FR2981520A1 - Method for managing electric energy storage battery i.e. lithium-ion battery in electric car, involves disconnecting series connection of selected storage elements, and performing parallel connection between disconnected storage elements - Google Patents

Method for managing electric energy storage battery i.e. lithium-ion battery in electric car, involves disconnecting series connection of selected storage elements, and performing parallel connection between disconnected storage elements Download PDF

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Abstract

The method involves selecting, from among several storage elements (E1, Ej, EN) connected in series, two storage elements across which electric voltages are different. The series connection of the selected storage elements is disconnected, and a parallel electric connection is performed between the disconnected storage elements, where the number of selected storage elements is smaller than the number of storage elements included in a lithium-ion battery, and a portion of non-selected storage elements remains interconnected electrically in series. An independent claim is also included for a device for managing an electric energy storage battery.

Description

Equilibrage d'une batterie de stockage d'énergie électrique Domaine technique de l'invention L'invention concerne le domaine de la gestion d'une batterie de stockage d'énergie électrique qui comprend une pluralité d'éléments individuels de stockage d'énergie destinés à être connectés en série. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the field of management of an electric energy storage battery which comprises a plurality of individual energy storage elements intended to be used. to be connected in series.

L'invention a pour objet plus particulièrement un procédé de gestion incluant une étape pour équilibrer les charges électriques de ces éléments de stockage, ainsi qu'un dispositif de gestion qui met en oeuvre le procédé de gestion et un véhicule automobile comprenant un tel dispositif. État de la technique Les batteries utilisées dans les véhicules électriques, par exemple de type Lithium-Ion, sont constituées par un ensemble d'éléments de stockage, par exemple des cellules électrochimiques, qui sont assemblés en série et éventuellement aussi en parallèle pour atteindre les niveaux de tension et de capacité demandés par l'application. The subject of the invention is more particularly a management method including a step for balancing the electrical charges of these storage elements, as well as a management device that implements the management method and a motor vehicle comprising such a device. State of the art The batteries used in electric vehicles, for example of the Lithium-Ion type, consist of a set of storage elements, for example electrochemical cells, which are connected in series and possibly also in parallel to reach the voltage and capacity levels requested by the application.

Les processus de fabrication existants aujourd'hui ne permettent pas d'avoir des cellules parfaitement identiques, notamment sur des caractéristiques comme leur capacité et leur résistance interne. De plus, ces éléments subissent, pendant la durée de vie du pack batterie, des variations de température différentes dues à leur emplacement dans le pack, ce qui les fait vieillir de façon hétérogène. Lorsque ces éléments avec des caractéristiques différentes, assemblés en série dans la batterie, sont traversés par un même courant, ils sont en déséquilibre. Des dispositifs de gestion de batterie corrigent ce déséquilibre, pour permettre l'utilisation optimale de l'énergie contenue dans le pack batterie (la plage d'utilisation du pack étant déterminée par la cellule la plus chargée et la cellule la moins chargée). L'équilibrage peut se faire à partir de l'information de l'état de charge des éléments (SOC) ou de leur tension ou de leur tension à vide. The existing manufacturing processes today do not allow to have perfectly identical cells, especially on characteristics such as their capacity and their internal resistance. In addition, these elements undergo, during the life of the battery pack, different temperature variations due to their location in the pack, which causes them to age heterogeneously. When these elements with different characteristics, assembled in series in the battery, are crossed by the same current, they are out of balance. Battery management devices correct this imbalance, to allow optimal use of the energy contained in the battery pack (the range of use of the pack being determined by the most loaded cell and the least loaded cell). The balancing can be done from information of the state of charge of the elements (SOC) or their voltage or their voltage when empty.

Les méthodes d'équilibrage utilisées actuellement sont actives ou passives : - l'équilibrage passif (ou dissipatif) décharge les cellules les plus chargées dans des éléments dissipatifs (des résistances, par exemple) afin qu'elles aient toutes le même état de charge; - l'équilibrage actif (ou non-dissipatif) transfère l'énergie des cellules les plus chargées vers les cellules le plus déchargées, afin de converger vers un même état de charge. The balancing methods currently used are active or passive: - the passive balancing (or dissipative) discharges the most charged cells in dissipative elements (resistances, for example) so that they all have the same state of charge; active (or non-dissipative) balancing transfers the energy from the most charged cells to the most unloaded cells, in order to converge towards the same state of charge.

Des solutions d'équilibrage sont décrites dans les documents US5631534, US20110068744 et W02004049540 par exemple, mais elles sont complexes et onéreuses avec l'utilisation d'un grand nombre de composants électroniques. Balancing solutions are described in US5631534, US20110068744 and WO2004049540 for example, but they are complex and expensive with the use of a large number of electronic components.

Une autre solution d'équilibrage est connue du document EP1869748B1 qui décrit le principe de mettre en parallèle la pluralité de cellules contenues dans chacun des modules de la batterie, puis la mise en parallèle de tous les modules. Cet équilibrage est pratiqué en situation de décharge de la batterie pour faire de l'équilibrage en tension des cellules entre elles, et des modules entre eux. Mais cette solution est peu flexible car tous les modules et cellules sont équilibrés, et ne permet pas un fonctionnement de la batterie durant l'opération d'équilibrage Objet de l'invention Le but de la présente invention est de proposer un procédé de gestion d'une batterie qui remédie aux inconvénients listés ci-dessus. Un premier objet est notamment d'être capable d'équilibrer une batterie de façon non-dissipative, c'est-à-dire, par transfert de charge. Un deuxième objet est de fournir une solution plus simple et à un coût plus faible que les solutions actuelles de la classe « équilibrage nondissipatif ». Another balancing solution is known from EP1869748B1 which describes the principle of paralleling the plurality of cells contained in each of the modules of the battery, then paralleling all the modules. This balancing is practiced in the situation of discharging the battery to make voltage balancing cells between them, and modules between them. However, this solution is not very flexible because all the modules and cells are balanced, and does not allow operation of the battery during the balancing operation. Object of the invention The object of the present invention is to propose a method of managing the battery. a battery that overcomes the disadvantages listed above. A first object is in particular to be able to balance a battery in a non-dissipative manner, that is to say, by charge transfer. A second object is to provide a simpler solution at a lower cost than current solutions in the "non-sensing balancing" class.

