FR3089073A1

FR3089073A1 - Système de commande de modules accumulateurs électriques

Info

Publication number: FR3089073A1
Application number: FR1871945A
Authority: FR
Inventors: Marco RANIERI; Romain Franchi
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2020-05-29
Anticipated expiration: 2038-11-27
Also published as: FR3089073B1

Abstract

L’invention concerne un système de commande de n modules accumulateurs électrochimique(s), n étant supérieur ou égal à 1, ledit système comportant : Une unité de conversion de tension (CONVi) distincte connectée à chaque module (Mi) et comprenant au moins un convertisseur de type DC/DC pouvant être commandé pour convertir ladite première tension fournie par le module (Mi) en une deuxième tension et une unité de commande (UCi), dite déportée, dudit convertisseur, Une unité centrale de commande (UC) connectée à l'unité de commande déportée (UCi) de chaque unité de conversion (CONVi), Chaque unité de conversion (CONVi) comportant un circuit de pilotage (CTRLi) de son convertisseur, connecté à son unité de commande déportée (UCi), ledit circuit de commande (CTRLi) comportant des moyens de commande du convertisseur configurés pour activer ledit convertisseur lorsque ladite deuxième tension n'est plus disponible. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2

Description

Titre de l'invention : Système de commande de modules accumulateurs électriques

Domaine technique [0001] La présente invention se rapporte à un système de commande de n modules accumulateurs électriques. Ce système peut notamment être employé dans un véhicule de type électrique ou hybride.

Technique antérieure [0002] La traction d'un véhicule électrique ou hybride est permise par l'emploi de plusieurs batteries ou modules, rassemblées dans un pack-batterie. Chaque module comporte plusieurs cellules électrochimiques. Pour alimenter le réseau de bord du véhicule, c'est-à-dire par exemple les phares, les vitres, TABS au freinage, l’aide à la direction, mais aussi des fonctions bien plus basiques telles que l’ouverture/fermeture centralisée par télécommande, on utilise en général une batterie standard de 12V ou 24V au plomb, qui est rechargée par le pack-batterie à travers un convertisseur de type DC/ DC. La présence de cette batterie supplémentaire au plomb est justifiée par le besoin d’avoir une tension de 12V même quand le véhicule n’est pas allumé et par le besoin d’avoir une source de 12V indépendante qui ne décharge pas la batterie de traction. Pour des raisons de sécurité notamment, certaines fonctions alimentées par la tension de 12V fournie par cette batterie doivent :

[0003] - Etre disponibles même en cas de panne grave du pack-batterie employé pour la traction du véhicule (=plus de tension aux bornes du pack-batterie) ;

- Etre disponibles même en cas de rupture de communication entre les différents circuits de commande du pack-batterie ;

- Ne pas vider le pack-batterie de traction si le véhicule est à l’arrêt pendant longtemps (des semaines ou des mois) ;

- Etre disponibles même quand le véhicule est à l’arrêt (contact coupé) ;

[0004] Récemment, il a été proposé de supprimer cette batterie au plomb supplémentaire et d'utiliser directement les batteries de traction pour l'alimentation du réseau de bord. Pour chaque module d'un pack-batterie, un convertisseur est destiné à convertir la tension du module en une tension de 12V disponible pour l'alimentation du réseau de bord. Les convertisseurs peuvent être pilotés conformément à l’état de charge de chaque module, en réalisant une fonction d’équilibrage (les modules les plus chargés fourniront plus de courant au réseau de bord 12V). C'est le cas dans la demande de brevet FR2972581A1.

[0005] Cependant, si cette architecture présente l'avantage de s'affranchir de l'emploi de la batterie supplémentaire au plomb, elle ne permet pas de répondre à toutes les contraintes de fonctionnement évoquées ci-dessus.

[0006] En effet, lorsque le véhicule est à l'arrêt (c'est-à-dire contact coupé), les cartes de mesure de la tension aux bornes de chaque module ne sont pas alimentées, donc les niveaux de tension des modules ne sont plus disponibles, et l'unité centrale de commande, chargée d'envoyer les ordres de commande vers les convertisseurs DC/DC des modules, est également éteinte, ce qui ne permet pas de piloter les convertisseurs de manière adaptée.

[0007] Dans une architecture telle que décrite ci-dessus, il existe donc un besoin de proposer une solution qui permette de palier les inconvénients de l'état de la technique, c'est-à-dire une solution permettant de garantir une alimentation du réseau de bord, même quand le véhicule est à l'arrêt, quelle que soit la durée de cet arrêt.

