WO2012172035A1 - Method of managing and diagnosing a battery - Google Patents

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WO2012172035A1 PCT/EP2012/061400 EP2012061400W WO2012172035A1 WO 2012172035 A1 WO2012172035 A1 WO 2012172035A1 EP 2012061400 W EP2012061400 W EP 2012061400W WO 2012172035 A1 WO2012172035 A1 WO 2012172035A1
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Henri Zara
David Brun-Buisson
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Abstract

Method of managing a battery (10) comprising several accumultors A, connected in series, each accumulator being able to be bypassed, characterized in that it comprises the repetition of the following steps in a phase of charging or discharging of the battery, for all the accumulators of the battery: - as soon as an accumulator A reaches a predefined voltage threshold, it is bypassed; - continuation of the phase of charging or discharging of the battery as long as the last accumulator A is not bypassed.

Description

Procédé de gestion et diagnostic d'une batterie  Method for managing and diagnosing a battery

L'invention concerne un procédé de gestion d'une batterie, comprenant notamment la réalisation du diagnostic de ses différents sous-ensembles. Elle concerne aussi une batterie en tant que telle comprenant un agencement permettant de mettre en œuvre ce procédé de gestion. Enfin, elle concerne aussi un système de gestion de batterie mettant en œuvre ce procédé de gestion de batterie. II existe des batteries d'accumulateurs composées d'un assemblage de plusieurs accumulateurs, disposés en série, afin de fournir une tension de sortie suffisante dans certaines applications exigeantes, comme pour l'alimentation d'un moteur d'entraînement d'un véhicule automobile. La figure 1 illustre ainsi schématiquement une telle architecture de batterie 1 , qui comprend n accumulateurs A, disposés en série. The invention relates to a method of managing a battery, including in particular the realization of the diagnosis of its different subsets. It also relates to a battery as such comprising an arrangement for implementing this management method. Finally, it also relates to a battery management system implementing this battery management method. There are accumulator batteries consisting of an assembly of several accumulators, arranged in series, in order to provide a sufficient output voltage in certain demanding applications, such as for powering a drive motor of a motor vehicle . FIG. 1 thus schematically illustrates such a battery architecture 1, which comprises n accumulators A, arranged in series.

Le document US2008072859 décrit une batterie dont l'architecture est du type précédent, mais qui permet de plus de disposer les différents accumulateurs en série ou en parallèle, à l'aide d'interrupteurs intercalés entre les accumulateurs, pilotés par un circuit électronique dédié. Cette solution permet la mise en œuvre d'un équilibrage entre les accumulateurs en les disposant en parallèle, ce qui induit l'équilibrage de charges automatique entre les accumulateurs. Cet équilibrage des différents accumulateurs est réalisé à la fin d'une période de charge : il permet de positionner la batterie dans une configuration idéale avant sa prochaine utilisation. The document US2008072859 describes a battery whose architecture is of the previous type, but which also allows to arrange the different accumulators in series or in parallel, using switches inserted between the accumulators, controlled by a dedicated electronic circuit. This solution allows the implementation of a balancing between the accumulators by arranging them in parallel, which induces the automatic load balancing between the accumulators. This balancing of the different accumulators is done at the end of a charging period: it allows to position the battery in an ideal configuration before its next use.

La gestion des batteries de l'état de la technique fait appel à un indicateur représentatif du vieillissement d'une batterie, souvent appelé par sa dénomination anglo-saxonne de « State Of Health » pour état de santé, ou plus simplement SOH. Cet indicateur est couramment utilisé dans le diagnostic d'une batterie. L'évaluation de cet indicateur est importante pour une bonne maîtrise du fonctionnement de la batterie, ainsi que pour gérer au mieux sa fin de vie. L'estimation du SOH est réalisée lors d'une opération de diagnostic spécifique durant laquelle la batterie n'est pas utilisée. De plus, les solutions préconisées pour la réalisation de ce diagnostic ne sont toutefois pas optimales. The state of the art battery management uses a representative indicator of the aging of a battery, often called by its English name of "State of Health" for state of health, or more simply SOH. This indicator is commonly used in the diagnosis of a battery. The evaluation of this indicator is important for a good control of the functioning of the battery, as well as to better manage its end of life. The estimation of the SOH is carried out during a specific diagnostic operation during which the battery is not used. In addition, the solutions recommended for carrying out this diagnosis are however not optimal.

