Brevet FR2955714A1 — publié le 20110729

DESCRIPTION L'invention concerne un dispositif de gestion de batterie d'un véhicule automobile, la batterie du véhicule automobile comprenant plusieurs cellules de batterie raccordées en série. Dans la pratique, on sait déjà qu'une batterie de véhicule automobile comprend plusieurs cellules de batterie raccordées en série et qui délivrent ensemble un potentiel de tension qui alimente des consommateurs électriques du véhicule automobile. En particulier lorsque les cellules de batterie raccordées en série reposent sur la technique du lithium, il est souhaitable que les cellules individuelles de la batterie du véhicule automobile soient placées à un même niveau de tension et par conséquent présentent sensiblement une même tension de cellule. On peut le garantir au moyen d'un dispositif de gestion de batterie, mais à ce jour, on ne connait aucun dispositif de gestion de batterie qui permette de maintenir de manière simple et efficace à un même niveau de tension les cellules de batterie raccordées en série d'une batterie de véhicule automobile tout en les ménageant. Partant de là, le problème à la base de la présente invention consiste à créer un nouveau dispositif de gestion de batterie. Ce problème est résolu avec le dispositif de gestion de batterie selon l'invention. Selon l'invention, le dispositif de gestion de batterie comporte un système à l'aide duquel une tension de cellule peut être déterminée sur chaque cellule de la batterie du véhicule automobile, le dispositif de gestion de batterie comparant les unes aux autres et traitant les tensions de cellule déterminées sur les cellules de la batterie de telle sorte que si la tension d'au moins une cellule de la batterie est supérieure à une première valeur limite et qu'en outre la tension d'au moins une cellule de la batterie s'écarte de la tension de la cellule ou de chaque autre cellule de la batterie de plus qu'une deuxième valeur limite définie, le dispositif de gestion de batterie utilise comme tension de référence la tension la plus basse des cellules de la batterie et décharge la cellule ou chaque autre cellule de la batterie dont la tension de cellule est plus élevée pour amener cette tension à la tension de référence pour réaliser une égalisation des tensions entre les cellules de la batterie. -2- Le dispositif de gestion de batterie selon l'invention détermine pour chaque cellule de la batterie du véhicule automobile une tension de cellule dans un cycle ou intervalle de mesure définis et traite les tensions de cellule de telle sorte que si la tension d'au moins une cellule de la batterie est supérieure à la première valeur limite et que si en outre la tension d'une cellule de la batterie s'écarte de la tension de la cellule ou de chaque autre cellule de la batterie de plus que la deuxième valeur limite définie, la plus basse tension des cellules de la batterie est utilisée comme tension de référence pour décharger les cellules de la batterie dont la tension est plus élevée et amener cette tension à la tension de référence pour réaliser une égalisation des tensions entre les cellules de la batterie. Cela permet de manière simple et efficace de maintenir les cellules individuelles de la batterie d'un véhicule automobile au même niveau de tension. Cette égalisation des tensions ne s'effectue cependant que si la tension d'au moins une cellule de la batterie est supérieure à la première valeur limite et si en outre la tension d'au moins une cellule de la batterie s'écarte de plus que la deuxième valeur limite définie de la tension de la cellule ou de chaque autre cellule de la batterie. Le dispositif de gestion de batterie traite la tension des cellules de la batterie les unes avec les autres de préférence de telle sorte que si la tension de toutes les cellules de la batterie est inférieure à la première valeur limite, le dispositif de gestion de batterie n'égalise pas les tensions des cellules de la batterie. Dans un développement avantageux de l'invention, si la tension d'au moins une cellule de la batterie est supérieure à une troisième valeur limite, le dispositif de gestion de batterie détermine les tensions des cellules de la batterie dans un premier cycle ou intervalle de mesure relativement court. La troisième valeur limite correspond de préférence à la première valeur limite. Cela permet de préserver la batterie du véhicule automobile parce que la détermination des tensions des cellules ne s'effectue dans le premier cycle de mesure ou intervalle de mesure relativement court que si la tension d'au moins une cellule de la batterie est supérieure à la troisième valeur limite qui correspond de préférence à la première valeur limite. Dans un autre développement avantageux de l'invention, si pendant une durée définie, aucune des tensions des cellules de la batterie ne s'est écartée des tensions des autres cellules de la batterie de plus que la -3- deuxième valeur limite, le dispositif de gestion de batterie détermine la tension de cellule dans un deuxième cycle de mesure ou intervalle de mesure relativement long. Cela