[0008] Selon un aspect particulier de l'invention, la solution proposée pourra également permettre de protéger les modules des décharges profondes qui pourraient les abîmer, même sans avoir à disposition l’information de l’état de charge des cellules des modules.

Exposé de l’invention [0009] Ce but est atteint par un système de commande de n modules accumulateurs électrochimique(s) destiné chacun à fournir une première tension continue, n étant supérieur ou égal à 1, chaque module comprenant une ou plusieurs cellules électrochimiques, ledit système comportant :

[0010] - Une unité de conversion de tension distincte connectée à chaque module et comprenant au moins un convertisseur de type DC/DC pouvant être commandé pour convertir ladite première tension fournie par le module en une deuxième tension et une unité de commande, dite déportée, dudit convertisseur DC/DC,

- Une unité centrale de commande connectée à l'unité de commande déportée de chaque unité de conversion et configurée pour générer des ordres de commande à destination de l'unité de commande,

- Ladite unité de commande de chaque unité de conversion comportant des moyens de détection de la présence de la deuxième tension en sortie dudit convertisseur DC/DC,

- Chaque unité de conversion comportant un circuit de pilotage de son convertisseur, connecté à son unité de commande déportée, ledit circuit de commande comportant des moyens de commande du convertisseur DC/DC configurés pour activer ledit convertisseur DC/DC lorsque ladite deuxième tension n'est plus disponible.

[0011] Selon une particularité, pour chaque unité de conversion, le circuit de pilotage comporte une entrée reliée à son unité de commande déportée et une sortie connectée sur une entrée de commande d'activation/désactivation du convertisseur.

[0012] Selon une autre particularité, le circuit de pilotage comporte deux transistors connectés en cascade.

[0013] Selon une autre particularité, le système comporte un dispositif de détection de soustension destiné à être connecté aux bornes de chaque module et comportant une unité de comparaison configurée pour comparer la première tension fournie par le module avec une valeur seuil et une unité de pilotage connectée à ladite unité de comparaison et au convertisseur et configurée pour déconnecter ledit convertisseur par rapport au module lorsque ladite première tension devient inférieure à ladite valeur seuil.

[0014] Selon une autre particularité, l'unité de pilotage du dispositif de détection de soustension comporte un ensemble de deux transistors connectés en cascade.

[0015] Selon une autre particularité, le dispositif de détection de sous-tension comporte un pont diviseur à deux résistances choisies pour réaliser ladite valeur seuil de tension.

[0016] Selon une autre particularité, pour n supérieur ou égal à 2, le système comporte une unité de commande auxiliaire connectée à l'unité de commande déportée de chaque unité de conversion et configurée pour envoyer à chaque unité de commande déportée des ordres d'activation/désactivation de son convertisseur DC/DC.

[0017] Selon une autre particularité, le système comporte un bus de communication reliant l'unité centrale de commande (UC) à chaque unité de conversion.

[0018] Selon une autre particularité, l'unité de commande auxiliaire est configurée pour appliquer une séquence d'émission des ordres d'activation/désactivation à destination de chaque unité de commande déportée.

[0019] Selon une autre particularité, chaque unité de conversion comporte un système de communication agencé entre l'unité de commande déportée et le circuit de pilotage.

[0020] Selon une autre particularité, le système de communication comporte un optocoupleur.

[0021] L'invention concerne également une installation d'alimentation électrique d'un véhicule électrique ou hybride, comprenant n modules accumulateurs électrochimique(s) destiné chacun à fournir une première tension continue, n étant supérieur ou égal à 1, ladite installation étant caractérisée en ce qu'elle comporte un système tel que défini ci-dessus.

Brève description des dessins [0022] D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit faite en regard des dessins annexés dans lesquels :

[0023] [fig.l]

La figure 1 représente de manière schématique l'architecture d'un système de commande de plusieurs modules accumulateurs électrochimiques pouvant être employés pour l'alimentation électrique d'un véhicule.

[0024] [fig.2]

La figure 2 représente de manière schématique, une unité de conversion du système de commande de l'invention, associée à un module accumulateur.

[0025] [fig.3]

La figure 3 représente de manière schématique un circuit de pilotage d'un convertisseur DC/DC employé dans une unité de conversion du système de commande de l'invention.

