FR3114540A1 - Systeme de controle de charge/decharge - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un système de contrôle de charge/décharge, dans lequel : dans un cas où des modules de batterie (4) doivent être déchargés, lorsque les modules de batterie sont divisés en une pluralité de groupes de modules de batterie (4G), le premier des modules de batterie groupes étant celui ayant la tension moyenne la plus élevée parmi les groupes de modules de batterie, le deuxième des groupes de modules de batterie étant le deuxième en tension moyenne la plus élevée parmi les groupes de modules de batterie, le contrôleur active les deuxième et troisième commutateurs (42, 8) du premier groupe de modules de batterie, et le contrôleur active ces commutateurs du deuxième groupe de modules de batterie et désactive ces commutateurs du premier groupe de modules de batterie. Figure de l’abrégé : figure 2

Description

Système de contrôle de charge/décharge
Cette divulgation concerne un système de contrôle de charge/décharge.
Le document JP 2019-208309 A divulgue un système de contrôle d'entraînement pour un véhicule électrique. Dans le système de contrôle d'entraînement du document JP 2019-208309 A, une pluralité de blocs-batteries connectés en parallèle les uns aux autres sont utilisés simultanément, amenant une plus grande quantité de courant électrique à circuler vers la charge électrique à partir de l'un des blocs-batteries dont une longueur de câblage jusqu'à la charge électrique est relativement courte, que celle d'un autre des blocs-batteries dont une longueur de câblage jusqu’à la charge électrique est relativement longue, en fonction de la différence de résistance de câblage entre les longueurs de câblage. Il en résulte la possibilité que les blocs-batteries aient des taux de détérioration propres différents les uns des autres en fonction d’une variation de la longueur de câblage. Le système de contrôle d'entraînement du document JP 2019-208309 A vise à atténuer un tel problème dans le système de contrôle de l'entraînement.
Plus précisément, dans le document JP 2019-208309 A, le système de contrôle d'entraînement comprend une unité de contrôle de batterie, une unité d'alimentation en énergie et une unité d'acquisition de capacité énergétique. L'unité de contrôle de la batterie agit pour sélectionner l'un des blocs-batteries en tant que bloc-batterie d’entraînement. L’unité d'alimentation en énergie fournit de l'énergie électrique du bloc-batterie d'entraînement à un moteur électrique. L'unité d'acquisition de capacité d'alimentation agit pour acquérir une information quant à la capacité énergétique du bloc-batterie sélectionné. Lorsque la capacité énergétique du bloc-batterie sélectionné devient égale ou inférieure à une valeur donnée, l'unité de contrôle de batterie du système de contrôle d’entraînement sélectionne un autre des blocs-batteries en tant que bloc-batterie pour l’entraînement.
Le système de contrôle d’entraînement ci-dessus agit uniquement pour basculer, pour l’entraînement, de l'un à l'autre des blocs-batteries lorsque la capacité énergétique devient égale ou inférieure à la valeur donnée, mais n'est pas conçu pour minimiser, compte tenu de la fréquence d'utilisation de ceux-ci, un déséquilibre du degré de détérioration parmi les blocs-batteries.
La présente invention a été réalisée au vu des problèmes ci-dessus. Un objet de l'invention est de proposer un système de contrôle de charge/décharge capable de minimiser un déséquilibre dans la fréquence des utilisations parmi les modules de batterie et de réduire un déséquilibre de degré de détérioration parmi les modules de batterie.
Selon un aspect de l’invention, il est proposé un système de contrôle de charge/décharge comprenant : une unité de génération d'énergie ; une charge électrique ; une pluralité de modules de batterie ; un premier chemin de connexion avec lequel les modules de batterie sont connectés en parallèle les uns aux autres ; un premier commutateur qui est disposé parmi le premier chemin de connexion, l'unité de génération d'énergie et la charge électrique et commutable entre un état passant dans lequel le premier chemin de connexion est connecté à l'unité de génération d'énergie ou à la charge électrique, et un état bloquant dans lequel le premier chemin de connexion est déconnecté de l'unité de génération d'énergie et de la charge électrique ; et un contrôleur qui est alimenté en énergie électrique par le groupe de génération d’énergie ou les modules de batterie, dans lequel chacun des modules de batterie comprend une batterie, un deuxième commutateur qui peut être commuté entre un état passant dans lequel la batterie est connectée au premier chemin de connexion et un état bloquant dans lequel la batterie est déconnectée du premier chemin de connexion, et un dispositif de gestion de batterie qui contrôle un état de la batterie et une opération de commutation du deuxième commutateur, un troisième commutateur est disposé entre chacun des dispositifs de gestion de batterie et le premier chemin de connexion, le troisième commutateur étant commutable entre un état passant dans lequel le dispositif de gestion de batterie est connecté au premier chemin de connexion et un état bloquant dans lequel le dispositif de gestion de batterie est déconnecté du premier chemin de connexion, le contrôleur peut contrôler les opérations de commutation du premier commutateur et des troisièmes commutateurs, et dans un cas où le premier commutateur est placé à l'état passant dans lequel le premier chemin de connexion est connecté à la charge électrique afin de décharger les modules de batterie : lorsque les modules de batterie sont divisés en une pluralité de groupes de modules de batterie dont chacun comprend au moins un des modules de batterie, un premier des groupes de modules de batterie ayant la tension moyenne la plus élevée parmi les groupes de modules de batterie, un deuxième des groupes de modules de batterie étant le deuxième en tension moyenne la plus élevée parmi les groupes de modules de batterie ; le contrôleur active les deuxième et troisième commutateurs de chaque module de batterie du premier groupe de modules de batterie ; et le contrôleur active les deuxième et troisième commutateurs de chaque module de batterie du deuxième groupe de modules de batterie et désactive les deuxième et troisième commutateurs de chaque module de batterie du premier groupe de modules de batterie, à condition qu’un premier niveau de tension moyenne, qui est la tension moyenne au niveau du premier groupe de modules de batterie, devienne inférieur à un deuxième niveau de tension moyenne, qui est la tension moyenne au niveau du deuxième groupe de modules de batterie, et qu’une différence entre le premier niveau de tension moyenne et le deuxième niveau de tension moyenne devienne plus grande qu'une première valeur donnée.
