FR3151139A1 - LOCKING CONTROL DEVICE FOR BATTERY ACCUMULATOR MANAGEMENT SYSTEM AND BATTERY ACCUMULATOR MANAGEMENT SYSTEM EQUIPPED WITH SUCH DEVICE - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif de commande de verrouillage (5) pour système de gestion (3) des accumulateurs de batterie, ledit dispositif comprenant au moins : – un étage de mémorisation (7) de conditions anormales de fonctionnement de la batterie, ledit étage étant configuré, d’une part, pour recevoir en entrée une ou plusieurs tensions (VUV, VOV, VT) relatives à des conditions anormales de fonctionnement, et d’autre part, mémoriser de façon permanente la survenue d’une condition anormale de fonctionnement de la batterie ; – un étage de commande du verrouillage (9) dont l’entrée est reliée à la sortie dudit étage de mémorisation (7) et dont la sortie est configurée pour être reliée audit système de gestion (3) des accumulateurs de batterie, ledit étage de commande (7) étant configuré pour envoyer une commande de verrouillage audit système de gestion (9) des accumulateurs de batterie si une condition anormale de fonctionnement est mémorisée dans ledit étage de mémorisation (7). Figure à publier avec l’abrégé : [Fig. 2] The invention relates to a locking control device (5) for a battery accumulator management system (3), said device comprising at least: – a stage (7) for storing abnormal operating conditions of the battery, said stage being configured, on the one hand, to receive as input one or more voltages (VUV, VOV, VT) relating to abnormal operating conditions, and on the other hand, to permanently store the occurrence of an abnormal operating condition of the battery; – a locking control stage (9) whose input is connected to the output of said storage stage (7) and whose output is configured to be connected to said battery accumulator management system (3), said control stage (7) being configured to send a locking command to said battery accumulator management system (9) if an abnormal operating condition is stored in said storage stage (7). Figure to be published with the abstract: [Fig. 2]
Description
Le contexte technique de la présente invention est celui des batteries électriques, et notamment des batteries à fort courant électrique, notamment supérieur à 50 A, et préférentiellement supérieur à 500 A, par exemple pour les applications aéronautiques et/ou aérospatiales. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un dispositif de commande de verrouillage pour un système de gestion de telles batteries.The technical context of the present invention is that of electric batteries, and in particular batteries with high electric current, in particular greater than 50 A, and preferably greater than 500 A, for example for aeronautical and/or aerospace applications. More particularly, the invention relates to a locking control device for a system for managing such batteries.
Une batterie comprend généralement plusieurs modules de batterie, généralement formés de plusieurs accumulateurs ou cellules, formant un ensemble qui peut par ailleurs être relié à un bus externe permettant la remontée des données vers un système de supervision, système généralement désigné sous le terme de système de gestion d’accumulateurs de batterie (ou « Battery Management System » en langue anglaise).A battery generally comprises several battery modules, generally formed of several accumulators or cells, forming a unit which can also be connected to an external bus allowing data to be sent to a monitoring system, a system generally referred to as a battery accumulator management system (or “Battery Management System” in English).
Le système de gestion d’accumulateurs de batterie est notamment configuré pour mesurer diverses grandeurs physiques relatives à la batterie, aux modules et/ou cellules de batterie, telles que des tensions, courants, températures, résistances internes, etc., mais comprend aussi des circuits de protection pour éviter que la batterie ne fonctionne dans des conditions anormales de fonctionnement, conditions qui peuvent endommager la batterie et causer des dégâts humains et/ou matériels.The battery accumulator management system is notably configured to measure various physical quantities relating to the battery, the modules and/or battery cells, such as voltages, currents, temperatures, internal resistances, etc., but also includes protection circuits to prevent the battery from operating under abnormal operating conditions, conditions which may damage the battery and cause human and/or material damage.
On entend généralement par conditions anormales de fonctionnement : les surtensions, les surintensités, les sous-tensions, une température trop élevée de la batterie, des courts-circuits, etc. c’est-à-dire l’ensemble des paramètres ne correspondant pas à une plage nominale de fonctionnement de la batterie.Abnormal operating conditions generally include: overvoltages, overcurrents, undervoltages, excessively high battery temperature, short circuits, etc. i.e. all parameters that do not correspond to a nominal operating range of the battery.
Les systèmes de gestion d’accumulateur comprennent ainsi des dispositifs de sécurité, tels qu’un dispositif de disjonction configuré pour couper les liaisons électriques de la batterie avec l’extérieur (et donc l’isoler électriquement) dans le cas où surviennent des conditions anormales de fonctionnement.Battery management systems therefore include safety devices, such as a circuit breaker device configured to cut the electrical connections of the battery with the outside (and therefore electrically isolate it) in the event of abnormal operating conditions.
