournir trois niveaux de tension pour délivrer au véhicule trois niveaux de puissance, afin de participer partiellement ou complètement à la motorisation. Avantageusement, l'étape de fourniture de courant électrique consiste à affecter auxdites au moins deux batteries une architecture de connexion prédéterminée. L'invention propose de fournir ces différents niveaux de tension-puissance en affectant des schémas de connexion spécifiques aux batteries pour chaque besoin. Cela permet de répondre simplement à la demande en énergie, sans appareils de régulation de puissance coûteux et complexes. Avantageusement, l'étape d'affectation de l'architecture de connexion consiste à connecter en série lesdites au moins deux batteries au réseau électrique du véhicule ou à connecter une seule batterie au réseau électrique du véhicule. On obtient facilement plusieurs niveaux de tension soit en connectant les batteries en série, soit en connectant une seule batterie au véhicule. Avantageusement, le procédé gère quatre batteries et l'étape de fourniture de courant électrique au véhicule permet la fourniture directe de courant électrique sous quatre niveaux de tension différents et aptes à répondre partiellement ou entièrement au besoin auxiliaire ou au besoin de motorisation. Cette mise en oeuvre permet de s'adapter encore mieux à la demande en niveaux d'énergie pour augmenter la flexibilité du système. Advantageously, the step of supplying electrical power consists in supplying to the vehicle electrical network, according to the energy requirement of the vehicle, an electric current at a first positive voltage level capable of responding to the auxiliary need or a second level of power. voltage higher than the first level and able to partially meet the need for motorization or a third voltage level higher than the second level and able to partially or fully meet the need for motorization. With two batteries, the process can provide three levels of voltage to deliver the vehicle three levels of power, to participate partially or completely in the engine. Advantageously, the step of supplying electric current consists in assigning to said at least two batteries a predetermined connection architecture. The invention proposes to provide these different voltage-power levels by assigning specific connection diagrams to the batteries for each need. This makes it easy to meet the demand for energy without costly and complex power control devices. Advantageously, the step of assigning the connection architecture consists in serially connecting said at least two batteries to the vehicle's electrical network or to connecting a single battery to the vehicle's electrical network. Multiple voltage levels are easily achieved by either connecting the batteries in series or connecting a single battery to the vehicle. Advantageously, the method manages four batteries and the step of supplying electrical power to the vehicle allows the direct supply of electric current under four different voltage levels and able to meet partially or entirely the auxiliary need or the need for motorization. This implementation makes it possible to adapt even better to the demand in energy levels to increase the flexibility of the system.

Un second aspect de l'invention est un ensemble d'une première et d'une deuxième batteries d'un véhicule pour mettre en oeuvre le procédé A second aspect of the invention is an assembly of a first and a second battery of a vehicle for carrying out the method

selon le premier aspect de l'invention, caractérisé en ce que la première et la deuxième batterie sont chacune reliées en série à un commutateur série secondaire pour former un premier et un deuxième circuits d'alimentation secondaires indépendants, le premier et le deuxième circuits d'alimentation secondaires étant chacun relié en parallèle à un premier et un deuxième commutateurs parallèles, et en ce que les deux commutateurs parallèles sont reliés en série pour former un circuit principal de fourniture de courant au véhicule. Cette mise en oeuvre reste simple et avec peu de composants, la fourniture de puissance électrique est flexible pour s'adapter aux besoins du véhicule, sans pour autant augmenter la taille des conducteurs électriques pour fournir des puissances élevées. En alternative, l'invention concerne un ensemble d'au moins quatre batteries d'un véhicule pour mettre en oeuvre le procédé selon le premier aspect de l'invention, caractérisé en ce que chaque batterie est reliée en série à un commutateur série secondaire pour former au moins quatre circuits d'alimentation secondaires indépendants, chaque circuit d'alimentation secondaire étant relié en parallèle à un commutateur parallèle spécifique, et en ce que les commutateurs parallèles sont reliés en série pour former un circuit principal de fourniture de courant au véhicule. Cette mise oeuvre permet de couvrir la totalité des scenarios de besoins en puissance du véhicule : alimentation des appareils électriques auxiliaires pour le premier niveau, participation à la motorisation en côte ou prise en charge totale sur le plat pour les deuxièmes et troisième niveaux, prise en charge totale de la motorisation en accélération ou en côte pour le quatrième niveau. according to the first aspect of the invention, characterized in that the first and second batteries are each connected in series with a secondary series switch to form a first and a second independent secondary power supply, the first and the second digital circuit. the secondary power supplies being each connected in parallel to first and second parallel switches, and in that the two parallel switches are connected in series to form a main power supply circuit to the vehicle. This implementation is simple and with few components, the supply of electrical power is flexible to adapt to the needs of the vehicle, without increasing the size of the electrical conductors to provide high power. Alternatively, the invention relates to a set of at least four batteries of a vehicle for implementing the method according to the first aspect of the invention, characterized in that each battery is connected in series to a secondary serial switch for forming at least four independent secondary power supply circuits, each secondary power supply circuit being connected in parallel to a specific parallel switch, and in that the parallel switches are connected in series to form a main power supply circuit for the vehicle. This implementation makes it possible to cover the totality of the scenarios of needs in power of the vehicle: supply of auxiliary electrical apparatus for the first level, participation in the motorization in coast or total support on the flat for the second and third levels, taken in total load of the motorization acceleration or hill for the fourth level.

