FR3127045A1 - METHOD FOR PROTECTING A BATTERY COMPRISING AT LEAST ONE POWER MODULE COMPRISING AT LEAST TWO ELECTROCHEMICAL CELLS - Google Patents

METHOD FOR PROTECTING A BATTERY COMPRISING AT LEAST ONE POWER MODULE COMPRISING AT LEAST TWO ELECTROCHEMICAL CELLS Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un procédé de protection d’une batterie comportant au moins un module de puissance comprenant au moins deux cellules électrochimiques, le procédé comportant une étape de mesure individuelle de tension de chacune desdites au moins deux cellules et de mesure de tension (Um) dudit au moins un module de puissance. Il est effectué une étape de comparaison de la somme (USc) des tensions desdites au moins deux cellules avec la mesure de tension (Um) dudit au moins un module de puissance et quand la somme (USc) des tensions desdites au moins deux cellules diffère de la mesure de tension (Um) dudit au moins un module de puissance de plus d’une valeur d’un premier critère (C) de tension limite prédéterminé, il est procédé à une mise hors fonction (1) de la batterie. FIGURE 1The invention relates to a method for protecting a battery comprising at least one power module comprising at least two electrochemical cells, the method comprising a step of individually measuring the voltage of each of said at least two cells and of measuring the voltage (Um ) of said at least one power module. A step of comparing the sum (USc) of the voltages of said at least two cells with the voltage measurement (Um) of said at least one power module and when the sum (USc) of the voltages of said at least two cells differs of the voltage measurement (Um) of said at least one power module by more than one value of a first criterion (C) of predetermined limit voltage, the battery is turned off (1). FIGURE 1

Description

PROCEDE DE PROTECTION D’UNE BATTERIE COMPORTANT AU MOINS UN MODULE DE PUISSANCE COMPRENANT AU MOINS DEUX CELLULES ELECTROCHIMIQUESMETHOD FOR PROTECTING A BATTERY COMPRISING AT LEAST ONE POWER MODULE COMPRISING AT LEAST TWO ELECTROCHEMICAL CELLS

Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention

La présente invention concerne un procédé de protection d’une batterie comportant au moins un module de puissance comprenant au moins deux cellules électrochimiques de même qu’un procédé de protection d’un réseau électrique alimenté par au moins une batterie ainsi protégée. La présente invention concerne aussi un réseau électrique protégé par un tel procédé.The present invention relates to a method for protecting a battery comprising at least one power module comprising at least two electrochemical cells as well as a method for protecting an electrical network powered by at least one battery thus protected. The present invention also relates to an electrical network protected by such a method.

De tels procédés et réseau électrique trouvent une application avantageuse mais non limitative pour des moyens de transport à propulsion électrique par une batterie de traction, notamment un véhicule automobile électrique ou hybride.Such methods and electrical network find an advantageous but non-limiting application for means of transport electrically propelled by a traction battery, in particular an electric or hybrid motor vehicle.

Art antérieurPrior art

Il est connu d’utiliser des batteries comprenant des cellules électrochimiques regroupées dans un ou des modules de puissance, par exemple mais non limitativement comme batterie de traction d’un moyen de transport à propulsion électrique. Dans ce qui va suivre, il sera utilisé aussi bien le terme batterie que bloc-batterie pour désigner l’élément de stockage et de génération d’électricité composé de modules de puissance regroupant chacun plusieurs cellules électrochimiques.It is known to use batteries comprising electrochemical cells grouped together in one or more power modules, for example but not limited to as a traction battery for an electrically powered means of transport. In what follows, both the term battery and battery pack will be used to designate the electricity storage and generation element composed of power modules each grouping together several electrochemical cells.

Classiquement, une cellule électrochimique est composée de trois éléments : une cathode qui est chargée positivement, une anode qui est chargée négativement et un électrolyte. L’anode peut être sous la forme d’une “barrette” de lithium. Lorsqu’un contact est créé entre l’anode et la cathode, c’est à dire que l’anode et la cathode sont reliées par un fil en métal, il se produit un court-circuit.Conventionally, an electrochemical cell is composed of three elements: a cathode which is positively charged, an anode which is negatively charged and an electrolyte. The anode can be in the form of a lithium “strip”. When a contact is created between the anode and the cathode, i.e. the anode and the cathode are connected by a metal wire, a short circuit occurs.