Cependant, une fois que le dispositif de disjonction associé à la batterie s’est déclenché, rendant la batterie inopérante, rien n’empêche de réarmer le dispositif de disjonction et d’utiliser à nouveau la batterie, cela indépendamment de toute vérification et/ou de tout test de la batterie.However, once the circuit breaker associated with the battery has tripped, rendering the battery inoperable, there is nothing to prevent the circuit breaker from being reset and the battery being used again, regardless of any checking and/or testing of the battery.
Il est donc nécessaire de prévoir une sécurité qui empêche toute utilisation de ladite batterie suite à une condition anormale de fonctionnement, ceci jusqu’à ce que la batterie soit vérifiée et qu’il est sûr que celle-ci n’est pas dangereuse à utiliser.It is therefore necessary to provide a safety feature that prevents any use of said battery following an abnormal operating condition, until the battery has been checked and it is certain that it is not dangerous to use.
La présente invention se propose ainsi de remédier à au moins un des inconvénients précités en proposant un nouveau type de dispositif de commande de verrouillage pour système de gestion des accumulateurs de batterie,
ledit dispositif comprenant au moins :
– un étage de mémorisation de conditions anormales de fonctionnement de la batterie, ledit étage étant configuré, d’une part, pour recevoir en entrée une ou plusieurs tensions relatives à des conditions anormales de fonctionnement, et d’autre part, mémoriser de façon permanente la survenue d’une condition anormale de fonctionnement de la batterie ;
– un étage de commande du verrouillage dont l’entrée est reliée à la sortie dudit étage de mémorisation et dont la sortie est configurée pour être reliée audit système de gestion des accumulateurs de batterie ;
ledit étage de commande étant configurée pour envoyer une commande de verrouillage audit système de gestion des accumulateurs de batterie si une condition anormale de fonctionnement est mémorisée dans ledit étage de mémorisation.The present invention thus proposes to remedy at least one of the aforementioned drawbacks by proposing a new type of locking control device for a battery accumulator management system,
said device comprising at least:
– a stage for storing abnormal operating conditions of the battery, said stage being configured, on the one hand, to receive as input one or more voltages relating to abnormal operating conditions, and on the other hand, to permanently store the occurrence of an abnormal operating condition of the battery;
– a locking control stage whose input is connected to the output of said storage stage and whose output is configured to be connected to said battery accumulator management system;
said control stage being configured to send a locking command to said battery accumulator management system if an abnormal operating condition is stored in said storage stage.
On notera qu’on entend ici par batterie, la batterie dans son ensemble, ou alors un ou plusieurs de ses sous-éléments, c’est-à-dire un accumulateur ou cellule de batterie, ou encore plusieurs accumulateurs, ou cellules, montés en série et/ou en parallèle. On notera par ailleurs qu’on entend par « mémorisation permanente », le fait que le dispositif selon l’invention, et plus particulièrement l’étage de mémorisation, est configuré pour conserver un état, et donc l’information, indépendamment d’une alimentation électrique (ou d’un autre paramètre physique), l’information pouvant donc être conservée sur longue durée quel que soit l’environnement dans lequel est la batterie.It should be noted that here, the term “battery” refers to the battery as a whole, or one or more of its sub-elements, i.e. an accumulator or battery cell, or several accumulators or cells, connected in series and/or in parallel. It should also be noted that “permanent storage” refers to the fact that the device according to the invention, and more particularly the storage stage, is configured to retain a state, and therefore the information, independently of a power supply (or another physical parameter), the information therefore being able to be retained over a long period of time regardless of the environment in which the battery is located.
Le dispositif de commande de verrouillage selon l’invention permet de mémoriser certaines conditions de fonctionnement anormales de la batterie notamment en étant reliée à des grandeurs électriques, ici des tensions, reflétant une surtension, une sous-tension et/ou une température anormale (trop haute ou trop basse), et de commander le verrouillage de la batterie par l’intermédiaire du système de gestion des accumulateurs de batterie. Une fois la batterie verrouillée, celle-ci est rendue inopérante et ne peut être utilisée, aucune action ne peut être opérée par celle-ci, tel qu’un appel de courant. Le dispositif selon l’invention garantit ainsi que la batterie, quel que soit le défaut ayant entraîné son blocage, ne peut présenter un danger pour un opérateur ou du matériel auquel la batterie est reliée.The locking control device according to the invention makes it possible to memorize certain abnormal operating conditions of the battery, in particular by being connected to electrical quantities, here voltages, reflecting an overvoltage, an undervoltage and/or an abnormal temperature (too high or too low), and to control the locking of the battery via the battery accumulator management system. Once the battery is locked, it is rendered inoperative and cannot be used, no action can be performed by it, such as a current draw. The device according to the invention thus guarantees that the battery, whatever the defect that caused it to be blocked, cannot present a danger to an operator or equipment to which the battery is connected.