[0026] [fig.4]

La figure 4 représente de manière schématique un dispositif de détection de soustension employé dans le système de commande de l'invention.

Description détaillée d'au moins un mode de réalisation [0027] La figure 1 montre un pack-batterie composé de n modules accumulateurs électrochimiques, référencés Ml, Mi, Mn. On verra que le système de commande de l'invention peut s'appliquer pour n supérieur ou égal à 1.

[0028] Dans une série de n modules, chaque module peut être identifié par un rang i. Le module Mi de rang i est connecté d'un côté au module de rang i+1 et de l'autre côté au module de rang i-1. On peut noter que la borne négative du module de rang 1 n’est pas connectée à la masse du véhicule, parfois indiquée par le sigle GND, car une isolation galvanique complète existe entre le pack-batterie et la masse du véhicule.

[0029] Dans la suite de la description, on considère qu'un module accumulateur Mi est composé d'une ou plusieurs cellules électrochimiques (non représentées) connectés en série et/ou parallèle. De manière non limitative, pour un véhicule, un pack-batterie peut comporter huit modules, chaque module pouvant comporter un nombre quelconque de cellules électrochimiques, tout en restant dans un niveau de tension totale compatible avec les composants de mesure (généralement < 70 V par module). Actuellement, à titre d'exemple, la plupart des composants de mesure existants utilisés pour les modules peuvent gérer jusqu’à douze cellules par module.

[0030] Les modules peuvent être connectés en série et/ou parallèle. Chaque module Mi comporte une borne positive sur laquelle il fournit un potentiel électrique non nul (par exemple égal à 48V) et une borne négative.

[0031] Sur la figure 1, le système de commande de l'invention comporte une unité centrale de commande UC, commune à tous les modules. L'unité centrale de commande UC comporte au moins un microprocesseur.

[0032] Le système comporte une architecture de communication permettant aux différents composants du système de commande de communiquer entre eux. Cette architecture de communication peut comporter par exemple un bus de type CAN, référencé B. Le bus pourrait bien entendu être d'un autre type.

[0033] Pour chaque module, le système de commande comporte également un circuit de mesure de la tension M_Vi aux bornes du module Mi. Chaque circuit de mesure de tension M_Vi est connecté à l'unité centrale de commande UC via le bus B et est employée pour déterminer l'état de charge de son module Mi.

[0034] Pour chaque module Mi, le système de commande comporte également une unité de conversion de tension CONVi, destinée à convertir une première tension haute fournie par le module Mi en une deuxième tension basse destinée à l'alimentation du réseau de bord. De manière non limitative, la première tension haute fournie par le module en entrée peut être de 48V et la deuxième tension basse de 12V, tension qui est classiquement utilisée pour l'alimentation d'un réseau de bord d'un véhicule. Bien entendu, toute autre valeur pourrait être envisagée en entrée et en sortie. Sur la figure 1, chaque unité de conversion CONVi peut générer la tension 12V sur une ligne d'alimentation Ll destinée à être connectée au réseau de bord.

[0035] Sur la figure 1, on peut également voir que l'alimentation électrique de l'unité centrale de commande et des circuits de mesure de tension aux bornes de chaque module est commandée par un contact électrique Kl dont l'état (ouvert ou fermé) reflète celui du véhicule, c'est-à-dire en fonctionnement (contact fermé) ou à l'arrêt (contact ouvert). Lorsque le contact est ouvert, l'unité centrale de commande n'est plus alimentée et n'est donc plus en mesure de fournir des ordres de commande aux unités de conversion du système.

[0036] Sur la figure 1, le système comporte également une unité de commande auxiliaire UC_AUX comportant au moins un microcontrôleur capable de communiquer sur le bus B. Cette unité de commande auxiliaire UC_AUX est reliée à la sortie des unités de conversion pour être alimentée par la tension de sortie (12V) fournie par les unités de conversion. Elle est en veille lorsque le contact électrique Kl est fermé (véhicule en fonctionnement) et est active lorsque le contact électrique Kl est ouvert. Son activité consiste à générer et envoyer des ordres de commande d'activation ou de désactivation aux unités de conversion du système, afin de maintenir la tension voulue sur le réseau de bord. Les ordres de commande peuvent être émis en respectant une séquence de commande exécutée par l'unité de commande auxiliaire UC_AUX. La séquence de commande peut consister à activer les unités de conversion du système de manière individuelle, chacune à leur tour. L'unité de conversion CONVi qui est activée fournit la tension désirée (c'est-à-dire le 12V) sur le réseau de bord puis est ensuite désactivée après une certaine durée pour être remplacée par au moins une autre unité de conversion, chargée de la même tâche d'alimentation du réseau de bord. A titre d'exemple, la durée peut être de 5 ou 10 minutes. Le respect de cette séquence permet d'assurer la présence d'une tension sur le réseau de bord, mais également de décharger tous les modules de manière similaire au cours du temps. Sur la figure 1, on peut ainsi voir que chaque unité de conversion peut fournir une tension de 12V sur sa sortie à destination du réseau de bord.