Ainsi, un objet général de l'invention est de proposer une solution de gestion d'une batterie qui permet d'améliorer son utilisation en phase de charge et de décharge, tout en permettant en option la réalisation du diagnostic de l'état de la batterie, et plus particulièrement le calcul de son état de santé SOH. A cet effet, l'invention repose sur un procédé de gestion d'une batterie comprenant plusieurs accumulateurs A, liés en série, chaque accumulateur pouvant être by-passé, caractérisé en ce qu'il comprend la répétition des étapes suivantes dans une phase de charge ou décharge de la batterie, pour tous les accumulateurs de la batterie : Thus, a general object of the invention is to propose a solution for managing a battery which makes it possible to improve its use during the charging and discharging phase, while at the same time making it possible to perform the diagnosis of the state of the battery. battery, and more particularly the calculation of his state of health SOH. For this purpose, the invention is based on a method of managing a battery comprising several accumulators A, linked in series, each accumulator being bypassed, characterized in that it comprises the repetition of the following steps in a phase of charge or discharge of the battery, for all accumulators of the battery:

- dès qu'un accumulateur A, atteint un seuil de tension prédéfini, il est by-passé ;  as soon as an accumulator A reaches a predefined voltage threshold, it is bypassed;

- poursuite de la phase de charge ou décharge de la batterie tant que le dernier accumulateur A, n'est pas by-passé,  continuation of the charging or discharging phase of the battery as long as the last accumulator A is not bypassed,

et en ce qu'il comprend la réalisation simultanée d'un diagnostic d'au moins un accumulateur A, de la batterie pendant une phase de charge ou de décharge de la batterie, comprenant une estimation de l'état de santé SOH de ce au moins un accumulateur A, en comparant la valeur d'une grandeur représentative de la charge ou décharge de ce au moins un accumulateur A, avec la valeur de cette même grandeur prise pour un autre accumulateur ou prise à l'état initial dudit au moins un accumulateur A. and in that it comprises simultaneous diagnosis of at least one accumulator A, of the battery during a charging or discharging phase of the battery, comprising an estimate of the state of health SOH of this at least one accumulator A, by comparing the value of a quantity representative of the charge or discharge of this at least one accumulator A, with the value of this same quantity taken for a another accumulator or taken in the initial state of said at least one accumulator A.

Le seuil de tension prédéfini peut correspondre à une tension maximale atteinte par un accumulateur lors d'une phase de charge de la batterie, correspondant à sa charge maximale, et/ou le seuil de tension prédéfini peut correspondre à un seuil bas de tension atteint par un accumulateur A, lors d'une phase de décharge de la batterie, correspondant à sa décharge totale. The predefined voltage threshold may correspond to a maximum voltage reached by an accumulator during a charging phase of the battery, corresponding to its maximum charge, and / or the predetermined voltage threshold may correspond to a low voltage threshold reached by an accumulator A, during a discharge phase of the battery, corresponding to its total discharge.

Le procédé de gestion d'une batterie peut comprendre une étape préalable de mise en série de tous les accumulateurs et le by-pass d'un accumulateur peut comprendre l'ouverture d'un interrupteur série et la fermeture d'un interrupteur parallèle. The method of managing a battery may comprise a prior step of putting in series all the accumulators and the bypass of an accumulator may comprise the opening of a series switch and the closing of a parallel switch.

Le procédé de gestion d'une batterie peut comprendre une étape de calcul de la charge Qi reçue par un accumulateur A, durant sa charge ou de la décharge Qi fournie par un accumulateur A, durant sa décharge. Le calcul de la charge ou décharge Qi reçue ou fournie par un accumulateur i durant sa charge ou sa décharge peut être obtenue par la formule suivante, intégrée sur la durée de la phase de charge ou décharge de l'accumulateur A, : X = / 1 dt, où I est le courant de charge ou de décharge. The method of managing a battery may comprise a step of calculating the charge Qi received by a battery A during its charging or the discharge Qi supplied by a battery A during its discharge. The calculation of the charge or discharge Q i received or supplied by a battery i during its charging or discharging can be obtained by the following formula, integrated over the duration of the charge or discharge phase of the battery A,: X = / 1 dt, where I is the charging or discharging current.

Le procédé de gestion d'une batterie peut comprendre une étape de calcul de l'état de santé SOHi d'au moins un accumulateur A, par le calcul suivant : The method of managing a battery may comprise a step of calculating the state of health SOHi of at least one accumulator A, by the following calculation:

SOHi = ^  SOHi = ^

Qo  Ecc

Où Qo est la capacité initiale de l'accumulateur i. Le procédé de gestion d'une batterie peut comprendre une estimation de l'état de santé SOH d'au moins un accumulateur A, en comparant la durée de charge ou décharge de cet accumulateur A, avec la durée de charge ou décharge des autres accumulateurs. Where Qo is the initial capacity of the accumulator i. The method of managing a battery may comprise an estimate of the state of health SOH of at least one accumulator A, by comparing the charge or discharge duration of this accumulator A, with the charge or discharge duration of the other accumulators .