Selon une caractéristique possible, ledit étage de mémorisation comprend un organe de disjonction configuré pour mémoriser une condition anormale de fonctionnement de la batterie.
La mémorisation d’une condition anormale de fonctionnement de la batterie est donc réalisée par l’intermédiaire de la disjonction, par exemple irréversible, ou non d’un organe de disjonction. Un tel organe de disjonction est avantageusement un fusible, par exemple du type à lames, à tube en verre transparent, etc. ou un disjoncteur, de préférence non réarmable, ou inaccessible à l’utilisateur de la batterie si celui-ci est réarmable.According to a possible characteristic, said storage stage comprises a disconnection member configured to store an abnormal operating condition of the battery.
The storage of an abnormal operating condition of the battery is therefore carried out by means of the disconnection, for example irreversible, or not of a disconnection member. Such a disconnection member is advantageously a fuse, for example of the blade type, with a transparent glass tube, etc. or a circuit breaker, preferably non-resettable, or inaccessible to the user of the battery if it is resettable.
Selon une autre caractéristique possible, ledit organe de disjonction est configuré pour mémoriser de façon permanente une condition anormale de fonctionnement de la batterie.
Avantageusement, ledit organe de disjonction passe ainsi dans un état physique à un autre de manière irréversible suite à une condition anormale de fonctionnement de la batterie.According to another possible characteristic, said disconnecting member is configured to permanently memorize an abnormal operating condition of the battery.
Advantageously, said disconnecting member thus passes from one physical state to another irreversibly following an abnormal operating condition of the battery.
Selon une autre caractéristique possible, ledit organe de disjonction est configuré pour disjoncter si une tension d’entrée de l’étage de mémorisation est supérieure ou égale à une valeur prédéterminée.
La valeur prédéterminée déclenchant la mémorisation d’une condition anormale de fonctionnement est choisie de telle manière à éviter le déclenchement de l’organe de disjonction suite à des fluctuations au niveau des tensions d’entrées.According to another possible characteristic, said circuit breaker is configured to circuit break if an input voltage of the storage stage is greater than or equal to a predetermined value.
The predetermined value triggering the storage of an abnormal operating condition is chosen in such a way as to avoid the tripping of the circuit breaker following fluctuations in the input voltages.
Selon une autre caractéristique possible, ledit étage de mémorisation comprend au moins un interrupteur configuré pour déclencher la disjonction dudit organe de disjonction en fonction de la tension d’entrée dudit étage de mémorisation.According to another possible characteristic, said storage stage comprises at least one switch configured to trigger the disconnection of said disconnection member as a function of the input voltage of said storage stage.
Selon une autre caractéristique possible, ledit au moins un interrupteur est un transistor, par exemple de type MOSFET.
Avantageusement, ledit interrupteur est un transistor MOSFET, par exemple de type N, permettant un contrôle en tension du déclenchement de l’organe de disjonction, et donc de la mémorisation d’une condition anormale de fonctionnement de la batterie.According to another possible characteristic, said at least one switch is a transistor, for example of the MOSFET type.
Advantageously, said switch is a MOSFET transistor, for example of type N, allowing voltage control of the triggering of the disconnecting member, and therefore of the memorization of an abnormal operating condition of the battery.
Selon une autre caractéristique possible, ledit étage de mémorisation est configuré pour délivrer en sortie :
– une première valeur de tension si l’organe de disjonction n’a pas mémorisé de condition anormale de fonctionnement ;
– une deuxième valeur de tension si l’organe de disjonction a mémorisé de condition anormale de fonctionnement ;
ledit étage de commande étant configuré pour envoyer une commande de verrouillage audit système de gestion des accumulateurs de batterie si l’étage de commande reçoit en entrée la deuxième valeur de tension.According to another possible characteristic, said storage stage is configured to deliver as output:
– a first voltage value if the circuit breaker has not stored any abnormal operating condition;
– a second voltage value if the circuit breaker has stored an abnormal operating condition;
said control stage being configured to send a locking command to said battery accumulator management system if the control stage receives the second voltage value as input.
Selon une autre caractéristique possible, ledit étage de commande comprend au moins un amplificateur opérationnel monté en comparateur.