Avantageusement, chaque batterie, lorsqu'elle est chargée, est apte à fournir un courant électrique sous une tension comprise entre 13 volts et 15 volts. Ainsi, lorsque les quatre batteries sont connectées en série pour fournir le plus de puissance possible, la tension reste inférieure à 60 volts, ce qui permet de rester dans la catégorie des appareils à très basse tension. Advantageously, each battery, when charged, is capable of supplying an electric current at a voltage of between 13 volts and 15 volts. Thus, when the four batteries are connected in series to provide the most power possible, the voltage remains below 60 volts, which allows to stay in the category of very low voltage devices.

L'invention propose une solution cohérente de fourniture de puissance en tension. The invention proposes a coherent solution for providing voltage power.

Avantageusement, au moins une des batteries est une batterie au lithium-ion constituée par quatre éléments unitaires au lithium-ion reliés en série. La tension délivrée par une telle batterie d'éléments est comprise entre 13 volts et 15 volts, ce qui permet de rester sous les 60 volts, si quatre batteries de ce type sont reliées en série. Avantageusement, ladite au moins une batterie est apte à fournir une puissance nominale comprise entre 2 kW et 4 kW. De telles batteries permettent à l'invention de proposer une solution cohérente de fourniture d'électricité en tension et en puissance car ces niveaux de puissance sont tout à fait adaptés pour qu'une seule batterie alimente les appareils auxiliaires du véhicule ou pour que plusieurs de ces batteries participent à la motorisation du véhicule. Avantageusement, ladite au moins une batterie est une batterie modulaire portable. L'invention prend un aspect supplémentaire en compte et permet d'utiliser une fonctionnalité de plus de ces batteries. La transportabilité permet à l'utilisateur de diversifier l'utilisation des batteries, ou même de les transporter pour les recharger et ainsi optimiser le fonctionnement de son véhicule. Une batterie lithium ion de 2 à 4 kW pèse environ 5 kilogrammes, ce qui la rend facilement transportable. La solution proposée est cohérente en tension, en puissance et en poids. Un troisième aspect de l'invention est véhicule électrique ou hybride comportant au moins deux batteries gérées par le procédé selon le premier aspect de l'invention. Alternativement, l'invention concerne un véhicule électrique ou hybride 25 comportant au moins un ensemble de batteries selon le second aspect de l'invention. Avantageusement, le véhicule est un véhicule automobile. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit de Advantageously, at least one of the batteries is a lithium-ion battery constituted by four lithium-ion unitary elements connected in series. The voltage delivered by such a battery of elements is between 13 volts and 15 volts, which allows to remain under 60 volts, if four batteries of this type are connected in series. Advantageously, said at least one battery is capable of providing a nominal power of between 2 kW and 4 kW. Such batteries allow the invention to provide a coherent solution for supplying electricity in voltage and power because these power levels are quite suitable for a single battery to power the auxiliary devices of the vehicle or for several of these batteries participate in the motorization of the vehicle. Advantageously, said at least one battery is a portable modular battery. The invention takes an additional aspect into account and makes it possible to use one more functionality of these batteries. The transportability allows the user to diversify the use of the batteries, or even to transport them to recharge them and thus optimize the operation of his vehicle. A lithium ion battery of 2 to 4 kW weighs about 5 kilograms, which makes it easily transportable. The proposed solution is consistent in voltage, power and weight. A third aspect of the invention is an electric or hybrid vehicle comprising at least two batteries managed by the method according to the first aspect of the invention. Alternatively, the invention relates to an electric or hybrid vehicle comprising at least one set of batteries according to the second aspect of the invention. Advantageously, the vehicle is a motor vehicle. Other features and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the following detailed description of