[0037] De manière plus précise, la figure 2 représente une unité de conversion CONVi associée à un seul module accumulateur Mi.

[0038] Une telle unité de conversion CONVi comporte une première borne d'entrée XI destinée à être connectée à la borne positive du module Mi et une deuxième borne d'entrée X2 destinée à être connectée à la borne négative du module, faisant office de masse pour cette partie du circuit, isolée du reste du véhicule. L'unité de conversion comporte également une borne de sortie X3 sur laquelle est appliquée la tension basse (12V) générée à destination du réseau de bord.

[0039] L'unité de conversion CONVi comporte un convertisseur DC/DCi destiné à convertir la première tension haute fournie par le module en entrée (par exemple 48V) en une deuxième tension basse (par exemple 12V) en sortie. Le convertisseur DC/DCi peut comporter une borne positive destinée à être connectée à la première borne d'entrée de l'unité de conversion via un dispositif de détection de sous-tension D_Vi qui sera décrit ci-après. Le convertisseur comporte également une entrée PC de commande, et une borne négative pouvant être reliée au potentiel négatif du module. Si cette entrée PC de commande n’est reliée à aucun potentiel ou reliée à une haute impédance, le convertisseur DC/DC est actif, c'est-à-dire qu'il fournit la tension basse en sortie. Si l'entrée PC est reliée à la borne négative du convertisseur DC/DCi, ce dernier est inactif et ne fournit aucune tension en sortie.

[0040] L'unité de conversion CONVi peut également comporter une unité de commande déportée UCi destinée à la commande du convertisseur DC/DC. Cette unité de commande déportée UCi est reliée à l'unité centrale de commande UC via le bus B. L'unité de conversion CONVi peut comporter un dispositif abaisseur de tension de type LDO (Low Dropout, référencé LDOli) ou autre solution équivalente pour alimenter son unité de commande déportée UCi à partir de la tension basse obtenue en sortie du convertisseur DC/DC.

[0041] L'unité de conversion CONVi peut également comporter un système de communication permettant l'échange de signaux entre ses différents composants. Ce système de communication peut comporter un optocoupleur, référencé OPTOi sur les figures et destiné à faire passer des signaux entre les composants placés dans la partie tension haute HV de l'unité de conversion CONVi et les composants placés dans la partie tension basse LV de l'unité de l'unité de conversion CONVi, en traversant donc la barrière d’isolement présente.

[0042] L'unité de conversion CONVi comporte également un circuit de pilotage CTRLi du convertisseur DC/DCi. Ce circuit de pilotage CTRLi est connecté d'un côté à l'unité de commande déportée UCi à travers l'optocoupleur OPTOi et de l'autre côté à l'entrée PC du convertisseur DC/DCi. Ce circuit de pilotage peut :

- Transmettre les ordres de commande d'activation/désactivation provenant de l'unité de commande déportée UCi vers le convertisseur DC/DCi, ou

- En cas d'absence de pilotage en provenance de l'unité de commande déportée UCi, activer ou désactiver le convertisseur DC/DCi de manière autonome afin de maintenir une tension sur le réseau de bord ;

[0043] En référence à la figure 3, de manière non limitative, le circuit de pilotage CTRLi de chaque unité de conversion peut comporter :

- Une borne d'entrée Y1 destinée à être reliée à l'unité de commande déportée UCi via l'optocoupleur OPTOi,

- Une borne Y2 connectée à la borne positive du convertisseur, côté haute tension,

- Une borne Y3 connectée à la borne négative du convertisseur, côté haute tension,

- Une borne de sortie Y4 destinée à être connectée à l'entrée PC du convertisseur DC/ DCi,

- Un circuit de commande à deux transistors en cascade. Le premier transistor Q1 a sa grille connectée à sa borne d'entrée Y1 via une résistance RI.

