Brevet FR2959885A1 — publié le 20111111

-1- Système d'équilibrage pour batterie de puissance, procédé d'équilibrage de charge et procédé combiné d'équilibrage de charge et d'alimentation correspondants L'invention concerne un système d'équilibrage de charge pour batterie de puissance à accumulateurs électrochimiques et un procédé d'équilibrage de charge et un procédé combiné d'équilibrage de charge et d'alimentation correspondants. Une telle batterie peut être utilisée notamment dans le domaine des transports électriques, hybrides et les systèmes embarqués. L'invention concerne en particulier les batteries de type lithium-ion (Li-ion) adaptées pour ce genre d'applications, du fait de leur possibilité de stocker une forte énergie avec une faible masse. L'invention est également applicable aux super-condensateurs. Un accumulateur électrochimique a une tension nominale de l'ordre de quelques volts, et plus précisément 3.3 V pour les batteries Li-ion à base de phosphate de Fer et 4.2 V pour une technologie Li-ion à base d'oxyde de cobalt. Si cette tension est trop faible par rapport aux exigences du système à alimenter, plusieurs accumulateurs sont placés en série. Il est également possible de disposer en parallèle de chaque accumulateur associé en série, un ou des accumulateurs afin d'augmenter la capacité disponible et donc de fournir un courant et une puissance supérieurs. Les accumulateurs associés en parallèle forment ainsi un étage. Un étage est constitué au minimum d'un accumulateur. Les étages sont mis en série pour atteindre le niveau de tension désiré. L'association des accumulateurs est appelée une batterie d'accumulateurs. La charge ou décharge d'un accumulateur se traduit respectivement par une croissance ou décroissance de la tension à ses bornes. On considère un accumulateur chargé ou déchargé lorsque celui-ci a atteint un niveau de tension défini par le processus électrochimique. Dans un circuit utilisant plusieurs étages d'accumulateurs, le courant circulant à travers les étages est le même. Le niveau de charge ou de décharge des étages dépend donc des caractéristiques intrinsèques des accumulateurs, à savoir la capacité intrinsèque et les résistances internes parasites séries et parallèles, de l'électrolyte ou de contact entre les électrodes et l'électrolyte. Des différences de tension entre les étages sont dès lors possibles du fait des disparités de fabrication et de vieillissement des accumulateurs. B30031 - DD11847VR 2959885 -2- Pour un accumulateur de technologie Li-ion, une tension trop élevée ou trop faible, dite tension de seuil, peut endommager ou détruire ce dernier. Pour exemple, la surcharge d'un accumulateur Li-ion à base d'oxyde de Cobalt, peut entraîner son emballement thermique et un départ de feu. Pour un accumulateur Li-ion à base de 5 phosphate, une surcharge se traduit par une décomposition de l'électrolyte qui diminue sa durée de vie ou peut détériorer l'accumulateur. Une décharge trop profonde qui amène à une tension inférieure à 2 V, par exemple, entraine entre autres une oxydation du collecteur de courant de l'électrode négative lorsque celui-ci est en cuivre et donc une détérioration de l'accumulateur. En conséquence, la surveillance des tensions aux 10 bornes de chaque étage d'accumulateurs est obligatoire lors de la charge et décharge pour une question de sécurité et de fiabilité. Un dispositif dit de surveillance en parallèle de chaque étage permet d'assurer cette fonction. Le dispositif de surveillance a pour fonction de suivre l'état de charge et décharge de chaque étage d'accumulateurs et de transmettre l'information à un circuit 15 de contrôle afin d'arrêter la charge ou la décharge de la batterie lorsqu'un étage a atteint sa tension de seuil. Cependant, sur une batterie avec plusieurs étages d'accumulateurs disposés en série, si la charge est arrêtée lorsque l'étage le plus chargé atteint sa tension de seuil, les autres étages peuvent ne pas être totalement chargés. Inversement, si la décharge est 20 arrêtée lorsque l'étage le plus déchargé atteint sa tension de seuil, les autres étages peuvent ne pas être totalement déchargés. La charge de chaque étage d'accumulateurs n'est dès lors pas exploitée, ce qui représente un problème majeur dans des applications de types transports et embarqués ayant de fortes contraintes d'autonomie. Pour palier ce problème, le dispositif de surveillance est généralement associé à un système 25 d'équilibrage. Le système d'équilibrage a pour fonction d'optimiser la charge de la batterie et donc son autonomie en amenant les étages d'accumulateurs mis en série à un état de charge et/ou décharge identique. Il existe deux catégories de systèmes d'équilibrage, les systèmes d'équilibrage 30 dits à dissipation d'énergie, ou dits à transfert d'énergie. B30031 - DD11847VR 2959885 -3- Avec les systèmes d'équilibrage à dissipation d'énergie, la tension aux bornes des étages est uniformisée