modes de réalisations de l'invention donnés à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente le schéma de connexion de batteries pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention ; - la figure 2 représente le schéma de connexion de batteries de la figure 1, avec une batterie fournissant du courant au véhicule ; - la figure 3 représente le schéma de connexion de batteries de la figure 1, avec quatre batteries fournissant du courant au véhicule ; - la figure 4 représente une alternative de mise en oeuvre. Embodiments of the invention given as non-limiting examples and illustrated by the accompanying drawings, in which: - Figure 1 shows the connection diagram of batteries for implementing the method according to the invention; FIG. 2 represents the battery connection diagram of FIG. 1, with a battery supplying power to the vehicle; FIG. 3 represents the battery connection diagram of FIG. 1, with four batteries supplying power to the vehicle; - Figure 4 shows an alternative implementation.

La figure 1 représente un ensemble de quatre batteries B1, B2, B3, B4 intégrées dans un circuit électrique apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Chaque batterie est constituée de quatre éléments unitaires de type lithium-ion, de sorte que la tension délivrée par chaque batterie lorsqu'elle est chargée est comprise environ entre 13 volts et 15 volts. Ces batteries sont chacune connectées en série avec un interrupteur noté Sis et en parallèle avec un interrupteur noté Sip, et ces interrupteurs sont aptes à être actionnées par des signaux de commande envoyés par le calculateur 100. Par exemple, la batterie B3 est reliée en série avec l'interrupteur S3s et cet ensemble est relié en parallèle avec l'interrupteur S3p. Tous les interrupteurs Sip sont ensuite reliés en série entre les bornes générales de connexion Cl et C2 l'ensemble au véhicule. Par ailleurs, chaque batterie est reliée à un calculateur 100 par un bus de type CAN par exemple pour fournir au calculateur 100 les informations sur l'état de charge de chaque batterie, son historique d'utilisation et d'autres informations comme une compatibilité avec le système par exemple. Le système représenté à cette figure comporte tous ses interrupteurs ouverts et aucune batterie n'est reliée au véhicule pour lui délivrer du courant. La figure 2 représente l'ensemble de la figure 1, avec la batterie B1 reliée au véhicule pour lui délivrer un courant sous une tension comprise entre 13 volts et 15 volts. En tout premier lieu, le calculateur 100 prend en FIG. 1 represents a set of four batteries B1, B2, B3, B4 integrated in an electric circuit able to implement the method according to the invention. Each battery is made up of four lithium-ion unitary elements, so that the voltage delivered by each battery when charged is between about 13 volts and 15 volts. These batteries are each connected in series with a switch noted Sis and in parallel with a switch noted SIP, and these switches are able to be actuated by control signals sent by the computer 100. For example, the battery B3 is connected in series with the switch S3s and this set is connected in parallel with the switch S3p. All Sip switches are then connected in series between the general connection terminals C1 and C2 together to the vehicle. Moreover, each battery is connected to a computer 100 by a CAN type bus for example to provide the computer 100 information on the state of charge of each battery, its history of use and other information such as compatibility with the system for example. The system shown in this figure has all its open switches and no battery is connected to the vehicle to deliver current. Figure 2 shows the assembly of Figure 1, with the battery B1 connected to the vehicle to deliver a current at a voltage between 13 volts and 15 volts. First and foremost, the calculator 100 takes