Ce court-circuit force les électrons à se séparer des atomes de lithium. Il y a donc une réaction chimique, et création d’électrons et d’ions Li+. Les électrons sont attirés par la cathode et passent par le court-circuit : il y a création d’un courant électrique. Les ions Li+, qui sont chargés, migrent vers la cathode en passant par l’électrolyte.This short circuit forces the electrons to separate from the lithium atoms. There is therefore a chemical reaction, and the creation of electrons and Li+ ions. The electrons are attracted by the cathode and pass through the short circuit: an electric current is created. The Li+ ions, which are charged, migrate towards the cathode through the electrolyte.

Chaque cellule qui compose un module de puissance partie d’un bloc de batterie est une “petite batterie”, où se passent les réactions chimiques de transformation des atomes de lithium en ions et de libération d’électrons. Lorsqu’une batterie est chargée et qu’on la sollicite, par exemple dans le cas non limitatif d’un véhicule automobile à propulsion électrique, lorsqu’on appuie sur l’accélérateur du véhicule, les cathodes et les anodes de toutes les cellules sont mises en contact, et la réaction chimique s’opère, générant ainsi un courant électrique permettant d’alimenter le moteur électrique du véhicule.Each cell that makes up a power module part of a battery block is a “small battery”, where the chemical reactions of transformation of lithium atoms into ions and release of electrons take place. When a battery is charged and when it is stressed, for example in the non-limiting case of an electric motor vehicle, when the vehicle accelerator is pressed, the cathodes and the anodes of all the cells are brought into contact, and the chemical reaction takes place, thus generating an electric current to power the electric motor of the vehicle.

Dans les cellules électrochimiques, il y a des composés liquides, c’est-à-dire une solution d’électrolyte composée d’un mélange d’acide et d’eau. Si une des cellules du bloc-batterie se perce, cette solution d’électrolyte peut fuir et détruire d’autres composants du bloc-batterie et ainsi provoquer des dommages qui peuvent engendrer un embrasement du bloc-batterie.In electrochemical cells, there are liquid compounds, i.e. an electrolyte solution composed of a mixture of acid and water. If one of the cells in the battery pack is punctured, this electrolyte solution can leak out and destroy other components in the battery pack, causing damage that could result in a battery pack fire.

Une cellule électrochimique dont la tension baisse anormalement est le signe potentiel d’une fuite de sa solution d’électrolyte. De plus, à chaque cycle de charge et de décharge, les cellules électrochimiques sont le théâtre de millions de déplacements d’ions et d’électrons, passant respectivement de l’anode à la cathode et de la cathode à l’anode.An electrochemical cell whose voltage drops abnormally is a potential sign of a leak in its electrolyte solution. Moreover, at each charge and discharge cycle, the electrochemical cells are the scene of millions of displacements of ions and electrons, passing respectively from the anode to the cathode and from the cathode to the anode.

Si les échanges d’électrons ne posent pas de problème, ce n’est pas le cas des échanges d’ions Li+. En effet, lorsque les ions Li+ passent d’une électrode à l’autre, ils endommagent l’électrode d’arrivée. Et si les électrodes sont trop endommagées, le potentiel électrique de la cellule chute.If the exchanges of electrons do not pose a problem, this is not the case for the exchanges of Li+ ions. Indeed, when the Li+ ions pass from one electrode to the other, they damage the arrival electrode. And if the electrodes are too damaged, the electrical potential of the cell drops.

De ce fait, la surveillance des tensions des cellules électriques et des mesures de tensions des modules de puissances de la batterie de traction d’un moyen de transport à propulsion électrique est très importante car la surveillance de ces tensions est révélatrice de la santé des cellules du bloc-batterie et ces mesures de surveillance sont faites pour la sécurité des utilisateurs du moyen de transport et pour la sécurisation du bloc-batterie de traction. D’où l’importance de surveiller que les mesures des tensions des cellules et des modules de puissance du bloc-batterie soient cohérentes entre elles.Therefore, the monitoring of the voltages of the electric cells and the voltage measurements of the power modules of the traction battery of an electric propulsion means of transport is very important because the monitoring of these voltages is indicative of the health of the cells. of the battery pack and these monitoring measures are made for the safety of the users of the means of transport and for securing the traction battery pack. Hence the importance of monitoring that the measurements of the voltages of the cells and the power modules of the battery pack are consistent with each other.