permet également de préserver la batterie du véhicule automobile en prolongeant le cycle de mesure. Conformément à l'invention, le dispositif de gestion de batterie est caractérisé en ce : - qu'il comporte un système à l'aide duquel la tension de chaque cellule de la batterie du véhicule automobile peut être déterminée, le dispositif de gestion de batterie comparant les unes aux autres et traite les tensions déterminées sur les cellules de la batterie, de telle sorte que lorsque la tension d'au moins une cellule de la batterie est supérieure à une première valeur limite et qu'en outre la tension d'au moins une cellule de la batterie s'écarte de la tension de la cellule ou de chaque autre cellule de la batterie de plus qu'une deuxième valeur limite définie, le dispositif de gestion de batterie utilise comme tension de référence la tension la plus basse des cellules de la batterie et décharge la cellule ou chaque autre cellule de la batterie dont la tension de cellule est plus élevée pour amener cette tension à la tension de référence pour réaliser une égalisation des tensions entre les cellules de la batterie ; - qu'il traite les tensions des cellules de la batterie de telle sorte que si les tensions de toutes les cellules de la batterie sont supérieures à la première valeur limite et qu'en outre la tension d'au moins une cellule de la batterie s'écarte de la tension de la cellule de la batterie ou de chaque autre cellule de la batterie de plus que la deuxième valeur limite définie, le dispositif de gestion de batterie utilise comme tension de référence la tension de cellule la plus basse et décharge jusqu'à la tension de référence la ou chaque autre cellule de la batterie dont la tension de cellule est plus élevée ; - qu'il traite la tension de cellule des cellules de batterie de telle sorte que si les tensions de toutes les cellules de la batterie sont inférieures à la première valeur limite, le dispositif de gestion de batterie n'égalise pas les tensions des cellules de la batterie ; - que lorsque la tension d'au moins une cellule de la batterie est supérieure à une troisième valeur limite, il détermine les tensions des cellules de la batterie, les compare les unes aux autres et les traite dans un premier cycle de mesure relativement court ; -4- - que si les tensions de toutes les cellules de la batterie sont supérieures à la troisième valeur limite, il détermine les tensions des cellules, les compare les unes aux autres et les traite dans un premier cycle de mesure relativement court ; - que si les tensions de toutes les cellules de la batterie sont inférieures à la troisième valeur limite, il détermine les tensions des cellules, les compare les unes aux autres et les traite dans un deuxième cycle de mesure relativement long ; - que la troisième valeur limite correspond à la première valeur limite ; - que si pendant une durée définie, aucune des tensions des cellules de la batterie ne s'écarte des tensions des autres cellules de la batterie de plus que la deuxième valeur limite, il détermine les tensions des cellules, les compare les unes aux autres et les traite dans un deuxième cycle de mesure relativement long. Des développements avantageux de l'invention ressortent de la description qui va être donnée maintenant. Des exemples de réalisation de l'invention vont être expliqués plus en détail à l'aide du dessin, sans que l'invention y soit limitée. Dans le dessin : la figure unique représente schématiquement le dispositif de gestion de batterie selon l'invention en même temps qu'une batterie de véhicule automobile qui comprend plusieurs cellules de batterie raccordées en série. La figure unique représente de manière fortement schématisée une batterie 10 de véhicule automobile qui comporte plusieurs cellules de batterie 11, 12, 13 et 14 raccordées en série, la batterie 10 du véhicule automobile étant branchée à un dispositif 15 de gestion de batterie selon l'invention. Entre deux bornes 16 et 17, la batterie 10 du véhicule automobile délivre une tension d'alimentation qui alimente des consommateurs électriques du véhicule automobile. La borne 16 est de préférence une borne de raccordement à la masse à laquelle est associé un système 18 de mesure de tension du dispositif 15 de gestion de batterie. Le système 18 de mesure de tension du dispositif 15 de gestion de batterie dispose d'autres bornes 19, 20, 21 et 22, de telle sorte que chaque cellule 11 à 14 de la batterie 10 du véhicule automobile peut être -5- branchée par ses pôles respectivement à une borne 16 à 22 du système 18 de mesure de tension. A l'aide du système 18 de mesure de tension, il est possible de déterminer par mesure une tension individuelle de chaque cellule 11 à 14 de la batterie 10 du véhicule automobile. Le dispositif 15 de gestion de batterie compare et traite les tensions individuelles des cellules 11 à 14 de la batterie, déterminées au moyen du système 18 de mesure de tension, de telle sorte que si la tension d'au moins une cellule 11, 12, 13 ou 14 de la batterie est supérieure à une première valeur limite et si en outre la tension d'au