Un troisième objet est de fournir une solution flexible permettant le transfert d'énergie entre n'importe quels éléments de la batterie, que la batterie soit en utilisation ou non Un premier aspect de l'invention concerne un procédé de gestion d'une batterie de stockage d'énergie électrique comprenant une pluralité d'éléments de stockage destinés à être connectés électriquement entre eux dans un montage en série, le procédé de gestion comprenant une étape d'équilibrage des charges électriques comportant elle-même : - une étape de sélection, parmi la pluralité d'éléments de stockage, d'au moins deux éléments de stockage aux bornes desquels les tensions électriques sont différentes, - une étape de déconnexion hors du montage en série, des éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection, - et une étape de connexion électrique entre eux dans un montage en parallèle de tout ou partie des éléments de stockage déconnectés à l'étape de déconnexion. A third object is to provide a flexible solution allowing the transfer of energy between any elements of the battery, whether the battery is in use or not. A first aspect of the invention relates to a method of managing a battery of electrical energy storage comprising a plurality of storage elements intended to be electrically connected to each other in a series connection, the management method comprising a step of balancing the electrical charges comprising itself: a selection step, among the plurality of storage elements, at least two storage elements across which the electrical voltages are different, - a step of disconnection out of the series connection, the storage elements selected in the selection step, - and a step of electrically connecting them in parallel assembly of all or part of the disconnected storage elements in step d e disconnection.

Le nombre d'éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection peut être inférieur au nombre total d'éléments de stockage compris dans la batterie, au moins une partie des éléments de stockage non sélectionnés à l'étape de sélection restant connectés entre eux électriquement en série à l'issue de l'étape de connexion. The number of storage elements selected at the selection step may be less than the total number of storage elements in the farm, at least a portion of the storage elements not selected at the selection stage remaining connected to each other electrically in series at the end of the connection step.

Les éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection peuvent être situés à des emplacements quelconques au sein du montage en série, adjacents ou non. The storage elements selected at the selection step may be located at any location within the serial array, adjacent or not.

Dans le cas où au moins deux des éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection sont implantés à des emplacements non adjacents au sein du montage en série, les éléments de stockage non sélectionnés implantés dans le montage en série entre lesdits emplacements peuvent être connectés, durant l'étape de connexion, dans le montage en parallèle avec les éléments de stockage sélectionnés. L'étape de connexion peut comprendre la fermeture de branches de dérivation « bypass » configurées chacune pour shunter au moins l'un des éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection au sein du montage en série. En cas d'utilisation de la batterie, le procédé de gestion peut comprendre une étape de charge et/ou de décharge électrique des éléments de stockage de la batterie connectés en série après l'étape de connexion.30 L'étape d'équilibrage peut être réalisée en cas d'inutilisation de la batterie sans charge et/ou décharge électrique de tout élément de stockage de la batterie depuis l'extérieur de la batterie. In the case where at least two of the storage elements selected in the selecting step are located at non-adjacent locations within the serial array, the unselected storage elements implanted in the serial connection between said locations can be connected. during the connection step, in the parallel connection with the selected storage elements. The connection step may include closing "bypass" branch branches each configured to bypass at least one of the storage elements selected at the selection step within the serial arrangement. In case of use of the battery, the management method may include a step of charging and / or electrically discharging the storage elements of the battery connected in series after the connection step. be performed in the event of the battery not being used without charge and / or electric discharge of any storage element of the battery from outside the battery.

L'étape d'équilibrage peut être telle que le nombre d'éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection soit égal au nombre total d'éléments de stockage de la batterie, et que l'ensemble des éléments de stockage de la batterie soient connectés en parallèle entre eux à la suite de l'étape de connexion. The balancing step may be such that the number of storage elements selected in the selection step is equal to the total number of storage elements of the battery, and that all the storage elements of the battery are connected in parallel with each other following the connection step.

La sélection des éléments de stockage à l'étape de sélection peut être fonction de critères de choix tenant compte de la chute admissible de tension à vide de la batterie et/ou d'une dynamique recherchée de l'équilibrage et/ou d'une valeur seuil de l'intensité électrique dans le montage en parallèle. Un deuxième aspect de l'invention concerne un dispositif de gestion d'une batterie de stockage d'énergie électrique comprenant d'une part une pluralité d'éléments de stockage et d'autre part une structure de connexion destinée à connecter électriquement les éléments de stockage entre eux dans un montage en série, comprenant en outre des moyens logiciels et/ou matériels qui mettent en oeuvre un tel procédé de gestion. La structure de connexion peut comprendre des liaisons électriques entre les éléments de stockage et des éléments de commutation aménagés sur les liaisons électriques, les liaisons électriques et les éléments de commutation pouvant être pilotés de sorte que la structure de connexion peut varier entre au moins un premier état dans lequel toute ou partie des éléments de stockage sont connectés électriquement entre eux dans un montage en série et au moins un deuxième état dans lequel tout ou partie des éléments de stockage sont connectés électriquement entre eux dans un montage en parallèle. Il peut comprendre une unité de commande générant des ordres d'actionnement pilotant les éléments de commutation de sorte à varier la structure de connexion d'un état à l'autre d'une manière réalisant l'étape d'équilibrage. Les éléments de commutation peuvent être des transistors à effet de champ à grille isolée « MOSFET ». Chaque élément de stockage de la batterie peut être constitué par une supercapacité ou une cellule unitaire électrochimique ou un organe ayant au moins deux telles cellules connectées électriquement en parallèle ou un module comprenant au moins deux tels organes connectés électriquement en série entre eux ou un ensemble comprenant au moins deux tels modules connectés électriquement en série entre eux. Un troisième aspect de l'invention concerne un véhicule automobile comprenant un tel dispositif de gestion pour contrôler la batterie de stockage d'énergie électrique alimentant une chaine de traction électrique du véhicule et/ou des organes auxiliaires électriques embarqués à bord du véhicule. The selection of the storage elements in the selection step may be a function of selection criteria taking into account the allowable drop in the no-load voltage of the battery and / or a desired dynamic of the balancing and / or threshold value of the electrical current in the parallel connection. A second aspect of the invention relates to a device for managing an electric energy storage battery comprising, on the one hand, a plurality of storage elements and, on the other hand, a connection structure intended to electrically connect the storage elements. storage between them in a series connection, further comprising software and / or hardware means that implement such a management method. The connection structure may comprise electrical connections between the storage elements and switching elements arranged on the electrical connections, the electrical connections and the switching elements being able to be controlled so that the connection structure can vary between at least a first one. state in which all or part of the storage elements are electrically connected to each other in a series connection and at least a second state in which all or part of the storage elements are electrically connected to each other in a parallel connection. It may include a control unit generating actuation commands driving the switching elements so as to vary the connection structure from one state to another in a manner performing the balancing step. The switching elements may be "MOSFET" insulated gate field effect transistors. Each storage element of the battery may consist of a supercapacity or an electrochemical unit cell or a member having at least two such electrically connected cells in parallel or a module comprising at least two such electrically connected members in series with each other or an assembly comprising at least two such modules electrically connected in series with each other. A third aspect of the invention relates to a motor vehicle comprising such a management device for controlling the electric energy storage battery supplying an electric traction system of the vehicle and / or electrical auxiliary devices on board the vehicle.

Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une partie d'un premier mode de réalisation de dispositif de gestion, - les figures 2 à 4 illustrent les éléments de la figure 1, respectivement dans un premier, un deuxième et un troisième modes d'équilibrage, - la figure 5 représente schématiquement une partie d'un deuxième mode de réalisation de dispositif de gestion, - les figures 6 et 7 expliquent le principe de l'équilibrage appliqué à deux cellules électrochimiques, - les figures 8 et 9 expliquent le principe de l'équilibrage appliqué à N paires de cellules connectées en série, par leur mise en parallèle, - et les figures 10 et 11 expliquent le principe de l'équilibrage appliqué à N modules en série (comprenant chacun deux telles paires en série), par leur mise en parallèle. Description de modes préférentiels de l'invention Un dispositif de gestion est partiellement illustré sur les figures 1 à 5 et configuré pour le contrôle d'une batterie de stockage d'énergie électrique de bornes A et B comprenant d'une part une pluralité d'éléments de stockage El ,..., EJ, ..., EN et d'autre part une structure de connexion destinée à connecter normalement tout ou partie de ces éléments de stockage entre eux selon au moins un montage électriquement en série. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other advantages and features will become more clearly apparent from the following description of particular embodiments of the invention given by way of nonlimiting example and represented in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 schematically represents a part of a first embodiment of management device, - Figures 2 to 4 illustrate the elements of Figure 1, respectively in a first, a second and a third balancing modes, - Figure 5 represents schematically a part of a second embodiment of management device, - Figures 6 and 7 explain the principle of balancing applied to two electrochemical cells, - Figures 8 and 9 explain the principle of balancing applied to N pairs of cells connected in series, by their paralleling, - and Figures 10 and 11 explain the principle of balancing applied N modules in series (each comprising two such pairs in series) by their parallel connection. DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION A management device is partially illustrated in FIGS. 1 to 5 and configured for the control of an electrical energy storage battery of terminals A and B comprising on the one hand a plurality of storage elements El, ..., EJ, ..., EN and on the other hand a connection structure for normally connecting all or part of these storage elements to each other in at least one electrically connected series.

Par ailleurs, le dispositif de gestion comprend des moyens logiciels et/ou matériels qui mettent en oeuvre un procédé de gestion qui sera détaillé plus loin. Notamment, chaque élément de stockage de la batterie est constitué dans la suite de la description par soit une supercapacité, soit une cellule unitaire électrochimique (figures 6 et 7), soit un organe à au moins une paire de telles cellules (figures 8 et 9) montées en parallèle électriquement (chaque paire étant appelée couramment « bicell »), soit un module comprenant au moins deux tels organes montés en série électriquement entre eux, soit encore un ensemble comprenant au moins deux tels modules montés électriquement en série ou en parallèle entre eux. La structure de connexion comprend d'une part des liaisons électriques entre les éléments de stockage et d'autre part des éléments de commutation (détaillés plus loin) aménagés le long des liaisons électriques pour commander respectivement l'ouverture ou la fermeture de la liaison. Les liaisons électriques sont configurées et les éléments de commutation pouvant être pilotés de sorte que la structure de connexion peut varier entre au moins un premier état dans lequel toute ou partie des éléments de stockage sont connectés électriquement entre eux dans un montage en série et au moins un deuxième état dans lequel tout ou partie des éléments de stockage sont connectés électriquement entre eux dans un montage en parallèle. De manière générale, dans chacun des états, le nombre d'éléments en série dans le montage en série peut être variable et ajustable et le nombre d'éléments assemblés en parallèle dans le montage en parallèle peut également être variable et ajustable. En cas de deuxième état, la structure de connexion permet éventuellement que toute ou partie des éventuels éléments de stockage n'appartenant pas au montage en parallèle soient dans le même temps montés en série entre eux. Dans un mode de réalisation simple, la structure de connexion comprend notamment une branche principale formée de liaisons électriques directes reliant chacune deux à deux les éléments de stockage pour constituer le montage série. Elle comprend également une première et une deuxième branches de déviation agencées chacune le long du montage série, et auxquelles chacune des liaisons électriques directes est raccordée une fois par l'intermédiaire d'une liaison électrique de raccordement associée. En référence à la figure 5, il est également possible de prévoir une branche de dérivation configurée chacune pour shunter à souhait au moins l'un des éléments de stockage du montage série. Pour la mise en oeuvre du procédé de gestion, le dispositif de gestion comprend une unité de commande générant des ordres d'actionnement pilotant les éléments de commutation de sorte à varier la structure de connexion d'un état à l'autre d'une manière réalisant une étape d'équilibrage des charges électriques de tout ou partie des éléments de stockage, les éléments mis en oeuvre par l'opération d'équilibrage étant sélectionnables parmi l'ensemble des éléments que comprend la batterie. Moreover, the management device comprises software and / or hardware means which implement a management method which will be detailed later. In particular, each storage element of the battery is constituted in the rest of the description by either a supercapacity, or an electrochemical unit cell (FIGS. 6 and 7), or an organ with at least one pair of such cells (FIGS. 8 and 9). ) electrically connected in parallel (each pair being commonly called "bicell"), ie a module comprising at least two such members electrically connected in series with each other, or else an assembly comprising at least two such modules electrically connected in series or in parallel between them. The connection structure comprises on the one hand electrical connections between the storage elements and on the other hand switching elements (detailed below) arranged along the electrical connections to respectively control the opening or closing of the link. The electrical connections are configured and the switching elements can be controlled so that the connection structure can vary between at least a first state in which all or part of the storage elements are electrically connected to each other in a series connection and at least a second state in which all or part of the storage elements are electrically connected to each other in a parallel connection. In general, in each of the states, the number of elements in series in the series connection can be variable and adjustable and the number of elements assembled in parallel in the parallel connection can also be variable and adjustable. In the case of a second state, the connection structure possibly allows all or part of the possible storage elements not belonging to the parallel connection to be simultaneously connected in series with each other. In a simple embodiment, the connection structure comprises in particular a main branch formed by direct electrical connections each connecting two to two storage elements to form the series assembly. It also comprises a first and a second deflection branches each arranged along the series circuit, and to which each of the direct electrical connections is connected once by means of an associated connection electrical connection. Referring to Figure 5, it is also possible to provide a branch branch configured each to shunt at least one of the storage elements of the serial assembly. For the implementation of the management method, the management device comprises a control unit generating actuation commands driving the switching elements so as to vary the connection structure from one state to another in a manner performing a step of balancing the electrical charges of all or part of the storage elements, the elements implemented by the balancing operation being selectable from all the elements that comprises the battery.