Selon la présente invention, il est possible de proposer un système de contrôle de charge/décharge capable de minimiser un déséquilibre dans la fréquence des utilisations parmi les modules de batterie et de réduire un déséquilibre de degré de détérioration parmi les modules de batterie.
Dans un mode de réalisation, les modules de batterie sont, dans l'ordre allant du niveau de tension le plus élevé au niveau de tension le plus faible, divisés pour former les groupes de modules de batterie, chaque groupe de modules de batterie ne comprenant pas deux ou plus des modules de batterie entre lesquels les niveaux de tension au niveau de ses batteries sont différents de plus d’une deuxième valeur donnée.
Dans un mode de réalisation, le premier niveau de tension moyenne est inférieur au deuxième niveau de tension moyenne, et un intervalle de temps à partir du début de la décharge du premier groupe de modules de batterie jusqu'à ce qu’une différence entre le premier niveau de tension moyenne et le deuxième niveau de tension moyenne devienne plus grande que la première valeur donnée est plus court qu'une durée donnée, le contrôleur empêche le premier groupe de modules de batterie d'être chargé ou déchargé.
Dans un mode de réalisation, lorsque les modules de batterie sont divisés en groupes de modules de batterie, deux ou plus des groupes de modules de batterie ayant chacun la tension moyenne la plus élevée parmi les groupes de modules de batterie, le contrôleur sélectionne celui des deux ou plus des groupes de modules de batterie qui présente le plus faible nombre total de décharges en tant que premier groupe de modules de batterie, et lorsqu'une quantité totale d'énergie électrique déchargée de chacune des batteries atteint 100 %, ce qui équivaut à une pleine capacité de la batterie correspondante, le contrôleur incrémente le nombre d’occurrences de décharge d’une unité.
Dans un mode de réalisation, le contrôleur estime la quantité totale d'énergie électrique déchargée de chacune des batteries au moyen d’une carte représentant une corrélation entre une capacité de décharge de la batterie, une température de la batterie, et un niveau de tension de la batterie.
Dans un mode de réalisation, l'unité de génération d'énergie est un générateur d'énergie qui génère de l'électricité au moyen d'une énergie renouvelable.
Dans un mode de réalisation, la charge électrique est un émetteur de lumière.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1
est une vue schématique qui illustre un système de contrôle de charge/décharge selon un mode de réalisation de l'invention ;
Fig. 2
montre des graphiques qui représentent des changements de niveau de tension au niveau des modules de batterie d'un système de contrôle de charge/décharge selon un mode de réalisation de l'invention ;
Fig. 3
est un ordinogramme d'une séquence d'étapes de contrôle de décharge devant être effectuées par un système de contrôle de charge/décharge selon un mode de réalisation de l'invention ;
Fig. 4
montre comment calculer le nombre d’occurrences de décharge de chaque module de batterie installé dans un système de contrôle de charge/décharge selon un mode de réalisation de l'invention ;
Fig. 5
est une vue montrant une carte représentant des caractéristiques de décharge de modules de batterie installés dans un système de contrôle de charge/décharge selon un mode de réalisation de l'invention ;
Fig. 6
est un chronogramme qui illustre un exemple de fonctionnement d'un système de contrôle de charge/décharge selon un mode de réalisation de l'invention.