moins une cellule 11, 12, 13 ou 14 de la batterie s'écarte de plus qu'une deuxième valeur limite définie de la tension de la cellule ou de chaque autre cellule de la batterie, le dispositif 15 de gestion de batterie utilise comme tension de référence la tension la plus basse des cellules 11 à 14 de la batterie et décharge jusqu'à la tension de référence la cellule ou chaque autre cellule de la batterie dont la tension est plus élevée, pour ainsi égaliser les tensions des cellules 11 à 14 de la batterie et les maintenir à un même niveau de tension. Si les tensions de toutes les cellules 11 à 14 de la batterie sont inférieures à la première valeur limite, on n'effectue de préférence pas d'égalisation des tensions entre les cellules 11 à 14 de la batterie. Le dispositif 15 de gestion de batterie traite alors les tensions des cellules 11 à 14 de la batterie les unes avec les autres de telle sorte que si les tensions de toutes les cellules 11 à 14 de la batterie sont inférieures à la première valeur limite, il n'égalise plus les tensions des cellules 11 à 14 de la batterie. Cependant, si la tension d'une ou plusieurs cellules 11 à 14 de la batterie est supérieure à la première valeur limite, l'égalisation selon l'invention des tensions à la tension de référence est réalisée au cas où la tension d'au moins une cellule 11 à 14 de la batterie s'écarte de la deuxième valeur limite définie de la tension de la cellule ou de chaque autre cellule de la batterie. En variante, le dispositif 15 de gestion de batterie peut également n'effectuer l'égalisation des tensions définie plus haut à la tension de référence, c'est-à-dire à la tension de cellule respective la plus basse, que si les tensions de toutes les cellules 11 à 14 de la batterie sont supérieures à la première valeur limite et qu'en outre la tension d'au moins une cellule 11 à 14 de la batterie s'écarte de plus que la deuxième valeur limite définie des tensions de la cellule de la batterie ou de chaque autre cellule de la batterie. Dans ce cas, l'égalisation des tensions entre les cellules 11 à 14 de la -6- batterie ne s'effectuera que si seulement la tension d'une cellule de la batterie est inférieure à la première valeur limite. Dans un développement avantageux de l'invention, le dispositif 15 de gestion de batterie, à savoir le système 18 de mesure de tension de ce dernier, détermine les tensions des cellules 11 à 14 de la batterie dans un premier cycle ou intervalle de mesure relativement court et traite ces valeurs de mesure les unes avec les autres dans ce premier cycle ou intervalle de mesure relativement court lorsque la tension d'au moins une cellule 11 à 14 de la batterie est supérieure à une troisième valeur limite. La troisième valeur limite correspond alors de préférence à la première valeur limite mais elle peut cependant aussi s'écarter de la première valeur limite. Si les tensions de toutes les cellules 11 à 14 de la batterie sont inférieures à la troisième valeur limite, le dispositif 15 de gestion de batterie, c'est-à-dire le système 18 de mesure de tension de ce dernier, détermine les tensions de cellule de préférence dans un deuxième cycle ou intervalle de mesure relativement long. Le traitement des tensions de cellule dans le dispositif 15 de gestion de batterie s'effectue alors également dans ce deuxième cycle ou intervalle de mesure relativement long. Lorsque les cellules 11 à 14 de la batterie sont relativement fortement déchargées, cela permet de prolonger le cycle ou intervalle de mesure et ainsi préserver les cellules de la batterie par le fait que lorsque les cellules 11 à 14 de la batterie ont un état de charge relativement bas, la mesure des tensions de cellule s'effectue à des intervalles de temps plus longs. Comme déjà indiqué, la détection des tensions de cellule s'effectue dans le premier cycle ou intervalle de mesure relativement court lorsqu'au moins une tension des cellules 11 à 14 de la batterie est supérieure à la troisième valeur limite. En variante, on peut également n'exécuter la mesure des tensions de cellule dans le premier cycle de mesure relativement court que si les tensions de toutes les cellules 11 à 14 de la batterie sont supérieures à la troisième valeur limite et basculer déjà sur le deuxième cycle ou intervalle de mesure relativement long si la tension d'au moins une cellule 11 à 14 de la batterie descend au-dessous de la troisième valeur limite. Le dispositif 15 de gestion de batterie peut encore mieux préserver les cellules 11 à 14 de la batterie si le dispositif 15 de gestion de batterie détermine les tensions de cellule dans le deuxième cycle ou intervalle de mesure relativement long lorsque pendant une durée définie, aucune des tensions des cellules 11 à 14 de la batterie ne s'est écartée des -7- tensions des autres cellules de la batterie de plus que la deuxième valeur limite. Si ainsi on constate que pendant une durée définie, les tensions des cellules de la batterie sont situées à un niveau de tension sensiblement égal, le cycle ou intervalle de mesure peut être prolongé. Le dispositif 15 de gestion de batterie selon l'invention sera utilisé en particulier lorsque la batterie du véhicule automobile, à savoir les cellules 11 à 14 de la batterie, reposent sur la technique du lithium et sont réalisées sous la forme de cellules de batterie au lithium et phosphate de fer. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés au dessin annexé. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Dispositif (15) de gestion de batterie (10) d'un véhicule automobile, la batterie (10) du véhicule automobile comprenant plusieurs cellules (11, 12, 13, 14) de batterie raccordées en série, caractérisé en ce que ce dispositif (15) comporte un système (18) à l'aide duquel la tension de chaque cellule (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) du véhicule automobile peut être déterminée, le dispositif (15) de gestion de batterie comparant les unes aux autres et traite les tensions déterminées sur les cellules (11, 12, 13, 14) de la batterie, (10) de telle sorte que lorsque la tension d'au moins une cellule (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) est supérieure à une première valeur limite et qu'en outre la tension d'au moins une cellule (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) s'écarte de la tension de la cellule ou de chaque autre cellule (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) de plus qu'une deuxième valeur limite définie, le dispositif (15) de gestion de batterie utilise comme tension de référence la tension la plus basse des cellules (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) et décharge la cellule ou chaque autre cellule (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) dont la tension de cellule est plus élevée pour amener cette tension à la tension de référence pour réaliser une égalisation des tensions entre les cellules (11, 12, 13, 14) de la batterie (10). 2. Dispositif (15) de gestion de batterie (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il traite les tensions des cellules (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) de telle sorte que si les tensions de toutes les cellules (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) sont supérieures à la première valeur limite et qu'en outre la tension d'au moins une cellule (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) s'écarte de la tension de la cellule de la batterie (10) ou de chaque autre cellule (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) de plus que la deuxième valeur limite définie, le dispositif (15) de gestion de batterie (10) utilise comme tension de référence la tension de cellule la plus basse et décharge jusqu'à la tension de référence la ou chaque autre cellule (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) dont la tension de cellule est plus élevée. 3. Dispositif (15) de gestion de batterie (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il traite la tension de cellule des cellules de batterie (10) de telle sorte que si les tensions de toutes les-9- cellules (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) sont inférieures à la première valeur limite, le dispositif de gestion (15) de batterie (10) n'égalise pas les tensions des cellules (11, 12, 13, 14) de la batterie (10). 4. Dispositif (15) de gestion de batterie (10) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lorsque la tension d'au moins une cellule (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) est supérieure à une troisième valeur limite, il détermine les tensions des cellules (11, 12, 13, 14) de la batterie (10), les compare les unes aux autres et les traite dans un premier cycle de mesure relativement court. 5. Dispositif (15) de gestion de batterie (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que si les tensions de toutes les cellules (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) sont supérieures à la troisième valeur limite, il détermine les tensions des cellules (11, 12, 13, 14), les compare les unes aux autres et les traite dans un premier cycle de mesure relativement court. 6. Dispositif (15) de gestion de batterie (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que si les tensions de toutes les cellules (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) sont inférieures à la troisième valeur limite, il détermine les tensions des cellules (11, 12, 13, 14), les compare les unes aux autres et les traite dans un deuxième cycle de mesure relativement long. 7. Dispositif (15) de gestion de batterie (10) selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la troisième valeur limite correspond à la première valeur limite. 8. Dispositif (15) de gestion de batterie (10) selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que si pendant une durée définie, aucune des tensions des cellules (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) ne s'écarte des tensions des autres cellules (11, 12, 13, 14) de la batterie (10) de plus que la deuxième valeur limite, il détermine les tensions des cellules (11, 12, 13, 14), les compare les unes aux autres et les traite dans un deuxième cycle de mesure relativement long.