Le document US-A1-20200271728 décrit un procédé de mesure de la tension de chaque cellule d’un module de puissance d’un bloc-batterie, au moyen d’un condensateur ou de deux condensateurs, d’un multiplexeur qui connecte une à une les cellules et qui se charge de relever l’écart de tension des cellules connectées. Un micro-processeur peut ensuite mesurer une valeur d’écart de tension et enregistrer les écarts de tension pour chaque cellule. Comme il est mesuré une seule valeur de tension d’une cellule et en connaissant une à une les écarts de tension, il est possible de recalculer une à une les tensions des cellules d’un module de puissance.Document US-A1-20200271728 describes a method for measuring the voltage of each cell of a power module of a battery pack, by means of a capacitor or two capacitors, of a multiplexer which connects one to one of the cells and which is responsible for detecting the voltage difference of the connected cells. A microprocessor can then measure a voltage deviation value and record the voltage deviations for each cell. As a single voltage value of a cell is measured and by knowing the voltage deviations one by one, it is possible to recalculate the voltages of the cells of a power module one by one.

Ce document ne décrit que la mesure les tensions des cellules d’un module de puissance de batterie avec un faible coût, mais avec un temps de mesures des tensions des cellules très élevé, ce qui ne permet pas de suivre presque en temps réel l’évolution des tensions des cellules et de prendre si besoin est des mesures de protection du bloc-batterie et du réseau électrique intégrant le bloc-batterie.This document only describes the measurement of the cell voltages of a battery power module with a low cost, but with a very high cell voltage measurement time, which does not allow almost real-time monitoring of the evolution of the cell voltages and to take, if necessary, measures to protect the battery pack and the electrical network incorporating the battery pack.

L’enseignement de ce document ne permet donc pas de protéger le bloc-batterie contre un défaut des cellules électrochimiques des modules de puissance du bloc-batterie.The teaching of this document therefore does not make it possible to protect the battery pack against a fault in the electrochemical cells of the power modules of the battery pack.

Le problème à la base de la présente invention est de surveiller l’état des cellules électrochimiques présentes dans un module de puissance spécifique faisant partie d’un bloc-batterie afin de détecter le plus rapidement possible et d’une manière simple tout dysfonctionnement d’une ou de plusieurs cellules électrochimiques du bloc-batterie.The problem underlying the present invention is to monitor the state of the electrochemical cells present in a specific power module forming part of a battery pack in order to detect as quickly as possible and in a simple manner any malfunction of one or more electrochemical cells of the battery pack.

A cet effet la présente invention concerne un procédé de protection d’une batterie comportant au moins un module de puissance comprenant au moins deux cellules électrochimiques, le procédé comportant une étape de mesure individuelle de tension de chacune desdites au moins deux cellules et de mesure de tension dudit au moins un module de puissance, caractérisé par une étape de comparaison de la somme des tensions desdites au moins deux cellules avec la mesure de tension dudit au moins un module de puissance et, quand la somme des tensions desdites au moins deux cellules diffère de la mesure de tension dudit au moins un module de puissance de plus d’une valeur d’un premier critère de tension limite prédéterminé, il est procédé à une mise hors fonction de la batterie.To this end, the present invention relates to a method for protecting a battery comprising at least one power module comprising at least two electrochemical cells, the method comprising a step of individually measuring the voltage of each of said at least two cells and of measuring voltage of said at least one power module, characterized by a step of comparing the sum of the voltages of said at least two cells with the voltage measurement of said at least one power module and, when the sum of the voltages of said at least two cells differs of the voltage measurement of said at least one power module by more than one value of a first predetermined limit voltage criterion, the battery is turned off.

La présente invention développe ainsi une stratégie de protection d’une batterie, aussi dénommée bloc batterie car comprenant un ou des modules de puissance regroupant des cellules électrochimiques. Cette stratégie est intégrée en tant que logiciel dans le système de contrôle de la batterie pour surveiller la cohérence des mesures de tension de chaque cellule du bloc-batterie avec la mesure de tension de chaque module de puissance du bloc-batterie afin de surveiller la validation des mesures de tension.The present invention thus develops a strategy for protecting a battery, also called a battery pack because it comprises one or more power modules grouping together electrochemical cells. This strategy is integrated as software into the battery monitoring system to monitor the consistency of the voltage measurements of each cell in the battery pack with the voltage measurement of each power module in the battery pack to monitor validation voltage measurements.