compte l'état de charge des batteries, ainsi que le besoin énergétique du véhicule. Ensuite, l'interrupteur S1 s est fermé, ainsi que les interrupteurs S2p, S3p, S4p, et tous les autres commutateurs sont ouverts. Dans cette configuration, la batterie B1 est utilisée pour fournir du courant au réseau électrique du véhicule afin d'alimenter les appareils de faible puissance tels que l'autoradio, les essuie-glaces ou l'éclairage intérieur. La figure 3 représente l'ensemble de la figure 1 configuré pour fournir le plus de puissance possible au véhicule. Ainsi, après avoir pris en compte l'état de charge des batteries et le besoin en puissance du véhicule, le calculateur 100 envoie des signaux de commande de sorte que les interrupteurs S1 p, S2p, S3p et S4p sont ouverts et les interrupteurs S1 s, S2s, S3s et S4s sont fermés, afin de relier les batteries en série et fournir un courant électrique sous une tension comprise entre 52 volts et 60 volts. Cette architecture permet de fournir une puissance élevée au véhicule, tout en ne nécessitant pas de grossir la taille des câbles car c'est la tension qui est augmentée. Enfin, en sachant que des batteries Li-ion classiques de 5 kg sont aptes à délivrer entre 2 et 4 kW chacune, cette architecture permet de fournir de l'énergie pour participer à la motorisation du véhicule, voire même être la source d'énergie exclusive du moteur principal d'un véhicule électrique, car la puissance totale délivrée peut être de 16kW. On comprend que l'ensemble de batteries décrit est parfaitement apte à délivrer un courant sous une première tension comprise entre 13 et 15 volts, en reliant une seule batterie au véhicule, mais aussi un courant à un deuxième niveau de tension compris entre 26 et 30 volts en reliant deux batteries en série au véhicule, de même que sous un troisième niveau de tension compris entre 39 et 45 volts en reliant trois batteries en série. L'invention permet d'adapter le niveau de puissance en modulant la tension délivrée, en fonction des besoins énergétique du véhicule, de sorte que les appareils standards de régulation de la puissance sont simplifiés. account the state of charge of the batteries, as well as the energy requirement of the vehicle. Next, the switch S1 is closed, as well as the switches S2p, S3p, S4p, and all the other switches are open. In this configuration, the battery B1 is used to supply power to the vehicle's electrical network in order to power low-power devices such as car radio, wipers or interior lighting. Figure 3 shows the assembly of Figure 1 configured to provide the most power to the vehicle. Thus, after taking into account the state of charge of the batteries and the power requirement of the vehicle, the computer 100 sends control signals so that the switches S1 p, S2p, S3p and S4p are open and the switches S1 s , S2s, S3s and S4s are closed, in order to connect the batteries in series and supply an electric current under a voltage between 52 volts and 60 volts. This architecture provides high power to the vehicle, while not requiring to increase the size of the cables because it is the voltage is increased. Finally, knowing that conventional Li-ion batteries of 5 kg are able to deliver between 2 and 4 kW each, this architecture can provide energy to participate in the motorization of the vehicle, or even be the source of energy exclusive of the main engine of an electric vehicle, because the total power delivered can be 16kW. It is understood that the set of batteries described is perfectly capable of delivering a current at a first voltage of between 13 and 15 volts, by connecting a single battery to the vehicle, but also a current at a second voltage level between 26 and 30. volts by connecting two batteries in series to the vehicle, as well as under a third voltage level between 39 and 45 volts by connecting three batteries in series. The invention makes it possible to adapt the power level by modulating the voltage delivered, depending on the energy requirements of the vehicle, so that the standard power control devices are simplified.

La figure 4 représente une alternative intéressante où le circuit ne comporte que deux batteries. La batterie B1 est considérée comme la Figure 4 represents an interesting alternative where the circuit has only two batteries. Battery B1 is considered the

