Brevet FR3131876A1 — publié le 20230721

Un procédé de commande d'une batterie électrique munie d'un système de gestion de batterie, la batterie électrique comprenant au moins deux branches connectées en parallèle, chaque branche comprenant au moins un module de stockage d'énergie, les branches étant électriquement reliées à un boîtier de jonction par lequel transite le courant de la batterie, chaque branche étant munie d'au moins un fusible de protection adapté pour interrompre le passage d'un courant électrique en cas de sur-courant dans ladite branche, le procédé comprenant : - une détermination d'une absence ou d'une présence d'un courant de branche, et d'une absence ou d'une présence d'un courant de jonction, - une vérification de cohérence entre le courant de branche et le courant de jonction, une anomalie du fusible sur ladite branche étant considérée en cas d'incohérence, - une modification du fonctionnement du système de gestion de batterie en fonction de l'anomalie du fusible, l'autre branche fournissant du courant. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Procédé de commande d'une batterie électrique DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de commande d'une batterie électrique comprenant au moins deux branches connectées en parallèle, chaque branche comprenant au moins un module de stockage d'énergie, et de préférence au moins deux modules de stockage d'énergie montés en série, chaque branche étant munie d'au moins un fusible de protection, le procédé permettant de détecter une anomalie de fusible et de modifier le fonctionnement d'un système de gestion de batterie en fonction de l'anomalie du fusible. ETAT DE LA TECHNIQUE Les batteries électriques permettent de stocker l'énergie électrique sous forme chimique et de la restituer sous forme de courant continu, de manière contrôlée. Afin d'atteindre des puissances importantes requises pour des applications telles que la mobilité de véhicules, les batteries électriques sont formées d'assemblage d'éléments accumulateurs électro-chimiques désignés sous le terme de cellule. Ces éléments présentent une tension nominale assez faible, typiquement 3,7 V, et sont connectés électriquement en série et/ou parallèle pour atteindre des niveaux de tension et d’énergie compatibles avec les applications visées. De façon à faciliter l’assemblage et la maintenance des grandes batteries, mais aussi pour sécuriser ces étapes, une batterie est souvent découpée en sous-ensembles, appelés modules. Ces modules de batterie présentent en général une tension non dangereuse (inférieure à 60V), des dimensions et masse permettant une manipulation aisée. Ces modules peuvent être assemblés en série pour adapter le niveau de tension désirée et former une batterie complète, formant ainsi une branche. Ces branches peuvent ensuite être connectées en parallèle pour augmenter le niveau d’énergie embarquée par la batterie et donc atteindre une autonomie suffisante pour l'application visée. Pour les grandes batteries, ce type d’architecture est répétée et des branches sont mises en parallèle de façon à augmenter la capacité embarquée, comme décrit dans le brevet EP3273567B1. Dans cet exemple, les deux polarités d'une branche sont reliées à une boite de jonction, qui contient les organes de sécurité. Cette configuration présente l’inconvénient d’utiliser plusieurs boites de jonction et une unité centrale supplémentaire, résultant en des coûts et un volume global plus importants, peu acceptable pour des applications embarquées. Il est donc préférable d’utiliser des architectures avec des modules connectées en série pour former des branches, les branches étant elles-mêmes en parallèle pour former une matrice de module. Pour garantir la sécurité de ces installations, chaque branche est munie d'au moins un fusible de protection adapté pour interrompre le passage d'un courant électrique en cas de sur-courant dans ladite branche. Typiquement, des fusibles peuvent être mis au moins sur les polarités + et – de chaque branche, de façon à protéger les câbles de mise en parallèle et éviter un défaut général en cas de défaut sur une seule branche. Ces architectures de batterie sont beaucoup moins volumineuses et beaucoup moins coûteuses mais elles présentent un inconvénient important : si un des fusibles est ouvert, il y a moins de cellules connectées à la boite de jonction. A puissance constante, le courant parcourant les autres cellules devient donc plus important, et peut possiblement atteindre des valeurs potentiellement dangereuses. Par exemple, avec 3 branches de modules connectés en parallèle, l’ouverture d’un fusible fait sortir une branche du circuit électrique. Il reste alors 2 branches de modules pour fournir ou absorber du courant. Soit 1/3 de modules en moins. Chaque branche restante doit donc fournir ou absorber 50% de courant en plus pour compenser la branche manquante. Dépasser de 50% les seuils limite de courant autorisé, notamment pendant la charge, peut détériorer les cellules de la batterie et à terme causer un départ de feu dans la batterie. Il est donc nécessaire de s'assurer que les modules de la batterie ne sont pas soumis à des intensités ou tensions trop importantes, même en cas de fusible ouvert. La demande de brevet EP3576214 A1 propose un système de détection d’une mauvaise connexion de batterie par la surveillance de tension et de détection de résistance excessive, en comparant les tensions des cellules à la tension globale de la batterie. Ce système est très fortement dépendant des