en détournant le courant de charge d'un ou des étages ayant atteint la tension de seuil et en dissipant l'énergie dans une résistance. En variante, la tension aux bornes des étages est uniformisée en déchargeant un ou des étages ayant 5 atteint la tension de seuil. Cependant, de tels systèmes d'équilibrage à dissipation d'énergie présentent l'inconvénient majeur de consommer plus d'énergie que nécessaire pour charger la batterie. En effet, il faut décharger plusieurs accumulateurs ou dériver le courant de charge de plusieurs accumulateurs pour que le ou les derniers accumulateurs un peu 10 moins chargés terminent leur charge. L'énergie dissipée peut donc être très supérieure à l'énergie de la ou des charges devant être terminées. De plus, ils dissipent l'énergie excédentaire en chaleur, ce qui n'est pas compatible avec les contraintes d'intégration dans les applications de types transport et embarquées, et le fait que la durée de vie des accumulateurs baisse fortement lorsque la température s'élève. 15 Les systèmes d'équilibrage à transfert d'énergie quant à eux échangent de l'énergie entre la batterie d'accumulateurs ou un réseau auxiliaire d'énergie et les étages d'accumulateurs. Le transfert d'énergie peut s'effectuer soit de manière unidirectionnelle, de la batterie aux étages ou des étages à la batterie, ou soit de manière bidirectionnelle, de la 20 batterie aux étages et des étages à la batterie ou d'étage à étage adjacents. En ce qui concerne le transfert bidirectionnel, dans les systèmes d'équilibrage d'étage à étage adjacents, l'énergie parcourt un nombre de dispositifs sensiblement égal à l'éloignement des cellules à équilibrer. En résulte les deux inconvénients majeurs de ces dispositifs, à savoir la nécessité d'un temps long pour équilibrer une batterie et le 25 faible rendement du transfert d'énergie à cause du cumul des pertes des dispositifs sollicités. Des systèmes d'équilibrage de transfert d'énergie des étages à la batterie et/ou de la batterie à des étages permettent de résoudre ces problèmes. Cependant, pour des raisons de complexité de mise en oeuvre, de tels systèmes sont peu ou pas utilisés. 30 En ce qui concerne le transfert unidirectionnel, on connaît par exemple du brevet B30031 - DD11847VR 2959885 -4- CN1905259 un dispositif permettant le transfert d'énergie des étages à la batterie et qui utilise quant à lui une inductance par accumulateur comme élément de stockage. Cependant, ce dispositif n'opte pas pour un transfert d'énergie optimisé pour l'équilibrage des batteries dans les applications de types transports et embarquées. En 5 effet, la fin de charge d'une batterie est déterminée par le dernier étage qui atteint la tension de seuil. Pour terminer la charge d'une batterie, l'énergie est prélevée sur un ou plusieurs étage(s) et elle est restituée à l'ensemble des étages. Lorsqu'un ou plusieurs étage(s) d'accumulateurs est ou sont un peu moins chargé(s), l'énergie n'est dès lors pas transférée en priorité à ce ou ces derniers qui en a ou ont besoin mais également à ou 10 aux étages auxquels l'énergie est prélevée. L'équilibrage nécessite donc de prélever de l'énergie à l'ensemble des étages en fin de charge afin d'éviter de les charger à une tension trop élevée. L'équilibrage se fait donc à pertes élevées à cause du nombre de convertisseurs importants en fonctionnement. De plus, les accumulateurs déjà en fin de charge sont traversés par des composantes de courant alternatives ou continues non 15 utiles. L'invention a donc pour objectif de proposer un système d'équilibrage amélioré ne présentant pas ces inconvénients de l'état de l'art de la technique. À cet effet, l'invention a pour objet un système d'équilibrage de charge pour batterie de puissance comprenant au moins deux étages d'accumulateur(s) mis en série, 20 chaque étage d'accumulateur(s) comprenant au moins un accumulateur, caractérisé en ce que ledit système d'équilibrage comporte au moins un convertisseur flyback comprenant: un transformateur avec : • au moins un enroulement primaire configuré pour être connecté aux bornes 25 d'un étage d'accumulateur(s) de ladite batterie de puissance, et • un enroulement secondaire configuré pour être connecté à une batterie auxiliaire dont la tension est inférieure à la tension de ladite batterie de puissance, et pour chaque étage d'accumulateur(s), un commutateur associé connecté à un 30 enroulement primaire dudit transformateur et à la borne négative de l'étage B30031 - DD11847VR 2959885 -5- d'accumulateur(s). Ledit système d'équilibrage peut comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison : ledit système comporte un nombre prédéfini de convertisseurs flyback 5 respectivement associés à un nombre prédéfini de modules en série de ladite batterie de puissance, lesdits modules comportant des étages d'accumulateur(s) mis en série, ledit système comporte un convertisseur flyback commun connecté à un nombre prédéfini