Le procédé de gestion d'une batterie peut comprendre une estimation de l'état de santé SOH d'au moins un accumulateur A, par l'observation de son énergie stockée et restituée dans une phase de charge ou décharge. The method of managing a battery may comprise an estimate of the state of health SOH of at least one accumulator A, by observing its stored energy and restored in a charging or discharging phase.

L'invention porte aussi sur une batterie comprenant plusieurs accumulateurs (A,) connectés en série, caractérisée en ce que chaque accumulateur (A,) peut être by-passé, et en ce que la batterie comprend un calculateur qui met en œuvre le procédé de gestion de batterie tel que décrit précédemment. The invention also relates to a battery comprising several accumulators (A,) connected in series, characterized in that each accumulator (A,) can be bypassed, and in that the battery comprises a computer which implements the method battery management as previously described.

La batterie peut comprendre un interrupteur série disposé en série avec chaque accumulateur (A,) de sorte à pouvoir déconnecter un accumulateur (A,) du reste de la batterie par l'ouverture d'un interrupteur série et peut comprendre un interrupteur parallèle disposé en parallèle avec chaque accumulateur (A,) de sorte à pouvoir by-passer un accumulateur (A,) par la fermeture d'un interrupteur parallèle (14). The battery may comprise a series switch arranged in series with each accumulator (A,) so as to be able to disconnect an accumulator (A,) from the rest of the battery by opening a series switch and may comprise a parallel switch disposed in parallel with each accumulator (A,) so as to bypass an accumulator (A,) by closing a parallel switch (14).

La batterie peut comprendre un circuit de commande des interrupteurs, et/ou au moins un capteur de mesure de tension et/ou de courant et/ou de température relié par un moyen de communication au calculateur. The battery may comprise a circuit for controlling the switches, and / or at least one voltage and / or current and / or temperature measurement sensor connected by a communication means to the computer.

L'invention porte aussi sur un système de gestion d'une batterie, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un calculateur qui met en œuvre le procédé de gestion décrit ci-dessus. L'invention porte aussi sur un support informatique lisible par une unité de gestion, caractérisé en ce qu'il comprend un programme informatique enregistré comprenant des moyens de codes de programme informatique de mise en œuvre du procédé de gestion de batterie tel que décrit précédemment. The invention also relates to a battery management system, characterized in that it comprises at least one computer which implements the management method described above. The invention also relates to a computer medium readable by a management unit, characterized in that it comprises a registered computer program comprising computer program code means for implementing the battery management method as described above.

Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode de réalisation particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : These objects, features and advantages of the present invention will be set forth in detail in the following description of a particular embodiment made in a non-limiting manner in relation to the appended figures among which:

La figure 1 représente schématiquement l'architecture d'une batterie selon un état de la technique. Figure 1 shows schematically the architecture of a battery according to a state of the art.

La figure 2 représente schématiquement l'architecture d'une batterie selon un mode de réalisation de l'invention. FIG. 2 schematically represents the architecture of a battery according to one embodiment of the invention.

Le procédé de l'invention dont un mode de réalisation va être décrit ci- dessous s'applique tant lors d'une charge d'une batterie que lors d'une décharge. Le mode de réalisation qui va suivre se rapporte à une charge de batterie mais il est aisé de le transposer à une décharge d'une batterie. The method of the invention, an embodiment of which will be described below, applies both when charging a battery and during a discharge. The following embodiment relates to a battery charge but it is easy to transpose it to a discharge of a battery.

La figure 2 représente une batterie 10 selon un mode de réalisation de l'invention, qui comprend comme précédemment l'association de n accumulateurs A, disposés en série. La liaison entre ces accumulateurs comprend une branche 1 1 disposée entre leurs bornes de signe opposé, sur laquelle est disposé un premier interrupteur 13, que nous appellerons « interrupteurs série ». Ensuite, une branche 12 de by-pass comprenant un interrupteur 14, que nous appellerons « interrupteur parallèle », est associée à chaque accumulateur. FIG. 2 represents a battery 10 according to one embodiment of the invention, which comprises, as previously, the combination of n accumulators A, arranged in series. The connection between these accumulators comprises a branch 1 1 disposed between their terminals of opposite sign, on which is disposed a first switch 13, which we will call "series switches". Then, a branch 12 of bypass including a switch 14, which we will call "parallel switch", is associated with each accumulator.