Ledit étage de commande comprend avantageusement un amplificateur opérationnel monté en comparateur, par exemple inverseur, permettant en fonction de l’état de l’organe de disjonction de délivrer un signal de sortie déclenchant ou non le verrouillage de la batterie par le système de gestion des accumulateurs de batterie.According to another possible characteristic, said control stage comprises at least one operational amplifier mounted as a comparator.
Said control stage advantageously comprises an operational amplifier mounted as a comparator, for example an inverter, making it possible, depending on the state of the disconnecting member, to deliver an output signal triggering or not the locking of the battery by the battery accumulator management system.
L’invention se rapporte également à un système de gestion des accumulateurs de batterie, caractérisé en ce que ledit système comprend un dispositif de commande de verrouillage tel que défini ci-dessus.The invention also relates to a battery accumulator management system, characterized in that said system comprises a locking control device as defined above.
L’invention concerne en outre une batterie électrique, avantageusement pour les applications aéronautiques et/ou aérospatiales, caractérisée en ce que ladite batterie comprend un système de gestion des accumulateurs de batterie tel que défini ci-dessus.The invention further relates to an electric battery, advantageously for aeronautical and/or aerospace applications, characterized in that said battery comprises a battery accumulator management system as defined above.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
– la
– la
– la
- there
- there
- there
Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.Of course, the features, variants and different embodiments of the invention may be combined with each other, in various combinations, to the extent that they are not incompatible or mutually exclusive. In particular, variants of the invention may be imagined comprising only a selection of features described below in isolation from the other features described, if this selection of features is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the prior art.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique. Par ailleurs, sur les différentes figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.In particular, all the variants and embodiments described can be combined with each other if there is no technical obstacle to this combination. Furthermore, in the various figures, the elements common to several figures retain the same reference.
La
Ledit système de gestion 3 de gestion est généralement intégré à ladite batterie 1, afin de surveiller les différentes grandeurs physiques ou électriques caractéristiques d’une batterie 1, et/ou de ses accumulateurs 2 (ou cellules), par exemple une tension, une résistance interne, etc.Said management system 3 is generally integrated into said battery 1, in order to monitor the various physical or electrical quantities characteristic of a battery 1, and/or its accumulators 2 (or cells), for example a voltage, an internal resistance, etc.
Ledit système 3 de gestion est également configuré pour empêcher le fonctionnement de la batterie 1 en dehors de sa plage nominale de fonctionnement, c’est-à-dire que le système est configuré pour détecter des conditions anormales de fonctionnement de la batterie (ou d’une ou plusieurs de ses cellules), telles qu’une surintensité, une surtension (notamment lors de sa charge), une sous-tension (notamment lors de sa décharge), une surchauffe, etc.Said management system 3 is also configured to prevent the operation of the battery 1 outside its nominal operating range, that is to say that the system is configured to detect abnormal operating conditions of the battery (or of one or more of its cells), such as an overcurrent, an overvoltage (in particular when charging it), an undervoltage (in particular when discharging it), overheating, etc.
Un tel système 3 peut également comprendre un circuit de verrouillage (non représenté) configuré pour empêcher l’utilisation de la batterie 1, et donc son fonctionnement, notamment si une condition anormale de fonctionnement est précédemment survenue.Such a system 3 may also comprise a locking circuit (not shown) configured to prevent the use of the battery 1, and therefore its operation, in particular if an abnormal operating condition has previously occurred.
La
Ledit dispositif 5 comprend ainsi au moins :
– un étage de mémorisation 7 de conditions anormales de fonctionnement de la batterie, ledit étage 7 étant configuré, d’une part, pour recevoir en entrée une ou plusieurs tensions VUV, VOV, VTrelatives à des conditions anormales de fonctionnement de la batterie 1 (ou d’une ou plusieurs de ses cellules 2), et d’autre part, mémoriser de façon permanente la survenue d’une condition anormale de fonctionnement de la batterie 1 ;
– un étage de commande du verrouillage 9 dont l’entrée est reliée à la sortie dudit étage de mémorisation 7 et dont la sortie est configurée pour être reliée audit système de gestion 3 des accumulateurs de batterie, et plus particulièrement au circuit de verrouillage.Said device 5 thus comprises at least:
– a stage 7 for storing abnormal operating conditions of the battery, said stage 7 being configured, on the one hand, to receive as input one or more voltages V UV , V OV , V T relating to abnormal operating conditions of the battery 1 (or one or more of its cells 2), and on the other hand, to permanently store the occurrence of an abnormal operating condition of the battery 1;
– a locking control stage 9 whose input is connected to the output of said storage stage 7 and whose output is configured to be connected to said battery accumulator management system 3, and more particularly to the locking circuit.