de modules en série de ladite batterie de puissance, lesdits modules 10 comportant des étages d'accumulateur(s) mis en série, ledit système comporte pour chaque étage d'accumulateur(s), une diode de blocage reliée par son anode à l'enroulement primaire du transformateur, et reliée par sa cathode au commutateur associé, la diode de blocage est une diode Schottky, 15 ledit système comporte pour chaque étage d'accumulateur(s) une diode et un transistor en parallèle, tels que la diode soit reliée par son anode à l'enroulement primaire du transformateur et reliée par sa cathode au commutateur associé de l'étage d'accumulateur(s), les commutateurs dudit au moins un convertisseur flyback sont commandés de 20 façon commune de manière à être fermés en même temps, les commutateurs dudit au moins un convertisseur flyback sont commandés de façon individuelle, ledit système comporte un dispositif de surveillance de la tension aux bornes des étages d'accumulateur(s), 25 ledit système d'équilibrage comporte un dispositif de commande pour commander la fermeture de l'ensemble des commutateurs lorsqu'au moins un étage d'accumulateur(s) présente une tension supérieure aux tensions respectives des autres étages d'accumulateur(s), ledit système d'équilibrage comporte un dispositif de commande pour 30 commander la fermeture du commutateur associé à un étage d'accumulateur(s) B30031 - DD11847VR 2959885 -6- dont la tension est supérieure aux tensions respectives des autres étages d'accumulateur(s), ledit système comprend un dispositif de commande configuré pour • calculer pour chaque étage d'accumulateur, un temps de fermeture du 5 commutateur associé à partir du taux de charge déterminé, et • commander la fermeture des commutateurs respectivement pendant les temps de fermeture associés, ledit au moins un convertisseur flyback est dimensionné pour un transfert d'énergie de la batterie de puissance vers la batterie auxiliaire de façon à 10 alimenter la batterie auxiliaire, ledit système est configuré pour l'équilibrage de charge des étages d'accumulateur(s) d'une batterie de puissance Lithium-ion, ledit système est configuré pour l'équilibrage de charge des étages d'accumulateur(s) d'une batterie de puissance alimentant le moteur d'un véhicule 15 automobile électrique et/ou hybride. L'invention concerne également un procédé d'équilibrage de charge pour batterie de puissance comprenant au moins deux étages d'accumulateur(s) mis en série, chaque étage d'accumulateur(s) comprenant au moins un accumulateur, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : 20 on mesure la tension aux bornes de chaque étage d'accumulateur(s), on compare les tensions mesurées, et lorsqu'une tension mesurée est supérieure aux autres tensions mesurées, on commande la fermeture d'au moins un commutateur d'un convertisseur flyback dont le transformateur présente au moins un enroulement primaire connecté aux 25 bornes d'un étage d'accumulateur(s) de ladite batterie de puissance et relié audit commutateur, et un enroulement secondaire connecté à une batterie auxiliaire dont la tension est inférieure à la tension de ladite batterie de puissance. L'invention concerne également un procédé combiné d'équilibrage de charge pour batterie de puissance et d'alimentation d'une batterie auxiliaire dont la tension est 30 inférieure à la tension de ladite batterie de puissance, ladite batterie de puissance B30031 - DD11847VR 2959885 -7- comprenant au moins deux étages d'accumulateur(s) mis en série, chaque étage d'accumulateur(s) comprenant au moins un accumulateur, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : pour chaque étage d'accumulateur(s), on calcule un temps de fermeture du 5 commutateur associé d'un convertisseur flyback dont le transformateur présente un enroulement primaire connecté aux bornes de l'étage d'accumulateur(s) et relié audit commutateur, et un enroulement secondaire connecté à la batterie auxiliaire, et on commande la fermeture des commutateurs respectivement pendant les temps 10 de fermeture calculés. Ledit procédé combiné d'équilibrage de charge et d'alimentation peut comprendre les étapes préliminaires suivantes : on mesure la tension aux bornes de chaque étage d'accumulateur(s) de ladite batterie de puissance, 15 on compare les tensions mesurées à une tension de seuil prédéfinie, on détermine le taux de charge de chaque étage d'accumulateur(s) à partir des résultats de comparaison, permettant de calculer le temps de fermeture. Selon une alternative, ledit procédé combiné d'équilibrage de charge et d'alimentation peut comprendre les étapes préliminaires suivantes : 20 on mesure la tension aux bornes de chaque étage d'accumulateur(s) de ladite batterie de puissance, on compare les tensions mesurées entre elles, et on détermine les étages d'accumulateur(s) les plus chargés de façon à calculer des temps de fermeture plus longs pour les étages d'accumulateur(s) plus 25 chargés. Selon un mode de réalisation particulier, on mesure les tensions aux bornes des étages d'accumulateur(s) à un instant prédéfini, tel que la fin de la charge de ladite batterie de puissance. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description 30 suivante, donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, en regard des dessins B30031 - DD11847VR 2959885 -8- annexés sur lesquels : la figure 1 représente de façon schématique un premier mode de réalisation d'un système d'équilibrage pour batterie de puissance, les figures 2a et 2b représentent plus en détail le système d'équilibrage de la 5 figure 1, la figure 3 représente une variante du système d'équilibrage pour une batterie de puissance comportant plusieurs modules d'étages d'accumulateur(s) en série, la figure 4 représente une variante du système d'équilibrage avec un redressement synchrone, 10 la figure 5 illustre de façon schématique différentes étapes d'un procédé d'équilibrage de charge d'une batterie de puissance selon le premier mode de réalisation, la figure 6 représente de façon schématique un deuxième mode de réalisation du système d'équilibrage pour batterie de puissance permettant l'alimentation d'une 15 batterie auxiliaire, la figure 7 représente plus en détail le système d'équilibrage de la figure 6, et la figure 8 illustre de façon schématique différentes étapes d'un procédé combiné d'équilibrage de charge de la batterie de puissance et d'alimentation de la batterie auxiliaire. 20 Sur ces figures et dans la suite de la description, les éléments sensiblement identiques sont identifiés par les mêmes numéros de référence. On a représenté de façon schématique sur la figure 1 : une batterie de puissance 1 de tension élevée comprise par exemple entre 48V et 25 750V, par exemple pour l'alimentation du moteur d'un véhicule hybride ou électrique, et isolée du châssis du véhicule, un système d'équilibrage 3 pour la batterie de puissance 1, une batterie auxiliaire 5 de tension inférieure à celle de la batterie de puissance 1, par exemple de tension de 12V, pour l'alimentation par exemple des 30 auxiliaires dans le véhicule, et B30031 - DD11847VR 2959885 -9- un convertisseur DC/DC 7 entre les deux batteries 1 et 5 pour permettre l'alimentation de la batterie auxiliaire 5 par la batterie de puissance 1 et réalisé avec un isolement galvanique pour assurer la sécurité des auxiliaires. La batterie de puissance 1 est une batterie d'accumulateur(s) 9 (voir figures 5 2a,2b). Cette batterie 1 peut comporter plusieurs accumulateurs 9 mis en série. Cette batterie 1 peut également comporter un ou plusieurs accumulateurs supplémentaires placés en parallèle des accumulateurs 9 en série de façon à former des étages d'accumulateur(s) 11. Chaque étage 11 peut donc comporter un accumulateur 9 ou plusieurs accumulateurs en parallèle. 10 Comme on le remarque sur la figure 3, la batterie 1 peut comporter plusieurs modules 13 mis en série, chaque module 13 comportant un nombre prédéfini d'étages 11 d'accumulateur(s). Dans l'exemple illustré, la batterie 1 présente deux modules 13 ayant chacun quatre étages 11 d'accumulateur(s). Avec une telle association en série de modules 13, on peut aisément remplacer un module 13 défectueux. 15 Bien entendu, d'autres configurations sont possibles avec des modules comprenant par exemple huit, dix ou encore douze étages 11 en série, et chaque étage 11 comprenant deux, quatre voire dix accumulateurs en parallèle selon les besoins. De plus, chaque module 13 peut encore être connecté en parallèle d'un autre module 13. 20 En se référant à nouveau aux figures 2a,2b, on constate que le système d'équilibrage 3 comporte : un convertisseur flyback 15 encadré par des tirets, un dispositif de surveillance 17 de la tension aux bornes des étages 11 d'accumulateur(s) 9, et 25 un dispositif de commande 19 pour commander le convertisseur flyback 15 de façon à équilibrer la charge des étages 11. Dans le cas où la batterie 1 comporte plusieurs modules 13, le système d'équilibrage 3 peut comporter un seul convertisseur flyback 15 pour l'ensemble de la batterie 1 ou plusieurs convertisseurs flyback 15 respectivement associés à un module 30 13 comme l'illustre la figure 3. On peut facilement remplacer un convertisseur flyback B30031 - DD11847VR 2959885 -10- 15 défectueux. Dans le cas d'un seul convertisseur flyback 15 pour tous les modules, un équilibrage entre les cellules d'un même module peut être réalisé par dissipation dans des résistances ou tout autre système pour limiter le coût. En référence aux figures 2a à 3, le ou les convertisseurs flyback 15 comprennent 5 respectivement un transformateur 21 entouré en pointillé, avec : plusieurs enroulements primaires 23 respectivement associés à un étage 11 d'accumulateur(s), et un enroulement secondaire 25 relié à la batterie auxiliaire 5. Un convertisseur flyback 15 comporte en outre du côté de chaque enroulement 10 primaire 23, un commutateur 27 réalisé par exemple par un transistor de puissance par exemple MOSFET et une diode antiparallèle de protection. Ce commutateur 27 est relié à la borne négative (û) de l'étage 11 associé. Le convertisseur flyback 15 comporte également du côté de l'enroulement secondaire 25 une diode 29 et un condensateur 31 en série. 