Le but est de surveiller que les valeurs de tensions mesurées aux bornes des cellules de la batterie et les tensions mesurées aux bornes des modules de puissance sont bien cohérentes.The aim is to monitor that the voltage values measured at the battery cell terminals and the voltages measured at the power module terminals are indeed consistent.

Une grande partie de la surveillance du bloc-batterie se fait au moyen des mesures de tension effectuées aux bornes de chaque cellule et aux bornes de chaque module de puissance du bloc-batterie. Ainsi, le but ici est de vérifier la cohérence de ces mesures entre elles, afin de garantir toutes les fonctions sécuritaires mises en place dans le système de contrôle de la batterie pour garantir la sécurité des utilisateurs du réseau électrique logeant un tel bloc-batterie, notamment quand le réseau est embarqué dans un moyen de transport à propulsion électrique contre le risque d’incendie et d’électrocution lié au bloc-batterie de traction.Much of the monitoring of the battery pack is done by means of voltage measurements made at the terminals of each cell and at the terminals of each power module of the battery pack. Thus, the goal here is to verify the consistency of these measures with each other, in order to guarantee all the safety functions implemented in the battery control system to guarantee the safety of users of the electrical network housing such a battery pack, in particular when the network is on board a means of transport with electric propulsion against the risk of fire and electrocution linked to the traction battery pack.

Avantageusement, quand la batterie comprend plusieurs modules de puissance comprenant chacun au moins deux cellules, il est procédé à l’étape de comparaison de la somme des tensions desdites au moins deux cellules associées à un des modules de puissance avec la mesure de tension du module de puissance associé et, quand au moins une somme des tensions desdites au moins deux cellules associées diffère de la mesure de tension d’un desdits au moins deux modules de puissance les contenant de plus d’une valeur d’un premier critère de tension limite prédéterminé, il est procédé à une mise hors fonction de la batterie.Advantageously, when the battery comprises several power modules each comprising at least two cells, the step of comparing the sum of the voltages of said at least two cells associated with one of the power modules with the voltage measurement of the module associated power module and, when at least a sum of the voltages of said at least two associated cells differs from the voltage measurement of one of said at least two power modules containing them by more than one value of a first limit voltage criterion predetermined, the battery is turned off.

Ceci représente la configuration la plus courante d’un bloc-batterie comprenant plusieurs modules de puissance. La comparaison se fait entre une tension de chaque module de puissance et la somme des tensions des cellules électrochimiques faisant partie de ce module de puissance spécifique.This represents the most common configuration of a battery pack comprising several power modules. The comparison is made between a voltage of each power module and the sum of the voltages of the electrochemical cells forming part of this specific power module.

Avantageusement, la mise hors fonction de la batterie est effectuée après atteinte d’une première durée prédéterminée calibrable pendant laquelle la somme des tensions desdites au moins deux cellules a constamment différé de la mesure de tension dudit au moins un module de puissance de plus de la valeur du premier critère de tension limite prédéterminé.Advantageously, the battery is deactivated after reaching a first calibrated predetermined duration during which the sum of the voltages of said at least two cells has constantly differed from the voltage measurement of said at least one power module by more than the value of the first predetermined limit voltage criterion.

Il peut exister des variations de tension des cellules qui pourraient faire vérifier l’inégalité au-dessus du premier critère impliquant une mise hors fonction de la batterie alors que ces variations ne sont que temporaires et non représentatives d’un défaut d’une ou de plusieurs cellules électrochimiques.There may be variations in cell voltage which could cause the inequality above the first criterion to be verified, involving a shutdown of the battery, whereas these variations are only temporary and not representative of a fault in one or more several electrochemical cells.

Le fait de prévoir une durée prédéterminée pendant laquelle est maintenue une différence entre la somme des tensions des cellules et la mesure de tension du module de puissance au-dessus de la valeur du premier critère de tension limite prédéterminé augmente la fiabilité du diagnostic de dysfonctionnement de la batterie.The fact of providing a predetermined duration during which a difference between the sum of the voltages of the cells and the voltage measurement of the power module is maintained above the value of the first predetermined limit voltage criterion increases the reliability of the malfunction diagnosis of battery.