- Un premier pont diviseur à deux résistances R2, R3, connecté entre sa borne et le potentiel négatif du module et définissant un point milieu Ml connecté à la grille du premier transistor Ql.

- Un deuxième pont diviseur à deux résistances R4, R5, connecté entre sa borne X20 et le potentiel négatif du module et définissant un point milieu M2 connecté à la grille du deuxième transistor Q2.

- Le premier transistor Ql et le deuxième transistor Q2 pouvant être de type MOSEET à canal-n.

- Le drain du premier transistor Ql étant connecté à la grille du deuxième transistor Q2 et sa source étant connectée au potentiel négatif du module.

- Le drain du deuxième transistor Q2 étant connecté à la borne Y4 et sa source étant connectée à la borne Y3.

[0044] Le tableau ci-dessous illustre ainsi le fonctionnement du circuit de pilotage et l'état actif/inactif correspondant du convertisseur DC/DC.

[0045] Tableau inséré sous forme d’image :

[0046] [Tableaux!]

Etat sortie Optocoupleur	Etat Ql	Etat Q2	Potentiel sur entrée PC	Etat du convertisseur DC/DC
Haut	1	0	VI	ACTIF
Bas	0	1	ov	INACTIF
Haute impédance	1	0	VI	ACTIF

[0047] Lorsque l'entrée PC du convertisseur DC/DCi est au potentiel électrique V1 non nul, ce qui se produit quand on ne relie cette borne à aucun potentiel, le convertisseur est à l'état actif. Lorsque cette entrée PC prend un potentiel électrique nul, le convertisseur DC/DC devient inactif.

[0048] Lorsque l'unité de commande déportée UCi n'est plus en mesure de fournir les ordres de commande (défaillance sur la communication ou d’alimentation), la sortie de l'optocoupleur OPTOi est à haute impédance. Dans cette situation, le circuit de commande applique le potentiel VI sur l'entrée PC du convertisseur, permettant de l'activer de manière autonome. En fait, grâce à cette configuration, si le microcontrôleur veut garder le convertisseur inactif, il doit le faire de manière active, c’est-à-dire en appliquant un signal sur l’optocoupleur, autrement le système est conçu pour réactiver automatiquement le convertisseur.

[0049] Bien entendu, une autre architecture électronique pourrait tout à fait être imaginée, pour des résultats similaires.

[0050] Les valeurs des résistances sont données à titre d’exemple. Leur dimensionnement dépend de plusieurs facteurs, notamment les deux facteurs suivants (en prenant en compte les deux ponts diviseurs R2-R3 et R4-R5) :

[0051] La somme des deux résistances doit donner une valeur assez élevée pour réduire au minimum la consommation en courant. Cependant, il ne faut pas non plus choisir des valeurs trop élevées, autrement les points milieux Ml, M2 des ponts diviseurs seraient facilement sujets à des perturbations, par exemple d’origine électromagnétique.

[0052] Le rapport entre les deux résistances de chaque pont diviseur doit permettre un pilotage correct du transistor, en laissant la tension aller suffisamment au-dessus du niveau de seuil d’activation du transistor (qui varie selon le modèle de transistor choisi).

[0053] Bien sûr, si l’on choisit un module Mi constitué d’un nombre différent de cellules, sa tension (ici 48V) sera différente et cela aura une influence sur le choix des résistances.

[0054] Le choix d’utiliser des transistors de type MOSFET canal-n dans le circuit de pilotage CTRLi est lié à la nécessité de s’adapter aux caractéristiques de pilotage du convertisseur DC/DCi, qui s’active quand sa borne d'entrée PC est laissée libre et se désactive quand celle-ci est connectée à son entrée négative. D’autres convertisseurs avec des fonctionnements différents nécessiteraient des dispositions et choix de transistors différents.

[0055] Comme évoqué ci-dessus, l'unité de conversion CONVi peut également comporter un dispositif de détection de sous-tension D_Vi, venant s'intercaler entre le module Mi et le convertisseur DC/DCi. Ce dispositif D_Vi est destiné à éviter de prélever une tension sur le module Mi alors que celui-ci est à un niveau de tension inférieur à une valeur seuil prédéfinie. En-dessous de cette valeur seuil Vth de tension, le module Mi pourrait être endommagé de manière irréversible. Lorsque le niveau de tension du module devient inférieur à ladite valeur seuil Vth, le convertisseur DC/DCi doit être désactivé.