Avantageusement, les éléments de commutation sont des transistors à effet de champ à grille isolée plus couramment nommés « MOSFET » en terminologie anglo-saxonne pour « Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ». Cette variante présente l'avantage d'être commandés en tension pour contrôler le courant dans le circuit. Toutefois les éléments de commutation peuvent être de toute autre nature, telle que relais ou autres. Selon une caractéristique essentielle, le dispositif de gestion met donc en oeuvre un procédé de gestion de la batterie de stockage d'énergie électrique comprenant en particulier une étape d'équilibrage des charges électriques, cette dernière étape comportant les étapes suivantes non forcément successives : - une étape de sélection, parmi la pluralité d'éléments de stockage, d'au moins deux éléments de stockage aux bornes desquels les tensions électriques sont différentes, - une étape de déconnexion hors du montage en série, au moins des éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection, - et une étape de connexion électrique entre eux dans un montage en parallèle de tout ou partie des éléments de stockage déconnectés à l'étape de déconnexion. Il convient de noter que le nombre d'éléments retirés à l'étape de déconnexion peut être supérieur au nombre d'éléments sélectionnés à l'étape de sélection (voir les figures 2 et 3 qui illustrent que deux éléments peuvent être sélectionnés tandis que trois éléments peuvent être déconnectés car sur ces figures l'élément du milieu est déconnecté à l'étape de déconnexion bien qu'il n'ait pas forcément été sélectionné). De plus, tous les éléments déconnectés hors du montage série à l'étape de déconnexion ne sont pas forcément connectés en parallèle à l'étape de connexion. La figure 3 explique cette situation où il est possible de prévoir que seuls deux éléments de stockage soient mis en parallèle à l'étape de connexion même dans le cas où on en déconnecte trois du montage série à l'étape de déconnexion. Advantageously, the switching elements are insulated gate field effect transistors more commonly known as "MOSFET" in the English terminology for "Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor". This variant has the advantage of being controlled in voltage to control the current in the circuit. However, the switching elements can be of any other nature, such as relays or others. According to an essential characteristic, the management device therefore implements a management method of the electric energy storage battery including in particular a balancing step of the electric charges, this last step comprising the following steps that are not necessarily successive: a step of selecting, among the plurality of storage elements, at least two storage elements at the terminals of which the electrical voltages are different, - a step of disconnection out of the series connection, at least storage elements selected to the selection step, and an electrical connection step between them in a parallel assembly of all or part of the storage elements disconnected at the disconnection step. It should be noted that the number of elements removed at the disconnection step may be greater than the number of elements selected at the selection step (see Figures 2 and 3 which illustrate that two elements may be selected while three elements can be disconnected because in these figures the middle element is disconnected at the disconnection step although it was not necessarily selected). In addition, all disconnected elements out of the serial circuit at the disconnection step are not necessarily connected in parallel to the connection step. FIG. 3 explains this situation where it is possible to provide for only two storage elements to be paralleled at the connection step even in the case where three of the serial assembly are disconnected at the disconnection step.

L'avantage de ce procédé est d'utiliser un transfert de charge basée sur une propriété physique des systèmes électriques, à savoir le fait que des éléments connectés en parallèle présentent la même tension électrique. Ainsi, la structure de connexion rendant possible de séparer les éléments de stockage en série de la batterie et de les mettre en parallèle, leur tension à vide est équilibrée de façon naturelle et par conséquent, les différences d'état de charge sont compensées. Selon un mode de réalisation particulier mais non obligatoire, le nombre d'éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection est inférieur au nombre total d'éléments de stockage compris dans la batterie de sorte qu'au moins une partie des éléments de stockage non sélectionnés à l'étape de sélection restent connectés électriquement entre eux en série à l'issue de l'étape de connexion. Cette possibilité est montrée par exemple sur les figures 2 et 3 où seuls deux éléments de stockage sont sélectionnés tandis que la batterie en contient au moins trois. D'autre part, les éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection peuvent avantageusement être situés à des emplacements quelconques au sein du montage en série, qu'ils soient adjacents (figure 2) ou non (figure 3). Dans le cas particulier où au moins deux des éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection sont implantés à des emplacements non adjacents au sein du montage en série, les éléments de stockage non sélectionnés et pourtant implantés dans le montage en série entre lesdits emplacements peuvent être connectés, durant l'étape de connexion, dans le montage en parallèle avec les éléments de stockage sélectionnés. C'est ce qu'illustre la figure 4 où l'élément central est connecté en parallèle avec les deux éléments latéraux bien que l'élément central n'ait pas été sélectionné. L'avantage principal de la structure de connexion mise en oeuvre en figure 5 est de permettre que l'étape de connexion comprenne la fermeture de branches de dérivation « bypass » configurées chacune pour shunter au moins l'un des éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection au sein du montage en série. Dans ce cas, les éléments de stockage non sélectionnés et pourtant implantés dans le montage en série entre les emplacements non adjacents d'éléments sélectionnés peuvent être connectés, durant l'étape de connexion, dans le montage en série avec tous les éléments de stockage non sélectionnés. The advantage of this method is to use a charge transfer based on a physical property of electrical systems, namely the fact that elements connected in parallel have the same voltage. Thus, the connection structure makes it possible to separate the serial storage elements of the battery and to put them in parallel, their empty voltage is naturally balanced and therefore the differences in state of charge are compensated. According to a particular but not mandatory embodiment, the number of storage elements selected in the selection step is less than the total number of storage elements included in the battery so that at least a portion of the storage elements not selected in the selection step remain electrically connected to each other in series at the end of the connection step. This possibility is shown for example in Figures 2 and 3 where only two storage elements are selected while the battery contains at least three. On the other hand, the storage elements selected in the selection step may advantageously be located at any location within the series arrangement, whether adjacent (Figure 2) or not (Figure 3). In the particular case where at least two of the storage elements selected in the selection step are located at non-adjacent locations within the series connection, the storage elements not selected and yet located in the series connection between said locations can be connected, during the connection step, in the parallel connection with the selected storage elements. This is illustrated in Figure 4 where the central element is connected in parallel with the two side elements although the central element has not been selected. The main advantage of the connection structure implemented in FIG. 5 is to allow the connection step to include the closing of bypass branches, each configured to bypass at least one of the storage elements selected at the gate. selection step within the serial assembly. In this case, the storage elements not selected and yet implanted in the series connection between the non-adjacent locations of selected elements can be connected, during the connection step, in the series connection with all the non-storage elements. selected.