15 En outre, une diode de blocage 33, telle qu'une diode Schottky, peut permettre d'éviter un transfert d'énergie entre les étages 11 d'accumulateur(s). De plus, l'utilisation d'une diode Schottky permet de limiter la chute de tension au passage de la diode et permet également d'avoir un seuil de tension plus faible par rapport aux diodes classiques, par exemple de l'ordre de 0,3V. 20 Afin d'améliorer le rendement et d'éviter les pertes dans la diode Schottky 33, on peut prévoir en variante d'utiliser un redressement synchrone comme l'illustre la figure 4 en connectant à la place de la diode Schottky 33 une diode 35 et un transistor 37 en parallèle. Toutefois, par exemple dans le cas d'accumulateurs de technologie Lithium-ion 25 à base de phosphate de fer (LiFePO4), les écarts de tension sont très faibles pendant la charge : les tensions sont généralement autour de 3.2V. En fin de charge, ces écarts augmentent pour atteindre 0.5V au maximum, la tension maximum de charge étant de 3.7V. La diode de protection du transistor dans le commutateur 27, a un seuil de tension de 0.7V, l'écart étant de 0,5V elle empêche toute décharge d'un étage plus chargé vers 30 un étage moins chargé. Il n'est alors pas nécessaire de mettre une diode Schottky ou B30031 - DD11847VR 2959885 -11- encore d'utiliser un redressement synchrone pour s'assurer qu'un étage d'accumulateur(s) ne se décharge pas dans un étage d'accumulateur(s) moins chargé et que l'énergie est bien transférée vers la batterie auxiliaire. En fin de décharge, on pourra soit limiter la tension minimale à 2.7V pour avoir 5 un écart de 0.5V avec la tension plateau de 3.2V, soit décider de ne pas équilibrer à ce moment. Ceci permet d'augmenter singulièrement le rendement et de diminuer les coûts. Cette solution est valable pour les écarts de tension entre accumulateurs ne dépassant pas en fonctionnement normal 0.6 à 0.7V. En ce qui concerne le dispositif de surveillance 17 de tension des accumulateurs 10 9, il comprend un moyen de mesure 17' aux bornes de chaque étage 11. Ces moyens de mesure 17' sont configurés pour transmettre leurs résultats de mesure au dispositif de commande 19. Le dispositif de commande 19 comporte quant à lui au moins un moyen de traitement pour : 15 - recevoir les mesures de tension, - comparer les tensions mesurées, et - commander la fermeture des commutateurs 27. L'étage 11 de plus haute tension impose alors sa tension aux enroulements primaires 23. Les autres étages 11 ne se déchargent pas du fait de la présence de la diode 20 Schottky 33. L'énergie de cet étage 11 est donc transférée via le transformateur 21 vers la batterie auxiliaire 5. On peut prévoir en variante de commander individuellement les commutateurs 27. Ainsi, c'est le commutateur 27 associé à l'étage 11 le plus chargé qui est commandé pour être fermé. 25 On va maintenant décrire un exemple de procédé d'équilibrage de charge des accumulateurs 9 de la batterie de puissance 1 en se référant aux figures 2b et 5. Lors d'une première étape El, on mesure la tension aux bornes des étages 11 d'accumulateur(s). Chaque étage 11 présente une tension respective V1,V2,V3,V4. Prenons l'exemple dans lequel la tension V1 est égale à 3,5V et les tensions 30 V2,V3,V4 à 3,2V, la tension de seuil étant par exemple 3,6V. B30031 - DD11847VR 2959885 -12- Le moyen de mesure 17' aux bornes du premier étage 11 mesure donc une tension V1 de 3,5V, tandis que les autres moyens de mesure 17' mesurent respectivement une tension V2,V3,V4 de 3,2V. Le dispositif de commande 19 compare à l'étape E2 les tensions mesurées. 5 La tension V1 aux bornes du premier étage 11 est supérieure aux tensions V2 à V4 des autres étages 11. Par conséquent, le dispositif de commande 19 commande la fermeture des commutateurs 27 à l'étape E3. Ces commutateurs 27 sont commandés de façon commune et sont donc fermés en même temps selon un temps de fermeture prédéfini. 10 La tension V1 de 3,5V est imposée aux enroulements primaires 23. Cette tension V1 étant supérieure aux tensions V2,V3,V4 des autres étages 11, les diodes Schottky pour les étages 11 de tension respective V2,V3,V4 sont bloquées ce qui empêche la décharge de ces étages 11. Les enroulements primaires 23 sont donc reliés à l'étage 11 le plus chargé et il en résulte une augmentation du flux magnétique dans le transformateur 15 21. En variante, seul le commutateur 27 associé à l'étage 11 le plus chargé de tension V1 est fermé. Il en résulte également une augmentation du flux magnétique dans le transformateur 21 dont l'enroulement primaire 23 est relié à cet étage 1 l plus chargé. De plus, la tension aux bornes du secondaire est négative bloquant ainsi la diode 20 29. Lorsque le ou les commutateurs 27 s'ouvrent, la diode 29 devient passante et permet également le redressement de la tension qui est ensuite filtrée par le condensateur 31. On équilibre alors la charge des accumulateurs 9 en transférant l'énergie de 25 l'étage 11 le plus chargé vers la batterie auxiliaire 5. Cet équilibrage peut se faire à tout moment de fonctionnement du véhicule dès lors qu'une consommation est observée sur la batterie auxiliaire 5 ou qu'il est possible de charger la batterie auxiliaire 5. 