[0056] En référence à la figure 4, de manière non limitative, un tel dispositif de détection de sous-tension D_Vi peut comporter :

[0057] Une première borne d'entrée Zl destinée à être connectée sur la borne positive du module Mi, [0058] Une deuxième borne d'entrée Z2 destinée à être connectée sur la borne négative du module Mi, représentée comme masse pour cette partie du circuit, [0059] Une borne de sortie Z3 connectée sur la borne positive du convertisseur DC/DCi.

[0060] Une unité de comparaison comprenant au moins un comparateur COMPi ou un composant du même type tel qu'un amplificateur opérationnel. Ledit comparateur comporte une première entrée destinée à recevoir un potentiel électrique reflétant le niveau de tension du module, une deuxième entrée destinée à recevoir un potentiel électrique représentatif de ladite valeur seuil Vth et une sortie.

[0061] Une unité de pilotage U_Pi destinée à commander la connexion ou la déconnexion du convertisseur DC/DCi par rapport au module Mi. L'unité de pilotage comporte une première borne W1 de commande reliée à la sortie du comparateur COMPi via une résistance R6, une deuxième borne W2 reliée à la première borne d'entrée Zl du dispositif D_Vi, une troisième borne W3 reliée à la borne négative du module et une borne de sortie W4 reliée à la borne de sortie Z3 du dispositif D_Vi. Selon l'état de la sortie du comparateur, l'unité de pilotage U_Pi connecte ou déconnecte la liaison entre sa borne W2 et sa borne de sortie W4.

[0062] Dans le dispositif de détection de sous-tension D_Vi, la tension du module Mi est appliquée sur la première entrée du comparateur par l'intermédiaire d'un premier pont diviseur à deux résistances R7, R8, qui est connecté entre sa première borne d'entrée Zl et sa deuxième borne d'entrée Z2. La valeur seuil Vth est générée par l'intermédiaire d'un deuxième point diviseur à deux résistances R9, RIO, qui est connecté entre la borne négative du module et un potentiel électrique de référence (par exemple généré à partir d'un dispositif abaisseur de tension LDO2i connecté à la borne positive du module Mi et destiné à l'alimentation du comparateur).

[0063] L'unité de pilotage U_Pi du dispositif de détection de sous-tension peut comporter deux transistors. Le premier transistor Tl peut être de type MOSLET à canal-n et le deuxième transistor T2 peut être de type MOSFET à canal-p. L'unité de pilotage U_Pi comporte une résistance R6 connectée entre la grille du premier transistor Tl et sa première borne Wl, une résistance RI 1 connectée entre la grille du premier transistor et sa source. Le deuxième transistor T2 a sa grille qui est connectée au drain du premier transistor Tl, sa source qui est connectée à la deuxième borne W2 de l'unité de pilotage U_Pi et son drain qui est connecté à la borne de sortie W3 de l'unité de pilotage U_Pi. Une résistance R12 est connectée entre la grille du deuxième transistor T2 et sa source.

[0064] Le tableau ci-dessous illustre le principe de fonctionnement de ce dispositif de détection de sous-tension :

[0065] Tableau inséré sous forme d’image :

[0066] [Tableaux2]

Tension module Vm	Etat sortie Comparateur	Etat Tl	Etat T2	Tension sur entrée convertisseur DC/DC
Supérieure ou égale à Vth	Haut	1	1	Vm
Inférieure à Vth	Bas	0	0	OV

[0067] Dans le cas où la tension fournie par le module deviendrait trop faible, ce dernier serait donc déconnecté automatiquement du convertisseur DC/DC associé. Seulement une recharge du module Mi permettrait la reprise du fonctionnement normal.

[0068] Une amélioration de ce dispositif D_Vi pourrait consister à ajouter un mode de fonctionnement de veille de l'unité de comparaison, pilotée directement ou indirectement par la tension du module (via un pont diviseur).

[0069] Le système proposé permet ainsi de fournir une tension adaptée au réseau de bord quand le véhicule est à l’arrêt (unité centrale de commande et circuit de détection de tension inactifs) sans nécessiter l'emploi d'une batterie supplémentaire au plomb. De plus, le système peut réagir et réactiver la tension destinée au réseau de bord, dans le cas où ce dernier viendrait à s’effondrer pour différentes raisons, ou dans le cas d'une rupture de communication sur le bus CAN (par exemple de l’unité centrale de commande UC vers les unités de commande déportées UCi des unités de conversion).