Avec d'une part la possibilité que l'étape de connexion soit telle que des éléments subsistent en série et d'autre part l'éventualité que des branches de dérivation soient fermées pour shunter les éléments montés en parallèle, en cas d'utilisation de la batterie, le procédé de gestion comprend potentiellement une étape de charge et/ou de décharge électrique des éléments de stockage de la batterie connectés en série après l'étape de connexion. On the one hand the possibility that the connection step is such that elements remain in series and secondly the possibility that branch branches are closed to shunt the elements connected in parallel, in case of use of the battery, the management method potentially comprises a step of charging and / or electrically discharging the storage elements of the battery connected in series after the connection step.

Avantageusement, l'étape d'équilibrage peut aussi être réalisée en cas d'inutilisation de la batterie sans charge et/ou décharge électrique de tout élément de stockage de la batterie depuis l'extérieur de la batterie, c'est-à-dire sans aucun échange d'énergie avec un système extérieur comme un chargeur ou un moteur, le processus d'équilibrage entraînant des échanges d'énergie au sein de la batterie. Dans cette variante, l'étape d'équilibrage sera alors avantageusement telle que le nombre d'éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection est égal au nombre total d'éléments de stockage de la batterie, et que l'ensemble des éléments de stockage de la batterie sont connectés en parallèle entre eux à la suite de l'étape de connexion. La sélection des éléments de stockage à l'étape de sélection est fonction de critères de choix tenant compte par exemple : - de la chute admissible de tension à vide de la batterie, - et/ou d'une dynamique recherchée de l'équilibrage, - et/ou d'une valeur seuil de l'intensité électrique dans le montage en parallèle. Dans le deuxième cas, il est notamment possible d'associer en parallèle les éléments présentant la tension la plus faible avec les éléments présentant la tension la plus élevée. Advantageously, the balancing step can also be performed in case of non-use of the battery without charge and / or electric discharge of any storage element of the battery from outside the battery, that is to say without any energy exchange with an external system such as a charger or motor, the balancing process resulting in energy exchanges within the battery. In this variant, the balancing step will then be advantageously such that the number of storage elements selected in the selection step is equal to the total number of storage elements of the battery, and that the set of elements storage of the battery are connected in parallel with each other as a result of the connection step. The selection of the storage elements in the selection step is a function of selection criteria taking into account, for example: the admissible drop in the battery's no-load voltage, and / or a desired dynamic of the balancing, and / or a threshold value of the electrical intensity in the parallel connection. In the second case, it is possible in particular to associate in parallel the elements having the lowest voltage with the elements having the highest voltage.

Dans le troisième cas, le choix des éléments devra tenir compte d'une valeur maximale de l'écart en tension à équilibrer au sein du montage. In the third case, the choice of elements must take into account a maximum value of the voltage difference to be balanced within the assembly.