On notera qu’on entend par batterie, la batterie 1 dans son ensemble, ou alors un ou plusieurs de ses sous-éléments, c’est-à-dire un seul accumulateur 2, ou cellule, de batterie, ou encore plusieurs accumulateurs 2, ou cellules, montées en série et/ou en parallèle.It should be noted that by battery we mean the battery 1 as a whole, or one or more of its sub-elements, i.e. a single accumulator 2, or battery cell, or several accumulators 2, or cells, connected in series and/or in parallel.
Ainsi, l’étage de mémorisation 7 est relié à des circuits délivrant des tensions représentant différentes conditions anormales de fonctionnement de ladite batterie et/ou de ses modules, ces circuits étant par exemple intégrés audit système de gestion 3. Il y a avantageusement trois tensions reflétant des conditions anormales, respectivement liées à une sous-tension VUV, à une surtension VOVet/ou un problème de température VT(c’est-à-dire un excès de température ou une température trop basse).Thus, the storage stage 7 is connected to circuits delivering voltages representing different abnormal operating conditions of said battery and/or its modules, these circuits being for example integrated into said management system 3. There are advantageously three voltages reflecting abnormal conditions, respectively linked to an undervoltage V UV , to an overvoltage V OV and/or a temperature problem V T (i.e. an excess temperature or a temperature that is too low).
Ainsi, dès que l’une des tensions d’entrées VUV, VOV, VTdépasse une valeur seuil, préalablement déterminée (ici une valeur commune auxdites tensions), indicatif d’une condition anormale de fonctionnement, alors il y a mémorisation permanente de cet état par ledit étage de mémorisation 7.Thus, as soon as one of the input voltages V UV , V OV , V T exceeds a threshold value, previously determined (here a value common to said voltages), indicative of an abnormal operating condition, then there is permanent storage of this state by said storage stage 7.
De plus, ledit étage de commande 9 est configuré pour envoyer une commande (ou signal) de verrouillage SVaudit système de gestion 3, lorsque l’étage de mémorisation 7 a mémorisé une condition anormale de fonctionnement.Furthermore, said control stage 9 is configured to send a locking command (or signal) S V to said management system 3, when the storage stage 7 has stored an abnormal operating condition.
La
Ainsi, l’étage de mémorisation 7 comprend au moins :
– une résistance R1d’entrée, dite première résistance, et une deuxième résistance R2montées en pont diviseur, ledit pont étant alimenté en tension par une ou plusieurs des tensions d’entrées VUV, VOV, VTrelatives à une condition anormale de fonctionnement de la batterie 1 ;
– un organe de disjonction F1configuré pour mémoriser une condition anormale de fonctionnement de la batterie et alimenté par une tension continue VCC, avantageusement par l’intermédiaire une résistance de limitation de courant RLI ;
– un transistor T1de type MOSFET présentant une grille, une source et un drain, la grille du transistor étant alimentée par une ou plusieurs tensions d’entrée VUV, VOV, VT, ceci par l’intermédiaire du pont diviseur formé par les première et deuxième résistances R1et R2, la source étant reliée à une masse G (par la masse du système de gestion 3), tandis que le drain est alimenté par la tension continue VCCpar l’intermédiaire de l’organe de disjonction F1 ;
– une sortie d’étage de mémorisation 7 qui est connectée à un nœud ND, ou nœud de drain, situé entre le fusible F1et le drain du transistor T1et qui relie l’étage de mémorisation 7 à l’entrée de l’étage de commande de verrouillage 9.Thus, the storage stage 7 comprises at least:
– an input resistor R 1 , called the first resistor, and a second resistor R 2 mounted as a divider bridge, said bridge being supplied with voltage by one or more of the input voltages V UV , V OV , V T relating to an abnormal operating condition of the battery 1 ;
– a disconnecting member F 1 configured to memorize an abnormal operating condition of the battery and powered by a direct voltage V CC , advantageously via a current limiting resistor R LI ;
– a MOSFET type transistor T 1 having a gate, a source and a drain, the gate of the transistor being supplied by one or more input voltages V UV , V OV , V T , this via the divider bridge formed by the first and second resistors R 1 and R 2 , the source being connected to a ground G (by the ground of the management system 3), while the drain is supplied by the direct voltage V CC via the disconnecting member F 1 ;
– a storage stage output 7 which is connected to a node N D , or drain node, located between the fuse F 1 and the drain of the transistor T 1 and which connects the storage stage 7 to the input of the latch control stage 9.