précisions de mesure des capteurs de tension de cellule et de tension d’une batterie complète. Pour des batteries de tension élevée (par exemple 800V), une erreur de mesure de 1% correspond déjà à deux fois la tension maximale d’une cellule lithium-ions. En outre, des systèmes tels que celui proposé par la demande de brevet EP3576214 A1 proposent de couper la batterie en cas de détection d'une anomalie. Un véhicule électrique alimenté par la batterie est donc mis hors service en cas d'anomalie. Or, les fortes puissances et capacité requises pour la propulsion électrique d'un véhicule entraînent la nécessité de disposer d'une batterie formée de nombreuses cellules, augmentant le risque d'anomalies. La batterie peut alors manquer de fiabilité pour remplir sa fonction d'alimentation d'un véhicule électrique. Il existe donc un besoin pour un procédé de commande d'une batterie électrique qui permette d'assurer une alimentation électrique à la charge alimentée par la batterie, tout en assurant que les marges de sécurité électrique des modules de batterie sont conservées, même en cas d'anomalie telle que l'ouverture d'un fusible. Il est proposé un procédé de commande d'une batterie électrique munie d'un système de gestion de batterie , la batterie électrique comprenant au moins deux branches connectées en parallèle, chaque branche comprenant au moins un module de stockage d'énergie, les branches étant électriquement reliées à un boîtier de jonction par lequel transite le courant de la batterie , chaque branche étant munie d'au moins un fusible de protection adapté pour interrompre le passage d'un courant électrique en cas de sur-courant dans ladite branche, le procédé comprenant : - une détermination d'une absence ou d'une présence d'un courant de branche circulant dans une branche, et d'une absence ou d'une présence d'un courant de jonction correspondant au cumul des courants circulant dans les branches, - une vérification de cohérence entre l'absence ou la présence d'un courant de branche et l'absence ou la présence d'un courant de jonction, une anomalie du fusible sur ladite branche étant considérée en cas d'incohérence, - une modification du fonctionnement du système de gestion de batterie en fonction de l'anomalie du fusible, dans lequel l'autre branche continue de fournir du courant. Le procédé de commande selon l'invention se contente de détecter l'absence ou la présence d'un courant de branche, et ne nécessite donc pas de dispositif de mesure précis ou complexe par opposition à des procédés nécessitant une mesure précise du courant. En outre, même en cas d'anomalie de fusible sur une branche, la batterie continue à fournir de l'électricité. Avantageusement, mais facultativement, le procédé peut comprendre l’une au moins parmi les caractéristiques suivantes, prise seule ou dans une quelconque combinaison : - chaque branche comprend au moins deux modules de stockages d'énergie montés en série ; - la modification du fonctionnement du système de gestion de batterie comprend une réduction d'une limite de courant de jonction ; - la réduction de la limite du courant de jonction est fonction d'un facteur correspondant à la part de la branche dans la fourniture de courant de la batterie ; - la détermination d'une absence ou d'une présence d'un courant de branche circulant dans une branche comprend la mesure de l'intensité du courant de branche en utilisant une tension aux bornes d'une partie conductrice d'un module de stockage d'énergie de ladite branche , ladite partie conductrice formant une portion d'un circuit de puissance par lequel transite au moins une partie du courant de branche ; - la tension aux bornes d'une partie conductrice d'un module est déterminée à partir d'un point de mesure parmi des points de mesure utilisés par une carte électronique du module pour déterminer des tensions internes audit modules, et à partir d'un autre point de mesure correspondant à une borne de connexion de puissance du module ; - la partie conductrice d'un module est une barre omnibus, ou bus-barre ; - la détermination d'une absence ou d'une présence d'un courant de branche circulant dans une branche comprend une mesure du courant de branche, et la comparaison avec au moins un seuil, l'absence ou la présence d'un courant de branche étant déterminée en fonction d'un résultat de la comparaison ; - la détermination d'une absence ou d'une présence d'un courant de branche circulant dans une branche est basée sur une pluralité de mesures de courant dans la branche en différents points de ladite branche, l'absence ou la présence d'un courant de branche étant déterminée à partir d'une valeur dérivée de la pluralité de mesures de courant. L'invention concerne également une batterie électrique munie d'un système de gestion de batterie, la batterie électrique comprenant au moins deux branches connectées en parallèle, chaque branche comprenant au moins un module de stockage d'énergie ou des modules de stockage en série, les branches étant électriquement reliées à un boîtier de jonction par lequel transite le courant de la batterie, chaque branche étant munie d'au moins un fusible de protection adapté pour interrompre le passage d'un courant électrique en cas de sur-courant dans ladite branche, le système de gestion de batterie étant configuré pour mettre en œuvre : - une vérification de cohérence entre l'absence ou la présence d'un courant de branche et l'absence ou la présence d'un courant de jonction, une anomalie du fusible sur ladite branche étant considérée en cas