Une application particulière mais non exclusive consiste à aménager un tel dispositif de gestion à bord d'un véhicule automobile pour contrôler la batterie de stockage d'énergie électrique alimentant une chaine de traction électrique du véhicule et/ou des organes auxiliaires électriques embarqués à bord du véhicule. Toutefois l'invention peut être appliquée à tout système de batterie qui est composé par au moins deux cellules électrochimiques en série, comme les batteries d'ordinateur portable par exemple, ou bien encore à l'équilibrage de supercapacités. L'invention, qui permet la commutation entre l'association série et une ou plusieurs associations en parallèle des éléments à équilibrer, sera mieux comprise des exemples ci-dessous. La commutation est faite selon le schéma de fonctionnement montré par exemple en Figure 1. Les éléments de commutation positionnés sur les liaisons électriques directes entre chaque élément en série permettent de défaire l'assemblage en série du pack batterie lorsqu'il n'est pas en utilisation par exemple (c'est- à-dire, lorsqu'il est au repos). Ensuite les éléments de commutation Cp1, Cp,2, Cp,2j_1, Cp,2j , Cp,2N_IetCp2N qui équipent les liaisons électriques de raccordement aux deux branches de déviation sont fermés, pour la mise en parallèle des éléments choisis. Bien sûr, la mise en parallèle des éléments à tensions différentes engendrant un appel de courant, il est intéressant d'utiliser des « mosfet » commandés en tension pour contrôler le courant dans le circuit. De plus, il faut noter qu'un élément présente un effet capacitif qui a tendance à limiter les appels de courant. La batterie au repos peut rester sur cette configuration en parallèle, ce qui permettra, à l'utilisation suivante, de retrouver tous les éléments en équilibre. Avant cette utilisation, les éléments sont remis en série en ouvrant les éléments de commutation Cp1 , Cp2, Cp,2j_1, Cp2j2N-let Cp2N et en fermant les éléments de commutation Cs l , Cs j Une variante d'utilisation consiste à réaliser l'opération d'équilibrage pendant l'utilisation de la batterie (c'est-à-dire, en roulage ou en charge). Suivant la chute de tension acceptable pour le fonctionnement de la chaîne de traction et des auxiliaires, un nombre calculé d'éléments de stockage sont sélectionnés puis retirés du montage en série, puis sont mis en parallèle pour réaliser leur équilibrage. La batterie continue à fournir de l'énergie à la chaine de traction par le biais des éléments de stockage encore connectés en série. Le retrait des éléments qui doivent être équilibrés depuis le montage en série est obtenu en ouvrant les éléments de commutation Cs 1 . Leur mise en parallèle résulte ensuite de la fermeture des éléments de commutation Cp,21_1, Cp,21 . Ceci est illustré par la figure 2 pour la mise en parallèle des éléments j et j+1. Il est à noter que, si deux éléments de stockage situés à des emplacements non adjacents doivent être mis en parallèle (par exemple les éléments j et j+2), alors tous les éléments situés entre les éléments à mettre en parallèle ne fournissent plus d'énergie (dans cet exemple l'élément j+1) dans le cas où ces éléments ne sont pas également connectés en série ou en parallèle, ce qui est le cas dans la figure 3. Il peut alors être intéressant de mettre en parallèle tous les éléments situés entre les éléments extrêmes, comme illustré par exemple à la figure 4 où l'élément central est connecté en parallèle. Mais cette dernière variante présente des limitations car si les deux éléments énergétiquement les plus intéressants à équilibrer sont situés à proximité des extrémités opposées du montage série, elle devient inexploitable puisque la chute de tension engendrée ne serait pas acceptable pour le bon fonctionnement de la chaine de traction et des auxiliaires.30 La structure de connexion représentée en figure 5 a pour objectif de répondre à cette problématique, en rendant possible d'équilibrer deux éléments quelconques pendant l'utilisation de la batterie (c'est-à-dire, en roulage ou en charge). Pour cela, il est nécessaire de retirer les éléments qui doivent être équilibrés du montage en série, tout en conservant l'intégrité du montage série pour les autres éléments. Ceci peut être fait par l'aménagement des branches de dérivation shuntant chacune à souhait un ou plusieurs éléments de stockage au sein du montage série, chacune de ses branches portant un élément de commutation Ch . Le retrait d'un élément J est fait par l'ouverture des éléments de commutation Cs,2j_i , j et la fermeture des éléments de commutation Ch j. Suivant la chute de tension acceptable pour le fonctionnement de la chaîne de traction et des auxiliaires, un nombre calculé d'éléments de stockage sont ainsi sélectionnés puis retirés, puis ne fournissant plus d'énergie, sont commutés en parallèle pour réaliser leur équilibrage d'une manière précédemment décrite. Par contre le reste de la batterie est toujours en fonctionnement et donc l'état de charge des différents éléments de stockage évolue. A particular but non-exclusive application consists in arranging such a management device on board a motor vehicle to control the battery for storing electrical energy supplying an electric traction chain of the vehicle and / or auxiliary electrical components on board the vehicle. vehicle. However, the invention can be applied to any battery system which is composed of at least two electrochemical cells in series, such as laptop batteries, for example, or even the balancing of supercapacities. The invention, which allows switching between the serial association and one or more associations in parallel of the elements to be balanced, will be better understood from the examples below. The switching is done according to the diagram of operation shown for example in Figure 1. The switching elements positioned on the direct electrical connections between each element in series make it possible to undo the series assembly of the battery pack when it is not in use for example (that is, when at rest). Then the switching elements Cp1, Cp, 2, Cp, 2j_1, Cp, 2j, Cp, 2N_IetCp2N which equip the electrical connection connections to the two branches of deflection are closed, for the paralleling of the selected elements. Of course, the paralleling of elements with different voltages generating a current draw, it is interesting to use "mosfets" controlled voltage to control the current in the circuit. In addition, it should be noted that an element has a capacitive effect that tends to limit current draws. The idle battery can remain on this configuration in parallel, which will allow, with the following use, to find all the elements in equilibrium. Before this use, the elements are brought back in series by opening the switching elements Cp1, Cp2, Cp, 2j_1, Cp2j2N-let Cp2N and by closing the switching elements Cs 1, Cs j An alternative of use consists in carrying out the balancing operation while using the battery (ie, while driving or charging). Following the acceptable voltage drop for the traction chain and auxiliary operation, a calculated number of storage elements are selected and removed from the series connection, and then paralleled for balancing. The battery continues to supply power to the traction chain through the storage elements still connected in series. The removal of the elements which must be balanced from the series connection is obtained by opening the switching elements Cs 1. Their paralleling then results from the closing of the switching elements Cp, 21_1, Cp, 21. This is illustrated in FIG. 2 for the paralleling of elements j and j + 1. Note that if two storage elements at non-adjacent locations are to be paralleled (for example, j and j + 2) then all the elements between the elements to be paralleled do not provide any more information. (in this example the element j + 1) in the case where these elements are not also connected in series or in parallel, which is the case in Figure 3. It can then be interesting to parallel all the elements located between the end elements, as illustrated for example in Figure 4 where the central element is connected in parallel. But this last variant has limitations because if the two energetically most interesting elements to balance are located near the opposite ends of the series assembly, it becomes unusable since the voltage drop generated would not be acceptable for the proper operation of the chain of The connection structure shown in FIG. 5 is intended to answer this problem, by making it possible to balance any two elements during the use of the battery (that is to say, when rolling or charge). For this, it is necessary to remove the elements that must be balanced from the serial assembly, while maintaining the integrity of the serial assembly for the other elements. This can be done by arranging branch branches shuntant each desired one or more storage elements within the series assembly, each of its branches carrying a switching element Ch. The removal of an element J is done by the opening of the switching elements Cs, 2j_i, j and the closing of the switching elements Ch j. According to the acceptable voltage drop for the operation of the power train and the auxiliaries, a calculated number of storage elements are thus selected and then removed, then no longer supplying energy, are switched in parallel to achieve their balancing. a previously described manner. On the other hand, the rest of the battery is still in operation and therefore the state of charge of the various storage elements is changing.

Afin de réduire le nombre de commutateurs nécessaires, il est possible de prévoir que chaque élément de stockage puisse comporter en série au moins une cellule électrochimique, ou bicell, ou modules, ou ensemble de modules, en série. Néanmoins cette solution présente le désavantage de ne pas corriger les déséquilibres internes aux branches au moment de leur mise en parallèle. Le principe d'équilibrage est présenté en application à deux éléments de stockage chacun constitué par une cellule électrochimique (figures 6 et 7). Dans un pack batterie simplifié composé de ces deux cellules électrochimiques de même technologie, celles-ci sont normalement en série (figure 6). Chaque cellule est unique de par sa conception. Le processus de fabrication des cellules ne permet pas l'obtention de cellules complètement identiques. La capacité notamment peut différer. Ainsi deux cellules en série qui sont donc traversées par le même courant peuvent voir leur état de charge évoluer différemment. Les tensions à vide des cellules représentées par OCV1 et OCV2 dépendent de l'état de charge de la cellule. Ainsi, ayant des états de charges différents les tensions U1 et U2 seront différentes. Une fois que le pack batterie n'est pas en utilisation, il est possible de changer le mode de connexion entre les cellules, et passer de la connexion en série à une connexion en parallèle (figure 7). Cela est fait par la structure de connexion adéquate décrite dans ce document. La mise en parallèle de ces cellules s'accompagne d'une égalité de tension électrique qui engendre la circulation d'un courant de la cellule la plus chargée vers la cellule qui l'est moins. La figure 7 illustre le cas où la cellule 1 est la plus chargée. Ainsi le courant ieq va charger la cellule 2. Son état de charge augmentant, OCV2 augmente aussi et ieq diminue et ce jusqu'à ce que les cellules soient équilibrées en tension et donc approximativement en état de charge. In order to reduce the number of switches required, it is possible to provide that each storage element may comprise in series at least one electrochemical cell, or bicell, or modules, or set of modules, in series. However, this solution has the disadvantage of not correcting the imbalances internal branches when they are in parallel. The balancing principle is presented in application to two storage elements each constituted by an electrochemical cell (FIGS. 6 and 7). In a simplified battery pack composed of these two electrochemical cells of the same technology, they are normally in series (Figure 6). Each cell is unique in design. The manufacturing process of the cells does not make it possible to obtain completely identical cells. The ability in particular may differ. Thus two cells in series which are traversed by the same current can see their state of charge evolve differently. The empty voltages of the cells represented by OCV1 and OCV2 depend on the state of charge of the cell. Thus, having states of different charges the voltages U1 and U2 will be different. Once the battery pack is not in use, it is possible to change the connection mode between the cells, and switch from the serial connection to a parallel connection (Figure 7). This is done by the proper connection structure described in this document. The paralleling of these cells is accompanied by an equality of electrical tension which generates the flow of a current from the most charged cell to the cell which is less. Figure 7 illustrates the case where cell 1 is the most loaded. Thus the current ieq will charge the cell 2. Its increasing state of charge, OCV2 also increases and ieq decreases until the cells are balanced in voltage and therefore approximately in state of charge.