L’étage de mémorisation 7 comprend en outre avantageusement :
– un condensateur C1, dit premier condensateur, montés en parallèle de la deuxième résistance R2, et formant un circuit RC parallèle qui est connecté, d’une part, entre la première résistance R1et la grille du transistor T1, et d’autre part, à la masse G ;
– une résistance R3, dite troisième résistance, et une résistance R4, dite quatrième résistance formant un autre pont diviseur qui est connecté au nœud de drain NDet à l’entrée de l’étage de commande 9 ;
– un condensateur C2, dit deuxième condensateur, monté en parallèle de la quatrième résistance R4, et formant ainsi un circuit RC parallèle, circuit RC connecté, d’une part, au nœud de drain ND, par l’intermédiaire de la troisième résistance R3, et d’autre part, à la masse G.The storage stage 7 further advantageously comprises:
– a capacitor C 1 , called the first capacitor, mounted in parallel with the second resistor R 2 , and forming a parallel RC circuit which is connected, on the one hand, between the first resistor R 1 and the gate of the transistor T 1 , and on the other hand, to ground G;
– a resistor R 3 , called the third resistor, and a resistor R 4 , called the fourth resistor, forming another divider bridge which is connected to the drain node N D and to the input of the control stage 9;
– a capacitor C 2 , called the second capacitor, mounted in parallel with the fourth resistor R4, and thus forming a parallel RC circuit, an RC circuit connected, on the one hand, to the drain node N D , via the third resistor R 3 , and on the other hand, to ground G.
Plus particulièrement, on notera que le premier pont diviseur formé des première et deuxième résistances R1et R2, et le circuit RC parallèle, formé de la deuxième résistance R2et du premier condensateur C1, permettent respectivement de réduire la tension appliquée à la grille du transistor T1(par exemple à 0,33 V), et de permettre une montée progressive de la tension appliquée à la grille du transistor T1(évitant ainsi une surtension pouvant l’endommager).More particularly, it will be noted that the first divider bridge formed by the first and second resistors R 1 and R 2 , and the parallel RC circuit, formed by the second resistor R 2 and the first capacitor C 1 , respectively make it possible to reduce the voltage applied to the gate of the transistor T 1 (for example to 0.33 V), and to allow a gradual increase in the voltage applied to the gate of the transistor T 1 (thus avoiding an overvoltage which could damage it).
Le deuxième pont diviseur formé des troisième et quatrième résistances R3et R4permet entre autres de limiter la tension de sortie de l’étage de mémorisation 7 qui alimente l’entrée inverseuse de l’amplificateur opérationnel AO1.The second divider bridge formed by the third and fourth resistors R 3 and R 4 makes it possible, among other things, to limit the output voltage of the storage stage 7 which supplies the inverting input of the operational amplifier AO 1 .
Plus particulièrement, ledit organe de disjonction F1est avantageusement un fusible, par exemple du type à lames, à tube en verre transparent, etc. ou un disjoncteur, de préférence non réarmable, ou inaccessible à l’utilisateur de la batterie 1 si celui-ci est réarmable. Ainsi, ledit organe de disjonction F1est configuré pour mémoriser de façon permanente une condition anormale de fonctionnement de la batterie, en passant d’un état physique à un autre de manière irréversible.More particularly, said circuit breaker F 1 is advantageously a fuse, for example of the blade type, with a transparent glass tube, etc. or a circuit breaker, preferably non-resettable, or inaccessible to the user of the battery 1 if the latter is resettable. Thus, said circuit breaker F 1 is configured to permanently store an abnormal operating condition of the battery, by changing from one physical state to another irreversibly.
On notera qu’on entend par mémorisation permanente et par changement d’état irréversible, le fait que l’organe de disjonction F1n’est pas configuré pour revenir à son état initial de manière spontanée, par exemple lorsqu’il n’y pas plus d’alimentation électrique.It should be noted that permanent storage and irreversible change of state mean that the disconnecting device F1 is not configured to return to its initial state spontaneously, for example when there is no more electrical power supply.
Ainsi, si ledit organe de disjonction est configuré pour changer d’état si une tension d’entrée VUV, VOV, VTde l’étage de mémorisation 7 est supérieure ou égale à une valeur prédéterminée.Thus, if said disconnecting member is configured to change state if an input voltage V UV , V OV , V T of the storage stage 7 is greater than or equal to a predetermined value.