Selon un mode de réalisation avantageux, chaque accumulateur est une batterie élémentaire. Une telle batterie élémentaire se présente par exemple sous une forme cylindrique, comprend une multitude d'électrodes positives et négatives, se présentant sous la forme de cylindres concentriques imbriqués ou de couches enroulées en forme de spirale, séparés par des couches d'électrolytes et de membranes. Ces éléments représentent la partie active de la structure de la batterie élémentaire, c'est-à-dire qu'ils forment un ensemble qui participe directement à la fonction de stockage et restitution d'énergie électrique. Dans cet exemple, cette partie active est de nature chimique. En remarque, une telle batterie élémentaire peut comprendre une partie active basée sur d'autres composants chimiques, ou une partie active de nature capacitive. D'autre part, la partie active de la batterie élémentaire est disposée dans un boîtier dont une première face externe forme la borne positive ou premier collecteur de courant et une seconde face externe forme la borne négative ou second collecteur de courant. Ce boîtier a pour fonction le maintien et support de la partie active de la batterie élémentaire, et son étanchéité vis- à-vis de l'extérieur. Il enferme un assemblage physique qui forme un ensemble monolithique figé, indissociable, dont la connectique électrique est non modifiable pour un utilisateur de la batterie élémentaire, qui voit un courant sortant égal au courant entrant sur ses deux bornes. According to an advantageous embodiment, each accumulator is an elementary battery. Such an elementary battery is for example in a cylindrical form, comprises a multitude of positive and negative electrodes, in the form of nested concentric cylinders or coiled spiral layers, separated by layers of electrolytes and electrodes. membranes. These elements represent the active part of the structure of the elementary battery, that is to say they form a set that participates directly in the function of storage and return of electrical energy. In this example, this active part is chemical in nature. As a remark, such an elementary battery may comprise an active part based on other chemical components, or an active part of capacitive nature. On the other hand, the active part of the elementary battery is disposed in a housing, a first outer face forms the positive terminal or first current collector and a second outer face forms the negative terminal or second current collector. This housing has the function of maintaining and supporting the active part of the elementary battery, and its sealing vis-à-vis the outside. It encloses a physical assembly that forms a fixed monolithic assembly, indissociable, whose electrical connection is unmodifiable for a user of the elementary battery, which sees an outgoing current equal to the current entering on its two terminals.

En variante, chaque accumulateur peut se présenter sous la forme d'une combinaison de plusieurs batteries élémentaires. Alternatively, each battery can be in the form of a combination of several elementary batteries.

La batterie est de plus associée à un système de gestion, qui comprend des moyens matériels (hardware) et/ou logiciels (software), au moins un calculateur, pour mettre en œuvre le procédé de gestion de la batterie qui va être détaillé par la suite. Ce système de gestion pilote notamment les interrupteurs 13, 14 de la batterie. Il peut aussi recevoir des mesures comme la tension de chaque accumulateur, à partir d'un capteur de tension non représenté disposé au niveau de chaque accumulateur. En variante, il pourrait recevoir des mesures de courant et/ou température. Ce système de gestion de la batterie est de préférence intégré au sein de la structure de la batterie, et même partiellement distribué au niveau des accumulateurs. Pour cela, un circuit de commande peut être disposé au niveau de chaque accumulateur et peut directement piloter les interrupteurs, à partir de commande échangée avec un calculateur central, éventuellement par le biais d'une isolation galvanique. Les différents composants électroniques disposés localement, comme un circuit de commande des interrupteurs, des éventuels capteurs de mesure, comme des capteurs de courant, tension, température, etc., peuvent être disposés sur un circuit imprimé disposé au sein de la structure de la batterie, au plus proche des accumulateurs pour éviter des câblages complexes. De plus, selon une réalisation avantageuse, ces composants électroniques locaux peuvent être alimentés localement, c'est-à-dire par la tension fournie par un accumulateur de la batterie. The battery is also associated with a management system, which comprises hardware (hardware) and / or software (software), at least one calculator, to implement the battery management method that will be detailed later. This management system controls the switches 13, 14 of the battery. It can also receive measurements such as the voltage of each accumulator, from a not shown voltage sensor disposed at each accumulator. Alternatively, it could receive current and / or temperature measurements. This battery management system is preferably integrated within the structure of the battery, and even partially distributed at the level of accumulators. For this, a control circuit can be arranged at each accumulator and can directly control the switches, from control exchanged with a central computer, possibly through a galvanic isolation. The various electronic components arranged locally, such as a control circuit of the switches, any measurement sensors, such as current, voltage, temperature, etc. sensors, may be arranged on a printed circuit arranged within the structure of the battery. , to the nearest accumulators to avoid complex wiring. In addition, according to an advantageous embodiment, these local electronic components can be supplied locally, that is to say by the voltage supplied by a battery of the battery.