Claims (7)

  1. Système de contrôle de charge/décharge (1) comprenant :
    une unité de génération d'énergie (2) ;
    une charge électrique (3) ;
    une pluralité de modules de batterie (4) ;
    un premier chemin de connexion (5) avec lequel les modules de batterie sont connectés en parallèle les uns aux autres;
    un premier commutateur (6) qui est disposé parmi le premier chemin de connexion, l'unité de génération d'énergie et la charge électrique et commutable entre un état passant dans lequel le premier chemin de connexion est connecté à l'unité de génération d'énergie ou à la charge électrique, et un état bloquant dans lequel le premier chemin de connexion est déconnecté de l'unité de génération d'énergie et de la charge électrique ; et
    un contrôleur (7) qui est alimenté en énergie électrique par le groupe de génération d’énergie ou les modules de batterie, dans lequel
    chacun des modules de batterie comprend une batterie (41), un deuxième commutateur (42) qui peut être commuté entre un état passant dans lequel la batterie est connectée au premier chemin de connexion et un état bloquant dans lequel la batterie est déconnectée du premier chemin de connexion, et un dispositif de gestion de batterie (43) qui contrôle un état de la batterie et une opération de commutation du deuxième commutateur,
    un troisième commutateur (8) est disposé entre chacun des dispositifs de gestion de batterie et le premier chemin de connexion, le troisième commutateur étant commutable entre un état passant dans lequel le dispositif de gestion de batterie est connecté au premier chemin de connexion et un état bloquant dans lequel le dispositif de gestion de batterie est déconnecté du premier chemin de connexion,
    le contrôleur contrôle les opérations de commutation du premier commutateur et des troisièmes commutateurs, et
    dans un cas où le premier commutateur est placé à l'état passant dans lequel le premier chemin de connexion est connecté à la charge électrique afin de décharger les modules de batterie :
    lorsque les modules de batterie sont divisés en une pluralité de groupes de modules de batterie (4G) dont chacun comprend au moins un des modules de batterie, un premier des groupes de modules de batterie (4G1) ayant la tension moyenne la plus élevée parmi les groupes de modules de batterie, un deuxième des groupes de modules de batterie (4G2) étant le deuxième en tension moyenne la plus élevée parmi les groupes de modules de batterie ;
    le contrôleur active les deuxième et troisième commutateurs de chaque module de batterie du premier groupe de modules de batterie ; et
    le contrôleur active les deuxième et troisième commutateurs de chaque module de batterie du deuxième groupe de modules de batterie et désactive les deuxième et troisième commutateurs de chaque module de batterie du premier groupe de modules de batterie, à condition qu’un premier niveau de tension moyenne (BMV1), qui est la tension moyenne au niveau du premier groupe de modules de batterie, devienne inférieur à un deuxième niveau de tension moyenne (BMV2), qui est la tension moyenne au niveau du deuxième groupe de modules de batterie, et qu’une différence entre le premier niveau de tension moyenne et le deuxième niveau de tension moyenne devienne plus grande qu'une première valeur donnée (Vth).
  2. Système de contrôle de charge/décharge selon la revendication 1, dans lequel les modules de batterie sont, dans l'ordre allant du niveau de tension le plus élevé au niveau de tension le plus faible, divisés pour former les groupes de modules de batterie, chaque groupe de modules de batterie ne comprenant pas deux ou plus des modules de batterie entre lesquels les niveaux de tension au niveau de ses batteries sont différents de plus d’une deuxième valeur donnée (Δth).
  3. Système de contrôle de charge/décharge selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lorsque le premier niveau de tension moyenne est inférieur au deuxième niveau de tension moyenne, et qu’un intervalle de temps à partir du début de la décharge du premier groupe de modules de batterie jusqu'à ce qu’une différence entre le premier niveau de tension moyenne et le deuxième niveau de tension moyenne devienne plus grande que la première valeur donnée est plus court qu'une durée donnée, le contrôleur empêche le premier groupe de modules de batterie d'être chargé ou déchargé.
  4. Système de contrôle de charge/décharge selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel
    lorsque les modules de batterie sont divisés en groupes de modules de batterie, deux ou plus des groupes de modules de batterie ayant chacun la tension moyenne la plus élevée parmi les groupes de modules de batterie, le contrôleur sélectionne celui des deux ou plus des groupes de modules de batterie qui présente le plus faible nombre total de décharges en tant que premier groupe de modules de batterie, et lorsqu'une quantité totale d'énergie électrique déchargée de chacune des batteries atteint 100 %, ce qui équivaut à une pleine capacité de la batterie correspondante, le contrôleur incrémente le nombre d’occurrences de décharge d’une unité.
  5. Système de contrôle de charge/décharge selon la revendication 4, dans lequel le contrôleur estime la quantité totale d'énergie électrique déchargée de chacune des batteries au moyen d’une carte représentant une corrélation entre une capacité de décharge de la batterie, une température de la batterie, et un niveau de tension de la batterie.
  6. Système de contrôle de charge/décharge selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'unité de génération d'énergie est un générateur d'énergie qui génère de l'électricité au moyen d’une énergie renouvelable.
  7. Système de contrôle de charge/décharge selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la charge électrique est un émetteur de lumière.
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