30 Un deuxième mode de réalisation est illustré de façon schématique sur la figure B30031 - DD11847VR 2959885 -13- 6. Ce deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation par le fait que le système d'équilibrage 3 remplace complètement le convertisseur DC/DC 7 du premier mode de réalisation permettant d'alimenter la batterie auxiliaire 5 et assurant l'isolation galvanique pour la sécurité des auxiliaires. 5 Les coûts d'un convertisseur DC/DC étant supprimé, le système d'équilibrage peut être plus grand et l'équilibrage plus puissant. Dans ce cas, le dimensionnement des composants du système d'équilibrage 3 est adapté pour un tel transfert d'énergie de la batterie de puissance 1 vers la batterie auxiliaire 5. Selon ce deuxième mode de réalisation (figure 7), le dispositif de commande 19 10 comporte au moins un moyen de traitement pour : recevoir les mesures de tension des moyens de mesure 17', comparer les tensions mesurées à une tension de seuil prédéfinie, déterminer un taux de charge tx à partir des résultats de comparaison, calculer un temps de fermeture tf pour chaque commutateur 27 en fonction du 15 taux de charge tx de l'étage 11 associé, et commander individuellement la fermeture des commutateurs 27 selon les temps de fermeture tf calculés. On va maintenant décrire un exemple de procédé combiné d'équilibrage de charge des accumulateurs 9 de la batterie de puissance 1 et d'alimentation de la batterie 20 auxiliaire 5 en référence aux figures 7 et 8. Lors d'une première étape E100, on mesure la tension aux bornes des étages 11 d'accumulateur(s). Chaque étage 11 présente une tension respective V1,V2,V3,V4. Cette mesure de tension peut se faire à un instant prédéfini comme la fin de charge ou à un moment de repos. 25 De façon à simplifier l'exemple, nous considérerons que la tension de l'accumulateur reflète son état de charge. Ce n'est pas toujours le cas mais cela permet d'illustrer plus facilement le propos. Pour les accumulateurs de technologie LiFePO4 par exemple, les écarts d'état de charge ne peuvent être estimés à partir de la tension qu'en fin de charge et/ou de décharge. Autrement, les différences de tension entre 30 accumulateurs sont souvent trop faibles pour être mesurées à un coût raisonnable. B30031 - DD11847VR 2959885 -14- Prenons l'exemple dans lequel la tension V1 est égale à 3,3V, les tensions V2,V3 à 3,2V, et la tension V4 à 3,5V, la tension de seuil étant par exemple 3,6V. Le moyen de mesure 17' aux bornes du premier étage 11 mesure donc une tension V1 de 3,3V, tandis que les deuxièmes et troisièmes moyens de mesure 17' 5 mesurent respectivement une tension V2,V3 de 3,2V, et le quatrième moyen de mesure 17' mesure une tension V4 de 3,5V. Le dispositif de commande 19 compare à l'étape E200 chaque tension mesurée à la tension de seuil de 3,6V de façon à déterminer le taux de charge tx de chaque étage 11. On détermine donc pour le premier étage 11 de tension V1 de 3,3V, un taux de 10 charge de 91%, pour les deuxième et troisième étages Il de tensions respectives V2,V3 de 3,2V un taux de charge de 88%, et pour le dernier étage 1l de tension V4 de 3,5V un taux de charge de 97%. On calcule alors à l'étape E300 un temps de fermeture tf des commutateurs 27 associés en fonction de ces taux de charge tx des étages 11. Le temps de fermeture tf des 15 commutateurs 27 associés aux deuxième et troisième étages 1l de tension V2 et V3 sera donc i n f é r i e u r au temps de f e r m e t u r e d u commutateur 27 associé au premier étage 1 l de tension V1, lui même inférieur au temps de fermeture du commutateur 27 associé au dernier étage 1l de tension V4. Selon une variante de réalisation, au lieu de comparer les tensions mesurées à 20 une tension de seuil à l'étape E200, on les compare entre elles de façon à identifier les étages les plus chargés. Dans l'exemple donné, la tension V4 de 3,5V est supérieure à la tension V1 de 3,3V, elle-même supérieure aux tensions V2,V3 de 3,2V (V4>V1>V2=V3). Il en résulte que l'étage 11 de tension V4 est plus chargé que l'étage 1 l de tension V1 qui est plus 25 chargé que les étages 1l de tension V2 et V3. Selon cette variante, on calcule alors à l'étape E300 un temps de fermeture des commutateurs associés en fonction de ces résultats de comparaison de façon à plus décharger les étages 11 les plus chargés. Comme