Une telle architecture de batterie permet la mise en œuvre d'un procédé de gestion de la batterie avantageux lors d'une charge de la batterie. Cette charge comprend une étape préalable consistant à mettre tous les accumulateurs en série, par la fermeture de tous les interrupteurs série 13 et l'ouverture de tous les interrupteurs parallèles 14, avant d'envoyer un courant de charge dans la batterie, qui traverse donc tous ces accumulateurs. De plus, cette phase de charge commence avantageusement après la décharge totale de tous les accumulateurs de la batterie. Such a battery architecture allows the implementation of an advantageous battery management method during a charge of the battery. This charge comprises a preliminary step consisting in putting all the accumulators in series, by closing all the series switches 13 and opening all the parallel switches 14, before sending a charge current into the battery, which therefore passes through all these accumulators. In addition, this charge phase begins advantageously after the total discharge of all the accumulators of the battery.

Ensuite, le procédé de charge de la batterie 10 comprend la répétition des étapes suivantes, pour tous les accumulateurs de la batterie : Next, the method of charging the battery 10 comprises repeating the following steps, for all the accumulators of the battery:

- Dès qu'un accumulateur i atteint sa tension maximale, il est by- passé (shunté), c'est-à-dire que son interrupteur série 13 est ouvert et que son interrupteur parallèle 14 est fermé ; As soon as an accumulator i reaches its maximum voltage, it is bypassed (shunted), that is to say that its series switch 13 is open and that its parallel switch 14 is closed;

- La charge se poursuit ensuite sans cet accumulateur, pour les accumulateurs restants uniquement. - Charging then continues without this battery, for the remaining batteries only.

En remarque, on entend par accumulateur by-passé ou shunté un accumulateur dont le courant est totalement dévié par un autre chemin électrique. As a remark, the term "bypassed or shunted accumulator" means an accumulator whose current is totally deflected by another electrical path.

Le procédé de gestion de la batterie comprend donc une mesure ou une estimation de la tension aux bornes de chaque accumulateur, répétée périodiquement au cours d'une phase de charge ou décharge. Avantageusement, ce procédé permet ainsi d'obtenir la pleine charge de tous les accumulateurs de la batterie (soit un état de charge, souvent appelé SOC à partir de la dénomination anglo-saxonne de « State Of Charge », de 100%). Il présente donc l'avantage d'équilibrer parfaitement la batterie, en tenant compte des différences entre ses différents accumulateurs, et évite par exemple ainsi la baisse de performance globale de la batterie dès qu'un accumulateur est défaillant. Le procédé peut aussi s'appliquer pour des charges ou des décharges partielles dans le cas où la batterie est utilisée dans des gammes intermédiaires. D'autre part, ce procédé de charge de la batterie permet avantageusement la réalisation simultanée de son diagnostic et notamment le calcul de l'état de santé SOH de tous ses accumulateurs. Pour cela, il comprend une étape supplémentaire de calcul de la charge Qi reçue par un accumulateur i durant sa charge. The battery management method therefore comprises a measurement or an estimate of the voltage at the terminals of each accumulator, repeated periodically during a charging or discharging phase. Advantageously, this method thus makes it possible to obtain the full charge of all the accumulators of the battery (ie a state of charge, often called SOC from the English name of "State Of Charge", of 100%). It therefore has the advantage of perfectly balancing the battery, taking into account the differences between its various accumulators, and for example avoids the decline in overall performance of the battery as soon as an accumulator fails. The method can also be applied for partial charges or discharges in the case where the battery is used in intermediate ranges. On the other hand, this method of charging the battery advantageously allows the simultaneous realization of its diagnosis and in particular the calculation of the state of health SOH of all its accumulators. For this, it comprises an additional step of calculating the charge Qi received by a battery i during its charging.

Cette charge est par exemple obtenue par la formule suivante, intégrée sur la durée de la phase de charge de l'accumulateur i : X = / 1 dt, où I est le courant de charge. Ce courant peut être mesuré par un capteur, ou en variante, il peut être estimé par tout modèle ou toute autre méthode. This charge is for example obtained by the following formula, integrated over the duration of the charging phase of the battery i: X = / 1 dt, where I is the charging current. This current can be measured by a sensor, or alternatively, it can be estimated by any model or other method.

Cette charge Qi peut être mémorisée dans une mémoire électronique associée à la batterie, par exemple une mémoire du système de gestion associé à la batterie. This charge Qi can be stored in an electronic memory associated with the battery, for example a memory of the management system associated with the battery.