[0070] On peut également noter que les unités de conversion employées sont configurées pour consommer très peu d'énergie électrique quand le contact Kl est ouvert. Il en est de même du dispositif de détection de sous-tension D_Vi qui est utilisé dans chaque unité.

[0071] Avec le système de l'invention, il est ainsi possible d'activer le convertisseur DC/DC de chaque unité de conversion, même pendant l'arrêt du véhicule (contact Kl ouvert), sans craindre d’endommager les modules, car tous les modules seront protégés contre les décharges profondes et irréversibles.

Claims

[Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4]

Revendications

Système de commande de n modules accumulateurs électrochimique(s) destiné chacun à fournir une première tension continue, n étant supérieur ou égal à 1, chaque module comprenant une ou plusieurs cellules électrochimiques, ledit système comportant :

- Une unité de conversion de tension (CONVi) distincte connectée à chaque module (Mi) et comprenant au moins un convertisseur de type DC/DC pouvant être commandé pour convertir ladite première tension fournie par le module (Mi) en une deuxième tension et une unité de commande (UCi), dite déportée, dudit convertisseur,

- Une unité centrale de commande (UC) connectée à l'unité de commande déportée (UCi) de chaque unité de conversion (CONVi) et configurée pour générer des ordres de commande à destination de l'unité de commande,

- Caractérisé en ce que :

- Ladite unité de commande (UC) de chaque unité de conversion (CONVi) comporte des moyens de détection de la présence de la deuxième tension en sortie dudit convertisseur (DC/DCi),

- Chaque unité de conversion (CONVi) comporte un circuit de pilotage (CTRLi) de son convertisseur, connecté à son unité de commande déportée (UCi), ledit circuit de commande (CTRLi) comportant des moyens de commande du convertisseur configurés pour activer ledit convertisseur lorsque ladite deuxième tension n'est plus disponible. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour chaque unité de conversion (CONVi), le circuit de pilotage (CTRLi) comporte une entrée reliée à son unité de commande déportée (UCi) et une sortie connectée sur une entrée de commande (PC) d'activation/désactivation du convertisseur.

Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de pilotage (CTRLi) comporte deux transistors (Ql, Q2) connectés en cascade.

Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection de sous-tension (D_Vi) destiné à être connecté aux bornes de chaque module (Mi) et comportant une unité de comparaison configurée pour comparer la première tension fournie par le module (Mi) avec une valeur seuil (Vth) et une unité de pilotage (U_Pi) connectée à ladite unité de comparaison et au

convertisseur et configurée pour déconnecter ledit convertisseur par rapport au module (Mi) lorsque ladite première tension devient inférieure à ladite valeur seuil. [Revendication 5] Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'unité de pilotage (U_Pi) du dispositif de détection de sous-tension comporte un ensemble de deux transistors (Tl, T2) connectés en cascade. [Revendication 6] Système selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le dispositif de détection de sous-tension (D_Vi) comporte un pont diviseur à deux résistances (R9, RIO) choisies pour réaliser ladite valeur seuil de tension. [Revendication 7] Système selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que pour n supérieur ou égal à 2, le système comporte une unité de commande auxiliaire (UC_AUX) connectée à l'unité de commande déportée (UC_i) de chaque unité de conversion (CONVi) et configurée pour envoyer à chaque unité de commande déportée (UC_i) des ordres d'activation/désactivation de son convertisseur. [Revendication 8] Système selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un bus de communication (B) reliant l'unité centrale de commande (UC) à chaque unité de conversion (CONVi). [Revendication 9] Système selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'unité de commande auxiliaire (UC_AUX) est configurée pour appliquer une séquence d'émission des ordres d'activation/désactivation à destination de chaque unité de commande déportée (UCi). [Revendication 10] Système selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que chaque unité de conversion (CONVi) comporte un système de communication agencé entre l'unité de commande déportée (UCi) et le circuit de pilotage (CTRLi). [Revendication 11] Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que le système de communication comporte un optocoupleur (OPTOi). [Revendication 12] Installation d'alimentation électrique d'un véhicule électrique ou hybride, comprenant n modules accumulateurs électrochimique(s) destiné chacun à fournir une première tension continue, n étant supérieur ou égal à 1, ladite installation étant caractérisée en ce qu'elle comporte un système tel que défini dans l'une des revendications 1 à 11.

1/2