Avantageusement, pour une batterie de 450 volts, la valeur du premier critère de tension limite prédéterminé est de 1,5 volts avec une marge de +/- 15% autour de cette valeur et la première durée prédéterminée est calibrée autour de 500 millisecondes avec une marge de +/- 30% autour de cette valeur de première durée prédéterminée.Advantageously, for a 450 volt battery, the value of the first predetermined limit voltage criterion is 1.5 volts with a margin of +/- 15% around this value and the first predetermined duration is calibrated around 500 milliseconds with a margin of +/- 30% around this value of the first predetermined duration.

Avantageusement, quand la batterie est en mode générateur d’énergie, la mise hors fonction de la batterie s’effectue de manière linéaire pendant une deuxième durée prédéterminée calibrable, avec, dans ce mode générateur d’énergie, le cas échéant, une réduction linéaire de récupération d’énergie de la batterie pendant une troisième durée prédéterminée calibrable et, quand la batterie est en mode recharge, la mise hors fonction de la batterie s’effectue pendant une quatrième durée prédéterminée calibrable plus courte que les deuxième et troisième durées.Advantageously, when the battery is in energy generator mode, the deactivation of the battery takes place linearly for a second calibrated predetermined duration, with, in this energy generator mode, if necessary, a linear reduction recovering energy from the battery for a third calibrated predetermined duration and, when the battery is in recharge mode, the battery is turned off for a fourth calibrated predetermined duration shorter than the second and third durations.

Avantageusement, la deuxième durée prédéterminée calibrable est de 60 secondes, la troisième durée prédéterminée calibrable est de 60 secondes, avec une marge de +/- 30% autour de cette valeur et la quatrième durée prédéterminée calibrable est comprise entre 0 et 100 millisecondes.Advantageously, the second calibrated predetermined duration is 60 seconds, the third calibrated predetermined duration is 60 seconds, with a margin of +/- 30% around this value and the fourth calibrated predetermined duration is between 0 and 100 milliseconds.

Une recharge de la batterie n’est pas une opération prioritaire de fonctionnement de la batterie comme l’est la traction d’un moyen de transport. Il s’ensuit que la recharge peut être arrêtée plus rapidement qu’un fonctionnement en mode générateur d’électricité de la batterie, ce qui nuirait par exemple à la conduite du moyen de transport avec moteur électrique alimenté par la batterie.Recharging the battery is not a priority operating operation of the battery as is the traction of a means of transport. It follows that the recharging can be stopped more quickly than operation in battery electricity generator mode, which would harm, for example, the driving of the means of transport with an electric motor powered by the battery.

La deuxième durée prédéterminée calibrable de 60 secondes est donc un compromis entre protection de la batterie et durée suffisante de continuation de fonctionnement du moteur avant mise hors service de la batterie.The second calibratable predetermined duration of 60 seconds is therefore a compromise between protection of the battery and sufficient duration of continued operation of the engine before the battery is taken out of service.

Avantageusement, la batterie étant mise hors fonction avec néanmoins un suivi des mesures individuelles de tension de chacune des cellules et des mesures de tension dudit au moins un module de puissance, il est effectué une étape de comparaison de la somme des tensions desdites au moins deux cellules avec la mesure de tension dudit au moins un module de puissance les contenant et, quand la somme des tensions desdites au moins deux cellules diffère de la mesure de tension dudit au moins un module de puissance de moins de la valeur d’un deuxième critère de tension limite prédéterminé, ceci pendant une cinquième durée prédéterminée calibrable, il est procédé à un rétablissement du fonctionnement normal de la batterie, la cinquième durée prédéterminée calibrable étant de 500 millisecondes avec une marge de +/- 30% autour de cette valeur de cinquième durée prédéterminée, la valeur du deuxième critère étant inférieure à la valeur du premier critère de tension limite prédéterminé.Advantageously, the battery being deactivated with nevertheless monitoring of the individual voltage measurements of each of the cells and of the voltage measurements of said at least one power module, a step of comparing the sum of the voltages of said at least two cells with the voltage measurement of said at least one power module containing them and, when the sum of the voltages of said at least two cells differs from the voltage measurement of said at least one power module by less than the value of a second criterion predetermined limit voltage, this for a fifth calibrated predetermined duration, normal operation of the battery is restored, the fifth calibrated predetermined duration being 500 milliseconds with a margin of +/- 30% around this value of fifth predetermined duration, the value of the second criterion being less than the value of the first predetermined limit voltage criterion.