Ensuite, l'état de santé de l'accumulateur i est obtenu par le calcul suivant : Then, the state of health of the accumulator i is obtained by the following calculation:

Qi Qi

SOHi =— SOHi = -

Qo  Ecc

Où Qo est la capacité initiale de l'accumulateur i, c'est-à-dire la charge initiale considérée, qui peut être la charge stockée à l'état neuf ou à un autre état choisi comme référence. En variante, l'état de santé SOH peut être estimé sans calculer le courant et la charge, mais en comparant la durée de charge de chaque accumulateur avec la durée de charge des autres accumulateurs. Cette étude permet par exemple de déterminer qu'un accumulateur dont la durée de charge est inférieure à 80% de la durée totale de charge de la batterie est défaillant et nécessite son changement. Selon une autre variante encore, cet état de santé pourrait aussi s'évaluer par l'observation d'autres grandeurs électriques, par exemple comme les puissances offertes par un accumulateur, et donc l'énergie stockée et restituée, qui évolue en diminuant avec le vieillissement de la batterie. L'implémentation de cette approche peut être réalisée sur la base des mesures de tension et de courant. Where Qo is the initial capacity of the accumulator i, i.e. the initial load considered, which may be the charge stored in the new state or another state chosen as a reference. As a variant, the state of health SOH can be estimated without calculating the current and the load, but by comparing the charging duration of each accumulator with the charging time of the other accumulators. This study makes it possible, for example, to determine that an accumulator whose charging time is less than 80% of the total charge time of the battery is faulty and needs to be changed. According to another variant, this state of health could also be evaluated by the observation of other electrical quantities, for example as the powers offered by an accumulator, and therefore the stored energy and restored, which evolves decreasing with the aging of the battery. The implementation of this approach can be carried out on the basis of voltage and current measurements.

Ainsi, plus généralement, le diagnostic d'au moins un accumulateur A, de la batterie pendant une phase de charge ou de décharge de la batterie, comprend une estimation de l'état de santé SOH de ce au moins un accumulateur A, en comparant la valeur d'une grandeur représentative de la charge ou décharge de ce au moins un accumulateur A, avec la valeur de cette même grandeur prise pour un autre accumulateur ou prise à l'état initial dudit au moins un accumulateur A,. Thus, more generally, the diagnosis of at least one accumulator A, of the battery during a charging or discharging phase of the battery, comprises an estimate of the state of health SOH of this at least one accumulator A, by comparing the value of a quantity representative of the charge or discharge of this at least one accumulator A, with the value of this same quantity taken for another accumulator or taken to the initial state of said at least one accumulator A ,.

Le procédé de diagnostic d'un accumulateur est mis en œuvre lors des phases de charge ou décharge de la batterie et présente l'avantage de ne pas nécessiter une phase distincte, qui immobiliserait la batterie pendant une certaine durée spécifique de diagnostic. The method of diagnosing an accumulator is implemented during the charging or discharging phases of the battery and has the advantage of not requiring a separate phase, which would immobilize the battery for a certain specific period of diagnosis.

En remarque, le procédé de charge de la batterie décrit ci-dessus permet d'obtenir la charge totale de tous les accumulateurs. Ensuite, le procédé de charge est poursuivi par une phase complémentaire, souvent appelée par sa dénomination anglo-saxonne de « floating », qui consiste à maintenir une tension de charge constante jusqu'à ce que le courant descende sous une valeur prédéterminée, en général faible par rapport au courant de charge nominal. Pour cela, les différents accumulateurs sont de nouveau tous positionnés en série. L'invention porte aussi sur une batterie en tant que telle, se présentant comme illustré par la figure 2, et comprenant en outre un circuit de commande de ses interrupteurs, ainsi qu'au moins un calculateur pour mettre en œuvre les calculs explicités. En variante, ces composants peuvent être externes à la batterie, appartenir à un système externe de gestion de batterie. Selon une autre variante mixte, les différents composants mentionnés sont répartis en partie au sein de la batterie et en partie au sein d'un système de gestion externe. Naturellement, le principe de fonctionnement de la batterie décrit précédemment pour une phase de charge se reproduit de manière similaire pour une phase de décharge, c'est-à-dire une phase de fonctionnement dans laquelle la batterie restitue l'énergie stockée. Pour cela, le procédé de décharge de la batterie 10 comprend la répétition des étapes suivantes, pour tous les accumulateurs de la batterie : As a note, the method of charging the battery described above makes it possible to obtain the total charge of all the accumulators. Then, the charging process is continued by a complementary phase, often called by its English name of "floating", which consists in maintaining a constant charging voltage until the current falls below a predetermined value, in general low compared to the rated load current. For this, the different accumulators are again all positioned in series. The invention also relates to a battery as such, presenting itself as illustrated in FIG. 2, and further comprising a control circuit for its switches, as well as at least one calculator for implementing the explicit calculations. Alternatively, these components may be external to the battery, belonging to an external battery management system. According to another mixed variant, the various components mentioned are partly distributed within the battery and partly within an external management system. Naturally, the operating principle of the battery previously described for a charging phase is similarly reproduced for a discharge phase, that is to say an operating phase in which the battery restores the stored energy. For this, the method of discharging the battery 10 comprises the repetition of the following steps, for all the accumulators of the battery:

- Dès qu'un accumulateur i atteint un seuil bas de tension, il est by-passé, c'est-à-dire que son interrupteur série 13 est ouvert et que son interrupteur parallèle 14 est fermé ;  As soon as an accumulator i reaches a low voltage threshold, it is bypassed, that is to say that its series switch 13 is open and that its parallel switch 14 is closed;

- La décharge se poursuit ensuite sans cet accumulateur, pour les accumulateurs restants uniquement.  - The discharge then continues without this accumulator, for the remaining accumulators only.

Ainsi, il apparaît bien dans tous les cas de fonctionnement que la batterie est gérée en comparant la tension aux bornes de chaque accumulateur, de sorte à déconnecter chaque accumulateur du reste de la batterie lorsque cette tension atteint un seuil prédéfini, haut ou bas selon les phases de charge et de décharge. Thus, it appears in all operating cases that the battery is managed by comparing the voltage across each battery, so as to disconnect each battery from the rest of the battery when the voltage reaches a preset threshold, high or low depending on charging and discharging phases.

Claims

Revendications claims
1 . Procédé de gestion d'une batterie (10) comprenant plusieurs accumulateurs A, liés en série, chaque accumulateur pouvant être shunté, caractérisé en ce qu'il comprend la répétition des étapes suivantes dans une phase de charge ou décharge de la batterie, pour tous les accumulateurs de la batterie : 1. A method of managing a battery (10) comprising several accumulators A, connected in series, each shunted accumulator, characterized in that it comprises the repetition of the following steps in a charging or discharging phase of the battery, for all battery accumulators:
- dès qu'un accumulateur A, atteint un seuil de tension prédéfini, il est shunté ;  as soon as an accumulator A reaches a predefined voltage threshold, it is shunted;
- poursuite de la phase de charge ou décharge de la batterie tant que le dernier accumulateur A, n'est pas shunté,  continuation of the charging or discharging phase of the battery as long as the last accumulator A is not shunted,
et en ce qu'il comprend la réalisation simultanée d'un diagnostic d'au moins un accumulateur A, de la batterie pendant une phase de charge ou de décharge de la batterie, comprenant une estimation de l'état de santé SOH de ce au moins un accumulateur A, en comparant la valeur d'une grandeur représentative de la charge ou décharge de ce au moins un accumulateur A, avec la valeur de cette même grandeur prise pour un autre accumulateur ou prise à l'état initial dudit au moins un accumulateur A. and in that it comprises simultaneous diagnosis of at least one accumulator A, of the battery during a charging or discharging phase of the battery, comprising an estimate of the state of health SOH of this at least one accumulator A, by comparing the value of a quantity representative of the charge or discharge of this at least one accumulator A, with the value of this same quantity taken for another accumulator or taken to the initial state of said at least one accumulator A.
2. Procédé de gestion d'une batterie selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le seuil de tension prédéfini correspond à une tension maximale atteinte par un accumulateur lors d'une phase de charge de la batterie, correspondant à sa charge maximale, et/ou en ce que le seuil de tension prédéfini correspond à un seuil bas de tension atteint par un accumulateur A, lors d'une phase de décharge de la batterie, correspondant à sa décharge totale. 2. Method for managing a battery according to the preceding claim, characterized in that the predetermined voltage threshold corresponds to a maximum voltage reached by an accumulator during a charge phase of the battery, corresponding to its maximum charge, and / or in that the predetermined voltage threshold corresponds to a low voltage threshold reached by an accumulator A, during a discharge phase of the battery, corresponding to its total discharge.
3. Procédé de gestion d'une batterie selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable de mise en série de tous les accumulateurs et en ce que le by-pass d'un accumulateur comprend l'ouverture d'un interrupteur série (13) et la fermeture d'un interrupteur parallèle (14). 3. Method for managing a battery according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a preliminary step of placing all accumulators in series and in that the bypass of an accumulator comprises opening a series switch (13) and closing a parallel switch (14).
4. Procédé de gestion d'une batterie selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de calcul de la charge Qi reçue par un accumulateur A, durant sa charge ou de la décharge Qi fournie par un accumulateur A, durant sa décharge. 4. A method of managing a battery according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a step of calculating the charge Qi received by a battery A during charging or discharge Qi supplied by a battery A, during his discharge.