batterie principale et peut être fixe par rapport au véhicule, elle est reliée en série au commutateur S1 s pour former un premier circuit secondaire. La batterie B2, reliée pour sa part au commutateur série S2s formant un deuxième circuit secondaire, est une batterie auxiliaire et peut être montée de manière amovible sur le véhicule, de sorte à être transportable facilement. La batterie B1 comporte 8 éléments unitaires au lithium-ion reliés en série et peut délivrer un courant sous une tension totale d'environ 30 volts. Quant à la batterie B2, celle-ci comporte quatre éléments lithium-ion, elle est donc apte à délivrer un courant sous une tension d'environ 15 volts. Chaque circuit secondaire est relié en parallèle à un commutateur parallèle correspondant. La batterie B1 avec son commutateur série S1 s est reliée en parallèle au commutateur parallèle S1 p et la batterie B2, avec son commutateur série S2s est reliée en parallèle au commutateur parallèle S2p. Les deux commutateurs parallèles S1 p et S2p sont reliés en série. Si le véhicule n'a besoin que de peu de puissance, pour alimenter quelques appareils auxiliaires, alors seule la batterie B2 sera connectée au réseau. A cet effet, les commutateurs S1 p et S2s sont fermés, alors que les commutateurs S1 s et S2p sont ouverts. Le circuit fournira du courant sous une tension d'environ 15 volts. Si la demande énergétique est plus importante, pour un besoin de motorisation, c'est la batterie B1 qui est reliée au véhicule en fermant les commutateurs S1 s et S2p, et en ouvrant S1 p et S2s, et la tension délivrée est comprise entre 26 volts et 30 volts. Pour fournir le maximum de puissance possible, sous un troisième niveau de tension compris entre 39 volts et 45 volts, on relie les deux batteries en série en fermant Si s et S2s, et en ouvrant S1 p et S2p. On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. En particulier, il est fait référence à une série de batteries, mais on peut envisager d'utiliser des condensateurs de grande capacité pour fournir de l'énergie électrique, ou lisser les pics de tension. main battery and can be fixed relative to the vehicle, it is connected in series to the switch S1 s to form a first secondary circuit. B2 battery, connected to the S2s series switch forming a second secondary circuit, is an auxiliary battery and can be removably mounted on the vehicle, so as to be easily transportable. The battery B1 has 8 lithium-ion unit elements connected in series and can deliver a current under a total voltage of about 30 volts. As for the battery B2, it has four lithium-ion elements, it is therefore able to deliver a current under a voltage of about 15 volts. Each secondary circuit is connected in parallel with a corresponding parallel switch. The battery B1 with its serial switch S1 is connected in parallel with the parallel switch S1 p and the battery B2 with its serial switch S2s is connected in parallel with the parallel switch S2p. The two parallel switches S1 p and S2p are connected in series. If the vehicle needs only a little power, to power a few auxiliary devices, then only B2 battery will be connected to the network. For this purpose, the switches S1 p and S2s are closed, while the switches S1 s and S2p are open. The circuit will supply power at a voltage of about 15 volts. If the energy demand is higher, for a motorization requirement, it is the battery B1 which is connected to the vehicle by closing the switches S1 s and S2p, and opening S1 p and S2s, and the voltage delivered is between 26 volts and 30 volts. To provide the maximum power possible, under a third voltage level of between 39 volts and 45 volts, the two batteries are connected in series by closing Si s and S2s, and opening S1 p and S2p. It will be understood that various modifications and / or improvements obvious to those skilled in the art can be made to the various embodiments of the invention described in the present description without departing from the scope of the invention defined by the appended claims. In particular, reference is made to a series of batteries, but one can consider using capacitors of large capacity to provide electrical power, or smooth voltage peaks.

Claims (14)