Le transistor T1, quant à lui, fait office d’interrupteur configuré pour déclencher la disjonction dudit organe de disjonction en fonction de la valeur des tensions d’entrée VUV, VOV, VTdudit étage de mémorisation 7 (notamment lorsque l’une de ces tensions dépasse la valeur prédéterminée).Transistor T1 , for its part, acts as a switch configured to trigger the disconnection of said disconnection member as a function of the value of the input voltages VUV , VOV , VT of said storage stage 7 (in particular when one of these voltages exceeds the predetermined value).
En effet, la tension entre le drain et la source du transistor T1est fixée par la tension continue VCC, alors qu’en fonction de la tension de grille du transistor T1dépendant de la valeur des tensions d’entrée VUV, VOV, VT, la valeur du courant traversant l’organe de disjonction F1entrainant sa disjonction lorsque la valeur des tensions d’entrée VUV, VOV, VTdépasse la valeur seuil prédéterminée.Indeed, the voltage between the drain and the source of the transistor T 1 is fixed by the direct voltage V CC , whereas depending on the gate voltage of the transistor T 1 depending on the value of the input voltages V UV , V OV , V T , the value of the current flowing through the circuit breaker F 1 causes its circuit breaker to be disconnected when the value of the input voltages V UV , V OV , V T exceeds the predetermined threshold value.
Ainsi, ledit étage de mémorisation 7 est configuré pour délivrer en sortie :
– une première valeur de tension VNsi l’organe de disjonction F1n’a pas mémorisé de condition anormale de fonctionnement ;
– une deuxième valeur de tension VAsi l’organe de disjonction F1a mémorisé une condition anormale de fonctionnement.Thus, said storage stage 7 is configured to deliver as output:
– a first voltage value V N if the circuit breaker F 1 has not stored any abnormal operating condition;
– a second voltage value V A if the circuit breaker F 1 has stored an abnormal operating condition.
L’étage de commande de verrouillage 9 comprend, quant à lui, au moins un amplificateur opérationnel AO1monté en comparateur. Ledit amplificateur opération AO1présente une entrée inverseuse, une entrée non-inverseuse, ainsi qu’une sortie reliée audit circuit de verrouillage du système de gestion 3.The locking control stage 9 comprises, for its part, at least one operational amplifier AO 1 mounted as a comparator. Said operational amplifier AO 1 has an inverting input, a non-inverting input, as well as an output connected to said locking circuit of the management system 3.
L’entrée inverseuse dudit amplificateur opérationnel AO1est reliée à la sortie de l’étage de mémorisation 9, tandis que l’entrée non-inverseuse est alimentée par une tension de référence VREFet est reliée à la masse G, par exemple par l’intermédiaire d’un condensateur C3, dite troisième condensateur. On notera que ce troisième condensateur C3a notamment pour but de diminuer l’impédance d’entrée de l’entrée non-inverseuse de l’amplificateur opérationnel AO1.The inverting input of said operational amplifier AO 1 is connected to the output of the storage stage 9, while the non-inverting input is supplied by a reference voltage V REF and is connected to ground G, for example via a capacitor C 3 , called the third capacitor. It will be noted that this third capacitor C 3 has the particular purpose of reducing the input impedance of the non-inverting input of the operational amplifier AO 1 .
La sortie de l’amplificateur opérationnel AO1correspond, quant à elle, à la sortie de l’étage de commande 9 et est donc reliée au circuit de verrouillage dudit système de gestion 3.The output of the operational amplifier AO 1 corresponds to the output of the control stage 9 and is therefore connected to the locking circuit of said management system 3.
L’amplificateur opérationnel AO1, monté ici en comparateur inverseur, permet en fonction de l’état de l’organe de disjonction F1de délivrer un signal de sortie SVdéclenchant ou non le verrouillage de la batterie 1 par le système de gestion 3 des accumulateurs de batterie.The operational amplifier AO 1 , mounted here as an inverting comparator, allows, depending on the state of the disconnecting device F 1 , to deliver an output signal S V triggering or not the locking of the battery 1 by the battery accumulator management system 3.
Ainsi, si la tension de sortie de l’étage de mémorisation 7 correspond à la première valeur de tension VNalors celle-ci est supérieure à la tension de référence VREF, et la tension de sortie est -VSAT, valeur de tension qui ne déclenche pas le verrouillage de la batterie 1. Tandis que si la tension de sortie de l’étage de mémorisation 7 correspond à la deuxième valeur de tension VAalors celle-ci est inférieure à la tension de référence VREF, et la tension de sortie est +VSATde l’étage de commande 9. Cette valeur de tension +VSATs’identifie au signal de verrouillage SVet déclenche donc le verrouillage de la batterie 1 par le circuit de verrouillage.Thus, if the output voltage of the storage stage 7 corresponds to the first voltage value V N then this is higher than the reference voltage V REF , and the output voltage is -V SAT , a voltage value which does not trigger the locking of the battery 1. Whereas if the output voltage of the storage stage 7 corresponds to the second voltage value V A then this is lower than the reference voltage V REF , and the output voltage is +V SAT of the control stage 9. This voltage value +V SAT is identified with the locking signal S V and therefore triggers the locking of the battery 1 by the locking circuit.