Pour augmenter la capacité disponible, un pack batterie destiné à être utilisé à bord d'un véhicule électrique comprend souvent un assemblage en série de cellules assemblées entre elles en parallèle (voir figure 8). Lorsque deux cellules sont assemblées en parallèle, cela s'appelle un bicell. Il peut toutefois s'agir de la mise en parallèle d'un nombre variable de bicells, ou des modules etc. En considérant N bicells en série (voir figure 8), la structure de chaque bicell impose que les cellules 1 et 2 ainsi que 2J-1 et 2J et 2N-1 et 2N sont toujours équilibrées en tension. Pour les mêmes raisons que précédemment les différents bicells en série peuvent être à des états de charge et à des tensions Ub1 et UbJ et UbN différente. La mise en parallèle obtenue par la structure de connexion impose une égalité de tension qui engendre la circulation d'un courant, qui égalise les états des charges et par conséquent les tensions des cellules (voir figure 9). To increase the available capacity, a battery pack for use in an electric vehicle often comprises a series assembly of cells assembled together in parallel (see Figure 8). When two cells are assembled in parallel, this is called a bicell. However, it may be the paralleling of a variable number of bicells, or modules, etc. Considering N bicells in series (see Figure 8), the structure of each bicell requires that cells 1 and 2 as well as 2J-1 and 2J and 2N-1 and 2N are always voltage-balanced. For the same reasons as above, the different bicells in series can be at different states of charge and at different voltages Ub1 and UbJ and UbN. The paralleling obtained by the connection structure imposes a voltage equality which generates the flow of a current, which equalizes the states of the charges and consequently the voltages of the cells (see FIG. 9).

De manière tout à fait analogue, il est possible d'étendre le principe à l'équilibrage de N modules à l'intérieur de chacun desquels au moins deux cellules connectées en parallèle sont connectées en série avec au moins encore deux autres cellules connectées en parallèle. L'assemblage en série des modules du pack est présenté en figure 10 et leur mise en parallèle et équilibrage, selon l'invention, en figure 11. Il convient de noter que la tension du module est égale à la somme des tensions des bicells. L'égalité de la tension aux bornes de toutes les cellules n'est pas assurée, mais seulement aux bornes des modules en parallèle. Un déséquilibre en état de charge au sein du module n'est donc pas corrigé puisque les paires de cellules du module sont traversées par le même courant. La solution précédemment décrite permet d'avoir des circuits d'équilibrage avec peu de composants. En plus d'un faible coût, cela permet de s'affranchir d'une chaine de transport d'énergie et donc des pertes des rendements de conversion qui lui sont associés. Accessoirement, elle permet de se passer d'une mesure précise de la tension des cellules, donc les capteurs de tension peuvent être remplacés par de capteurs moins performants mais moins onéreux. Quite similarly, it is possible to extend the principle to the balancing of N modules within each of which at least two cells connected in parallel are connected in series with at least two other cells connected in parallel. . The series assembly of the pack modules is presented in FIG. 10 and their paralleling and balancing, according to the invention, in FIG. 11. It should be noted that the voltage of the module is equal to the sum of the voltages of the bicells. The equality of the voltage across all the cells is not ensured, but only across the modules in parallel. An imbalance in the state of charge within the module is therefore not corrected since the pairs of cells of the module are traversed by the same current. The previously described solution allows balancing circuits with few components. In addition to a low cost, it eliminates a chain of energy transport and therefore losses of conversion efficiency associated with it. Incidentally, it makes it possible to dispense with a precise measurement of the voltage of the cells, therefore the voltage sensors can be replaced by less efficient sensors but less expensive.

L'invention présente les avantages suivants : - il s'agit d'un équilibrage non dissipatif, qui réoriente l'énergie au sein même de la batterie, des éléments les plus chargés à ceux les moins chargés, - elle ne nécessite que l'électronique nécessaire à piloter les éléments de commutation, ce qui permet de réduire les pertes, elle permet l'équilibrage même en cas d'inutilisation de la batterie, et le stockage de la batterie pendant des longues périodes en configuration d'équilibrage permet aussi de combattre les effets de déséquilibre causés par l'autodécharge des éléments de stockage.5 The invention has the following advantages: - it is a non-dissipative balancing, which redirects the energy within the battery, from the most charged elements to the least loaded, - it only requires the electronics to drive the switching elements, which reduces losses, it allows balancing even if the battery is not used, and the storage of the battery for long periods in balancing configuration also allows for combat the imbalance effects caused by self-dumping of storage elements.

Claims (15)