REVENDICATIONS1. Procédé de gestion énergétique d'au moins deux batteries (B1, B2, B3, B4) aptes à fournir un courant électrique à un réseau électrique d'un véhicule électrique ou hybride, le procédé comportant les étapes consistant à : - prendre en compte une demande énergétique du véhicule - affecter la demande énergétique à une catégorie choisie parmi un besoin auxiliaire ou un besoin de motorisation ; - fournir directement au réseau électrique du véhicule, en fonction de la catégorie choisie, un courant électrique à un premier niveau de tension apte à répondre au besoin auxiliaire ou à au moins un deuxième niveau de tension supérieur au premier niveau, apte à répondre au besoin de motorisation. REVENDICATIONS1. A method of energy management of at least two batteries (B1, B2, B3, B4) capable of supplying an electric current to an electrical network of an electric or hybrid vehicle, the method comprising the steps of: - taking into account a vehicle energy demand - assigning energy demand to a category selected from an auxiliary need or a motorization requirement; - supply directly to the electrical network of the vehicle, according to the chosen category, an electric current at a first voltage level able to meet the auxiliary need or at least a second voltage level higher than the first level, able to meet the need of motorization. 2. Procédé de gestion énergétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de fourniture de courant électrique consiste à fournir directement au réseau électrique du véhicule, en fonction de la catégorie choisie, un courant électrique à un premier niveau de tension apte à répondre au besoin auxiliaire ou un deuxième niveau de tension supérieur au premier niveau, apte à répondre partiellement au besoin de motorisation ou à un troisième niveau de tension supérieur au deuxième niveau, apte à répondre partiellement ou entièrement au besoin de motorisation. 2. Energy management method according to claim 1, characterized in that the step of supplying electric current consists in supplying directly to the electrical network of the vehicle, depending on the category chosen, an electric current at a first voltage level suitable for to respond to the auxiliary need or a second level of voltage higher than the first level, able to partially meet the need for motorization or a third level of voltage greater than the second level, able to partially or fully meet the need for motorization. 3. Procédé de gestion énergétique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de fourniture de courant électrique consiste à affecter auxdites au moins deux batteries (B1, B2, B3, B4) une architecture de connexion prédéterminée. 3. Energy management method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the step of supplying electrical current consists in assigning to said at least two batteries (B1, B2, B3, B4) a predetermined connection architecture . 4. Procédé de gestion énergétique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape d'affectation de l'architecture de connexion consiste à connecter en série lesdites au moins deux 2973177 -10- batteries (B1, B2, B3, B4) au réseau électrique du véhicule ou à connecter une seule batterie (B1, B2, B3, B4) au réseau électrique du véhicule. 4. Energy management method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the step of assigning the connection architecture comprises connecting in series said at least two batteries (B1, B2). , B3, B4) to the vehicle electrical network or to connect a single battery (B1, B2, B3, B4) to the vehicle electrical network. 5. Procédé de gestion énergétique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il gère quatre batteries (B1, B2, B3, B4) et en ce 5 que l'étape de fourniture de courant électrique au véhicule permet la fourniture directe de courant électrique sous quatre niveaux de tension différents et aptes à répondre partiellement ou entièrement au besoin auxiliaire ou au besoin de motorisation. 5. Energy management method according to one of claims 1 to 4, characterized in that it manages four batteries (B1, B2, B3, B4) and 5 that the step of supplying electrical power to the vehicle allows the direct supply of electric current under four different voltage levels and able to respond partially or entirely to the auxiliary need or the need for motorization. 6. Ensemble d'une première et d'une deuxième batteries (B1, B2) 10 d'un véhicule pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première et la deuxième batteries (B1, B2) sont chacune reliées en série à un commutateur série secondaire (S1 s, S2s) pour former un premier et un deuxième circuits d'alimentation secondaires indépendants, le premier et le deuxième circuits 15 d'alimentation secondaires étant chacun relié en parallèle à un premier et un deuxième commutateurs parallèles (S1 p, S2p), et en ce que les deux commutateurs parallèles (S1 p, S2p) sont reliés en série pour former un circuit principal de fourniture de courant au véhicule. 6. A set of first and second batteries (B1, B2) 10 of a vehicle for carrying out the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first and second batteries ( B1, B2) are each connected in series to a secondary serial switch (S1 s, S2s) to form a first and a second independent secondary power supply, the first and second secondary power circuits being each connected in parallel at first and second parallel switches (S1 p, S2p), and in that the two parallel switches (S1 p, S2p) are connected in series to form a main power supply circuit for the vehicle. 