Ceci représente le cas où la différence de tension entre la somme des tensions des cellules et la tension du module de puissance ne résultait pas d’un dysfonctionnement de la batterie mais d’une cause temporaire alors disparue ou de mesures fausses. Il est alors possible de reprendre le fonctionnement normal de la batterie et de ne pas prolonger indûment sa mise hors service, ce qui pénaliserait le réseau électrique intégrant la batterie protégée.This represents the case where the voltage difference between the sum of the cell voltages and the voltage of the power module did not result from a malfunction of the battery but from a temporary cause then disappeared or from false measurements. It is then possible to resume normal operation of the battery and not to unduly prolong its decommissioning, which would penalize the electrical network integrating the protected battery.

L’invention concerne aussi un procédé de protection d’un réseau électrique alimenté par au moins une batterie et comprenant une unité de commande, ladite au moins une batterie étant surveillée conformément à un procédé tel que mentionné ci-dessus, caractérisé en ce que ladite au moins une batterie est déconnectée du réseau par l’unité de commande quand il est procédé à la mise hors fonction de la batterie, et si au bout d’une sixième durée calibrable la déconnexion du réseau n’est pas effective, il est procédé à la déconnexion automatique de ladite au moins une batterie du réseau électrique.The invention also relates to a method for protecting an electrical network powered by at least one battery and comprising a control unit, said at least one battery being monitored in accordance with a method as mentioned above, characterized in that said at least one battery is disconnected from the network by the control unit when the battery is deactivated, and if after a sixth calibrated duration the disconnection from the network is not effective, the procedure is the automatic disconnection of said at least one battery from the electrical network.

Ceci permet une protection accrue du réseau électrique en l’isolant de la batterie en dysfonctionnement.This allows for increased protection of the electrical network by isolating it from the malfunctioning battery.

L’invention concerne aussi un réseau électrique alimenté par au moins une batterie principale et comprenant une unité de commande, le réseau électrique étant protégé conformément à un tel procédé de protection d’un réseau, le réseau électrique comprenant des contacteurs raccordant ladite au moins une batterie principale au réseau ainsi qu’au moins une batterie auxiliaire, caractérisé en ce que l’unité de commande comprend des moyens requis pour mettre en œuvre un tel procédé de protection de ladite au moins une batterie principale ou un tel procédé de protection du réseau électrique, ladite au moins une batterie auxiliaire alimentant seule le réseau quand ladite au moins une batterie principale est mise hors fonction.The invention also relates to an electrical network powered by at least one main battery and comprising a control unit, the electrical network being protected in accordance with such a method for protecting a network, the electrical network comprising contactors connecting said at least one main battery to the network as well as at least one auxiliary battery, characterized in that the control unit comprises means required to implement such a method for protecting said at least one main battery or such a method for protecting the network electricity, said at least one auxiliary battery supplying the network alone when said at least one main battery is switched off.

L’invention concerne enfin un moyen de transport à au moins un moteur à propulsion électrique associé ou non à un moteur à propulsion non électrique, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une batterie de traction pour ledit au moins un moteur à propulsion électrique faisant partie en tant que batterie principale d’un réseau électrique tel que décrit précédemment.The invention finally relates to a means of transport with at least one electric propulsion motor associated or not with a non-electric propulsion motor, characterized in that it comprises at least one traction battery for said at least one electric propulsion motor forming part as the main battery of an electrical network as described above.

Brève description de la figureBrief description of the figure

D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard du dessin annexé donné à titre d’exemple non limitatif et sur lequel :Other characteristics, objects and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows and with regard to the appended drawing given by way of non-limiting example and in which:

- la est un logigramme du procédé de protection d’une batterie par surveillance d’un état électrique de la batterie comportant au moins un module de puissance comprenant au moins deux cellules électrochimiques selon un mode de réalisation de la présente invention. - there is a flowchart of the method for protecting a battery by monitoring an electrical state of the battery comprising at least one power module comprising at least two electrochemical cells according to an embodiment of the present invention.