REVENDICATIONS1. Procédé de gestion d'une batterie de stockage d'énergie électrique comprenant une pluralité d'éléments de stockage destinés à être connectés électriquement entre eux dans un montage en série, le procédé de gestion comprenant une étape d'équilibrage des charges électriques comportant elle-même : - une étape de sélection, parmi la pluralité d'éléments de stockage, 10 d'au moins deux éléments de stockage aux bornes desquels les tensions électriques sont différentes, - une étape de déconnexion hors du montage en série, des éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection, - et une étape de connexion électrique entre eux dans un montage 15 en parallèle de tout ou partie des éléments de stockage déconnectés à l'étape de déconnexion. REVENDICATIONS1. A method of managing an electric power storage battery comprising a plurality of storage elements for electrically connecting with each other in a series connection, the management method comprising a step of balancing the electrical charges including same: - a selection step, among the plurality of storage elements, 10 at least two storage elements at the terminals of which the electrical voltages are different, - a step of disconnection out of the series connection, the storage elements selected at the selection step; and a step of electrically connecting them in a parallel arrangement of all or part of the disconnected storage elements at the disconnection step. 2. Procédé de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre d'éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection est inférieur au nombre total d'éléments de stockage compris dans la 20 batterie, au moins une partie des éléments de stockage non sélectionnés à l'étape de sélection restant connectés entre eux électriquement en série à l'issue de l'étape de connexion. 2. Management method according to claim 1, characterized in that the number of storage elements selected in the selection step is less than the total number of storage elements included in the battery, at least a part of the elements. storage not selected in the remaining selection step connected together electrically in series at the end of the connection step. 3. Procédé de gestion selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection sont situés 25 à des emplacements quelconques au sein du montage en série, adjacents ou non. 3. Management method according to claim 2, characterized in that the storage elements selected in the selection step are located at any location within the series arrangement, adjacent or not. 4. Procédé de gestion selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans le cas où au moins deux des éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection sont implantés à des emplacements non adjacents au sein du montage en série, les éléments de stockage non sélectionnés implantés dans le montage en série entre lesdits emplacements sont connectés, durant l'étape de connexion, dans le montage en parallèle avec les éléments de stockage sélectionnés. 4. Management method according to claim 3, characterized in that in the case where at least two of the storage elements selected in the selection step are located at non-adjacent locations within the series connection, the storage elements unselected ones implanted in the series connection between said locations are connected, during the connection step, in the parallel connection with the selected storage elements. 5. Procédé de gestion selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape de connexion comprend la fermeture de branches de dérivation « bypass » configurées chacune pour shunter au moins l'un des éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection au sein du montage en série. 5. Management method according to claim 3, characterized in that the connection step comprises closing "branch bypass branches" each configured to shunt at least one of the storage elements selected at the selection step at within the series assembly. 6. Procédé de gestion selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'en cas d'utilisation de la batterie, le procédé de gestion comprend une étape de charge et/ou de décharge électrique des éléments de stockage de la batterie connectés en série après l'étape de connexion. 6. Management method according to one of claims 2 to 5, characterized in that in case of use of the battery, the management method comprises a step of charging and / or electric discharge of the storage elements of the battery connected in series after the connection step. 7. Procédé de gestion selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape d'équilibrage est réalisée en cas d'inutilisation de la batterie sans charge et/ou décharge électrique de tout élément de stockage de la batterie depuis l'extérieur de la batterie. 7. Management method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the balancing step is performed in case of unused battery without charge and / or electric discharge of any storage element of the battery from outside the battery. 8. Procédé de gestion selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape d'équilibrage est telle que le nombre d'éléments de stockage sélectionnés à l'étape de sélection est égal au nombre total d'éléments 25 de stockage de la batterie, et que l'ensemble des éléments de stockagede la batterie sont connectés en parallèle entre eux à la suite de l'étape de connexion. 8. Management method according to claim 7, characterized in that the balancing step is such that the number of storage elements selected in the selection step is equal to the total number of storage elements of the battery, and all the storage elements of the battery are connected in parallel with each other following the connection step. 9. Procédé de gestion selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la sélection des éléments de stockage à l'étape de sélection est fonction de critères de choix tenant compte de la chute admissible de tension à vide de la batterie et/ou d'une dynamique recherchée de l'équilibrage et/ou d'une valeur seuil de l'intensité électrique dans le montage en parallèle. 9. Management method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the selection of the storage elements in the selection step is based on selection criteria taking into account the allowable voltage drop of the battery and / or a desired dynamics of the balancing and / or a threshold value of the electrical intensity in the parallel connection. 10. Dispositif de gestion d'une batterie de stockage d'énergie électrique comprenant d'une part une pluralité d'éléments de stockage et d'autre part une structure de connexion destinée à connecter électriquement les éléments de stockage entre eux dans un montage en série, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens logiciels et/ou matériels qui mettent en oeuvre un procédé de gestion selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 10. Device for managing an electric energy storage battery comprising on the one hand a plurality of storage elements and, on the other hand, a connection structure for electrically connecting the storage elements to each other in a mounting arrangement. series, characterized in that it comprises software and / or hardware means which implement a management method according to any one of claims 1 to 9. 11. Dispositif de gestion selon la revendication 10, caractérisé en ce que la structure de connexion comprend des liaisons électriques entre les éléments de stockage et des éléments de commutation aménagés sur les liaisons électriques, les liaisons électriques et les éléments de commutation pouvant être pilotés de sorte que la structure de connexion peut varier entre au moins un premier état dans lequel toute ou partie des éléments de stockage sont connectés électriquement entre eux dans un montage en série et au moins un deuxième état dans lequel tout ou partie des éléments de stockage sont connectés électriquement entre eux dans un montage en parallèle. 11. Management device according to claim 10, characterized in that the connection structure comprises electrical connections between the storage elements and switching elements arranged on the electrical connections, the electrical connections and the switching elements can be controlled from so that the connection structure can vary between at least a first state in which all or part of the storage elements are electrically connected to each other in a series connection and at least a second state in which all or part of the storage elements are connected electrically between them in a parallel connection. 12. Dispositif de gestion selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de commande générant des ordres d'actionnement pilotant les éléments de commutation de sorte à varier la structure de connexion d'un état à l'autre d'une manière réalisant l'étape d'équilibrage. 12. Management device according to claim 11, characterized in that it comprises a control unit generating actuation commands driving the switching elements so as to vary the connection structure from one state to another of a way performing the balancing step. 13. Dispositif de gestion selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que les éléments de commutation sont des transistors à effet de champ à grille isolée « MOSFET ». 13. Management device according to one of claims 11 and 12, characterized in that the switching elements are insulated gate field effect transistors "MOSFET". 14. Dispositif de gestion selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que chaque élément de stockage de la batterie est constitué par une supercapacité ou une cellule unitaire électrochimique ou un organe ayant au moins deux telles cellules connectées électriquement en parallèle ou un module comprenant au moins deux tels organes connectés électriquement en série entre eux ou un ensemble comprenant au moins deux tels modules connectés électriquement en série entre eux. 14. Management device according to any one of claims 10 to 13, characterized in that each storage element of the battery is constituted by a supercapacity or an electrochemical unit cell or a member having at least two such cells electrically connected in parallel. or a module comprising at least two such electrically connected members in series with each other or an assembly comprising at least two such modules electrically connected in series with each other. 15. Véhicule automobile comprenant un dispositif de gestion selon l'une quelconque des revendications 10 à 14 pour contrôler la batterie de stockage d'énergie électrique alimentant une chaine de traction électrique du véhicule et/ou des organes auxiliaires électriques embarqués à bord du véhicule. 15. Motor vehicle comprising a management device according to any one of claims 10 to 14 for controlling the electric energy storage battery supplying an electric traction chain of the vehicle and / or electrical auxiliary devices on board the vehicle.
FR1159248A 2011-10-13 2011-10-13 BALANCING AN ELECTRIC ENERGY STORAGE BATTERY Active FR2981520B1 (en)

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