7. Ensemble d'au moins quatre batteries (B1, B2, B3, B4) d'un 20 véhicule pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque batterie (B1, B2, B3, B4) est reliée en série à un commutateur série secondaire (S1 s, S2s, S3s, S4s) pour former au moins quatre circuits d'alimentation secondaires indépendants, chaque circuit d'alimentation secondaire étant relié en parallèle à un commutateur 25 parallèle spécifique (S1 p, S2p, S3p, S4p), et en ce que les commutateurs parallèles (S1 p, S2p, S3p, S4p) sont reliés en série pour former un circuit principal de fourniture de courant au véhicule. 7. A set of at least four batteries (B1, B2, B3, B4) of a vehicle for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that each battery (B1, B2, B3, B4) is connected in series with a secondary serial switch (S1s, S2s, S3s, S4s) to form at least four independent secondary power supply circuits, each secondary power supply circuit being connected in parallel with a parallel switch specific (S1 p, S2p, S3p, S4p), and in that the parallel switches (S1 p, S2p, S3p, S4p) are connected in series to form a main power supply circuit to the vehicle. 8. Ensemble selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque batterie (B1, B2, B3, B4), lorsqu'elle est chargée, est apte à fournir un courant électrique sous une tension comprise entre 13 volts et 15 volts. 2973177 -11- 8. Assembly according to one of claims 6 or 7, characterized in that each battery (B1, B2, B3, B4), when charged, is able to provide an electric current under a voltage between 13 volts and 15 volts. 2973177 -11- 9. Ensemble selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'au moins une des batteries (B1, B2, B3, B4) est une batterie au lithium-ion constituée par quatre éléments unitaires au lithium-ion reliés en série. 9. Assembly according to one of claims 6 to 8, characterized in that at least one of the batteries (B1, B2, B3, B4) is a lithium-ion battery consisting of four lithium-ion units connected in parallel. series. 10. Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite 5 au moins une batterie est apte à fournir une puissance nominale comprise entre 2 kW et 4 kW. 10. The assembly of claim 9, characterized in that said at least one battery is capable of providing a nominal power of between 2 kW and 4 kW. 11. Ensemble selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que ladite au moins une batterie est une batterie modulaire portable. 11. An assembly according to one of claims 9 or 10, characterized in that said at least one battery is a portable modular battery. 12. Véhicule électrique ou hybride comportant au moins deux 10 batteries (B1, B2, B3, B4) gérées par le procédé selon l'une des revendications 1 à 5. 12. An electric or hybrid vehicle comprising at least two batteries (B1, B2, B3, B4) managed by the process according to one of claims 1 to 5. 13. Véhicule électrique ou hybride comportant au moins un ensemble de batteries (B1, B2, B3, B4) selon l'une des revendications 6 à 11. 15 13. Electric or hybrid vehicle comprising at least one set of batteries (B1, B2, B3, B4) according to one of claims 6 to 11. 15 14. Véhicule selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce qu'il est un véhicule automobile. 14. Vehicle according to one of claims 12 or 13, characterized in that it is a motor vehicle.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104057900A (en) * 2013-03-20 2014-09-24 罗伯特·博世有限公司 Vehicle electrical network, method for operating a vehicle electrical network, and means for the implementation thereof
WO2014141097A3 (en) * 2013-03-12 2015-05-28 D2M - Energytransit, Unipessoal, Lda. Modular electric storage device and corresponding uses
CN105073484A (en) * 2013-03-07 2015-11-18 本田技研工业株式会社 Power supply control apparatus and power supply control method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5960898A (en) * 1996-09-13 1999-10-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Power supply unit and electric vehicle incorporating the same
US20050023054A1 (en) * 2003-07-31 2005-02-03 The Titan Corporation Electronically reconfigurable battery
US20080054870A1 (en) * 2006-09-05 2008-03-06 Nissan Motor Co., Ltd. Power supply system and power supply system control method
WO2009024122A2 (en) * 2007-08-21 2009-02-26 Ina Fischer Vehicle driven by electric motor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5960898A (en) * 1996-09-13 1999-10-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Power supply unit and electric vehicle incorporating the same
US20050023054A1 (en) * 2003-07-31 2005-02-03 The Titan Corporation Electronically reconfigurable battery
US20080054870A1 (en) * 2006-09-05 2008-03-06 Nissan Motor Co., Ltd. Power supply system and power supply system control method
WO2009024122A2 (en) * 2007-08-21 2009-02-26 Ina Fischer Vehicle driven by electric motor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105073484A (en) * 2013-03-07 2015-11-18 本田技研工业株式会社 Power supply control apparatus and power supply control method
US10059223B2 (en) 2013-03-07 2018-08-28 Honda Motor Co., Ltd. Power supply control apparatus and power supply control method
WO2014141097A3 (en) * 2013-03-12 2015-05-28 D2M - Energytransit, Unipessoal, Lda. Modular electric storage device and corresponding uses
CN104057900A (en) * 2013-03-20 2014-09-24 罗伯特·博世有限公司 Vehicle electrical network, method for operating a vehicle electrical network, and means for the implementation thereof

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