5. Procédé de gestion d'une batterie selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le calcul de la charge ou décharge Qi reçue ou fournie par un accumulateur i durant sa charge ou sa décharge est obtenue par la formule suivante, intégrée sur la durée de la phase de charge ou décharge de l'accumulateur A, : X = / 1 dt, où I est le courant de charge ou de décharge. 5. A method of managing a battery according to the preceding claim, characterized in that the calculation of the charge or discharge Qi received or supplied by a battery i during charging or discharge is obtained by the following formula, integrated over time the charging or discharging phase of the battery A, X = / 1 dt, where I is the charging or discharging current.
6. Procédé de gestion d'une batterie selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de calcul de l'état de santé SOHi d'au moins un accumulateur A, par le calcul suivant : 6. A method of managing a battery according to claim 4 or 5, characterized in that it comprises a step of calculating the state of health SOHi of at least one accumulator A, by the following calculation:
Qi  Qi
SOHi =— SOHi = -
Qo  Ecc
Où Qo est la capacité initiale de l'accumulateur i.  Where Qo is the initial capacity of the accumulator i.
7. Procédé de gestion d'une batterie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une estimation de l'état de santé SOH d'au moins un accumulateur A, en comparant la durée de charge ou décharge de cet accumulateur A, avec la durée de charge ou décharge des autres accumulateurs. 7. A method of managing a battery according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises an estimate of the state of health SOH of at least one accumulator A, comparing the charging time or discharge of this accumulator A, with the charging or discharging time of the other accumulators.
8. Procédé de gestion d'une batterie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une estimation de l'état de santé SOH d'au moins un accumulateur A, par l'observation de son énergie stockée et restituée dans une phase de charge ou décharge. 8. Method for managing a battery according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises an estimate of the state of health SOH at least one accumulator A, by observing its stored energy and restored in a charging or discharging phase.
9. Batterie comprenant plusieurs accumulateurs (A,) connectés en série, caractérisée en ce qu'elle comprend des interrupteurs aptes à pouvoir shunter chaque accumulateur (A,), et en ce que la batterie comprend un calculateur qui met en œuvre le procédé de gestion de batterie selon l'une des revendications précédentes. 9. Battery comprising several accumulators (A,) connected in series, characterized in that it comprises switches able to shunt each accumulator (A,), and in that the battery comprises a computer which implements the method of Battery management according to one of the preceding claims.
10. Batterie selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comprend un interrupteur série (13) disposé en série avec chaque accumulateur (A,) de sorte à pouvoir déconnecter un accumulateur (A,) du reste de la batterie par l'ouverture d'un interrupteur série (13) et en ce qu'elle comprend un interrupteur parallèle (14) disposé en parallèle avec chaque accumulateur (A,) de sorte à pouvoir shunter un accumulateur (A,) par la fermeture d'un interrupteur parallèle (14). 10. Battery according to the preceding claim, characterized in that it comprises a series switch (13) arranged in series with each battery (A,) so as to be able to disconnect an accumulator (A,) from the rest of the battery by the opening of a series switch (13) and in that it comprises a parallel switch (14) arranged in parallel with each accumulator (A,) so as to be able to shunt an accumulator (A,) by closing a switch parallel (14).
1 1 . Batterie selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit de commande des interrupteurs (13, 14), et/ou au moins un capteur de mesure de tension et/ou de courant et/ou de température relié par un moyen de communication au calculateur. 1 1. Battery according to the preceding claim, characterized in that it comprises a control circuit of the switches (13, 14), and / or at least one sensor for measuring voltage and / or current and / or temperature connected by means communication to the calculator.
12. Système de gestion d'une batterie, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un calculateur qui met en œuvre le procédé de gestion d'une batterie selon l'une des revendications 1 à 8. 12. Battery management system, characterized in that it comprises at least one computer that implements the method of managing a battery according to one of claims 1 to 8.
13. Support informatique lisible par une unité de gestion, caractérisé en ce qu'il comprend un programme informatique enregistré comprenant des moyens de codes de programme informatique de mise en œuvre du procédé de gestion de batterie selon l'une des revendications 1 à 8. 13. Computer support readable by a management unit, characterized in that it comprises a registered computer program comprising computer program code means for implementing the battery management method according to one of claims 1 to 8.
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