On notera que l’étage de commande 9 peut également être configuré pour que le signal de verrouillage SVcorresponde à une autre valeur de tension, par exemple avec un amplificateur opérationnel AO1monté en comparateur non-inverseur, tant que le système de gestion 3 est configuré en conséquence.It will be noted that the control stage 9 can also be configured so that the latching signal S V corresponds to another voltage value, for example with an operational amplifier AO 1 mounted as a non-inverting comparator, as long as the management system 3 is configured accordingly.
Dans d’autres variantes de réalisation de l’invention non représentées, le dispositif 5 ne comprend pas de résistances R1, R2, R3et/ou R4formant respectivement un pont diviseur en entrée et en sortie de l’étage de mémorisation 7, par exemple car les tensions d’entrées VUV, VOV, VT(et suivantes) présentent des valeurs de tension compatibles avec les différents composants électroniques du dispositif 5 ou qu’un circuit abaisseur de tension est disposé en amont dudit étage de mémorisation 7.In other variant embodiments of the invention not shown, the device 5 does not comprise resistors R 1 , R 2 , R 3 and/or R 4 respectively forming a divider bridge at the input and output of the storage stage 7, for example because the input voltages V UV , V OV , V T (and following) have voltage values compatible with the different electronic components of the device 5 or because a voltage step-down circuit is arranged upstream of said storage stage 7.
Claims (10)
ledit dispositif comprenant au moins :
– un étage de mémorisation (7) de conditions anormales de fonctionnement de la batterie, ledit étage étant configuré, d’une part, pour recevoir en entrée une ou plusieurs tensions (VUV, VOV, VT) relatives à des conditions anormales de fonctionnement, et d’autre part, mémoriser de façon permanente la survenue d’une condition anormale de fonctionnement de la batterie ;
– un étage de commande du verrouillage (9) dont l’entrée est reliée à la sortie dudit étage de mémorisation (7) et dont la sortie est configurée pour être reliée audit système de gestion (3) des accumulateurs de batterie,
ledit étage de commande (7) étant configuré pour envoyer une commande de verrouillage audit système de gestion (9) des accumulateurs de batterie si une condition anormale de fonctionnement est mémorisée dans ledit étage de mémorisation (7).Locking control device (5) for battery accumulator management system (3),
said device comprising at least:
– a stage (7) for storing abnormal operating conditions of the battery, said stage being configured, on the one hand, to receive as input one or more voltages (V UV , V OV , V T ) relating to abnormal operating conditions, and on the other hand, to permanently store the occurrence of an abnormal operating condition of the battery;
– a locking control stage (9) whose input is connected to the output of said storage stage (7) and whose output is configured to be connected to said battery accumulator management system (3),
said control stage (7) being configured to send a locking command to said battery accumulator management system (9) if an abnormal operating condition is stored in said storage stage (7).
– une première valeur de tension (VN) si l’organe de disjonction (F1) n’a pas mémorisé de condition anormale de fonctionnement ;
– une deuxième valeur de tension (VA) si l’organe de disjonction (F1) a mémorisé de condition anormale de fonctionnement ;
ledit étage de commande (9) étant configuré pour envoyer une commande de verrouillage audit système de gestion (3) des accumulateurs de batterie si l’étage de commande (9) reçoit en entrée la deuxième valeur de tension (VA).Device (5) according to any one of the preceding claims, characterized in that said storage stage (7) is configured to deliver as output:
– a first voltage value (V N ) if the circuit breaker (F 1 ) has not stored any abnormal operating condition;
– a second voltage value (V A ) if the circuit breaker (F 1 ) has stored an abnormal operating condition;
said control stage (9) being configured to send a locking command to said battery accumulator management system (3) if the control stage (9) receives the second voltage value (V A ) as input.
Electric battery (1), characterized in that said battery comprises a management system (3) of the battery accumulators according to the preceding claim.
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- 2023-07-13 FR FR2307577A patent/FR3151139A1/en active Pending
-
2024
- 2024-07-12 WO PCT/EP2024/069903 patent/WO2025012455A1/en unknown
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