d'incohérence, - une modification du fonctionnement du système de gestion de batterie en fonction de l'anomalie du fusible, dans lequel l'autre branche continue de fournir du courant, conformément au procédé selon l'invention. L'invention concerne également un véhicule à propulsion électrique comprenant la batterie électrique selon l'invention. DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La illustre schématiquement la configuration d'une batterie alimentant une machine, dans un exemple avec trois branches, selon un mode de réalisation possible de l'invention ; La montre un exemple d'un module de stockage d'énergie selon un mode de réalisation possible de l'invention ; La illustre un détail d'une face avant d'un module, montrant le bus barre reliant deux points de mesure ; La est un diagramme illustrant schématiquement des étapes du procédé selon un mode de réalisation possible de l'invention. Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. Procédé de commande d'une batterie électrique (1) munie d'un système de gestion de batterie (32), la batterie électrique (1) comprenant au moins deux branches (2) connectées en parallèle, chaque branche (2) comprenant au moins un module (4) de stockage d'énergie, les branches (2) étant électriquement reliées à un boîtier de jonction par lequel transite le courant de la batterie (1), chaque branche (2) étant munie d'au moins un fusible (30) de protection adapté pour interrompre le passage d'un courant électrique en cas de sur-courant dans ladite branche (2), caractérisé en ce que le procédé comprend : - une détermination d'une absence ou d'une présence d'un courant de branche circulant dans une branche, et d'une absence ou d'une présence d'un courant de jonction correspondant au cumul des courants circulant dans les branches (2), - une vérification de cohérence entre l'absence ou la présence d'un courant de branche et l'absence ou la présence d'un courant de jonction, une anomalie du fusible sur ladite branche (2) étant considérée en cas d'incohérence, - une modification du fonctionnement du système de gestion de batterie (32) en fonction de l'anomalie du fusible, dans lequel l'autre branche (2) continue de fournir du courant. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la modification du fonctionnement du système de gestion de batterie comprend une réduction d'une limite de courant de jonction. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la réduction de la limite du courant de jonction est fonction d'un facteur correspondant à la part de la branche (2) dans la fourniture de courant de la batterie (1). Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la détermination d'une absence ou d'une présence d'un courant de branche circulant dans une branche (2) comprend la mesure de l'intensité du courant de branche en utilisant une tension aux bornes d'une partie conductrice d'un module (4) de stockage d'énergie de ladite branche (2), ladite partie conductrice formant une portion d'un circuit de puissance par lequel transite au moins une partie du courant de branche. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel dans lequel la tension aux bornes d'une partie conductrice d'un module (4) est déterminée à partir d'un point de mesure parmi des points de mesure utilisés par une carte électronique (45) du module (4) pour déterminer des tensions internes audit modules, et à partir d'un autre point de mesure correspondant à une borne de connexion (43, 44) de puissance du module (4). Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel la partie conductrice d'un module est une barre omnibus (48), ou bus-barre. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la détermination d'une absence ou d'une présence d'un courant de branche circulant dans une branche comprend une mesure du courant de branche, et la comparaison avec au moins un seuil, l'absence ou la présence d'un courant de branche étant déterminée en fonction d'un résultat de la comparaison. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la détermination d'une absence ou d'une présence d'un courant de branche circulant dans une branche est basée sur une pluralité de mesures de courant dans la branche en différents points de ladite branche, l'absence ou la présence d'un courant de branche étant déterminée à partir d'une valeur dérivée de la pluralité de mesures de courant. Batterie électrique (1) munie d'un système de gestion de batterie (32), la batterie électrique (1) comprenant au moins deux branches (2) connectées en parallèle, chaque branche (2) comprenant au moins un module (4) de stockage d'énergie, les branches étant électriquement reliées à un boîtier de jonction par lequel transite le courant de la batterie, chaque branche étant munie d'au moins un fusible de protection adapté pour interrompre le passage d'un courant électrique en cas de sur-courant dans ladite branche, caractérisé en ce que le système de gestion de batterie est configuré pour mettre en œuvre : - une vérification de cohérence entre l'absence ou la présence d'un courant de branche et l'absence ou la présence d'un courant de jonction, une anomalie du fusible sur ladite branche étant considérée en cas d'incohérence, - une modification du fonctionnement du système de gestion de batterie en fonction de l'anomalie du fusible, dans lequel l'autre branche continue de fournir du courant, conformément au procédé l'une quelconque des revendications précédentes. Véhicule à propulsion électrique comprenant la batterie électrique de la revendication 9.