Claims (10)

Procédé de protection d’une batterie comportant au moins un module de puissance comprenant au moins deux cellules électrochimiques, le procédé comportant une étape de mesure individuelle de tension de chacune desdites au moins deux cellules et de mesure de tension (Um) dudit au moins un module de puissance, caractérisé par une étape de comparaison de la somme (USc) des tensions desdites au moins deux cellules avec la mesure de tension (Um) dudit au moins un module de puissance et, quand la somme (USc) des tensions desdites au moins deux cellules diffère de la mesure de tension (Um) dudit au moins un module de puissance de plus d’une valeur d’un premier critère (C) de tension limite prédéterminé, il est procédé à une mise hors fonction (1) de la batterie.Method for protecting a battery comprising at least one power module comprising at least two electrochemical cells, the method comprising a step of individually measuring the voltage of each of said at least two cells and of measuring the voltage (Um) of said at least one power module, characterized by a step of comparing the sum (USc) of the voltages of said at least two cells with the voltage measurement (Um) of said at least one power module and, when the sum (USc) of the voltages of said at least at least two cells differs from the voltage measurement (Um) of said at least one power module by more than one value of a first predetermined limit voltage criterion (C), deactivation (1) of battery. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, quand la batterie comprend plusieurs modules de puissance comprenant chacun au moins deux cellules, il est procédé à l’étape de comparaison de la somme (USc) des tensions desdites au moins deux cellules associées à un des modules de puissance avec la mesure de tension du module de puissance associé et, quand au moins une somme (USc) des tensions desdites au moins deux cellules associées diffère de la mesure de tension (Um) d’un desdits au moins deux modules de puissance les contenant de plus d’une valeur d’un premier critère (C) de tension limite prédéterminé, il est procédé à une mise hors fonction (1) de la batterie.Method according to the preceding claim, in which, when the battery comprises several power modules each comprising at least two cells, the step of comparing the sum (USc) of the voltages of the said at least two cells associated with one of the power modules with the voltage measurement of the associated power module and, when at least a sum (USc) of the voltages of said at least two associated cells differs from the voltage measurement (Um) of one of said at least two power modules containing them by more than one value of a first criterion (C) of predetermined limit voltage, the battery is turned off (1). Procédé selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel la mise hors fonction de la batterie est effectuée après atteinte d’une première durée prédéterminée (t1) calibrable pendant laquelle la somme (USc) des tensions desdites au moins deux cellules a constamment différé de la mesure de tension (Um) dudit au moins un module de puissance de plus de la valeur du premier critère (C) de tension limite prédéterminé.Method according to any one of the two preceding claims, in which the deactivation of the battery is carried out after reaching a first calibrated predetermined duration (t1) during which the sum (USc) of the voltages of the said at least two cells has constantly deferred voltage measurement (Um) of said at least one power module by more than the value of the first criterion (C) of predetermined limit voltage. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, pour une batterie de 450 volts, la valeur du premier critère (C) de tension limite prédéterminé est de 1,5 volts avec une marge de +/- 15% autour de cette valeur et la première durée prédéterminée (t1) est calibrée autour de 500 millisecondes avec une marge de +/- 30% autour de cette valeur de première durée prédéterminée (t1).Method according to the preceding claim, in which, for a 450 volt battery, the value of the first predetermined limit voltage criterion (C) is 1.5 volts with a margin of +/- 15% around this value and the first predetermined duration (t1) is calibrated around 500 milliseconds with a margin of +/- 30% around this first predetermined duration value (t1). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, quand la batterie est en mode générateur d’énergie, la mise hors fonction de la batterie s’effectue de manière linéaire pendant une deuxième durée prédéterminée calibrable, avec, dans ce mode générateur d’énergie, le cas échéant, une réduction linéaire de récupération d’énergie de la batterie pendant une troisième durée prédéterminée calibrable et, quand la batterie est en mode recharge, la mise hors fonction de la batterie s’effectue pendant une quatrième durée prédéterminée calibrable plus courte que les deuxième et troisième durées.Method according to any one of the preceding claims, in which, when the battery is in energy generator mode, the deactivation of the battery takes place in a linear manner for a second calibrated predetermined duration, with, in this generator mode of energy, if any, a linear reduction in battery energy harvest for a third calibratable predetermined duration and, when the battery is in charging mode, the battery is turned off for a fourth predetermined duration calibrable shorter than the second and third durations. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la deuxième durée prédéterminée calibrable est de 60 secondes, la troisième durée prédéterminée calibrable est de 60 secondes, avec une marge de +/- 30% autour de cette valeur et la quatrième durée prédéterminée calibrable est comprise entre 0 et 100 millisecondes.Method according to the preceding claim, in which the second predetermined calibratable duration is 60 seconds, the third predetermined calibratable duration is 60 seconds, with a margin of +/- 30% around this value and the fourth predetermined calibratable duration is between 0 and 100 milliseconds. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, la batterie étant mise hors fonction avec néanmoins un suivi des mesures individuelles de tension de chacune des cellules et des mesures de tension dudit au moins un module de puissance, il est effectué une étape de comparaison de la somme (USc) des tensions desdites au moins deux cellules avec la mesure de tension (Um) dudit au moins un module de puissance les contenant et, quand la somme (USc) des tensions desdites au moins deux cellules diffère de la mesure de tension (Um) dudit au moins un module de puissance de moins de la valeur d’un deuxième critère (Ca) de tension limite prédéterminé, ceci pendant une cinquième durée prédéterminée (t5) calibrable, il est procédé à un rétablissement du fonctionnement normal (2) de la batterie, la cinquième durée prédéterminée (t5) calibrable étant de 500 millisecondes avec une marge de +/- 30% autour de cette valeur de cinquième durée prédéterminée (t5), la valeur du deuxième critère (Ca) étant inférieure à la valeur du premier critère (C) de tension limite prédéterminé.Method according to any one of the preceding claims, in which, the battery being put out of operation with nevertheless monitoring of the individual voltage measurements of each of the cells and of the voltage measurements of said at least one power module, a step is carried out comparing the sum (USc) of the voltages of said at least two cells with the voltage measurement (Um) of said at least one power module containing them and, when the sum (USc) of the voltages of said at least two cells differs from the voltage measurement (Um) of said at least one power module less than the value of a second predetermined limit voltage criterion (Ca), this for a fifth predetermined duration (t5) which can be calibrated, operation is restored normal (2) of the battery, the fifth calibrated predetermined duration (t5) being 500 milliseconds with a margin of +/- 30% around this fifth predetermined duration value (t5), the value of the second criterion (Ca) being lower than the value of the first predetermined limit voltage criterion (C). Procédé de protection d’un réseau électrique alimenté par au moins une batterie et comprenant une unité de commande, ladite au moins une batterie étant surveillée conformément à un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une batterie est déconnectée du réseau par l’unité de commande quand il est procédé à la mise hors fonction (1) de la batterie, et si au bout d’une sixième durée calibrable la déconnexion du réseau n’est pas effective, il est procédé à la déconnexion automatique de ladite au moins une batterie du réseau électrique.Method for protecting an electrical network powered by at least one battery and comprising a control unit, said at least one battery being monitored in accordance with a method according to any one of the preceding claims, characterized in that said at least one battery is disconnected from the network by the control unit when the battery is deactivated (1), and if after a sixth calibrated duration the disconnection from the network is not effective, it is proceeded to the automatic disconnection of said at least one battery from the electrical network. Réseau électrique alimenté par au moins une batterie principale et comprenant une unité de commande, le réseau électrique étant protégé conformément à un procédé selon la revendication précédente, le réseau électrique comprenant des contacteurs raccordant ladite au moins une batterie principale au réseau ainsi qu’au moins une batterie auxiliaire, caractérisé en ce que l’unité de commande comprend des moyens requis pour mettre en œuvre un procédé de protection de ladite au moins une batterie principale selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 ou un procédé de protection du réseau électrique selon la revendication 8, ladite au moins une batterie auxiliaire alimentant seule le réseau quand ladite au moins une batterie principale est mise hors fonction.Electrical network supplied by at least one main battery and comprising a control unit, the electrical network being protected in accordance with a method according to the preceding claim, the electrical network comprising contactors connecting the said at least one main battery to the network as well as at least an auxiliary battery, characterized in that the control unit comprises means required to implement a method for protecting said at least one main battery according to any one of claims 1 to 7 or a method for protecting the electrical network according to claim 8, said at least one auxiliary battery supplying the network alone when said at least one main battery is switched off. Moyen de transport à au moins un moteur à propulsion électrique associé ou non à un moteur à propulsion non électrique, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une batterie de traction pour ledit au moins un moteur à propulsion électrique faisant partie en tant que batterie principale d’un réseau électrique selon la revendication précédente.Means of transport with at least one electric propulsion motor associated or not with a non-electric propulsion motor, characterized in that it comprises at least one traction battery for the said at least one electric propulsion motor forming part as a battery main of an electrical network according to the preceding claim.
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