précédemment, le temps de fermeture tf des commutateurs 27 associés aux deuxième et troisième étages 11 de tension V2 et 30 V3 sera donc inférieur au temps de fermeture du commutateur 27 associé au premier B30031 - DD11847VR 2959885 -15- étage 11 de tension V1, lui même inférieur au temps de fermeture du commutateur 27 associé au dernier étage 11 de tension V4. Enfin, on commande à l'étape E400, la fermeture par intermittence des commutateurs 27 selon les temps de fermeture calculés de manière à décharger plus les 5 étages 11 d'accumulateur(s) les plus chargés jusqu'à ce qu'ils atteignent sensiblement le même niveau de charge que l'étage 11 d'accumulateur(s) le moins chargé. Dans l'exemple illustré on décharge plus les étages 11 de tensions respectives V4 et V1 de façon à ce qu'ils atteignent sensiblement le même niveau de charge des étages 11 moins chargés de tensions V2 et V3. 10 Comme précédemment, il en résulte une augmentation du flux magnétique dans le transformateur 21, et lorsque les commutateurs 27 s'ouvrent, la diode 29 devient passante et permet également le redressement de la tension qui est ensuite filtrée par le condensateur 31. On alimente ainsi la batterie auxiliaire 5 tout en équilibrant la charge des étages 15 11 d'accumulateur(s) 9 en transférant l'énergie de l'étage 11 le plus chargé vers la batterie auxiliaire 5. En outre, dans le cas où la batterie 1 comporte plusieurs modules 13, les puissances fournies par les systèmes d'équilibrages associés à ces modules 13 s'additionnent pour alimenter la batterie auxiliaire 5. 20 On comprend donc que l'énergie transférée de la batterie de puissance 1 vers la batterie auxiliaire 5 sert à équilibrer le niveau de charge des étages 11 d'accumulateur(s) de la batterie de puissance 1. De plus, une seule électronique peut réaliser les deux fonctions d'équilibrage de charge des accumulateurs 9 de la batterie de puissance 1 et d'alimentation de la batterie auxiliaire 5. B30031 - DD11847VR REVENDICATIONS1. Système d'équilibrage de charge pour batterie de puissance (1) comprenant au moins deux étages (11) d'accumulateur(s) mis en série, chaque étage (11) d'accumulateur(s) comprenant au moins un accumulateur (9), caractérisé en ce que ledit système d'équilibrage comporte au moins un convertisseur flyback (15) comprenant : - un transformateur (21) avec : • au moins un enroulement primaire (23) configuré pour être connecté aux bornes d'un étage (11) d'accumulateur(s) de ladite batterie de puissance (1), et • un enroulement secondaire (25) configuré pour être connecté à une batterie auxiliaire (5) dont la tension est inférieure à la tension de ladite batterie de puissance (1), et - pour chaque étage (11) d'accumulateur(s), un commutateur (27) associé connecté à un enroulement primaire (23) dudit transformateur (21) et à la borne négative (-) de l'étage (11) d'accumulateur(s). 2. Système d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un nombre prédéfini de convertisseurs flyback (15) respectivement associés à un nombre prédéfini de modules (13) en série de ladite batterie de puissance (1), lesdits modules (13) comportant des étages (11) d'accumulateur(s) mis en série. 3. Système d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un convertisseur flyback (15) commun connecté à un nombre prédéfini de modules (13) en série de ladite batterie de puissance (1), lesdits modules (13) comportant des étages (11) d'accumulateur(s) mis en série. 4. Système d'équilibrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, B30031 - DD11847VR 2959885 -17- caractérisé en ce qu'il comporte pour chaque étage (11) d'accumulateur(s), une diode de blocage (33) : - reliée par son anode à l'enroulement primaire (23) du transformateur (21), et 5 - reliée par sa cathode au commutateur (27) associé. 5. Système d'équilibrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la diode de blocage (33) est une diode Schottky. 6. Système d'équilibrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte pour chaque étage (11) d'accumulateur(s) une 10 diode (35) et un transistor (37) en parallèle, tels que la diode (35) soit reliée par son anode à l'enroulement primaire (23) du transformateur (21) et reliée par sa cathode au commutateur (27) associé de l'étage (11) d'accumulateur(s). 7. Système d'équilibrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les commutateurs (27) dudit au moins un convertisseur 15 flyback (15) sont commandés de façon commune de manière à être fermés en même temps. 8. Système d'équilibrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les commutateurs (27) dudit au moins un convertisseur flyback (15) sont commandés de façon individuelle. 20 9. Système d'équilibrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit système comporte un dispositif de surveillance (17) de la tension aux bornes des étages (11) d'accumulateur(s). 10. Système d'équilibrage selon la revendication 7 prise en combinaison avec la revendication 9, caractérisé en ce que ledit système d'équilibrage comporte un 25 dispositif de commande (19) pour commander la fermeture de l'ensemble des commutateurs (27) lorsqu'au moins un étage (11) d'accumulateur(s) présente une B30031 - DD11847VR 2959885 -18- tension supérieure aux tensions respectives des autres étages (11) d'accumulateur(s). 11. Système d'équilibrage selon la revendication 8 prise en combinaison avec la revendication 9, caractérisé en ce que ledit système d'équilibrage comporte un 5 dispositif de commande (19) pour commander la fermeture du commutateur (27) associé à un étage (11) d'accumulateur(s) dont la tension est supérieure aux tensions respectives des autres étages (11) d'accumulateur(s). 12. Système d'équilibrage selon la revendication 8 prise en combinaison avec la revendication 9, caractérisé en ce que ledit système comprend un dispositif de 10 commande (19) configuré pour : - calculer pour chaque étage d'accumulateur (11), un temps de fermeture (tf) du commutateur (27) associé, et - commander la fermeture des commutateurs (27) respectivement pendant les temps de fermeture (tf) associés. 15 13. Système d'équilibrage selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit au moins un convertisseur flyback (15) est dimensionné pour un transfert d'énergie de la batterie de puissance (1) vers la batterie auxiliaire (5) de façon à alimenter la batterie auxiliaire (5). 14. Système d'équilibrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce qu'il est configuré pour l'équilibrage de charge des étages (11) d'accumulateur(s) d'une batterie de puissance (1) Lithium-ion. 15. Système d'équilibrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est configuré pour l'équilibrage de charge des étages (11) d'accumulateur(s) d'une batterie de puissance (1) alimentant le moteur d'un 25 véhicule automobile électrique et/ou hybride. 16. Procédé d'équilibrage de charge pour batterie de puissance (1) comprenant au B30031 - DD11847VR 2959885 -19- moins deux étages (11) d'accumulateur(s) mis en série, chaque étage (11) d'accumulateur(s) comprenant au moins un accumulateur (9), caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : - on mesure la tension (V1,V2,V3,V4) aux bornes de chaque étage (11) 5 d'accumulateur(s), - on compare les tensions (V1,V2,V3,V4) mesurées, et - lorsqu'une tension mesurée est supérieure aux autres tensions mesurées, on commande la fermeture d'au moins un commutateur (27) d'un convertisseur flyback (15) dont le transformateur (21) présente au moins 10 un enroulement primaire (23) connecté aux bornes d'un étage (11) d'accumulateur(s) de ladite batterie de puissance (1) et relié audit commutateur (27), et un enroulement secondaire (25) connecté à une batterie auxiliaire (5) dont la tension est inférieure à la tension de ladite batterie de puissance (1). 15 17. Procédé combiné d'équilibrage de charge pour batterie de puissance (1) et d'alimentation d'une batterie auxiliaire (5) dont la tension est inférieure à la tension de ladite batterie de puissance (1), ladite batterie de puissance (1) comprenant au moins deux étages (11) d'accumulateur(s) mis en série, chaque étage (11) d'accumulateur(s) comprenant au moins un accumulateur (9), 20 caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : - pour chaque étage (11) d'accumulateur(s), on calcule un temps de fermeture (tf) du commutateur (27) associé d'un convertisseur flyback (15) dont le transformateur (21) présente un enroulement primaire (23) connecté aux bornes de l'étage (11) d'accumulateur(s) et relié audit 25 commutateur (27), et un enroulement secondaire (25) connecté à la batterie auxiliaire (5), et - on commande la fermeture des commutateurs (27) respectivement B30031 - DD11847VR -20- pendant les temps de fermeture (tf) calculés. 18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes préliminaires suivantes : - on mesure la tension (V1,V2,V3,V4) aux bornes de chaque étage (11) d'accumulateur(s) de ladite batterie de puissance (1), - on compare les tensions mesurées (V1,V2,V3,V4) à une tension de seuil prédéfinie, - on détermine le taux de charge (tx) de chaque étage (11) d'accumulateur(s) à partir des résultats de comparaison, permettant de calculer le temps de fermeture. 19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - on mesure la tension (V1,V2,V3,V4) aux bornes de chaque étage (11) d'accumulateur(s) de ladite batterie de puissance (1), - on compare les tensions mesurées (V1,V2,V3,V4) entre elles, et - on détermine les étages (11) d'accumulateur(s) les plus chargés de façon à calculer des temps de fermeture plus longs pour les étages (11) d'accumulateur(s) plus chargés. 20. Procédé selon l'une des revendications 18 ou 19, caractérisé en ce qu'on mesure les tensions (V1,V2,V3,V4) aux bornes des étages (11) d'accumulateur(s) à un instant prédéfini, tel que la fin de la charge de ladite batterie de puissance (1). B30031 - DD11847VR